馬駿騰，張學(xué)生，潘 霞，李 化，于 巍

（1.北方工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，北京 100144；2.北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100160）

0 引言

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是一種通過(guò)工廠生產(chǎn)預(yù)制鋼構(gòu)件配送至施工現(xiàn)場(chǎng)裝配而成的建筑。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅避免了混凝土結(jié)構(gòu)施工后產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題，而且抗壓性能強(qiáng)，具有良好的安全性和抗震性，同時(shí)采用工廠預(yù)制構(gòu)件，建筑材料可回收，結(jié)構(gòu)自重較混凝土結(jié)構(gòu)輕，因此還具有施工周期短和綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。但是鋼結(jié)構(gòu)材料防火性能差，遇高溫易變形，在濕度大的環(huán)境中易腐蝕［1］，在施工過(guò)程中易發(fā)生火災(zāi)。其次裝配式建筑的施工方法不同于傳統(tǒng)的施工方法，可參考的工程案例較少，缺乏裝配式建筑的施工管理經(jīng)驗(yàn)，影響施工的安全因素較多，給施工安全管理帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。因此要揚(yáng)長(zhǎng)避短，保證施工進(jìn)度及質(zhì)量，避免發(fā)生安全事故，做好施工過(guò)程中的安全管理工作顯得十分重要。

1 工程管理難點(diǎn)分析

本工程為北京冬奧村人才公租房項(xiàng)目，分為地上和地下兩個(gè)部分，其中地上部分采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)，工程管理難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

1）裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系是一種比較新的結(jié)構(gòu)形式，可參考的相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)較少。鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝技術(shù)、防屈曲鋼板剪力墻深化設(shè)計(jì)與安裝技術(shù)、室內(nèi)輕質(zhì)隔墻與鋼結(jié)構(gòu)連接技術(shù)等都需要提前研究策劃，同時(shí)在施工過(guò)程中做應(yīng)好安全管理工作。

2）地上群體建筑密集，施工管理難度大。地下為整體車庫(kù)，地上 16 棟建筑全部集中在地下車庫(kù)上，樓間距相對(duì)較小，給塔吊平面布置、各棟號(hào)施工組織、地下結(jié)構(gòu)裂縫控制、后澆帶留置與封閉等都帶來(lái)了較大的難度。

3）場(chǎng)地狹小，施工組織困難。擬建建筑距離用地紅線僅 5 m，且用地紅線緊鄰現(xiàn)有的道路、高架橋，致使現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)施設(shè)規(guī)劃困難。

4）安全和綠色施工要求高。施工周期長(zhǎng)，深基坑、肥槽有限空間作業(yè)、超限模架、鋼結(jié)構(gòu)起重吊裝等危險(xiǎn)源較多，因此為實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，必須采取有效措施，強(qiáng)化安全管理。

除此之外，工程總承包管理、協(xié)調(diào)工作量大。工程的專業(yè)分包較多、工程量大，作為工程總承包單位，如何做好自行施工范圍內(nèi)的施工項(xiàng)目，并管理和協(xié)調(diào)配合好眾多專業(yè)分包，做到管理有序、措施到位、目標(biāo)落實(shí)，需要深入研究。其次，工期緊、任務(wù)重。工程合同工期 851日歷天，為滿足冬奧會(huì)整體測(cè)試運(yùn)行的要求，提前3 個(gè)月竣工，要在緊張的工期中保證施工進(jìn)度、施工質(zhì)量的同時(shí)保證施工安全是本工程的難點(diǎn)。

2 主要風(fēng)險(xiǎn)源及管控措施

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工過(guò)程中存在諸多風(fēng)險(xiǎn)源，極易引發(fā)安全事故，且造成的后果難以估計(jì)。常見(jiàn)的安全事故包括腳手架和安全網(wǎng)搭拆作業(yè)發(fā)生倒塌、高處墜落，施工用電發(fā)生觸電事故，防水作業(yè)發(fā)生火災(zāi)、中毒事故，吊裝引起的物體打擊和機(jī)械傷害等，其中鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生火災(zāi)、物體打擊和高空墜落事故占主要部分。

為了減少安全事故發(fā)生，保障施工過(guò)程順利進(jìn)行，可以建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系和風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)評(píng)價(jià)工作小組，構(gòu)建評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，編制《生產(chǎn)安全事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告》，預(yù)先辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)將風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行評(píng)級(jí)，確定風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)權(quán)重，再針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)采取相應(yīng)對(duì)策，進(jìn)而降低安全事故的發(fā)生。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)材料防火

