高墩柱施工风险分析及安全防护探讨

梁淙明广东省南粤交通投资建设有限公司  广东省广州市  510101摘要：结合工程实例，分析高墩柱施工安全风险，研究具体的安全防控措施。提出具有整体美观，装配方便，容易吊装，平台强度有保证，人员上下方便、平稳，平台空隙小等特点的新型作业平台，为行业类似工程建设提供经验参考。关键词：工程建设;高墩柱;风险分析;安全防护To investigate the high pier construction risk analysis and safety protectionLiang Cong Ming（Guangdong Nanyue Transportation Investment & Construction Co，Ltd.，Guangzhou 510101）Abstract：Combined with engineering examples, the safety risk of high pier column construction is analyzed and specific safety control measures are studied. This paper proposes a new type of operating platform with the characteristics of overall aesthetic, easy assembly, easy suspension, guarantee of platform strength, easy access, stable staff and small platform space, which provides reference for similar engineering construction in industry.Key words：engineering construction；high pier column；risk analysis；safety protection        高速公路建设具有施工作业面狭小、作业线长、交叉作业多、作业机械种类繁多，以及作业人员流动性大、整体素质不高、安全技能和意识普遍薄弱等特点。由于我国公路工程建设规模大，现场安全防护标准不一，公路工程施工安全事故频繁发生。2016年，广东省交通运输厅先后印发了《公路水运工程安全生产标准化指南》（管理行为篇）、（安全技术篇）以及（班组建设篇）。系列的政府指导性文件旨在指引施工现场施工安全标准化建设。目前，广东省公路工程规划和建设项目多、里程长，其中，高速公路规划建设里程达到3000多公里，建设任务重，施工风险高，面临着严峻的安全生产考验。        1现状问题及发展趋势        高速公路高墩施工风险高，目前，国内公路施工行业标准化要求不统一，尤其是现场安全防护方面，存在严重差异性和分歧性。各省在建高速公路项目、一级公路项目、高速公路改扩建项目均按交通运输部“平安工地”建设标准和标准化要求进行安全管理。各地按照《公路水运工程施工安全标准化指南》的要求进行标准化建设，但该指南中仅对通用部分及专业重点部分提出要求，对现场防护中需要量化的部分涉及较少，导致施工现场安全防护五花八门，防护质量参差不齐，无法满足标准化要求。        高处坠落是高速公路建设施工事故的频发事故，在高墩施工环节，通常采用爬模、滑膜、翻模等施工工艺，就目前使用的几种常用工艺而言，模板与作业平台连接、拆卸模板无专用作业平台等问题，即使采用补救的防护措施，但往往是捉襟见肘，高墩作业始终无法实现本质安全，始终保留着较高的施工风险。        2工程实例        2.1结构设计        通明海特大桥主桥采用半封闭钢箱组合梁、A型索塔斜拉桥结构，跨径布置为（146+338+146）m=630m。通明海特大桥东引桥采用25m 宽幅小箱梁及 50m 移动模架现浇连续箱梁，跨径组合23×25m+11×50m=1125m。通明海特大桥西引桥采用25m宽幅小箱梁及50m 移动模架现浇连续箱梁，跨径组合71×50m+18×25m=4000m。其中，通明海特大桥西引桥69#-108#墩墩身高度7-19m，墩身直线段尺寸4.6*2.1m。        2.2气候、水文情况        施工区属南亚热带海洋性季风区，年平均气温23℃，极端最高气温38.1℃，极端最低气温2.8℃。年均降雨量1534mm，年最大降雨量2411.3mm，年最小降雨量742.6mm，降雨多集中在4-9月。