Gräben sind enge Räume, die normalerweise ausgehoben werden, um Versorgungsleitungen zu vergraben oder Fundamente zu platzieren. Gräben sind normalerweise tiefer als breit, gemessen am Boden, und normalerweise weniger als 6 m tief; Sie werden auch als flache Ausgrabungen bezeichnet. Ein geschlossener Raum ist definiert als ein Raum, der groß genug ist, damit ein Arbeiter seine Arbeit betreten und verrichten kann, begrenzte Ein- und Ausstiegsmöglichkeiten hat und nicht für eine ständige Belegung ausgelegt ist. Es sollten mehrere Leitern vorhanden sein, damit die Arbeiter aus dem Graben entkommen können.

Typischerweise sind Gräben nur für Minuten oder Stunden geöffnet. Die Wände jedes Grabens werden schließlich zusammenbrechen; es ist nur eine Frage der Zeit. Kurzfristige scheinbare Stabilität ist eine Versuchung für einen Auftragnehmer, Arbeiter in der Hoffnung auf schnelle Fortschritte und finanziellen Gewinn in einen gefährlichen Graben zu schicken. Tod oder schwere Verletzungen und Verstümmelungen können die Folge sein.

Arbeiter in Gräben können nicht nur der Möglichkeit des Einsturzes von Grabenwänden ausgesetzt sein, sondern auch durch Eintauchen in Wasser oder Abwasser, Kontakt mit gefährlichen Gasen oder reduziertem Sauerstoff, Stürze, Herunterfallen von Geräten oder Materialien, Kontakt mit durchtrennten Elektrokabeln und unsachgemäße Rettung.

Einbrüche machen beispielsweise in den Vereinigten Staaten mindestens 2.5 % der jährlichen arbeitsbedingten Todesfälle aus. Das Durchschnittsalter der in Schützengräben getöteten Arbeiter in den USA liegt bei 33 Jahren. Oft wird ein junger Mensch von einem Einsturz eingeschlossen und andere Arbeiter versuchen zu retten. Bei gescheiterten Rettungsversuchen sind die meisten Toten Möchtegern-Retter. Im Falle eines Einsturzes sollten sofort in Grabenrettung geschulte Notfallteams kontaktiert werden.

Regelmäßige Inspektionen der Grabenwände und der Arbeitsschutzsysteme sind unerlässlich. Inspektionen sollten täglich vor Beginn der Arbeiten und nach jedem Ereignis – wie z. B. Regenstürmen, Vibrationen oder gebrochenen Rohren – durchgeführt werden, das die Gefahren erhöhen könnte. Es folgen Beschreibungen der Gefahren und wie man sie vermeidet.

Einsturz der Grabenwand

Die Hauptursache für Todesfälle im Zusammenhang mit Grabenaushubarbeiten sind eingestürzte Grabenwände, die Arbeiter erdrücken oder ersticken können.

Grabenwände können durch Aktivitäten außerhalb, aber in der Nähe eines Grabens geschwächt werden. An der Wandkante dürfen keine schweren Lasten abgestellt werden. Gräben sollten nicht in der Nähe von Bauwerken wie Gebäuden oder Eisenbahnschienen ausgehoben werden, da das Ausheben von Gräben die Bauwerke untergraben und die Fundamente schwächen kann, wodurch die Bauwerke und Grabenwände einstürzen können. Kompetente technische Unterstützung sollte in der Planungsphase gesucht werden. Fahrzeuge dürfen nicht zu nahe an die Seiten eines Grabens heranfahren; Dammbalken oder Erdböschungen sollten vorhanden sein, um zu verhindern, dass Fahrzeuge dies tun.

Bodenarten und Umgebung

Die richtige Auswahl eines Arbeitsschutzsystems hängt von den Boden- und Umgebungsbedingungen ab. Die Bodenfestigkeit, das Vorhandensein von Wasser und Vibrationen von Geräten oder nahe gelegenen Quellen beeinträchtigen die Stabilität von Grabenwänden. Zuvor ausgehobene Böden gewinnen nie wieder an Festigkeit. Die Ansammlung von Wasser in einem Graben, unabhängig von der Tiefe, signalisiert die gefährlichste Situation.

Der Boden muss klassifiziert und die Baustelle bewertet werden, bevor ein geeignetes Arbeitsschutzsystem ausgewählt wird. Ein Sicherheits- und Gesundheitsschutzplan für das Projekt sollte die einzigartigen Bedingungen und Gefahren im Zusammenhang mit dem Projekt berücksichtigen.

Böden können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: kohäsive und körnige. Bindige Böden enthalten mindestens 35 % Ton und brechen nicht, wenn sie zu Fäden von 50 mm Länge und 3 mm Durchmesser gerollt und an einem Ende gehalten werden. Bei bindigen Böden stehen Grabenwände kurzzeitig senkrecht. Diese Böden sind für so viele Todesfälle durch Einstürzen verantwortlich wie jeder andere Boden, da der Boden stabil erscheint und häufig keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Körnige Böden bestehen aus Schluff, Sand, Kies oder größerem Material. Diese Böden zeigen im nassen Zustand eine offensichtliche Kohäsion (Sandburgeffekt); je feiner das Teilchen, desto größer die scheinbare Kohäsion. Untergetaucht oder trocken kollabieren die gröberen körnigen Böden jedoch sofort in einen stabilen Winkel von 30 bis 45 °, je nach Winkeligkeit oder Rundheit der Partikel.