鋼結(jié)構(gòu)雖然有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好和良好的環(huán)保性能等優(yōu)點(diǎn)，但是防火性能差，遇高溫易變形。有研究表明當(dāng)溫度在 300～400 ℃ 時(shí)，鋼材的強(qiáng)度和彈性模量顯著下降，當(dāng)溫度到達(dá) 600 ℃ 左右時(shí)，鋼材強(qiáng)度趨于零［2］。出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)建筑在 20 min 左右就會(huì)出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，危害生命財(cái)產(chǎn)安全［3］。

因此對(duì)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)的防火管理，施工企業(yè)應(yīng)制定消防工作的具體制度，建立防火治安領(lǐng)導(dǎo)小組，義務(wù)消防隊(duì)等組織機(jī)構(gòu)，日常應(yīng)加強(qiáng)巡邏，做好防火檢查工作，對(duì)存在安全隱患的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并整改。施工材料堆放、保管應(yīng)達(dá)到防火要求［4］。做好施工現(xiàn)場(chǎng)用火用電管理，對(duì)于電、氣焊工必須經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)，掌握焊割消防安全技術(shù)，經(jīng)考試合格后持證上崗，作業(yè)時(shí)必須派專人進(jìn)行監(jiān)視，隨身攜帶滅火用具。在冬季施工前，必須對(duì)消防供水系統(tǒng)采取防凍措施，防止因天氣過(guò)冷使供水設(shè)施凍壞，影響消防系統(tǒng)的正常使用。同時(shí)也應(yīng)做好預(yù)防措施，消防工具、消防用品應(yīng)配置齊全，定期進(jìn)行消防演練，對(duì)工作人員做好消防培訓(xùn)，開(kāi)展消防安全教育，做好應(yīng)急準(zhǔn)備工作，提前制定應(yīng)急路線等。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)嚴(yán)格把控防火涂料施工，施工前對(duì)鋼構(gòu)件除銹和節(jié)點(diǎn)油漆補(bǔ)涂檢查，做好防火涂料材料準(zhǔn)備工作，保證施工進(jìn)度，并檢查防火涂料是否滿足規(guī)定要求，涂裝時(shí)是否符合涂裝工藝，保證施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料與防腐涂裝應(yīng)具有相容性，雙方性能無(wú)影響，從而提高鋼構(gòu)件的耐久性。同時(shí)，在雨期大雨來(lái)臨時(shí)應(yīng)做好覆蓋，防止防火涂料被雨淋、沖刷。防火保溫材料的安裝應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工，防火保溫材料采用整塊巖棉，固定防火保溫材料的防火襯板應(yīng)錨固牢靠。防火隔斷與主體結(jié)構(gòu)之間的縫隙，均應(yīng)采用防火保溫材料填塞，填裝防火保溫材料時(shí)一定要填實(shí)填平，不允許留有空隙。

2.2 吊裝風(fēng)險(xiǎn)及管控

裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑相比避免了模板腳手架坍塌風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，但是吊裝作業(yè)的大幅度增加，使吊裝風(fēng)險(xiǎn)成為裝配式建筑施工的高頻風(fēng)險(xiǎn)。吊裝風(fēng)險(xiǎn)因素可以分為塔吊交叉干擾碰撞、吊點(diǎn)設(shè)置不合理、超載調(diào)運(yùn)和吊具選用不合理等幾個(gè)方面。本工程為施工生產(chǎn)需要，現(xiàn)場(chǎng)布置塔吊 10 臺(tái)，而且西側(cè)還有相鄰標(biāo)段的塔吊處于交叉覆蓋狀態(tài)，如此密集的塔吊，給群塔作業(yè)管理、塔吊頂升安排、各棟號(hào)施工進(jìn)度協(xié)調(diào)管理帶來(lái)了很大的難度。

