摘要
城市高架桥和一般的桥梁不同,由于其特殊的施工环境,导致其施工中的危险因素较多,近年来城市高架桥梁施工事故频发,提出有效的管控措施变的势在必行。本文采用文献分析法以及定性分析法,通过分析以往我国高架桥建设中发生的事故以及存在的问题,对高架桥施工中的危险源进行辨识并对危险源进行评价,提出相应的管控措施,建立完善的施工安全管理体系。论文关键是对于开工预先的筹备、高架桥地基的工程、承重平台工程、桥墩的工程墩、T梁预处理及灌注、桥梁上方部分工程、高架桥表面的铺设等上述几个角度中,做出对应风险的分析并做出一定评估工作。发现了当前在国内城市高架桥的工程中易于发生的部分风险,并且对于其做出相应的处理和解决方案,希望对以后城市高架桥施工中的安全管理工作提供借鉴和参考。
1 绪 论
国内的城市人口迅速增加,城市空间的可用性正在迅速下降。城市交通频繁发生堵塞和拥挤的现象,因此城市高架桥的建设是当下的重中之重。通过资料调查可知,在高架桥的建设之中,造成大量的人员伤亡和财产损失,严重阻碍国内经济发展。其主要原因是缺少针对性的安全管理体系,本文通过文献调查了解了当前国内外安全管理体系的研究现状,通过借鉴现有的研究数据资料和数据处理方法,将高架桥的工序分为桥梁基础施工、墩身施工、T梁预制安装、桥面施工等方面利用鱼刺图法进行危险源的辨识、分析、处理,利用专家打分法请数位安全专业人士对上述鱼刺图辨识的危险源进行打分,通过LEC法对打分数据进行处理,处理结果通过权重比较最终得出各个工序中的危险源的危险等级。将针对危险等级较高发生频率较大的危险源进行构建安全管理体系,其中包括:安全目标的构建、企业员工安全教育培训、安全生产责任制的落实、安全生产管理制度的完善、安全保障措施的构建、事故应急与处理。奈何本人水平有限,本人所具有的理论和技术不足,研究发现的情况并不足以匹配于所有地区。所开发系统的错误和缺漏是不可避免的,因此恳请批评和纠正它们。我国高架桥施工安全技术的飞速进步,对高架桥施工中出现的缺陷和不足的识别手段将会越来越宽阔、科学,并且安全管理体系将逐步改善,望本文能对以后更全面的城市高架桥的安全管理体系的构建有一丝贡献。
1.1研究背景
国内经济的快速进步给城市交通设施的配备奠定关键的基础,相关设备的改善也促进经济增长。两者共同促进,相得益彰。近年来,国内的城市人口迅速增加,城市空间的可用性正在迅速下降。城市交通频繁发生堵塞和拥挤的现象,因此城市高架桥的建设是当下的重中之重。城市高架桥能够极大程度地提高城市交通的情况。使城市空间使用更加宽松,并解决交通拥堵的当前状态。
并且,桥梁项目现场出现事故频发,引起了大量的经济亏损和人员伤亡。2012年,四川省自贡市的一座桥梁建设时,脚手架突发倒塌,以至于3人死亡,受伤7人。2014年,广东省广清高速路上,在增槎路建设在江南农贸市场部分的支撑高架桥的钢架突发崩溃,以至于二人死亡,七人受伤,并且一位身受重伤。2015年遵义市,由务川至彭水的路段中珍珠桥悬拼拱形支架突发崩塌,导致十九位正在其上工作的工人掉落河道中,以至于十三人不幸去世,三人至今下落不明。2015年,贵阳市开阳县的道路第五阶段的小尖山大桥瞬间崩塌,其中二十二位正在项目中的工人跌落距离桥面约五十米的谷中。以至于七人当场死亡,十五人身受重伤。2017年,湖南省湘西土家族苗族自治区,位于凤凰县的提溪沱江大桥忽然崩塌,引发了六十四人当场去世,二十二人身受重伤,造成了金额耗损高达4000万元。2019年,施工中的南京高架桥突发崩塌,引起了七名工地的员工当场死亡,另有三名身受轻重不同的伤。2011年,湖南省岳阳市平江县南通镇通平高速的三标部分的高架桥上,其中第二个约为21米的支柱在浇灌混凝土时发生外模炸裂,以至于四人当场死亡。
上述悲剧性安全事故为我们展示出,当下的安全管理程度远远落后于社会经济进步,是约束建筑业进步的主要因素。对于安全管理,重要关键的是要建立起合理的思维方式,遵循“安全第一,预防为主”的观念。健全法律法规,坚持不懈地开展工作。另外,为了确保桥梁施工的科学性和安全性,有必要从事故的根本原因入手,并将专业管理和安全工程当做重要课题做出研究。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
邢园园在《城市高架桥工程施工的安全管理标准化分析》研究目标是郑州市东三环(辅助道路107号)高速PPP项目。按照规定管理体系、项目各工人的分配、场地内稳定开工的角度分析高架桥建设安全管理规范化的处理情况。 并给建筑项目中的工程安全的规范系统提出了具体的参照和提议。[1]
陈炳聪等人在《城市高架桥典型病害分析与预防性对策》一文中,根据城市高架桥的各方面特性,剖析了城市高架桥经常出现问题的原因,并提供了避免再次出现和解决这一问题的方式。希望能给改进城市高架桥的规划方面上提出一定的参考资料。[2]杨林杰的《城市轨道交通高架桥梁工程施工安全交底手册》一书中涵盖了施工准备、特殊作业、特种设备作业、桥梁基础与墩台施工、上部结构施工、拱桥施工和钢筋混凝土与预应力施工等方面的80余个施工安全交底范例。这些案例中的关键实质包含有关键的风险来源和造成风险的原因、施工应当注重的情况以及需要注重的情况。[3]方大南在《城市高架桥常见病害特征与机理分析》结合国内某城市立交桥,对桥梁的病害特征与病害机理进行分析,提出有针对性的桥梁病害处治方案。[4]
以便于更好地研究国内高架桥建设的情况并制定更具体有效的控制方法,作者在我国城市高架桥建设过程中出现的危险和上述描述中所包含的危机相结合,最后提出了高架桥建设具有潜在危机的部分。提出了管理和控制方法以解决所发生的风险,并开发了一系列安全管理系统。
1.2.2 国外研究现状
