广东省连州至怀集公路八标七工区人工挖孔桩试桩施工方案Word格式.docx
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桥涵设计荷载:
公路-Ⅰ级;
设计洪水频率:
特大桥1/300,其余桥梁、涵洞及路基1/100。
地震动峰值加速度系数:
0.05g;
3、主要工程数量
我部起讫里程为:
K74+957~K80+300,线路总长5.343km。
其中桥梁双幅总长3.453km,本工区桩基根据工程地质、地形,适宜采用冲击钻孔施工和人工挖孔桩施工,总共524根,总长为10421m。
其中φ1.3有164根、φ1.5有52根、φ1.6有234根、φ1.8有50根、φ2.0有24根。
五、工程地质、水文地质、气候
1、地形地貌概况
项目区域地处南岭山脉南缘,山峦起伏,山系多近东西向展布。
地形复杂,属于长期风化溶蚀、剥蚀的丘陵、中低山地貌区。
测区地势总体由南往北大致呈低高相间的趋势,路线基本与G323、S263共用统一走廊带。
项目区地貌按成因大致可分为冲洪积地貌、剥蚀丘陵地貌、溶蚀丘陵地貌及构造剥蚀中低山地貌等四个地貌单元。
我部区域主要为冲洪积地貌和构造剥蚀中低山地貌显著。
冲洪积地貌单元多分布在其河流转弯凸岸或汇合地段,如边滩、阶地及江河心滩等。
海拔高程一般270m~402m。
沿连江水系南面主要支流太保河、涡水-三江河,北面大江水-东陂河、石马河、大龙河、龙颈河等河流,沿线有白沙-太保等山间带状洼地或小平原冲积地貌。
冲洪地貌区河网发育,地势平坦,除以第四系堆积物为主外,在零星小残丘部位多为残坡积物所覆盖。
构造剥蚀中低山地貌单元大致分布在线路鹿鸣关隧道及其以后,山脉走向总体为北东向或近南北向,局部北西向,路线沿山脉间凹部或沟谷展布。
其地貌、地形复杂,山体高大,沟谷发育,坡陡谷深,植被发育。
山体以块状硬质华岗岩和硬、软复合浅变质岩为主,多为正地形中低山脉,少部分呈底山丘陵或狭窄沟谷带状负地形伸展。
2、气象、水文
拟建公路位于广东省西北部,北回归线的北侧,属于维度亚热带季风性湿润气候。
多年平均气温18.8~20.8℃,极高气温39.9℃,极低气温-6.9℃;
夏长冬短,全年无霜期长达300多天,气温适宜。
山区云多、雾大、多雷暴,有霜冻、结冰与积雪。
多年平均降水量1628.5~1785.4mm,多年最大降水量1862.5~2103.8mm,多年最小降水量905.3~1013.2mm。
丰水期4~8月,其降水量占全年的64.3~66.2%,是地下水的补给期;
枯水季节从11月至次年的1月份,其降水量仅占全年的10~11%,是地下水的消耗期;
丰、枯水季节期间的平水期有4个月,其降水量占全年的20.9~24.6%。
降水量的分布于地形、地貌和植被有关。
沿线有三个降雨中心,多年降水量:
连南1749mm、连山1705mm、上帅镇3520mm,其它低山丘陵地区多年降水量在1600~2300mm间。
蒸发量1216.5~1590.6mm,自山区向平原增大,3~8月降雨量大于蒸发量;
9~12月份蒸发量上升,枯水期长,秋旱严重。
冬、春吹北风,夏、秋吹南风。
多年平均风速1.1~2m秒,最大风速14m/秒。
本合同段地下水的分布主要受岩性、构造、地貌和植被等因素的控制和影响,赋存的地下水类型有:
第四系松散层空隙水、断裂带状水、基岩裂隙水、岩溶水和岩溶裂隙水。
根据调查及收集资料,本标段沿线不同程度地存在冰、雪、雾等影响行车安全的气候气象,主要发生在高海拔山区,对越岭路段夜间、清晨的行车有一定影响。
区内水系比较发育,分属西江、北江、舂陵和消水四大水系。
与我部桥梁平行的河流主要是吉田河和山涧河流,呈树枝状分布,山区河谷断面多为“V”型,坡大坎多,源近流短,水流及流量随雨季的影响变化大,所经河流均无通航要求。
