周 靖,崔慶合

(中鐵大橋局股份有限公司,武漢 430050)

1 工程概況

鄭州黃河公鐵兩用橋是石武客運專線河南省境內(nèi)跨越黃河的公路鐵路共用大型橋梁,公鐵合建段長9177m,是目前世界上最長的公鐵兩用橋。主橋鋼梁分2層布置,下層為時速350km雙線客運專線鐵路,上層為32.5m寬的雙向6車道公路。主橋第1聯(lián)鋼梁采用(120+5×168+120)m六塔單索面部分斜拉連續(xù)鋼桁結(jié)合梁,第2聯(lián)采用5×120m連續(xù)鋼桁結(jié)合梁。主桁采用無豎桿的三角形桁式結(jié)構(gòu),這種空間斜主桁結(jié)構(gòu)屬世界首次采用。第1聯(lián)鋼梁采用多點同步頂推技術(shù)施工,其頂推跨度總體規(guī)模居世界前列,邊桁腹桿為空間斜桿,其空中定位、安裝困難,施工安全風(fēng)險大。

2 鄭州黃河公鐵兩用橋主橋鋼梁施工中危險有害因素的調(diào)查和辨識

項目部在主橋鋼梁開始施工前,根據(jù)《中鐵大橋局鄭州黃河公鐵兩用橋施工組織設(shè)計》、投標(biāo)文件、設(shè)計圖紙及有關(guān)規(guī)范要求,由安質(zhì)部牽頭組織工程部、物機部、材料室等部門對施工中可能存在的危險有害因素進行辨識,主要有以下幾個方面。

(1)主橋鋼桁梁為三主桁斜邊桁結(jié)構(gòu),中桁垂直,邊桁傾斜,邊桁腹桿為向外側(cè)傾斜的空間斜桿,其空中安裝、精確定位相當(dāng)困難,施工中高空、水上及臨邊作業(yè)較多、交叉作業(yè)頻繁,鋼梁架設(shè)施工中安全風(fēng)險級別高,安全管理難度大。

(2)本項目高度重視施工方案的優(yōu)化。第1聯(lián)鋼梁架設(shè)按原設(shè)計方案,采用懸拼法架設(shè)施工,其各種安全防護設(shè)施的設(shè)計、生產(chǎn)及使用不符合“同時設(shè)計、同時施工、同時投入生產(chǎn)和使用”原則,技術(shù)管理工作滯后,不能有效地從技術(shù)上保障施工安全。

(3)主橋第1聯(lián)鋼梁采用多點同步頂推技術(shù)進行施工,其中,鋼梁頂推最大質(zhì)量達(dá)3萬t,頂推跨度達(dá)168m,頂推長度達(dá)1080m。主橋2號墩至7號墩為水中墩,均為高空、水上作業(yè),施工條件復(fù)雜,黃河灘上經(jīng)常刮六級以上大風(fēng),施工條件復(fù)雜,如何保證鋼梁頂推施工中作業(yè)人員和大型臨時設(shè)施設(shè)備的安全是項目部安全管理工作的一個重點。

主橋鋼梁公路橋面板架設(shè)、橋塔架設(shè)及斜拉索安裝施工均在高空水上進行,橋塔單根桿件最大質(zhì)量約53 t,橋塔頂距離地面約70m,單塊橋面板最大質(zhì)量約60t,橋面板架設(shè)高度距地面約30m,并且橋面板為無縱橫梁的板桁結(jié)構(gòu)體系,安全防護設(shè)施設(shè)計和安裝較為困難。

(4)主橋第2聯(lián)鋼梁采用懸臂架設(shè)施工,鋼梁桿件(特別是邊桁斜腹桿)的拼裝及精確定位相當(dāng)困難,鋼梁最大懸臂長度達(dá)120m,最大懸臂質(zhì)量達(dá)2800t,施工中交叉作業(yè)較多,起重作業(yè)及高空作業(yè)頻繁。

主橋第2聯(lián)鋼梁公路橋面板架設(shè),采用輪胎式運輸車將橋面板運輸至現(xiàn)場,用65t跨線龍門吊機提板架設(shè)的方法施工,其吊機起重高度達(dá)30m,起重重力達(dá)600kN,安全風(fēng)險較大。