国外研究人员为稳定事项的处理方式、危险的预先筛查和评价制定出较为深入的研究和实践。《管理德克萨斯州东南部的工业建筑安全》根据提高工人和领导层为工地中可能出现的危险和正确的施工顺序的认识,以至于工人可以在重点的安全管控的流程中增添自己的看法,这使得工人在实践时遇到的风险能够被妥善地避免和处理。文中提到的降低事故风险,增加工人的安全度的措施主要有安全培训,良好的现场管理,减少工人的流动,强调更安全的工作方法和程序等。[5]在《Safety Management. Problems Encountered and Recommended Solutions》中。作者根据自己的实际经验归纳出了有效的安全管理方式,也就是从工人的建议着手。实际方法是根据每个参与者每周进行一次安全检测。首先将检查报告提交给主管,然后主管与检查员和主管依次确认检查结果。这种方式实际上需要工人以及工头和主管的参加,使初学者的建议和判断与年长的工人和工头一样关键,并能够合理地动员了工人对安全工作的热情。起初可能很难,然而一旦工人意识到提出的建议和认识会被采纳和听从时,这种方式就能够广泛推广并且顺利实施。
作者最后总结出把从工人那里倾听得来的关于安全管理的意见用于现场管理,不仅有助于安全状况的改善,更是把握住了安全管理计划的关键。[6]《Predictive Tool for Estimating Accident Risk》的作者Sangoub Lee and Daniel W. Halpin通过处理专家的问卷调查数据来识别危害因素。[7]
1.3 研究意义
本文的重要性是采用识别高架桥工程中可能出现危险和风险元素来识别危险的种类和级别,并发现对应的管理和控制方式。开发完善的高架桥工程安全管理体系,是要合并危险操作规程、应急处理计划和日常安全管理规章制度,能够实际地防止了施工过程中的人员伤亡,从而确保了企业的安全生产以及人员和财产的安全。
2 城市高架桥施工介绍与理论基础
2.1 城市高架桥施工特点
因为城市高架桥的所处的位置和结构特征,高架桥的建设具有以下因素:
(1)在建筑工地所在区域,城市道路段很多,人和汽车的通行量很大,影响了城市交通通行。
(2)建设高架桥,需要占用道路进行建设,包含管道迁移和道路周转。
(3)桥梁表面往往距离地面很高,例如位于较高地势进行的吊装活动与桥梁的弯曲工作。
(4)盖状梁或者类似箱的桥梁其具有的直径很长,需要的支架和外模很多。支撑和模板倒塌事故更有可能发生,以至于出现许多人员伤亡[8]。
2.2 城市高架桥施工步骤
高架桥建设的一般过程划分成桥梁基础建设、桥墩建设、T字梁的预制和安装以及桥面板的建设。
(1)基础工程:大致包含有开挖地基、桩基础工程和平台装配。其中,挖掘地基包含有现场测量、挖掘基坑、基础稳定、混凝土注入和基坑填筑。桩基的施工包含有机械钻孔、孔清理、钢筋笼的底部填充和混凝土注孔桩。
承台安装包括桩头拆除、地基铺垫、承台钢筋连接、混凝土浇筑承台[9]。
(2)墩台施工;主要包括墩身施工和墩帽施工。墩身施工具有桥墩的位置选择、钢筋笼安装、墩身模板定型、混凝土灌注墩身、墩身模板移除;墩帽施工包括墩帽选位、钢筋安装、墩帽钢筋连接、墩帽模板定形、混凝土浇筑墩帽、墩帽模板移除[10]。
(3)T梁预制及安装:这实际上包含T型预制件和T型横梁安装。并且,T形梁预制包含有钢预应力操纵、T形梁模板成形、混凝土注入T形梁模板、模板去除、拉力和灌浆操纵端盖、拆卸和储存梁。梁的安装包含有运输T型梁、组拼T型梁、组装和安装T型梁。
(4)桥面施工:实际包含桥面护栏的装设、桥面的工程、路缘铺面、桥梁伸缩缝、车道分割、标志的安装、排水设备的设置、照明设备的安装。
2.3 危险源和危险源辨识
2.3.1 危险源的定义
对高架桥工程安全管控系统的分析过程汇总应当最先排除其他因素,以便于识别和认定风险的原因。危险源是指位于整个施工中具备有破坏可能性和潜在的能量、可对施工人员和器械导致了各种损害、在一定条件的转变时,具有变成突发意外的外界因素、材料、机械、形式等[11]。实质上来说,是具有一定危害的施工材料或者情境,危险和有害元素的中心以及事故发生的起因。特定系统上有着危险原因,并且同一系统上的不同界限具有不同形式的危险原因。所以,应按照各类的系统品类和系统区域做出分析。
危险源由存在条件、潜在危险性和触发因素这三个要素构成[12]。危险源的可能特点是危险来源的破坏情况和事故发生后达成的损失。危险的来源的出现状态是发生危险源时的情况。在事故本身而不是事故原因的情况下,可能存在一个或多个引发危险的原因。所以,危险总是与发生的原因共存并联系在一起,这可能导致事故并且无法与发生的原因分开。
2.3.2 危险源辨识的定义
危害识别是指分辨出危害的源头,认识并确定危害的本质,发现出现危害的源头和理由,实施一系列的评估和防止措施以及保障安全的生产控制基础设施。对高架桥施工中的危险源辨识是安全管理工作的前提和基础,之后安全管控措施的制定将围绕施工中各环节的危险源展开[13]。
3 城市高架桥施工中的危险源辨识
3.1 桥梁基础施工中的危险源辨识
桥梁基础的建设包含有人工挖掘的桩基础的建设、钻孔桩基础工程、基坑工程和沉箱基础工程。
图3.1高架桥基础施工危险源鱼刺图
Fig. 3.1 Fish bone diagram of hazardous sources in viaduct foundation construction
在桥梁技术的建设中,出现危险的种类可以划分为机械伤害、碰撞、电击和倒塌,并且分支指示以至于出现每种类型事故的特定危险源。鱼刺图中的三级指标是危险源的“物的原因”进行分析,而“安全管理”、“操作者”是作为造成以上事故类型的危险源的人员和管理层面上的分析而存在的。
3.2 墩身施工中的危险源辨识
高架桥墩身施工涉及钢筋吊装作业、模板安装和混凝土浇筑作业。
图3.2 高架桥墩身施工危险源鱼刺图
Fig. 3.2 Fish bone diagram of hazardous sources in the construction of viaduct pier
在墩身施工中,造成危险事故分为:机械伤害、高空坠落、触电伤害、墩身坍塌四个方面,其后面的子项目为造成危险事故的危险源。鱼刺图中的三级指标是危险源的“物的原因”进行分析,而“安全管理”、“操作者”是作为造成以上事故类型的危险源的人员和管理层面上的分析而存在的。
3.3 T梁预制及安装施工中的危险源辨识
T梁预制及安装施工步骤大体分为模板施工、钢筋施工、预应力管道成孔、混凝土施工。
图3.3 高架桥T梁预制及安装施工危险源鱼刺图