3、地质、地层、构造概况
根据野外的实地调查测绘结果,区域内的地层、岩石及地质构造特征简述如下:
工作区处于南岭东西向复杂构造复杂带中亚带,连州~怀集南北向构造带及华夏系、新华夏系等构造的交接处,东邻郴州~怀集北北东向断裂构造带。
各构造体系在区内纷繁陈杂,路线走廊大部分与构造线的走向呈大角度相交。
北北东向褶皱构造以及北北东向断裂带,横穿太保福堂岩体,路线终止于小三江岩体。
沿选线地段所在区域的地层较为复杂,路线经过地段由老至新所遇地层主要为:
震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、燕山期与加里东期岩浆岩和第四系。
根据《中国地震参数区划图》GB183606-2001,项目区地震动峰值加速度为0.05g(地震基本烈度为VI度),地震动反映谱特征周期0.35s。
根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89),拟建高速公路工程重要的构造物宜按VII度采取抗震措施。
六、挖孔桩施工技术方案
1、施工准备
⑴施工前人员组织、技术资料准备和交底、材料进场与检验。
⑵平整场地,以施工中用到的最大机械为参考。
清除坡面危石浮土;
坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护,铲除松软的土层并夯实。
⑶修建施工便道,要考虑大型机械通行和至少25吨吊车的停放及使用。
⑷准确施放桩基中心线,合理确定开孔标高。
在孔周围确立十字线四点并设置护桩,以及时检查及纠正偏位情况;
挖孔作业的高程水准点由控制水准点引至护壁顶。
⑸对空压机、卷扬机和焊机用电量大的设备,应设专线供电;
需要下护筒的孔桩要根据振动锤的电流电压设置合适的变压器。
⑹劳动组织:
必须集中力量连续作业,组织四班制作业为宜。
每班2~4人开挖,每4组配备一名电工,井上井下人员应该交替更换。
2、工艺流程
在工程施工前,编制工序流程图,作为各工序施工操作、保证施工进度的依据,并向班组交底。
3、施工技术要求
根据现场实际调查,全桥部分桩基位于山坡上、坡脚位置适合采用挖孔桩施工。
本工区计划从中站大桥19#墩3#桩作为首件施工。
19#墩3#桩桩径1.6m,桩长15.0m,地质为花岗岩。
钢筋笼在2#钢筋加工场内集中加工制作,炮车拉至现场,25t汽车吊吊放钢筋笼。
混凝土采用2台90搅拌站集中搅拌,9m3混凝土输送车运送至现场灌注。
⑴挖孔灌注桩的适用范围:
若孔内产生的空气污染物超过现行《环境空气质量标准》规定的限值时,必须有可靠的通风保障措施,方可采用人工挖孔施工。
2护壁
①挖孔施工根据地质和水文地质情况,护壁采用钢筋混凝土护壁,确保施工安全。
②护壁混凝土强度等级为C20,挖孔完成后应检查护壁并修补,保证其完好。
护壁混凝土由试验室提供配合比。
③遇到有特别松散的土层或流沙层时,为防止土壁坍落及流沙事故,可采用钢护筒作为护壁,用振动锤振动下沉,待穿过松软土层或流沙层并嵌入岩石或坚硬土层1~1.5m后,再按一般方法边挖掘边筑砼护壁。
④桩孔挖掘及支撑护壁两道工序必须连续作业,不宜中间停顿,以防坍孔。
⑤挖孔时如有水渗入,应及时支护孔壁,防止水在孔壁流淌浸泡造成坍孔。
如孔内水量较大时应及时抽水。
若土层松软,地下水较大者,应对角开挖,避免孔间隔层太薄造成坍塌。
图1:
挖孔灌注桩工序流程图
⑶孔内遇到岩层须爆破时,专门编制爆破施工方案,宜采用浅眼松动爆破法,严格控制炸药用量并在炮眼附近加强支护。
孔深大于5m时,采用电雷管引爆,最后30cm范围采用风镐开挖至孔底。
⑷挖孔到达设计深度后,进行孔底处理。