夏秋台风为主要自然灾害，夏季盛行东南风，冬季盛行偏北风，全年最多为东风和东南风，强风向为东向和东北向，历年年平均风速为3.4m/s，6级以上大风日可有7-20天，沿海岛屿多达34-50天。        2.3墩身施工工艺        拟探讨西引桥69#-108#墩身施工风险及安全防护。通明海特大桥西引桥69#-108#墩墩身分节施工，墩身下部直线段等截面部分分次浇筑，墩身顶部花瓶段分两次浇筑完成。其中直线段首节为调节标高段，首节浇筑完成后，等强后拆除模版，留最顶上一层模板作为下一节基础接头模板，采用翻模法施工其他标准节段。        2.4施工计划        通明海特大桥西引桥69#-108#墩上部结构为50m现浇箱梁，全部位于水上。总体施工顺序为由西引桥两端同时向中间依次施工,一端采用2套移动模架从37#墩向72#墩方向推进，另一端采用2套移动模架从108#墩向72#墩方向推进，计划在72#墩合龙。左右幅桥梁间距只有50cm，左右幅移动模架需错开施工，间隔60天。        2.5施工重点难点        项目的工程规模大，台风雷暴天气频繁发生，复杂的自然环境使得工程建设极具困难，对建设管理提出了组织协调、施工安全，结构耐久性，工期目标统筹等一系列课题。海上引桥段上部结构为71孔50m 跨现浇箱梁，施工计划采用多套移动模架同时施工，移动模架的设计、安装拆除、施工安全管理为项目的控制重点。        3施工风险分析        3.1施工风险辨识        3.1.1自然灾害风险辨识        本工程区域属于粤西地区，强台风天气对桥梁工程施工安全的有一定影响。每年进入台风季，项目所在区域需要重点防范台风。如强台风彩虹于2015年10月04日14时左右在湛江市坡头区沿海登陆，登陆时中心最大风力达16级。台风对于跨海、交叉作业现场布设的交通安全设施及防护设施会造成较大破坏，从而带来安全隐患。特别应注意的是，大风对特种设备和桥梁上部结构施工安全影响非常大，易造成高处坠落、物体打击等事故。        3.1.2施工过程风险辨识        施工作业活动分解包括分部分项工程及工序（单位）作业划分，参照《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）规定，结合施工组织设计文件所确定的施工工艺，将本桥梁工程按照单位工程-分部工程-分项工程-工序（单位）作业的层次进行分解，明确单位作业主要工序、施工方法、作业程序、机械设备和建筑材料等特点。通明海特大桥桥梁施工作业活动分解：桩基施工→承台施工→基坑施工→墩（塔柱）施工→盖梁施工→支架式现浇法作业→小箱梁吊装→架桥机安装作业→桥面铺装及砼护栏施工→钢筋工程作业→临时设施（塔吊、龙门吊等）安装与拆除。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆        根据项目施工工序分解结果，结合《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》中附录2“公路桥梁工程主要施工作业活动与典型事故类型对照表”，分析提炼风险源普查清单。        3.2采用LEC法风险估测        LEC方法采用与系统风险率相关的3种方面指标值之积来评价系统中人员伤亡风险大小：        L—发生事故的可能性大小；        E—人体暴露在这种危险环境中的频率程度；        C—发生事故后的损失后果（人员伤亡状况）。        风险分值：D=L×E×C        D值越大，说明该系统危险性大，需要增加安全措施，或者改变发生事故的可能性，或者减少人体暴露于危险环境中的频繁程度，或者减轻事故损失，直至调整到容许范围。        3.2墩柱施工事故风险估测        3.2.1墩柱施工事故的可能性评估        根据实际情况，结合《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》中关于施工事故可能性评价体系建立要求，建立对于墩柱施工事故可能性评价指标体系。        1）通明海特大桥引桥墩柱15m≤H＜30m，综合赋值3分；        2）桥址区气候条件一般，但受台风影响比较大，将给工程建设的组织和安全带来不利因素，增加工程施工难度，气候赋值6分；        3）墩柱采用机械滑模法，赋值1分；        4）临时结构设计采用专业设计支护方案，赋值1分。        评估指标分值为R=3+6+1+1=11，P=R×γ=11×0.9=9.9，根据事故可能性等级划分，可能性等级为3级（可能）。        