Arbeitnehmerschutz

Schräg verhindert ein Versagen des Grabens, indem das Gewicht (des Bodens) entfernt wird, das zu einer Instabilität des Grabens führen kann. Gefälle, einschließlich Bench (Gefälle in einer Reihe von Schritten), erfordern eine breite Öffnung an der Oberseite eines Grabens. Der Winkel einer Neigung hängt vom Boden und der Umgebung ab, aber Neigungen reichen von 0.75 horizontal: 1 vertikal bis 1.5 horizontal: 1 vertikal. Die Neigung von 1.5 horizontal: 1 vertikal wird auf jeder Seite an der Spitze für jeden Meter Tiefe um 1.5 m zurückversetzt. Schon die kleinste Steigung ist von Vorteil. Die Breitenanforderungen von Böschungen machen diesen Ansatz jedoch auf Baustellen oft unpraktikabel.

Verbau kann für alle Bedingungen verwendet werden. Ein Ufer besteht aus einem Pfosten auf jeder Seite eines Grabens mit dazwischen liegenden Streben (siehe Abbildung 1). Stützen helfen, das Einstürzen der Grabenwand zu verhindern, indem sie nach außen gerichtete Kräfte auf eine Grabenwand ausüben. Ufer überspringen bestehen aus vertikalen Pfosten und Querstreben mit dazwischenliegendem Bodengewölbe; Sie werden in Tonen, den bindigsten Böden, verwendet. Die Ufer dürfen nicht mehr als 2 m voneinander entfernt sein. Größere Abstände zwischen Querstreben können durch die Verwendung von Riegeln (oder Riegeln) erreicht werden, um die Pfosten an Ort und Stelle zu halten (siehe Abbildung 2). Folie schließen wird in körnigen und schwächer bindigen Böden eingesetzt; die Grabenwände sind vollständig verbaut (siehe Bild 3). Bleche können aus Holz, Metall oder Fiberglas bestehen; Stahlgrabenbleche sind üblich. Enge Folie wird verwendet, wenn fließendes oder sickerndes Wasser angetroffen wird. Eine dichte Folie verhindert, dass Wasser erodiert und Erdpartikel in einen Graben bringt. Ein Verbausystem muss immer dicht am Boden gehalten werden, um ein Einstürzen zu verhindern. Streben können aus Holz oder aus Schrauben-, hydraulischen oder pneumatischen Hebern bestehen. Wales kann aus Holz oder Metall sein. 

Abbildung 1. Ufer bestehen aus Pfosten auf jeder Seite eines Grabens mit Querstreben dazwischen

Abbildung 2. Wales hält die Pfosten an Ort und Stelle und ermöglicht einen größeren Abstand zwischen den Querstreben 

Abbildung 3. In körnigen Böden wird eine enge Verbauung verwendet 

Schilde, oder Grabenkästen sind große persönliche Schutzausrüstungen; Sie verhindern nicht den Einsturz der Grabenwand, schützen aber die Arbeiter, die sich im Inneren befinden. Schilde sind im Allgemeinen aus Stahl oder Aluminium hergestellt und ihre Größe reicht üblicherweise von etwa 1 m bis 3 m Höhe und 2 bis 7 m Länge; viele andere Größen sind verfügbar. Schilde können übereinander gestapelt werden (Abbildung 4). Es müssen Schutzsysteme gegen gefährliche Bewegungen von Schilden im Falle eines Grabenwandeinsturzes vorhanden sein. Eine Möglichkeit besteht darin, auf beiden Seiten eines Schildes aufzufüllen. 

Abbildung 4. Schilde schützen Arbeiter vor dem Einsturz der Grabenwand 

Es sind neue Produkte erhältlich, die die Qualitäten eines Ufers und eines Schildes vereinen; Einige Geräte sind in besonders gefährlichen Böden einsetzbar. Schild-Ufer-Einheiten können als statische Schilde verwendet werden oder als Ufer wirken, indem sie hydraulisch oder mechanisch Kräfte auf die Grabenwand ausüben. Die kleineren Einheiten sind besonders nützlich bei der Reparatur von Brüchen in Versorgungsleitungen in städtischen Straßen. Massive Einheiten mit Schildplatten können mit mechanischen oder hydraulischen Mitteln in den Boden gedrückt werden. Der Boden wird dann aus dem Inneren des Schildes ausgehoben.