(5)鋼梁體系轉(zhuǎn)換及多點同步頂推施工中需使用350t連續(xù)水平千斤頂14臺,500t豎向千斤頂65臺,250t長行程千斤頂2臺以及其他各類小型千斤頂80臺。如何保證各個千斤頂豎向頂升和回落的同步性,以及千斤頂在異常情況下(例如:千斤頂高壓油管爆裂、千斤頂無法下降、在頂推施工中千斤頂突然損壞等)應(yīng)急處置工作等是鋼梁頂推施工中的安全監(jiān)控重點。

鋼梁拼裝架設(shè)中使用了3臺65t大跨度龍門吊機、滑道梁及各類鋼梁拼裝支架承重支架系統(tǒng)及高程調(diào)整系統(tǒng)2200t,施工中65t龍門吊機的安裝及拆除、維修保養(yǎng),以及各類承重支架系統(tǒng)的使用安全為鋼梁拼裝及頂推施工提供保障。

(6)鋼梁拼裝及多點同步頂推施工,技術(shù)含量高、安全風(fēng)險大,作業(yè)人員和施工隊伍參差不齊,作業(yè)人員安全培訓(xùn)不到位,作業(yè)人員不嚴(yán)格遵守項目部制定的安全管理制度,不嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程,也會給施工帶來許多安全隱患。

(7)鄭州黃河公鐵兩用橋位于黃河灘上,施工環(huán)境惡劣,經(jīng)常會受到大風(fēng)、暴雨、洪水、雷擊等惡劣天氣影響,大型臨時設(shè)施設(shè)備(例如:65t龍門吊機、350t連續(xù)千斤頂、施工棧橋、鋼梁拼裝平臺、墩旁托架等)要制定特別的安全管理措施并在施工中嚴(yán)格執(zhí)行。

3 將調(diào)查和識別出來的危險源進行收集整理

為全面、準(zhǔn)確地收集主橋鋼梁架設(shè)施工中可能存在的危險有害因素,項目部主要從以下幾個方面進行危險源的收集整理。

(1)鋼梁施工前,根據(jù)對鋼梁施工中可能存在的危險有害因素的調(diào)查和辨識[1],初步收集和整理出主橋第1聯(lián)鋼梁施工中的危險有害因素648條。

(2)隨著鋼梁施工的展開,根據(jù)項目部編制的施工工藝和作業(yè)指導(dǎo)書、技術(shù)交底資料再次對施工中的危險有害因素進行辨識,積極排查施工中新發(fā)現(xiàn)的危險有害因素和安全隱患,納入到危險有害因素調(diào)查表中。

(3)通過查閱論文、期刊、雜志,關(guān)注網(wǎng)絡(luò)以及國家安全監(jiān)督管理總局網(wǎng)站等收集相關(guān)鋼梁架設(shè)施工中安全事故的案例,結(jié)合事故案例分析項目部鋼梁施工中可能存在的安全隱患,及時納入危險有害因素清單(安全隱患問題庫)。

(4)邀請橋梁施工方面的專家、安全技術(shù)方面的專家,及業(yè)主、監(jiān)理、上級單位領(lǐng)導(dǎo)檢查鋼梁施工發(fā)現(xiàn)的安全隱患和嚴(yán)重不符合項,及時更新危險有害因素清單(安全隱患問題庫)。

(5)當(dāng)項目施工中設(shè)施設(shè)備發(fā)生大修或更新后,對一般性危險有害因素,辨識設(shè)施設(shè)備中存在的危險有害因素再次辨識和收集,及時更新危險有害因素清單[2](安全隱患問題庫)。

4 根據(jù)收集整理的危險有害因素清單進行風(fēng)險評價,確定重大危險源

4.1 危險有害因素的風(fēng)險評價

根據(jù)鋼梁施工中事故發(fā)生的可能性大小L、人體處于該種風(fēng)險環(huán)境中的頻繁程度E、以及事故發(fā)生后造成的后果C三個因素指標(biāo)來對辨識出來的危險有害因素進行評價[3],計算簡式:D=L×E×C。