3.2.2墩柱施工事故严重程度等级        如果发生墩柱等坍塌事故，有可能造成暴露在施工作业环境中的10多名作业人员死亡，后果严重程度为重大，属于3级。        如果发生高处坠落、物体打击，机械伤害、触电等事故，可能导致1-2人死亡，严重程度为一般，属于1级。        4施工风险管控措施        针对69#～108#墩箱梁现浇段移动模架施工，具体提出的风险控制措施及要求见下表。墩柱施工安全风险防控对策及建议说明：墩柱施工风险防控应重点考虑坍塌事故、物体打击事故及高空坠落等类型序号 风险防控对策及措施1 对参加作业人员进行安全交底，特种作业人员持证上岗。2 所有参加施工人员必须使用个人防护用品，危险区域、部位设置安全警示标志。3 钢筋笼运装到指定地点时，应设置专人指挥，清理道路障碍，保证行走道路的安全与顺利通行。4 吊装时，应设专人指挥，无关人员一律离开吊装区域；吊装、绑扎作业应选择在天气条件良好的时候进行，暴雨、雷击天气禁止进行下放作业5 钢筋笼绑扎作业时，应避免交叉作业，吊装作业的下放严禁人员站立或工作。6 加强对施工作业的安全管理，规范现场和施工操作。7 高处作业人员必须遵守高处作业安全管理规定。8 作业的临时用电应装漏电保护装置，临时线路必须加高、稳固、安全。9 需进行攀爬、登高作业的，必须设置上下梯道，严禁人员攀登翻模或绳索上下。10 模板预留洞口必须采取防护措施。11 多人协同作业时，必须有人指挥、密切配合，作业时不准饮酒、开玩笑。12 工作平台应结实、牢靠，作业人员的工具、配件等必须按规定放置。13 大雨、大雪、大雾和六级（含）风以上等恶劣天气必须停止高空作业。        5新型操作平台        5.1平台基本结构        支架与墩身预留0.8m间距，以满足模板的安装、拆除施工。承台上面设置锚固点，摆放I25B工字钢作为下垫梁与锚固点连接固定，然后在下垫梁上方摆放I25B工字钢作为上垫梁，上、下垫梁成#字型摆放，上、下垫梁之间采取焊接连接方式，最后平台立杆与上垫梁之间采取法兰盘连接。        支架采用2［10槽钢作为立杆、［10槽钢作为横杆搭建而成，单个支架高度为6m，单层层距为2m，最大搭设高度18m，立杆纵距为3m，立杆横距为1.4m，每层铺钢板网，每层平台由八个独立的小型作业支架组成，使用起重机对八个独立的小型作业支架吊至相应位置，然后在各小型作业支架之间使用槽钢连接。5.2附属设施                在施工作业层，采用钢板网铺设走道，外侧满布钢丝网，在作业层的最下端与墩身之间的空档部位挂设白色安全网。平台每层设置标准的人员上下爬梯，爬梯护手、踏板焊接安装牢固，爬梯踏步为60cm（宽）×20cm（高），采用∠75×5mm、∠36×3mm角钢焊接组成。6结语        （1）外观整洁美观标准、平台宽敞舒适——新型墩柱施工作业平台统一设计加工，平台各杆件及脚踏平台样式统一并涂上同一种颜色的油漆，临边防护栏绕上反光贴，整体美观标准；平台四周围闭成一个整体，平台宽敞，工作环境舒适。        （2）装、拆方便，高度灵活，重复利用率高——每层平台由八个独立的小型作业支架组成，使用起重机对八个独立的小型作业支架吊至相应位置，然后在各小型作业支架之间使用槽钢连接；层与层之间采用法兰盘连接，便于安装操作及转移快捷，大大节省平台搭设、拆除时间；可重复使用，既提高安全性能，也能有效提高施工作业的效率。        （3）平台平整、稳定——平台每层设置标准的人员上下步梯，步梯护手、踏板焊接安装牢固；确保平台平整、稳定、牢固，人员上下方便。        （4）消除了作业踏板平台与墩身之间空隙——作业踏板平台与墩身之间采取网格式的活动走道平台铺设，可根据实际工作间距作出调整，可根据需要增加或减少活动走道平台，确保作业现场空隙小，防止人员高处坠落。参考文献：[1]蔡伟杰.高速公路高墩柱翻模法施工监理安全控制[J].黑龙江交通科技,2017,40(08):211-212.[2]张羽,陈光,李亚平.高墩翻模施工及安全防护关键技术应用[J].公路,2016,61(06):130-133.[3]韩广锴.高墩施工翻模技术在路桥工程中的应用[J].交通建设与管理,2015(Z2):119-121.[4]刘小勇,蒋伟.液压爬模在泰州大桥南塔施工中的安全控制[J].中国安全生产科学技术,2011,7(01):144-147.作者简介：梁淙明（1987-），男，广东佛山人，广东省南粤交通投资建设有限公司，路桥工程师，研究方向为道路桥梁工程管理。