Fig. 3.3 Fish bone diagram of hazardous sources in prefabrication and installation of T beam of viaduct
在T梁预制及安装施工中,造成危险事故分为:机械伤害、物体打击、墩身坍塌、物体打击四个方面,其后面的子项目为造成危险事故发生的危险源。鱼刺图中的三级指标是危险源的“物的原因”进行分析,而“安全管理”、“操作者”是作为造成以上事故类型的危险源的人员和管理层面上的分析而存在的。
3.4 桥面工程施工中的危险源辨识
桥面施工主要包括桥面防护措施的安装、桥面路基的修建。
图3.4高架桥桥面工程施工危险源鱼刺图
Fig. 3.4 Fish bone diagram of hazardous sources in viaduct deck construction
在桥面工程施工中,造成危险事故分为:机械伤害、高处坠落、触电伤害三个方面,其后面的子项目为造成危险事故发生的危险源。鱼刺图中的三级指标是危险源的“物的原因”进行分析,而“安全管理”、“操作者”是作为造成以上事故类型的危险源的人员和管理层面上的分析而存在的。
4 城市高架桥施工中的危险源评价
4.1 作业条件危险性评价法(LEC)
操作风险评估(LEC)是工作人员在风险几率较大的环境下对风险的半定量评估。由X人K·J·格雷厄姆和G·F·金尼最先制定。他们提出对作业条件危险性原因的作用是L(事故发生的可能性)、E(人员暴露于危险环境的频繁程度)和C (一旦发生事故可能造成的后果),用公式来表示,则为:
(4.1)
4.2 风险评价
(1)每个危害识别和风险评估小组都会对已经分别出的危害做出评估,并完成《职业健康安全风险评价表》。
(2)风险评价的方法:作业条件危险性评价法(LEC)。
(3)工作状态风险预估手段实际上左右风险分数的三个重点原因是出现事故或危险事件的可能性,用L代表。并且人位于危险情况中的持续时间,使用符号E来代表。可能发生事故的结果用符号C代表。危险操作条件用符号D表示。假如D的分数较大,则体现出系统具有着一定危险,需要增加安全方式,以便于减少潜在事故发生。避免在危险情况中不具备安全措施,减少或改变事故损失。
公式:(4.1)
(4)L、E、C的分数值如下。
表4.1发生事故的可能性(L值)
Table 4.1 Probability of accident (L value)
发生危险的可能性 | 分数值 |
完全可以预料 | 10 |
相当可能 | 6 |
可能,但不经常 | 3 |
可能性小,完全意外 | 1 |
很不可能,可以设想 | 0.5 |
及不可能 | 0.2 |
实际不可能 | 0.1 |
表4.2暴露于危险环境中的频繁程度(E值)
Table 4.2 Frequency of exposure to hazardous environments (E value)
出现于危险环境的情况 | 分数值 |
连续暴露 | 10 |
每天工作时间内暴露 | 6 |
每周一次,或偶然暴露 | 3 |
每月一次暴露 | 2 |
每年几次暴露 | 1 |
非常罕见的暴露 | 0.5 |
表4.3 事故发生后可能结果的分数(C值)
Table 4.3 Scores of possible outcomes after the accident (C value)
发生事故产生的后果 | 分数值 |
大灾难、许多人死亡 | 100 |
灾难,数人死亡 | 40 |
非常重,一人死亡 | 15 |
严重,重伤 | 7 |
重大,残疾 | 3 |
引人注目,需要救护 | 1 |
4.3 危险等级的划分
危险性分数采用专家调查法进行打分的形式,以打分表的形式请六名安全专业人士进行打分,本文将专家分别编号为A、B、C、D、E、F,打分结果以取权重大的数值形式写入总表得出最终的各个危险源的危险等级。之后依据危险等级进行安全管理体系的构建。
经验表明,风险得分为70或更低的元素会识别为低风险,通常为人们所认可,并且等级为4或5。危险分数超过70且等级1、2和3是不可接受的危机。危害情况分类评分如下:
表4.4 危险性分数(D值)
Table 4.4 Risk score (D value)
总分 | 危险程度 | 等级 |
320以上 | 极其危险,停止工作 | 1 |
160-320 | 高度危险,要立即整改 | 2 |
70-160 | 显著的危险,需要整改 | 3 |
20-70 | 一般危险,需要注意 | 4 |
20以下 | 稍有危险,可以接受 | 5 |
在安全生产监督部门、各业务部门和项目经理部门确定了危险源之后,如果危险度得分超过70,则填写《重大危险源清单》。对于危害小于70,并填写《一般危险源清单》发给所有涉及到的部门。
排查出危险源后,对其伤害程度进行等级划分,排列出危险因素的先后次序和重点,以便分别处理,根据各环节涉及到的具体施工内容和情况,同种伤害类型的危险等级、触发事件、形成事故的原因事件以及管控措施也不尽相同[14]。
4.4 数据处理方式
本文的数据处理方式将采用众数处理的方式,以每个危险源的危险性分数分别作为一组数据,当统计的各个危险源的危险性分数多次重复出现时,即为大部分安全专业人士均认为是这一危险源是这一危险性分数,这一危险性分数作为最终需要进行分析的结果。
我认为在LEC法中众数取得的结果优于平均数得到的结果,平均数的大小与各个危险源中的每个危险性分数均有关系,容易受到较为偏执的较大较小值的影响,得到的结果不是那么客观准确。
4.5 高架桥施工各阶段的危险源评价
4.5.1 桥梁基础施工中的危险源评价
桥梁基础工程中的危机来源实际上包含人工开挖桩基础施工、钻孔桩基础施工、基坑施工和塌陷井地基施工。事故类型主要有起重伤害、物体打击、触电伤害、坍塌。
表4.5 桥梁基础施工部分专家打分汇总结果
Table 4.5 Score summary results of experts in bridge foundation construction
A | B | C | D | E | F | 危险性分数(D) | 危险等级 | |