因此對(duì)于吊裝風(fēng)險(xiǎn)管控，在吊裝前應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)情況制定合理的吊裝計(jì)劃，重點(diǎn)做好群塔作業(yè)施工管理，制定群塔施工方案及防護(hù)措施，保證兩塔之間的安全距離，避免相互碰撞造成安全事故。在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有群塔作業(yè)指揮監(jiān)督員，劃分群塔作業(yè)安全管理責(zé)任區(qū)并簽訂安全協(xié)議。對(duì)預(yù)制構(gòu)件的吊裝，應(yīng)制定吊裝作業(yè)安全管理方案，成立吊裝作業(yè)小組，確保吊裝作業(yè)有序進(jìn)行，定期對(duì)吊裝設(shè)備檢查維護(hù)，嚴(yán)格遵守“十不吊”的吊裝原則。做好預(yù)制構(gòu)件的吊裝管理、協(xié)調(diào)工作，從而避免發(fā)生吊裝風(fēng)險(xiǎn)［5］。

本工程北側(cè)為社會(huì)道路，塔吊覆蓋了道路部分區(qū)域，所以在施工各階段，需對(duì)塔吊司機(jī)及信號(hào)工進(jìn)行重點(diǎn)管理。吊物嚴(yán)禁超越圍墻。正在施工的建筑物邊緣，人或材料可能墜落的地方，都必須進(jìn)行有效防護(hù)。同時(shí)本工程塔吊密集，必須根據(jù)各棟號(hào)分布、施工作業(yè)區(qū)劃分進(jìn)行施工進(jìn)度的統(tǒng)籌安排，確定各塔吊的安裝高度、錨固位置及頂升方案，編制群塔作業(yè)方案、設(shè)置塔吊防碰撞系統(tǒng)、吊鉤可視化系統(tǒng)，滿足安全施工的要求。塔吊平面布置如圖 1 所示。

圖1 塔吊平面布置

2.3 高空墜落風(fēng)險(xiǎn)及管控

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在吊裝過(guò)程中存在大量高空臨邊作業(yè)，人員上下流動(dòng)頻繁，機(jī)械工具種類繁多，高空墜落事故、高空墜物打擊事故頻發(fā)，且具有極大的危險(xiǎn)性，因此高空墜落是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過(guò)程的主要風(fēng)險(xiǎn)源之一［6］。

為了避免此類安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全管理，必須采取有效防范措施。在高處作業(yè)前，對(duì)施工人員必須進(jìn)行安全培訓(xùn)交底，提高防護(hù)意識(shí)。關(guān)注施工人員的身體狀況，嚴(yán)禁帶病疲勞作業(yè)。在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備防墜落保護(hù)設(shè)備和工具，定期檢查設(shè)備是否能有效防護(hù)保障工作人員安全，對(duì)失效損壞設(shè)備及時(shí)更換。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的工作人員必須按照規(guī)定要求正確佩戴安全防護(hù)設(shè)備，持證上崗。樓梯間、豎井等各種易發(fā)生高墜事故的地點(diǎn)應(yīng)采取有效防護(hù)措施。安保部門(mén)應(yīng)嚴(yán)格把控，尤其是吊裝區(qū)域應(yīng)設(shè)置警戒線、警告牌，非工作人員應(yīng)嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，定期巡邏檢查施工現(xiàn)場(chǎng)是否符合安全管理制度，對(duì)違規(guī)行為及時(shí)指出，嚴(yán)重違規(guī)人員可根據(jù)相關(guān)管理制度進(jìn)行相應(yīng)處罰。

本工程樓層鋼結(jié)構(gòu)安裝高度 57.55 m，鋼框架結(jié)構(gòu)的安裝需制定專項(xiàng)的高空作業(yè)安全防護(hù)方案，確保安全施工。具體采取以下幾點(diǎn)措施。

1）鋼柱上布置鋼爬梯方便操作人員上下，在柱頂設(shè)置可裝配式安全操作平臺(tái)。

2）鋼梁上設(shè)置安全繩，保證施工人員在主鋼梁上行走時(shí)的安全。

3）制定嚴(yán)格的安全檢查制度，高空職工人員個(gè)人戴好安全帽、系好安全帶。

4）每隔一層在周邊布設(shè)挑網(wǎng)，在周邊鋼梁上焊接耳板，挑網(wǎng)架與耳板鉸接。外面上一層與下一層用鋼絲繩拉結(jié)。

可裝配式操作平臺(tái)及鋼梁上安全繩設(shè)置分別如圖 2、圖 3 所示。

圖2 可裝配式操作平臺(tái)