做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。
如地质复杂,钎探了解孔底以下地质情况是否满足设计要求。
⑸砼灌注方案选定:
从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小(参考值小于6mm/min)时,可直接采用串筒干灌,对于大直径桩应设置两道串筒,减少灌注时间和地下水的影响、同时混凝土应振捣密实;
当孔底渗入的地下水上升速度较大时(参考值大于6mm/min)视为水桩,按水下砼灌注法灌注。
挖孔桩钢筋笼制作、下放和砼灌注参照钻孔桩。
4、施工工艺
⑴挖孔出碴
施工时按照要求进行打眼放炮,严格控制用药量,以松动爆破为主,并采用电雷管引爆,经过几轮次的爆破后,总结炮眼布置朝向、用药量的数据,确定最佳爆破方案。
孔内放炮后立即排烟,并经检查孔内无有害气体后,人员方可下孔施工。
挖掘时不必刻意修光孔壁,以增加桩的摩擦力。
在挖孔过程中,须经常检查桩径尺寸、平面位置和倾斜度。
挖孔掘进和护壁这两道工序必须连续工作,尽量不停顿,以防坍孔。
出碴时卷扬机应慢速提升。
⑵孔壁支护
每挖完一段后立即放置模板,浇筑护壁混凝土。
护壁厚度上口21cm、下口15cm,每段内配置竖筋φ12间距@25cm,箍筋采用φ8间距@15cm。
护壁混凝土采用C20混凝土,振捣施工,保证密实。
如此逐段挖孔、护壁,直到桩底。
3 终孔检验
挖孔时随进尺做好地质记录,核对设计地质资料是否相符,以供监理确定终孔标高。
终孔后,进行孔底处理,做到平整、无松渣、污泥及沉淀等软层。
对有渗水的孔桩还应测定渗水量的大小,确定相应的混凝土浇灌方法。
⑷ 钢筋笼就位
安放时控制钢筋笼的垂直度和平面位置,垂直度偏差不大于1%,平面偏位小于5cm。
钢筋笼的制作,存放、运输、吊放、就位的基本要求同钻孔桩一样。
4 灌注混凝土(干灌注)
混凝土的坍落度宜控制在12~16cm,桩身混凝土应从导管式串筒自由倾落,串筒底口距孔内混凝土面的高度保持在2m以内。
分层振捣高度不超过1.0m,随着浇筑混凝土面的提高,逐节拆除串筒,混凝土灌注应连续进行。
图2人工挖孔桩混凝土护壁示意图
七、挖孔桩安全专项措施
1、挖孔作业进行施工安全交底,要严格按照操作规程施工并建立安全保证体系。
2、桩孔内有足够照明、通风、排气设施,同时备有逃生安全爬梯。
孔内爆破后应先通风排烟15min并经检查无有害气体后,施工人员方可下井继续作业。
3、在孔边安设警铃,井下工人可预报险情进行施救。
挖出的土石方应用车集中运送,严禁随意乱倒土石方。
孔口四周挖排水沟,及时排除地表水,搭好孔口雨棚,同时孔口用C20混凝土浇筑宽度25cm的环形护圈(锁口),护圈高度高于地表30cm。
4、爆破开挖设置警报系统,做好爆破前预告、爆破警告、解除爆破工作。
紧靠居民区,爆破时孔口加钢盖板,上堆砂袋,以防飞石伤人。
5、在孔边设安全警示标志,现场未安排施工时,派人值班,孔口加盖,夜间要充足照明,防止人员掉入孔中。
6、挖孔灌注桩,宜在无水或少水的密实土层或岩层中施工。
挖孔较深或有渗水时,采取孔壁支护及排水、降水等措施,严防坍孔。
7、人工挖孔,对孔壁的稳定及吊具设备等,经常检查。
孔顶出土机具有专人管理,并设置高出地面的围栏;
孔口不得堆集土渣及沉重机具;
作业人员的出入,沿软梯上下;
夜间作业悬挂示警红灯;
挖孔暂停时,孔口设置罩盖及标志。
8、孔内取土吊筐升降时,挖土人员停止作业,站立在在吊筐以外工作。
相邻两孔中,一孔进行浇注混凝土时,另一孔的挖孔人员停止作业,并撤出井孔。
9、人工挖孔,除经常检查孔内的气体情况外,并应遵守下列规定:
①挖孔人员下孔作业前,先用鼓风机将孔内空气排出更换;
②二氧化碳含量超过0.3%时,采取通风措施。