L表示發(fā)生事故的可能性大小,用概率來表示。絕對不可能事件發(fā)生的概率為0,必然發(fā)生事件的概率為1,但在作系統(tǒng)安全考慮時,絕對不發(fā)生事故是不可能的,所以將“發(fā)生事故可能性極小”的分?jǐn)?shù)定為0.1,而必然要發(fā)生的事件的分?jǐn)?shù)定為10,介于這兩種情況之間的情況指定中間值,如表1所示。

表1 事故發(fā)生的可能性大小L取值

E表示人體暴露在這種危險環(huán)境中的頻繁程度,人員或設(shè)備出現(xiàn)在風(fēng)險環(huán)境中的時間越多,則風(fēng)險越大。規(guī)定連續(xù)暴露在此風(fēng)險環(huán)境的情況定為10,而非常罕見地出現(xiàn)在風(fēng)險環(huán)境中定為0.5,介于兩者之間的各種情況規(guī)定若干個中間值,如表2所示。

表2 人體暴露在危險環(huán)境中的頻繁程度E取值

C表示發(fā)生事故會造成的損失后果。事故造成的人身傷害變化范圍很大,對傷亡事故來說,可從極小的輕傷直到多人死亡的嚴(yán)重結(jié)果。輕傷規(guī)定分?jǐn)?shù)為1,把造成3人以上死亡的可能性分?jǐn)?shù)規(guī)定為100,其他情況的數(shù)值均在1與100之間,如表3所示。

表3 發(fā)生事故會造成的損失后果C取值

根據(jù)采用作業(yè)條件危險性評價法[4](計算簡式:D=L×E×C),對辨識出來的危險有害因素列表計算,求出風(fēng)險量評價指標(biāo)D,并劃分風(fēng)險等級,如表4所示。結(jié)合鋼梁施工實際情況,將風(fēng)險等級達(dá)4級及以上的危險有害因素確定為項目部的重大危險源。

表4 風(fēng)險量評價指標(biāo)D取值

4.2 確定施工中的重大危險源

(1)經(jīng)過橋梁施工方面的專家、安全技術(shù)方面的專家對收集整理的648條危險有害因素進行評價,將D值大于等于160(風(fēng)險等級大于等于4)的危險有害因素確定為本項目的重大危險源(危險級別為A級)[5],黃河橋項目部主橋鋼梁施工中重大危險源有:65t龍門吊機拼裝及拆除、現(xiàn)場安全防護設(shè)施、鋼梁拼裝支架平臺安裝和拆除、鋼梁桿件拼裝、導(dǎo)梁拼裝及拆除、鋼梁多點同步頂推、架板、主塔安裝和掛索等17項作業(yè)內(nèi)容。

(2)將D值小于160(風(fēng)險等級小于4)的危險有害因素確定為本項目的一般性危險源(危險級別為B級),施工中一般性危險源有78項。

(3)將D值小于等于70(風(fēng)險等級小于等于3)的危險有害因素確定為本項目的一般性危險源(危險級別為C級),施工中一般性危險源有560項。

5 鋼梁施工中危險有害因素和重大危險源風(fēng)險控制管理

堅持危險源點的分級監(jiān)控管理制度,項目部根據(jù)作業(yè)場所危險源點可能造成的傷害程度,將危險源點劃分A、B、C級3個級別,對應(yīng)監(jiān)控管理層為項目部經(jīng)理、架子隊、班組的控制管理。

(1)D值大于等于160(風(fēng)險等級大于等于4)的重大危險源(危險級別為A級),根據(jù)《主橋鋼梁施工重大危險源監(jiān)控管理制度》的規(guī)定,A級危險源監(jiān)控責(zé)任人為項目經(jīng)理,按照《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理條例》、《危險性較大的工程安全專項施工方案編制及專家論證辦法》法律法規(guī)要求,以及本項目制定的危險源管理辦法,編制相應(yīng)的專項安全保障措施(包含安全事故應(yīng)急救援預(yù)案),并組織專家評審,使施工中的各項安全措施和安全管理制度更符合現(xiàn)場安全管理要求,降低了施工中的安全風(fēng)險。同時,項目部每月對重大危險源組織安全、機電和有關(guān)部門聯(lián)合進行專項安全檢查和風(fēng)險評價,對檢查中發(fā)現(xiàn)的安全隱患落實專人立即整改,確保危險源處于受控狀態(tài)。