Ertrinken

Es werden mehrere Schritte empfohlen, um ein Verschlucken durch Wasser oder Abwasser in einem Graben zu verhindern. Zunächst sollten bekannte Versorgungsunternehmen kontaktiert werden, bevor Sie graben, um zu erfahren, wo sich Wasser- (und andere) Rohre befinden. Zweitens sollten Wasserventile, die Rohre in den Graben führen, geschlossen werden. Einstürze, die Wasserleitungen unterbrechen oder Ansammlungen von Wasser oder Abwasser verursachen, müssen vermieden werden. Alle Versorgungsleitungen und andere Versorgungseinrichtungen müssen gestützt werden.

Tödliche Gase und Dämpfe und unzureichender Sauerstoff

Schädliche Atmosphären können zum Tod oder zur Verletzung von Arbeitern führen, die auf Sauerstoffmangel, Feuer oder Explosion oder toxische Belastungen zurückzuführen sind. Alle Grabenatmosphären, in denen anormale Bedingungen vorhanden sind oder vermutet werden, sollten getestet werden. Dies gilt insbesondere in der Nähe von vergrabenem Müll, Gewölben, Kraftstofftanks, Mannlöchern, Sümpfen, chemischen Verarbeitungsanlagen und anderen Einrichtungen, die tödliche Gase oder Dämpfe freisetzen oder Sauerstoff in der Luft erschöpfen können. Baumaschinenabgase müssen entsorgt werden.

Die Luftqualität sollte mit Instrumenten außerhalb des Grabens bestimmt werden. Dies kann durch Absenken eines Meters oder seiner Sonde in den Graben erfolgen. Die Luft in Gräben sollte in der folgenden Reihenfolge getestet werden. Erstens muss Sauerstoff 19.5 bis 23.5 % betragen. Zweitens darf die Entflammbarkeit oder Explosionsfähigkeit nicht höher als 10 % der unteren Entflammbarkeits- oder Explosionsgrenzen (LFLs oder LELs) sein. Drittens sollten die Konzentrationen potenziell toxischer Substanzen – wie Schwefelwasserstoff – mit veröffentlichten Informationen verglichen werden. (In den USA ist eine Quelle das National Institute for Occupational Safety and Health Taschenführer zu chemischen Gefahren, die zulässige Expositionsgrenzwerte (PELs) angibt). Wenn die Atmosphäre normal ist, können die Arbeiter eintreten. Die Belüftung kann eine anormale Atmosphäre korrigieren, aber die Überwachung muss fortgesetzt werden. Abwasserkanäle und ähnliche Räume, in denen sich die Luft ständig ändert, erfordern (oder sollten) normalerweise ein Genehmigungsverfahren. Genehmigungsverfahren erfordern eine vollständige Ausrüstung und ein dreiköpfiges Team: einen Betreuer, einen Begleiter und einen Einreisewilligen.

Stürze und andere Gefahren

Stürze in und innerhalb von Gräben können verhindert werden, indem sichere und häufige Mittel zum Betreten und Verlassen eines Grabens, sichere Gehwege oder Brücken bereitgestellt werden, auf denen Arbeiter oder Geräte Gräben überqueren dürfen oder müssen, und Barrieren, die geeignet sind, andere Arbeiter oder Umstehende oder Geräte daran zu hindern, sich zu nähern ein Graben.

Herunterfallende Geräte oder Materialien können Tod oder Verletzungen durch Schläge auf Kopf und Körper, Quetschungen und Ersticken verursachen. Der Abraumhaufen sollte mindestens 0.6 m vom Rand eines Grabens entfernt gehalten werden, es sollte eine Barriere vorgesehen werden, die verhindert, dass Erdreich und Gesteinsmaterial in den Graben rollen. Auch alle anderen Materialien, wie z. B. Rohre, müssen daran gehindert werden, in einen Graben zu fallen oder hineinzurollen. Arbeiter dürfen nicht unter schwebenden Lasten oder Lasten arbeiten, die von Grabgeräten gehandhabt werden.

Alle Versorgungsleitungen sollten vor dem Graben markiert werden, um Stromschläge oder schwere Verbrennungen durch Kontakt mit spannungsführenden Stromleitungen zu vermeiden. Geräteausleger dürfen nicht in der Nähe von Freileitungen betrieben werden; Gegebenenfalls müssen Freileitungen geerdet oder entfernt werden.

Oft kommt zu einem Todesfall oder einer schweren Verletzung in einem Graben ein schlecht durchdachter Rettungsversuch hinzu. Das Opfer und die Retter können eingeklemmt und von tödlichen Gasen, Dämpfen oder Sauerstoffmangel überwältigt werden; ertranken; oder durch Maschinen oder Rettungsseile verstümmelt werden. Diese verschlimmerten Tragödien können verhindert werden, indem ein Sicherheits- und Gesundheitsplan befolgt wird. Geräte wie Luftmessgeräte, Wasserpumpen und Ventilatoren sollten gut gewartet, ordnungsgemäß montiert und am Arbeitsplatz verfügbar sein. Das Management sollte die Arbeitnehmer schulen und dazu auffordern, sichere Arbeitspraktiken zu befolgen und alle erforderlichen persönlichen Schutzausrüstungen zu tragen.

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