对含量虽不超过规定,但作业人员有呼吸不适感觉时,采取通风或换班作业等措施;
③空气污染超过现行的《大气环境质量标准)-(GBHZ--l一82)规定空气污染三级标准浓度值时,如没有安全可靠的措施不得采取人工挖孔作业。
10、人工挖孔深度超过10m时,采用机械通风。
当使用风镐凿岩时,应加大送风量,吹排凿岩产生的石粉。
11、挖孔桩孔内岩石需要爆破时,采取浅眼爆破法,严格控制炸药用量,并按国家现行的《爆破安全规程>
>
(GB6722—86)中的有关规定办理。
12、人工挖孔桩运输渣土吊筐使用柔性材料制作。
八、特殊部位(情况)采取的措施
地下水是桩基础施工中最常见的问题,它给人工挖孔桩施工带来许多困难。
含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态,使周围的静态水充入桩孔内,从而影响了人工挖孔桩的正常施工,如果遇到动态水压土层施工,不仅开挖困难,连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透,发生桩身质量问题。
地下水量不大时可选用潜水泵抽水,边抽水边开挖,成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁,然后继续下一段的施工。
水量较大时当用施工孔自身水泵抽水,也不易开挖时,从施工顺序考虑,采取对周围桩孔同时抽水,以减少开挖孔内的涌水量,并采取交替循环施工的方法,组织安排合理,而达到设计要求。
人工挖孔在开挖时,如遇细砂,粉砂层地质时,再加上地下水的作用,极易形成流砂,严重时会发生井漏,造成质量事故,因此要采取有效可靠的措施。
流砂情况较轻时,有效的方法是缩短这一循环的开挖深度,将正常的1m左右一段,缩短为0.5m,以减少挖层孔壁的暴露时间,及时进行护壁混凝土灌注。
当孔壁塌落,有泥砂流入而不能形成桩孔时,可用纺织袋土逐渐堆堵后注浆,形成桩孔的外壁,并控制保证内壁满足设计要求。
流砂情况较严重时,常用的办法是下钢套筒,钢套筒与护壁用的钢膜板相似,以孔外径为直径,可分成4-6段圆弧,再加上适当的肋条,相互用螺栓或钢筋环扣连接,在开挖0.5m左右,即可分片将套筒装入,深入孔底不少于0.2m,插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m,装后即支模浇注护壁混凝土,若放入套筒后流砂仍上涌,可采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底的方法,待混凝土凝结后,将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。
也可用此种方法,用到已完成的混凝土护壁的最下段,使孔位倾斜至下层护壁以外,打入浆管,压力浇注水泥浆,使下部土壤硬些,提高周围及底部土壤的不透水性,以解决流砂现象。
在遇到淤泥质土层等软弱土层时一般可用木方、木板模板等支挡,并要缩短这一段的开挖深度,并及时浇注混凝土护壁,这次支挡的木方木板要沿周边打入底部不少于0.2m深,上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面,可斜向放置,双排布置互相反向交叉,能达到很好的支挡效果。
九、挖孔桩施工过程质量控制及现场管理
1、开挖前,从桩中心位置向桩四周引出4个桩心控制点,施工过程用桩心点来校正模板位置,有专人严格校核中心位置及护壁厚度。
精确控制时将桩控制轴线、高程引到第一层护壁上,每节以十字线对中,吊大线锤作中心控制。
用水平尺杆找圆周,以基准点测量孔深,以保证桩位,孔深和截面尺寸符合设计及规范要求。
桩孔开挖后,当天一次灌注完毕护壁砼,护壁砼拌和料中掺入早强剂;