起吊重物时没有防脱装置 | 480 | 240 | 540 | 240 | 480 | 480 | 480 | 1 |
吊索断裂 | 42 | 90 | 100 | 100 | 30 | 63 | 100 | 3 |
吊车起吊半径内有障碍物或高压电线 | 900 | 480 | 480 | 240 | 480 | 540 | 480 | 1 |
起重机超负荷吊装 | 540 | 240 | 480 | 540 | 540 | 480 | 540 | 1 |
天气恶劣进行吊装升降作业 | 30 | 42 | 240 | 42 | 90 | 42 | 42 | 4 |
钻孔作业结束后未将钻头下放至地面 | 90 | 240 | 480 | 240 | 240 | 240 | 240 | 2 |
混凝土浇筑时溅出 | 84 | 30 | 90 | 30 | 84 | 84 | 84 | 3 |
脚手架搭接不牢、作业平台不稳 | 480 | 30 | 90 | 30 | 30 | 540 | 30 | 4 |
施工人员未佩戴安全帽、防护面罩等防护装置 | 480 | 900 | 540 | 900 | 240 | 90 | 900 | 1 |
乱拉乱扯电线漏电 | 540 | 480 | 540 | 1800 | 240 | 1800 | 1800 | 1 |
配电箱破损毁坏 | 90 | 63 | 30 | 90 | 90 | 30 | 90 | 3 |
配电箱安装不符合要求 | 90 | 30 | 90 | 30 | 84 | 30 | 30 | 4 |
电气设备未接地接零 | 90 | 63 | 90 | 480 | 540 | 480 | 480 | 1 |
特殊场合未使用安全电压 | 30 | 90 | 63 | 30 | 30 | 30 | 30 | 4 |
未穿戴绝缘手套绝缘鞋 | 540 | 63 | 480 | 540 | 240 | 240 | 540 | 1 |
绝缘外壳或保险丝老化 | 240 | 240 | 84 | 540 | 480 | 240 | 240 | 2 |
未设置围栏和明显标志牌 | 63 | 9 | 30 | 240 | 63 | 63 | 63 | 4 |
未采用正确的挖孔方式进行开挖 | 1 | 480 | 9 | 9 | 63 | 9 | 9 | 5 |
未设置坚固、不漏水的孔口护筒 | 1 | 1 | 540 | 1 | 63 | 480 | 1 | 5 |
基坑未设置支护措施 | 63 | 480 | 63 | 63 | 240 | 63 | 63 | 4 |
孔桩内渗水 | 240 | 135 | 480 | 720 | 540 | 480 | 480 | 1 |
4.5.2 墩身施工中的危险源评价
墩身施工中的风险的原因关键具有钢筋的吊装、外模建设、混凝土灌注。造成的风险包含有起重伤害、物体打击、触电伤害。
表4.6 墩身施工部分专家打分汇总结果
Table 4.6 Pier construction experts score summary results
A | B | C | D | E | F | 危险性分数(D) | 危险等级 | |
塔吊基础搭设不牢固 | 30 | 90 | 30 | 90 | 30 | 9 | 30 | 4 |
起吊重物时没有防脱装置 | 720 | 240 | 200 | 14 | 200 | 270 | 200 | 2 |
吊索断裂 | 720 | 360 | 135 | 300 | 300 | 14 | 300 | 2 |
吊车起吊半径内有障碍物或高压电线 | 360 | 720 | 135 | 200 | 720 | 240 | 720 | 1 |
起重机超负荷吊装 | 360 | 480 | 360 | 135 | 270 | 270 | 360 | 2 |
起吊钢筋捆绑方式不正确 | 135 | 540 | 13 | 720 | 270 | 480 | 135 | 3 |
未设置警戒区域 | 63 | 14 | 30 | 14 | 126 | 15 | 14 | 5 |
梯子上端无防滑措施也没有装置固定 | 14 | 270 | 240 | 540 | 270 | 270 | 270 | 2 |
钢丝绳及吊具选择不合理 | 30 | 126 | 14 | 42 | 14 | 14 | 14 | 5 |
脚手架、作业平台搭设不稳 | 40 | 30 | 14 | 270 | 15 | 30 | 30 | 4 |
高空作业人员未穿防滑鞋、未系安全带 | 540 | 270 | 540 | 480 | 600 | 540 | 540 | 1 |
6级以上大风或雨雪天气依旧施工 | 600 | 270 | 600 | 480 | 540 | 240 | 600 | 1 |
支架上的物体未加固,工具材料随意摆放 | 14 | 126 | 270 | 126 | 480 | 126 | 126 | 3 |
脚手架材质不符合标准 | 42 | 14 | 15 | 40 | 14 | 126 | 14 | 5 |
未设置安全网、护栏 | 42 | 15 | 270 | 15 | 42 | 42 | 42 | 4 |
未设置防雷接地或不符合要求 | 42 | 15 | 40 | 15 | 9 | 15 | 15 | 5 |
高压设备未采用屏蔽保护 | 15 | 15 | 40 | 15 | 14 | 14 | 15 | 5 |
作业人员工作时未佩戴绝缘手套未穿绝缘鞋 | 270 | 480 | 126 | 270 | 480 | 15 | 270 | 2 |
电气设备漏电或未接地接零 | 42 | 40 | 40 | 14 | 40 | 63 | 40 | 4 |
模板活动件未支稳 | 480 | 480 | 126 | 240 | 300 | 480 | 480 | 1 |
大风天气未加固模板 | 240 | 240 | 480 | 270 | 240 | 270 | 240 | 2 |