3 其他安全管理措施

3.1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用

BIM 即建筑信息模型，可以通過(guò)用數(shù)字信息模擬真實(shí)建筑信息。BIM 技術(shù)不僅可以應(yīng)用在施工進(jìn)度管理和施工質(zhì)量管理方面，也可以對(duì)施工安全管理方面進(jìn)行分析。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過(guò)程存在眾多安全風(fēng)險(xiǎn)因素，施工風(fēng)險(xiǎn)控制是一個(gè)復(fù)雜且長(zhǎng)期的過(guò)程，通過(guò) BIM 技術(shù)，可以建立安全管理體系，通過(guò)收集各項(xiàng)安全管理數(shù)據(jù)，建立項(xiàng)目綜合信息庫(kù)，深入分析安全隱患，制定安全管理計(jì)劃。其次通過(guò) BIM 建立危險(xiǎn)源庫(kù)及施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理模型，將模型與施工現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，進(jìn)而采取相應(yīng)措施控制風(fēng)險(xiǎn)。還可以利用 BIM 技術(shù)對(duì)施工場(chǎng)地布置進(jìn)行模擬，快速高效地評(píng)估臨時(shí)設(shè)施的安全性，直觀地展現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)布置情況，便于分析施工現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，使施工場(chǎng)地更加高效合理地利用。吊裝作業(yè)工序是一個(gè)動(dòng)態(tài)管理過(guò)程，在吊裝作業(yè)中，運(yùn)用 BIM 技術(shù)模擬群塔吊裝施工，可以有效降低群塔作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，直觀地看到構(gòu)件吊裝路徑，發(fā)現(xiàn)吊裝危險(xiǎn)區(qū)域，確保群塔之間的高差值，避免塔吊升頂加節(jié)、回轉(zhuǎn)碰撞、群塔拆裝等過(guò)程發(fā)生安全事故［7］。

本工程建立業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、總包和分包方共同參與的 BIM 系統(tǒng)運(yùn)行保障體系，各參與方設(shè)專人負(fù)責(zé) BI M 工作；為協(xié)同項(xiàng)目參與各方采用專業(yè)軟件搭建項(xiàng)目協(xié)作平臺(tái)，確保項(xiàng)目信息無(wú)損流轉(zhuǎn)。利用 BIM 技術(shù)可視化的特點(diǎn)，可以直觀地發(fā)現(xiàn)施工中有可能發(fā)生的安全隱患，對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)可以采取相應(yīng)措施及時(shí)有效地預(yù)防，同時(shí)還可以用 BI M 技術(shù)綜合考慮不同因素的影響分析塔式起重機(jī)的占位，輔助編制多塔作業(yè)防碰撞方案［8，9］，從而得到安全精細(xì)化管理。

3.2 安全教育培訓(xùn)

只有提高參建人員的安全意識(shí)，才能真正降低預(yù)防事故發(fā)生，這就要施工企業(yè)重視并落實(shí)安全教育培訓(xùn)。安全教育和培訓(xùn)包括對(duì)新進(jìn)場(chǎng)的工人實(shí)行上崗前的三級(jí)安全教育、變換工種時(shí)進(jìn)行的安全教育、特種作業(yè)人員上崗培訓(xùn)、繼續(xù)教育等?？梢圆捎瞄_(kāi)展安全知識(shí)競(jìng)賽等多種形式，調(diào)動(dòng)人員積極性，并對(duì)過(guò)往發(fā)生的安全事故案例分析，通過(guò)競(jìng)賽或培訓(xùn)使參建人員真正地了解安全事故是如何發(fā)生的，如何減少或避免類似事故發(fā)生，在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)如何處理，掌握一定的安全防范能力和自救能力［10］。

4 結(jié)語(yǔ)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過(guò)程中的安全管理工作十分重要，只有在做好安全管理的前提下才能確保施工進(jìn)度如期進(jìn)行，使項(xiàng)目整體達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。通過(guò)建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)小組預(yù)先對(duì)施工中可能出現(xiàn)的如鋼結(jié)構(gòu)防火、吊裝、高空墜落等風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別，并提前制定針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)源相應(yīng)的管控措施，做到提前預(yù)防。通過(guò)開(kāi)展安全教育培訓(xùn)提高施工人員的安全防護(hù)意識(shí)。采用與BIM技術(shù)結(jié)合等現(xiàn)代化技術(shù)手段建立安全管理體系，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)布置模擬和群塔作業(yè)模擬及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，防止安全事故從而實(shí)現(xiàn)安全精細(xì)化管理，使裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮最大價(jià)值。Q