护壁拆模后,若发现护壁有蜂窝、漏水现象要及时加以堵塞或导流,防止孔外水通过护壁流入孔内。
2、注意防止土壁坍落及流砂事故。
在开挖过程中,如遇到特别松软的土层,流动性淤泥或流砂时,为防止土壁坍落及流砂,可减少每节护壁的高度或采用钢护筒,待穿过松软土层和流砂层后,再按一般的方法边挖边灌注砼护壁,继续开挖桩孔。
开挖流砂现象严重的桩孔可采用井点降水法。
3、施工过程中对桩的垂直度和直径进行全过程控制,及时检查,发现偏差,随时纠正,保证位置正确,及时做好挖孔桩原始资料的记录工作。
4、提升机具(电葫芦、吊笼等)必须采用合格的机械设备,配自动卡紧保险装置,每天设专人巡回检查提升设备及用电安全状况。
禁止脚踩护壁凸缘上下桩孔。
桩孔内必须放置绳梯或合适的尼龙绳,并随挖孔深度放长至工作面,作为救急备用。
5、挖孔桩可采用集中压缩空气、规划性布管,避免工地机械多而乱、凌而散,多种机械相互干扰,互为影响,现场噪音剧增。
这些方面是文明施工和施工安全的必要要求。
6、挖孔桩出渣采用人工配合卷扬机,利用支架和提土桶,将弃土渣垂直提升至地面,倒入手推车后运至制定弃渣处。
挖孔桩弃渣杜绝乱丢乱弃,弃渣采用就近处置,弃渣距离较远用采用装载机或自卸车运输至填筑路基低洼段或路基高边坡处,或征得地方同意的指定弃渣场。
十、安全保证措施
1、建立安全生产体系
⑴建立健全安全生产管理机构,成立以项目经理为组长的安全生产领导小组,全面负责并领导本项目的安全生产工作,安全保证体系框图见附图3。
⑵本项目实行安全生产三级管理,即:
一级管理由经理负责,二级管理由专职安全员负责,三级管理由领工员(或班组长)负责,各作业点设安全监督岗。
⑶落实各级管理人员和操作人员的安全生产责任制,做到纵向到底,横向到边,各自作好本岗位的安全工作。
⑷实行逐级安全技术交底制,由经理部组织有关人员对工程项目或专项进行书面详细安全技术交底,凡参加安全技术交底的人员履行签字手续,并保存资料。
项目经理部专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查,并作好记录。
2、安全生产措施
2.1加强施工现场安全教育
⑴针对工程特点、对所有从事管理和生产的人员进行全面的安全教育,重点对专(兼)职安全员、领工员、从事特种作业的起重工、电工、焊接工、机械工、场内机动车辆驾驶以及新工上岗、工人变岗和改变工艺等进行培训教育。
⑵对从事施工管理和生产的人员,未经安全教育的不准上岗;
新工人(含民工、临时工)未进行三级教育的不准上岗。
⑶特种工种的操作人员的安全教育、考核、复验严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规定》GB5306-85号文规定执行。
经过培训考核合格、获取操作证方能持证上岗。
对已取得上岗证的特种作业人员,进行登记存档,对上岗证按期复审,并设专人管理。
⑷通过安全教育,增强职工安全意识,树立“安全第一、预防为主”的思想;
掌握本岗位生产知识和安全操作技能;
提高职工遵守施工安全纪律的自觉性,认真执行安全操作规定,做到不违章指挥、不违章操作、不伤害自己,不伤害他人、不被他人伤害,达到提高职工整体安全防护意识和自我防护能力目的。
2.2确定安全生产目标和安全防范要点
⑴本项目安全目标确定为“三无一杜绝、一创建”。
“三无”即无工伤死亡事故;
无交通死亡事故;
无火灾事故;
“一杜绝”即杜绝重伤事故;
“一创建”即创建标准工地。
⑵根据本工程特点,安全防范重点有以下六个方面:
防起重伤害事故;
防触电电击事故;
防机械伤害事故;
防火灾事故;
防交通事故。
2.3认真执行安全检查制度
项目经理部保证检查制度的落实,由项目部安全总监具体组织督促落实,规定定期检查日期,参加检查的人员,经理部每旬进行一次;