(2)D值小于160大于70(風(fēng)險等級小于4)的危險有害因素(危險級別為B級),明確各工區(qū)經(jīng)理、架子隊隊長為監(jiān)控責(zé)任人。首先,確保安全設(shè)施投入有效,同時,加強對施工過程的監(jiān)控管理,實施工區(qū)每旬檢查、安全督導(dǎo)隊每周檢查、架子隊每日巡查三級安全檢查制度,對檢查中發(fā)現(xiàn)的安全隱患由工區(qū)落實專人立即整改。

(3)D值小于等于70(風(fēng)險等級小于等于3)的一般性危險源(危險級別為C級),明確各架子隊長、作業(yè)隊工班長為監(jiān)控責(zé)任人,施工中做到個人防護措施配備到位,嚴(yán)格執(zhí)行各項安全管理制度,杜絕“三違”現(xiàn)象發(fā)生,對日常作業(yè)活動中發(fā)現(xiàn)的安全隱患由架子隊落實專人整改。

6 鋼梁施工安全組織管理

6.1 責(zé)任追究、獎罰兌現(xiàn)

項目部制定頒發(fā)了《主橋鋼梁施工重大危險源監(jiān)控管理制度》,成立了以項目經(jīng)理為第一責(zé)任人的重大危險源監(jiān)控管理領(lǐng)導(dǎo)小組,并制定了一系列的獎罰措施,嚴(yán)格執(zhí)行。按照鐵道部要求,結(jié)合鋼梁施工實際情況,我部積極推行架子隊管理模式,組建了鋼梁架設(shè)架子隊,通過職工帶領(lǐng)民工,職工指導(dǎo)民工,發(fā)揮職工在現(xiàn)場安全管理中的主導(dǎo)作用。項目部設(shè)立了主橋鋼梁施工專項安全獎勵基金,每月組織對鋼梁施工現(xiàn)場進行考評檢查,獎罰兌現(xiàn),對安全工作中做出突出貢獻的人員給予獎勵。

6.2 高度重視施工方案的優(yōu)化、從技術(shù)上保證施工安全

在鋼梁施工前,項目部領(lǐng)導(dǎo)多次組織安質(zhì)部、工程部召開主橋鋼梁施工方案研討會,集思廣益,不斷對施工方案進行優(yōu)化。項目部還多次邀請有關(guān)專家,設(shè)計院、業(yè)主、監(jiān)理等單位領(lǐng)導(dǎo)召開鋼梁施工技術(shù)分析會議,經(jīng)過方案比選,將第1聯(lián)鋼梁原來的懸臂拼裝架設(shè)施工方案變更為多點同步頂推施工方案,鋼梁架設(shè)作業(yè)從原來的水上、高空作業(yè)轉(zhuǎn)化為陸地、平臺作業(yè),實現(xiàn)了工廠化流水作業(yè),極大地降低了施工中的安全風(fēng)險,從技術(shù)上保證了施工安全。針對優(yōu)化后的施工方案,結(jié)合危險源的辨識、評價工作,編制了本項目鋼梁架設(shè)專項安全施工方案[6],組織安全和技術(shù)方面的專家進行評審,對評審后的方案在施工中嚴(yán)格執(zhí)行。

6.3 營造安全生產(chǎn)氛圍、強化現(xiàn)場監(jiān)控

項目部將施工中辨識出來的重大危險源及現(xiàn)場監(jiān)控責(zé)任人制作成標(biāo)識牌[7]安裝到鋼梁施工現(xiàn)場的顯眼位置,同時,在鋼梁拼裝支架平臺的欄桿、樓梯入口及其他顯眼位置,設(shè)置了事故報警電話提示牌、安全警示牌、安全提示牌、安全宣傳條幅以及消防砂箱、滅火器材、水箱、水桶等,為鋼梁施工現(xiàn)場的安全生產(chǎn)營造了良好的氛圍,作業(yè)人員的安全意識得到很大的提高。

為加強現(xiàn)場安全監(jiān)控,項目部在開工之初成立了一支由職工和各架子隊骨干人員組成的安全督導(dǎo)隊,并根據(jù)施工工序的轉(zhuǎn)換進行動態(tài)管理。鋼梁施工中由各工點責(zé)任心較強的安全度導(dǎo)隊員負(fù)責(zé)該作業(yè)面的安全監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)安全隱患及時進行整改或上報。