操作平台承重过大 | 135 | 270 | 126 | 200 | 360 | 126 | 126 | 3 |
下层板混凝土强度未达到规范就拆模板 | 15 | 9 | 15 | 40 | 15 | 63 | 15 | 5 |
表4.6(续)
A | B | C | D | E | F | 危险性分数(D) | 危险等级 | |
拆模板顺序颠倒 | 14 | 9 | 1 | 7 | 7 | 15 | 7 | 5 |
4.5.3 T梁预制及安装施工中的危险源评价
T梁预制及安装施工中的危险源主要涉及模板施工、钢筋施工、预应力管道成孔、混凝土施工,危险源主要有坍塌、高处坠落、起重伤害、物体打击、触电伤害[17]。
表4.7 T梁预制及安装施工部分专家打分汇总结果
Table 4.7 Summary results of experts’ scores for prefabrication and installation of T beam
A | B | C | D | E | F | 危险性分数(D) | 危险等级 | |
架梁工作时没有专人指挥 | 180 | 240 | 180 | 300 | 126 | 270 | 180 | 2 |
起吊钢丝绳选用不当 | 180 | 360 | 270 | 360 | 480 | 500 | 360 | 1 |
起重机紧急开关失效 | 40 | 15 | 40 | 40 | 7 | 14 | 40 | 4 |
吊机行走时吊重超过规定 | 126 | 240 | 270 | 63 | 180 | 270 | 270 | 2 |
吊装行走作业时路面不平稳 | 40 | 21 | 21 | 14 | 15 | 21 | 21 | 4 |
龙门吊装置螺栓松动 | 15 | 40 | 14 | 40 | 15 | 15 | 15 | 5 |
出梁场无设计方案 | 1 | 9 | 10 | 10 | 15 | 10 | 10 | 5 |
轨道基础不牢 | 9 | 40 | 1 | 14 | 40 | 40 | 40 | 4 |
钢结构焊接质量差 | 15 | 1 | 40 | 10 | 40 | 21 | 40 | 4 |
预制梁在运梁车上未放置平稳 | 126 | 120 | 270 | 120 | 480 | 120 | 120 | 3 |
吊物下站人 | 126 | 135 | 135 | 240 | 135 | 360 | 135 | 3 |
梁板张拉时断裂 | 360 | 270 | 480 | 360 | 360 | 480 | 360 | 1 |
施工人员未佩戴安全帽、防护面罩、手套、绝缘鞋等防护装置 | 15 | 120 | 240 | 135 | 135 | 360 | 135 | 3 |
未设置警戒线 | 40 | 15 | 63 | 9 | 63 | 10 | 63 | 4 |
不进行检查或检查不细致 | 1 | 1440 | 360 | 1440 | 270 | 120 | 1440 | 1 |
4.5.4 桥面工程施工中的危险源评价
桥面路基工程中的风险的源头实际上具有桥面保障模式的方式、桥面基础的建筑。风险的原因包括有设备风险、空中突然掉落、倒塌。
表4.8 桥面工程施工部分专家打分汇总结果
Table 4.8 Score summary results of some experts in bridge deck construction
A | B | C | D | E | F | 危险性分数(D) | 危险等级 | |
搅拌设备安全装置失效、不全 | 15 | 10 | 14 | 15 | 15 | 1 | 15 | 5 |
人员注意力不集中 | 135 | 270 | 120 | 135 | 360 | 135 | 135 | 3 |
运输车辆安全装置不全、失效 | 360 | 270 | 360 | 540 | 270 | 360 | 360 | 1 |
起重设备不符合安全规定 | 14 | 15 | 40 | 360 | 135 | 40 | 40 | 4 |
没有配备标准化的电闸箱及电路 | 480 | 240 | 360 | 240 | 270 | 240 | 240 | 2 |
电气设备漏电 | 270 | 270 | 240 | 135 | 240 | 240 | 240 | 2 |
绝缘外壳或保险丝老化 | 270 | 180 | 540 | 180 | 240 | 135 | 180 | 2 |
作业人员工作时未戴绝缘手套 | 540 | 180 | 270 | 180 | 540 | 240 | 180 | 2 |
高空作业不使用安全带、安全绳等 | 180 | 180 | 240 | 270 | 240 | 180 | 180 | 2 |
进入施工区域未戴安全帽 | 240 | 270 | 180 | 270 | 180 | 240 | 270 | 2 |
未设置防护栏、标志灯等 | 480 | 240 | 480 | 270 | 720 | 180 | 480 | 1 |
夜间施工照明设备不符合规定 | 180 | 720 | 720 | 180 | 480 | 720 | 720 | 1 |
5 城市高架桥施工危险源应对举措及安全管理体系的构建
5.1 建立安全目标
(1)施工无事故目标:严谨地实施与建筑安全管理相关的国内法律条例、规范和文件,实现认证标准。确保在工程场地中不会发生突发的崩塌、电线问题、起重可能导致的问题、空中掉落、意外相撞、着火及爆破、车辆或设备导致的危险。
(2)职工安全保障目标:全部工人进行安全进修和训练,安全责任制的实施率实现百分之百。以及包括崩塌,触电,起吊受伤和跌落等关键风险管理率达到100%。电焊工、架子工人、电工、爆破工、吊车司机等特殊职业的证书持有率达到100%。安全帽、安全带、绝缘鞋、防护口罩等劳动保护工具的分配率达到100%,起重机、架桥机、氧气瓶和丙烷瓶等专用设备的安全检查率达到100%[15]。