作业班组每天进行一次,非定期检查视工程情况如施工准备前,施工危险性、采取新工艺、季节性变化、节假日前后等进行检查,并有领导值班,对检查中发现的安全问题按照“三不放过”的原则制定整改措施,定人限期进行整改,保证“管生产管安全”的原则真正落实。
2.4主要安全技术措施
⑴挖出的土方及时运走,井孔口周边2m范围内,禁止堆放土石方,且堆土高度不大于0.8m。
⑵井孔周边设置安全防护围栏,高度不低于1.2m,围栏须采用标准脚手架钢管牢固焊制,从地面起25cm、65cm、120cm设置第一道、第二道和第三道,正在开挖的桩孔停止作业或已挖好的成孔,设置牢固的盖孔板,非工作人员禁止入内。
⑶施工人员戴安全帽,穿绝缘胶鞋,孔内有人时,孔上有人监督防护;
井孔周边作业人员、监护人员,戴安全帽,严禁穿拖鞋、赤脚、酒后上岗作业。
⑷孔深挖至超过挖孔人身高时,在桩孔口或孔内装设靠周壁略低的防护板(网),并随着孔深增加而往作业面下引,吊渣桶上下时,孔下作业人员避于护板(网)下。
⑸井孔内设置应急时使用的安全绳和软爬梯。
⑹井内人员乘专用爬梯上下,不乘坐吊桶或脚踩护壁上下井孔。
⑺井孔内外设置对讲机或低压电铃,便于上下联系,确保通讯畅通。
⑻桩孔每挖深1.0m左右护壁,严禁只挖不护壁。
⑼施工现场采取一定的维护措施和醒目的警示标志。
注意天气变化情况,如遇大暴雨天气,井下不作业。
2.5防坍塌安全技术措施
搞好孔口防护规划,防止地表水进入孔内。
在开挖前根据不同地质情况做好护壁方案选择,在开挖过程中认真复核地质情况,根据不同地质条件严格做好孔壁防护工作。
对于砼防护孔壁,严格按规定的进尺开挖,护壁砼达到2.5mpa强度后方可拆模。
孔桩开挖交叉进行,正在开挖或已成孔而尚未浇灌砼的桩孔其10米半径范围内不同时开挖其它桩孔。
2.6孔内通风安全措施
当孔深大于5m以上时,向孔下通风,加强空气对流。
深度大于10米的桩孔有送风装置,每次开工前送风5分钟,输送氧气,防止有毒气体危害。
操作时上下人员轮换作业,操作工人工作2小时左右,到孔外休息。
桩孔上人员密切注意观察桩孔下人员情况,预防安全事故发生。
为了预防有害气体中毒和孔井内缺氧,每天作业前先检测或放鸟等方法测试,不符合要求先通风充氧,符合要求做准作业。
对于特殊地质的地段,在挖孔过程中,做好有害气体的检测。
2.7孔内防落物措施
对于提升架钢丝绳,有不小于10倍的安全储备,并定期检查其磨损情况。
吊斗装渣不能太满,防止碎渣散落。
下孔操作人员戴好安全帽,对于特殊孔位、还系好救生绳。
孔口周围2m范围内采用钢管安全防护网进行围护,中间留一安全通行门,作业人员离开作业现场时将门上锁,防护栏四周做醒目的安全警示标志。
为了防止杂物落入孔内,在锁口处安装井盖,未施工时将孔口封盖。
2.8孔内涌水、爆破防护措施
当地下水量不大时,随挖随将泥水用吊桶运出。
地下渗水量较大时,吊桶满足不了排水,先在桩孔底挖集水坑,用高扬程水泵抽水。
作业人员离开井孔,抽水之后,先将地面上的专用电源切断,作业人下桩孔作业。
施工中随时观察井壁变化,遇到险情,全部人员立即撤离井孔。
孔内实施爆破时,严格按照设计控制药量,及布眼。
井下全部人员从井孔内撤离;
划定安全距离,设置警戒哨,闪电雷鸣时禁止装药、接线,施工操作时严格按安全操作规程办事,爆破后向孔内强制输送清洁空气,排除有害气体,待有害气体排完后下井。
孔内人工凿岩时,戴防尘口罩。
2.9其他安全措施
⑴进入施工现场作业人员戴好安全帽,佩带相应劳动保护用品,特别是井下作业人员,穿好长筒绝缘胶靴。
井口的作业人员拴好安全带,系好保险钩。
严禁穿三鞋(拖
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