6.4 嚴(yán)格作業(yè)人員入場培訓(xùn)和崗位培訓(xùn)、做好安全交底工作

項目部硬性規(guī)定所有新進場作業(yè)人員必須經(jīng)過項目部安全培訓(xùn)考試合格后持證上崗[8],安質(zhì)部門每個月必須對鋼梁拼裝及頂推施工全體作業(yè)人員進行1次安全技術(shù)輪訓(xùn),每周進行1次安全專題講座,要求各作業(yè)班組在每天工作前,嚴(yán)格執(zhí)行班前10min的安全講話制度。

在工序轉(zhuǎn)換前加強對作業(yè)人員的安全培訓(xùn)和技術(shù)交底,對各工種作業(yè)人員進行安全操作規(guī)程和安全知識的培訓(xùn),通過培訓(xùn)讓作業(yè)人員掌握必備的操作技能,了解作業(yè)活動中的危險源和各種有害因素,杜絕“三違”現(xiàn)象發(fā)生。

6.5 強化現(xiàn)場安全隱患排查、發(fā)現(xiàn)問題實行閉環(huán)管理

在現(xiàn)場安全監(jiān)控上,嚴(yán)格實行實施項目部每月檢查、安全督導(dǎo)隊每周檢查、架子隊安全員日巡查三級嚴(yán)格控制管理制度。項目部每月都要由項目經(jīng)理牽頭組織各部門負(fù)責(zé)人參加的安全大檢查,重點對重大危險源進行重點監(jiān)控管理,結(jié)合施工工序的轉(zhuǎn)換制定《鄭州黃河公鐵兩用橋項目部重大危險源監(jiān)控記錄表》,落實責(zé)任人進行整改,定時銷號,項目部各職能部門對整改情況跟蹤落實,對問題的整改實行閉環(huán)管理[9]。

6.6 應(yīng)急預(yù)案管理

結(jié)合鋼梁施工中存在的重大安全風(fēng)險,項目部編制了《主橋第1聯(lián)鋼梁架設(shè)施工應(yīng)急預(yù)案》、《特大橋梁施工消防應(yīng)急預(yù)案》、《防大風(fēng)應(yīng)急救援預(yù)案》等6項安全應(yīng)急預(yù)案。3年來,項目部開展了《鄭州黃河公鐵兩用橋項目部安全傷害事故應(yīng)急預(yù)案》、《大風(fēng)應(yīng)急救援預(yù)案》等多項演練活動,通過演練活動,提高了鋼梁施工人員在應(yīng)對突發(fā)事件時的應(yīng)急處置能力,也增強了全體鋼梁施工人員的安全意識[10]。

為保證洪水期棧橋使用安全,項目部編制并發(fā)布了《鄭州黃河公鐵兩用橋防洪度汛應(yīng)急預(yù)案》,在洪水期嚴(yán)格執(zhí)行24h洪水水位和流量監(jiān)測制度,另外,安排專人與黃河上游水位觀測站聯(lián)系,及時了解黃河水位情況,合理組織施工,把洪水對施工棧橋、鋼梁施工的不利影響降至最低。

7 效果評價及今后施工中應(yīng)改進的事項

石武客運專線鄭州黃河公鐵兩用橋項目自開工以來,堅持把安全作為施工中的第一位工作,按照鐵道部“高標(biāo)準(zhǔn)、講科學(xué)、不懈怠”要求,狠抓施工安全管理工作,最終在全體參戰(zhàn)員工中樹立了“安全第一,預(yù)防為主”的安全理念,實現(xiàn)了主橋鋼梁施工安全零事故的目標(biāo),在石武客運專線河南段施工中展示了大橋局爭當(dāng)排頭兵的企業(yè)風(fēng)采,在石武河南段客運專線公司組織的6次鐵路質(zhì)量信用評價活動中5次排名第一(1次排名第二),2008年獲中國中鐵股份公司“安全標(biāo)準(zhǔn)工地”榮譽。

鄭州黃河公鐵兩用橋梁主橋鋼梁拼裝及頂推施工中危險有害因素的辨識、評價及風(fēng)險控制管理方法的分析和總結(jié),對我國高速鐵路特大橋梁施工安全管理有一定的參考價值。

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