(3)综合治理无事故目标:不出现触电、火灾爆炸、倒塌的严重的大规模事故。不出现严重的刑事案件、严重的公共安全事故等重大伤亡事故,没有社会犯罪案件。
5.2 企业员工的安全教育培训
高架桥工程开始前,首先要对参与工程施工的全体员工及劳务工进行施工安全教育培训。根据公司的安全教育规范,加强公共关系和文化教育,对场地内的职工做出基础性的考核,实施整体的安全教育。只能雇用通过培训且考核完成的员工。通过安全教育,员工可以认识到项目的规范条例和施工作业程序,提高员工的安全意识。遏制员工的危险行为,降低事故产生的可能性。
(1)公司向项目经理、副安全生产经理、建筑工人、安全部长和安全经理整体提供足够的时间进行安全工作教育和培训。
(2)新员工的三阶段安全教育:主要包括高架桥工程的基础安全研究和技能、国家和单位安全操作规程、施工单位规范、施工安全操作流程,包括这类工作以及潜在的危险。
(3)工程场地的工人安全培训:具体有场地安全教学、工程安全教育和特定的气候培训(防洪,防台风等)。
5.3 落实安全生产责任制
为了完成高架桥建设的安全生产标准,必须执行安全生产责任制,对全体领导和职工安排安全生产责任,并将其与薪酬和惩罚联系起来。以便于推动工人积极承担起责任,落实安全规范。
(1)工程经理实际上是证实整个工程的按照规范来进行施工,需要将规范标准传的意识下达各级。
(2)工程的总负责人会进行统筹安排和划分,包含有桥梁的构成与相关工程安全的制定。
(3)职业安全部长将统筹每位安全工作人员,规划专门的施工区域。收集施工人员安全管理的统计数据,及时向项目经理报告。并按时举行安全生产会议, 加强安全意识。
5.4 完善安全生产管理制度
安全生产控制系统全面管理整个项目。安全生产管理体系的改善将使项目安全管理体系更为整体。
(1)安全第一,以预防作为主要工作。每个岗位严格管理责任,实行安全生产责任制。
(2)由项目总工程师领导的设计小组应为每个环节规定施工安全规范和安全技术手段。
(3)使用前,必须检查施工现场的防护栏杆、安全网和灭火设备等防护手段。
(4)披露施工中严重风险源头的安全技术,例如基坑挖掘安全技术的披露,高架安全技术的披露,高空作业安全技术的披露。
(5)必须在工程前提交机电设备的名录,例如架桥机、混凝土搅拌机、起重机和压路机。安装前必须检查消防设备和建筑安全保护设备,并配齐使用中的一系列标志和警告标志,在施工期间采用。
(6)工程实施时,严格按照公司总工程师和项目监理审定的施工方案和安全生产措施的要求进行施工,操作工人必须严守岗位履行职责,遵守安全生产操作规程,特种作业人员应经培训,持证上岗,各级安全员深入施工现场,督促操作工人和指挥人员遵守操作规程,制止违章操作、无证操作、违章指挥、违章施工[16]。
(7)研究并定期实施安全会议规范,并由安全部长每周一次调查和纠正潜在安全隐患的报告。
5.5 完善安全保证措施
5.5.1 项目安全风险应对措施
依据第三章危险源辨识指明了造成各事故的危险源并对其进行了简要的分析,并结合第四章对危险源进行评价分级的内容,将对危险等级较高的危险源进行应对措施的制订,对危险等级较低的危险源可进行忽略。针对高架桥施工各阶段的危险源的应对措施如下:
下表为高架桥基础施工中的防护措施:
表5.1高架桥基础施工危险防护措施
Table 5.1 Hazard protection measures for viaduct foundation construction
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
起吊重物时没有防脱装置 | 极其重要 | ①作业人员在作业前按照检查流程进行彻底检查
②安全员在施工中时刻进行现场监督 ③施工现场的机械须经检验合格后使用 |
吊车起吊半径内有障碍物或高压电线 | ①在吊装工作前,首先清除四周的障碍物和电线
②设立警告牌,禁止无关人员车辆等进入现场 | |
起重机超负荷吊装 | ①提高施工人员安全思想意识
②特种作业人员必须持证上岗 | |
施工人员未佩戴安全帽、防护面罩等防护装置 | ①提高施工人员安全思想意识
②定期发放防护用具,坚持人手一套完好的安全防护用具 ③相关负责人严格制定并实施奖罚制度 | |
乱拉乱扯电线漏电 | ①临时用电安装绝缘设备,设定漏电保护
②设立警告牌,禁止无关人员进入现场 | |
电气设备未接地接零 | ①电工需要经过专门培训持证上岗
②开工前,电工应进行严格检查 | |
未穿戴绝缘手套绝缘鞋 | ①提高施工人员安全思想意识
②定期发放防护用具,坚持人手一套完好的安全防护用具 | |
孔桩内渗水 | ①开工前应进行详细的现场考察,选择合理的孔桩位置
②依据现场地形严格制定施工过程及施工工艺 | |
钻孔作业结束后未将钻头下放至地面 | 相对重要 | ①合理安排作业空间,工作结束可让设备完整安置
②作业人员作业结束后按照操作规程关闭机器 |
绝缘外壳或保险丝老化 | ①作业前,电工应进行严格检查
②作业时安全人员要时刻进行监督 | |
吊索断裂 | 重要 | ①作业前,严格检查零件、装置是否完好
②设立警告牌,禁止无关人员进入施工现场 |
混凝土浇筑时溅出 | ①修改并完善施工工艺
②添加相关的保护设施,如设立围栏等 | |
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
配电箱破损毁坏 | 重要 | ①加大安全监管力度,及时汇报风险情况
②及时更换破损的配电箱 ③确保配电箱的材质符合行业标准 |
下表为高架桥墩身施工中的安全防护措施:
表5.2高架桥墩身施工危险防护措施
Table 5.2 Hazard protection measures for viaduct pier construction
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
吊车起吊半径内有障碍物或高压电线 | 极其重要 | ①在吊装工作前,首先清除四周的障碍物和电线
②设立警告牌,禁止无关人员车辆等进入现场 |
高空作业人员未穿防滑鞋、未系安全带 | ①提高施工人员安全思想意识
②定期发放防护用具,坚持人手一套完好的安全防护用具 ③相关负责人严格制定并实施奖罚制度 | |
6级以上大风或雨雪天气依旧施工 | ①依据季节制定合理的施工进度,为恶劣天气预留工期
②提高员工及负责人的安全意识 | |
模板活动件未支稳 | ①开工前进行材料筛选,选择合适的模板材料
②安全员及作业人员及时上报更换老化材料 ③作业人员必须严格按照操作流程安装模板 | |
起吊重物时没有防脱装置 | 相对重要 | ①作业人员在作业前按照检查流程进行彻底检查
②安全员在施工中时刻进行现场监督 ③施工现场的机械须经检验合格后使用 |
吊索断裂 | ①作业前,严格检查零件、装置是否完好
②设立警告牌,禁止无关人员进入施工现场 | |
起重机超负荷吊装 | ①提高施工人员安全思想意识
②特种作业人员必须持证上岗 | |
梯子上端无防滑措施也没有装置固定 | ①开工前,作业人员须确保现场设备的完整性
②安全员须确保设备的安全保障装置齐全 ③施工过程中安全员应全程监督避免发生危险 | |
作业人员工作时未佩戴绝缘手套未穿绝缘鞋 | ①提高施工人员安全思想意识
②定期发放防护用具,人手一套安全防护用具 | |
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
起吊钢筋捆绑方式不正确 | 重要 | ①提高施工人员的综合素质
②技术人员合理制定起吊方式及各项工艺流程 |
支架上的物体未加固,工具材料随意摆放 | ①安全人员加大现场监督管理力度
②提高施工人员的安全意识 ③加强员工教育,严格按照规章制度摆放工具材料 | |
操作平台承重过大 | ①加强对操作人员的安全教育
②按照规章制度合理堆放工具设备 |
下表为高架桥T梁预制及安装中的安全防护措施:
表5.3高架桥T梁预制及安装危险防护措施
Table 5.3 Prefabrication and installation of T beam of viaduct and hazard protection measures
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
起吊钢丝绳选用不当 | 极其重要 | ①在作业前,确定吊物重量、形状以确定行钢丝绳的选用和绑扎方式
②合理编制相关的施工工艺 |
梁板张拉时断裂 | ①前期工程对每一步都进行详细的安全技术交底
②在施工前对梁板进行简单的初步的质量检测,选用合适且质量合格的梁板进行施工 | |
不进行检查或检查不细致 | ①调动员工的工作积极性
②在施工前和施工过程中,安全人员和技术员反复多次进行现场情况勘察 | |
架梁工作时没有专人指挥 | 相对重要 | ①安全人员加大现场管控力度,确保有专业指挥员进行指挥作业
②作业前必须熟悉周边环境及机械的相关性能等方可进行操作 ③特种作业人员必须持证上岗 |
吊机行走时吊重超过规定 | ①提高施工人员安全思想意识
②特种作业人员必须持证上岗 | |
预制梁在运梁车上未放置平稳 | 重要 | ①运输之前,员工进行反复检查,确保放置平稳并固定牢靠
②运输过程中,按照计划路线缓慢平稳运输 |
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
吊物下站人 | ①确保在吊装作业中,人员有充分的活动空间
②在吊装作业场所周边设立围挡和标志牌,禁止无挂人员入内 | |
施工人员未戴安全帽、防护面罩、手套、绝缘鞋等防护装置 | ①提高施工人员安全思想意识
②定期发放防护用具,坚持人手一套完好的安全防护用具 |
下表为高架桥桥面工程中的安全防护措施
表5.4高架桥桥面工程危险防护措施
Table 5.4 Hazard protection measures for viaduct deck engineering
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
运输车辆安全装置不全、失效 | 极其重要 | ①开工前,作业人员须确保现场设备的完整性
②安全员须确保设备的安全保障装置齐全 ③施工过程中安全员应全程监督避免发生危险 |
未设置防护栏、标志灯等 | ①安全员加大现场管控力度,确保人员保护措施完善有效
②作业空间内预留设置防护栏的空间 | |
夜间施工照明设备不符合规定 | ①安全人员及时上报并纠正现场错误,责令整改
②技术人员按照规定进行照明设备的重新安装 | |
没有配备标准化的电闸箱及电路 | 相对重要 | ①电工立即在作业场所规划并安装标准化电路
②安全人员与电工按照标准完成用电检查 ③安全人员在施工作业中时刻进行监督 |
电气设备漏电 | ①设备运行前仔细检查设备是否接地或有线路老化
②使用电气设备前须穿戴好相关的绝缘保护装备 ③在末级开关箱加装漏电保护装置 | |
绝缘外壳或保险丝老化 | ①作业前,电工应进行严格检查
②作业时安全人员要时刻进行监督 | |
作业人员工作时未戴绝缘手套、未佩戴安全帽等防护用具 | ①提高施工人员安全思想意识
②定期发放防护用具,坚持人手一套完好的安全防护用具 ③相关负责人严格制定并实施奖罚制度 | |
危险源 | 重要程度 | 防护措施 |
高空作业不使用安全带、安全绳等 | 相对重要 | ①加强对作业人员的安全教育
②定期发放合格的高空作业防护用品及相关的操作用具 ③相关负责人严格制定并实施奖罚制度 |
人员注意力不集中 | 重要 | ①合理安排员工排班作业和休息时间
②合理安排施工进度及工程量 |
5.5.2 保证基坑和支架作业安全
(1)挖掘基坑前,要按照开挖深浅程度和土层改变使用相应的保护手段,并在开挖时进行支护。
(2)如果基坑开裂,坑壁松动,或水或沙子侵入会影响基坑挖掘时基坑边坡的平稳性,则应及时对其进行稳固和保护处理。
(3)在挖掘基坑时,有必要报告地下连续墙何时渗透和渗漏,或者遇到流沙或其他较差地质状态。
(4)地下连续墙的开裂需要使用旋喷灌浆等技术手段做出填缝操作。
(5)作业前应检查支撑和脚手架的结构平稳程度。 严禁使用已经破损的钢管组装支架和脚手架。
5.5.3 保证临时用电作业安全
(1)电工需要经过专门培训,取得电工特种作业证后持证上岗;
(2)使用和维修电气设备前必须穿戴好相关的绝缘保护装备,在保证人员生命安全的同时严禁电气设备带病运转;
(3)临时用电的电线应当安装有绝缘设备,圈定部分区域作为警示;
(4)确保电气设备接地接零。避免出现接地线路、零线混用;
(5)采用漏电保护措施,在末级开关箱和总配电箱内加装漏电保护装置;
(6)在某些特定工作场合须使用安全电压。
5.5.4 保证起重吊装作业安全
(1)在进行吊装工作之前,必须清除工作四周中的障碍物和电线,并设立禁止行人通行的警告牌。
(2)必须执行起重操作流程。
(3)在正式吊装之前执行测试行为,以检查吊装的绳索、吊钩和吊臂的安全性。
(4)禁止在6级或以上的强风以及其余较差天气下进行升降操作。
(5)施工现场所用的机械设备须经检验合格后使用,机械设备的各种电器开关绝缘性必须良好运作;
(6)使用过程中出现异常情况应该立即停机并请专业人员进行维修,在故障时禁止使用防止机械带病运转,发生二次伤害;
5.5.5 保证高处作业安全
(1)在高空操作时,严格执行安全带和防滑鞋的防护手段,并在工作区下方或附近的护栏上安装安全网。
(2)禁止在6级或更高风速下执行高空作业,或在雨雪中执行高空作业。
(3)在高空作业现场的边缘和孔处需要增设有扶手或盖板。
(4)高空行走攀爬时,禁止手持工具,必须佩戴专用的工具袋,大件必须系上安全绳;
5.6 事故应急与处理
5.6.1 应急机制的建立
设立一个应急领导团队,由项目经理担任团队负责人,由副经理和总工程师担任项目部门的副团队负责人。团队负责人的主要负责及时统筹人员在发生事故时营救现场,并直接对整个事故进行紧急解决和事后处理。副组长的职责是报告事故实际内容并执行紧急安全技术方式。每个项目负责人的责任是与项目人员加入到紧急救援中并执行紧急救援计划。
5.6.2 应急响应
万一发生事故,项目经理和其他领导人的应急小组将履行职责。遵守以人为本的原则,优先营救建筑工人,并且项目部门和现场工作人员与事故现场相关的证据必须受到保护。此后,应将事故实时状态和最新趋势报告给监管部门和国家安全生产监督部门,计算伤亡人数并据实报告。事故发生后,有关各方必须依法承担责任。处理事故后,施工单位必须向施工单位提供有关工程损失、人员伤亡、各类财务亏损和安全隐患的完整文件等等。
5.6.3 应急救援物资准备
必须按照可能出现的高架桥施工事故的种类提前预备救援材料。准备丰富的健康和安全设备,沙袋、消火栓、工字钢、抽水泵,因为可能会出现基坑支撑坍塌事故、电击事故、起重事故、高空掉落和火灾事故是最为经常看到且受重伤最严重的类型。发生事故时,有必要提前预备一般材料,例如矿泉水、帐篷、消炎药、发电机和照明设备,以保护事故发生后的救助和医疗情况。最后,因为即使在事故发生后仍会继续出现事故,必须提前预备诸如警告标志和安全带之类的材料和设备,以防止其他人员意外进入。
5.6.4 事故的后期处理
出现事故后,首先分割事故等级。根据XX制定的流程对事故做出研究和分析,遵循“四不放过”的守则,调查、分析、处理事故。从根本上学习并解决事故发生的源头。应当按照事故的级别和责任负责者对事故原因负责的责任级别,按照所汲取的经验教训制定控制措施。然后评价事故的应急计划,以确认应急救援计划的稳定性和有效性,并根据事故的特征来改善不完整的应急计划项目,并使其在将来的应急培训中可行。
在本章中,我们主要阐明项目的安全生产对象、员工的安全教育、安全生产责任制的实施、安全生产管理的统一方式、某些类型的高风险操作的安全措施以及事故发生后的应急响应。另一方面,已经为高层桥梁工程的开发了安全管理系统,该系统通常涵盖人员管理、系统改进和技术改进的主要方面。
6结论与展望
6.1 结论
(1)因为国内频繁发生的高架桥施工事件,我们完全研究了高架桥施工的各个方面,并确定了危害来源。国内建造高架桥的关键危险如下:车辆受伤、物体碰撞、高处掉落、起重威胁、火灾和爆炸、倒塌、机械伤害、电击伤害。
(2)在本文中,使用了LEC危险源评估方法来研究高架桥结构中每个链接的危险来源。评估每个链接的危险源的危险级别,并对每个危险源的频率进行分类。倒塌事故已被确认为高架桥构造最具破坏性的事故。
(3)在本文中,从四个方面开发高架桥施工安全管理系统:稳定施工集训、工程责任的划分、完整的安全生产控制以及应急响应和处理。实际上,这给以后高架桥工程中的安全管控提出了理论参照。
本文从高架桥施工、桥梁地基工程、桥墩工程、T字梁预先灌注、安装工程和表面工程五个角度认识并预估了各方面的风险。国内的高速路地形情况多种多样且各个地区具有各类的特征,高架桥有各种地区差异和类型。高架桥的建造方法和危险性也会相应改变。处于本人所具有的理论和技术不足,研究发现的情况并不足以匹配于所有地区。所开发系统的错误和缺漏是不可避免的,因此恳请批评和纠正它们。
6.2 展望
由于我国高架桥施工安全技术的飞速进步,对高架桥施工中出现的缺陷和不足的识别手段将会越来越宽阔、科学,并且安全管理体系将逐步改善。基于高架桥项目本身的特征做出研究,可以从施工人员、施工机器、安全管理体系、安全管理技术等方面提高整个高架桥项目建设的安全管理情况。保障工程平稳进行,提高项目施工品质,建设最新的高架桥施工安全管理系统将是以后高架桥施工安全管理进步的目标。
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致谢
时光飞逝,大学生涯即将结束,首先要感谢我的论文指导老师,老师在论文的撰写中给了我很多帮助,在论文进行初期时,我的思路不是很清晰,经过老师的帮助,使我的写作思路清晰,她严谨求实、一丝不苟的作风是我学习的榜样,其次,感谢建筑工程学院的全体领导和老师,由于他们的悉心教导,我学到了专业知识,掌握了专业技能,最后我要感谢我的家人和朋友,在此期间给予我包容、关心和鼓励,正因为他们的支持我才能顺利完成论文撰写,希望我的老师、家人、朋友健康快乐,万事如意!
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