晁鐵彥,王旭東,張新華,代小影,史榮耀

(陜西華山路橋集團(tuán)有限公司,陜西 西安 710026)

0 引言

作業(yè)條件危險性評價法也叫LEC法,是由美國安全管理學(xué)專家提出的簡易安全風(fēng)險評價方法,可用于水利、地鐵、橋梁、隧道等工程施工條件危險性辨識與評價,可根據(jù)危險性辨識與評價結(jié)果提出相應(yīng)的防控措施,保障工程施工安全。

已有學(xué)者對LEC法的工程應(yīng)用進(jìn)行了研究,楊凱等[1]依托九寨溝縣白河防洪治理項目,基于改進(jìn)LEC法對水利工程的安全風(fēng)險進(jìn)行了評價研究,提出了19個危險源指標(biāo)。張曉萌[2]基于危險源理論對深圳地鐵8號線施工階段的安全風(fēng)險進(jìn)行評價,構(gòu)建了基于危險源的風(fēng)險評價指標(biāo)體系。栗海軍[3]以浙北高等級航道網(wǎng)集裝箱運(yùn)輸通道建設(shè)工程市場路大橋項目為背景,綜合采用LEC法和矩陣法構(gòu)建了針對橋梁工程邊通航邊施工的風(fēng)險識別評價指標(biāo)體系。成威[4]以樺皮嶺隧道工程為例,采用LEC法設(shè)計了全新的隧道施工安全風(fēng)險評估方法,在評價中全面考慮安全管理模式、施工水平等因素的影響,提高了隧道工程施工的安全性,降低了風(fēng)險源對施工人員人身安全造成的影響。羅飛飛等[5]以施工工序為基礎(chǔ)對港口工程施工危險源進(jìn)行劃分,利用LEC法進(jìn)行了危險源評估及分級,為分級管控港口工程施工中的危險源提供理論依據(jù)。朱寶亮[6]通過LEC法評價高層建筑施工中危險因素風(fēng)險等級,評價結(jié)果表明,高層建筑施工中有重大施工風(fēng)險的項目主要為腳手架搭設(shè)和深基坑施工,施工現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備是風(fēng)險控制重點(diǎn)內(nèi)容。張慶祥[7]采用LEC法對城市及道路照明工程施工安全風(fēng)險的危害程度進(jìn)行評價,對城市及道路照明工程施工安全風(fēng)險進(jìn)行了分類,確定了主要風(fēng)險。吳佳莉[8]針對修井作業(yè)中設(shè)備多、工序復(fù)雜、作業(yè)環(huán)境惡劣等特點(diǎn),對修井作業(yè)中存在的危險源進(jìn)行辨識,并用LEC法進(jìn)行評價研究。孫守平等[9-10]將LEC法應(yīng)用到一般巖土爆破工程安全管理中,對識別出的危險源進(jìn)行定量評價分析,提出改進(jìn)爆破作業(yè)安全的技術(shù)和管理措施,以控制一般巖土爆破的施工安全。

本文以銅川新區(qū)青崗嶺一級公路項目石川河大橋為例,首先對大橋工程施工作業(yè)程序進(jìn)行分解,確定危險源辨識范圍。結(jié)合工程實際情況,對掛籃懸臂澆筑變截面連續(xù)梁施工危險源進(jìn)行辨識,采用LEC法對危險源進(jìn)行評估,并根據(jù)風(fēng)險值進(jìn)行風(fēng)險等級劃分,最后根據(jù)危險源識別與風(fēng)險評價結(jié)果提出危險源防控措施。

1 LEC法基本原理

在LEC法中,每個危險源的危險性D由3種因素決定,分別為事故或風(fēng)險事件發(fā)生的概率L、操作人員暴露在危險環(huán)境中的頻次E、安全事故發(fā)生后產(chǎn)生的嚴(yán)重程度C[6]。根據(jù)以往類似工程施工事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)及相關(guān)工程經(jīng)驗,首先確定3種因素的不同等級及對應(yīng)的分值,然后利用3個分值的乘積評價作業(yè)條件危險性大小,表達(dá)式如下:

D=LEC

(1)

由于LEC法為半定量的評價方法,需要在評價前結(jié)合自身相關(guān)經(jīng)驗,依據(jù)工程項目特點(diǎn)和現(xiàn)場實際情況進(jìn)行評價等級劃分,對每個等級規(guī)定出不同的分值,D值越大,相關(guān)作業(yè)的危險性越高[6]。

2 工程概況

石川河大橋中心樁號為K2+122,橋梁長度982m,主線前進(jìn)方向與河流流向右偏角為90°,上跨梅覓路、梅七鐵路、石川河及咸銅鐵路。橋梁上部結(jié)構(gòu)為(5×20+8×40)m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁+(68+120+68)m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)箱梁+(4×40+7×20)m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。橋梁下部結(jié)構(gòu)橋臺采用樁基接蓋梁橋臺,橋墩采用柱式墩及薄壁空心墩,全橋采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁墩臺徑向布置,縱斷面位于-0.3%及1.314%的豎曲線上。

主橋上部結(jié)構(gòu)采用3跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)梁,箱梁采用單箱單室截面,采用縱、橫、豎向預(yù)應(yīng)力體系。橋?qū)?2.15m,箱梁根部梁高7.2m,跨中梁高2.8m,箱梁高度按1.8次拋物線變化。箱梁頂板寬12.15m,底板寬7.0m,翼緣板懸臂長2.575m。箱梁頂板設(shè)橫坡,底板橫橋向為水平。

主橋中跨合龍段采用吊架現(xiàn)澆施工,邊跨現(xiàn)澆段在墩旁托架上或現(xiàn)澆支架上現(xiàn)澆施工。主橋上部結(jié)構(gòu)箱梁采用懸臂掛籃法施工,引橋上部采用預(yù)制吊裝施工。

3 基于LEC法的危險源識別及風(fēng)險評價

3.1 施工作業(yè)程序分解

本工程上部結(jié)構(gòu)施工內(nèi)容包括0號塊和1號塊施工、懸臂節(jié)段施工、跨鐵路線掛籃施工防護(hù)、邊跨現(xiàn)澆段施工、合龍段施工、橋面系及附屬施工等,其中0號塊和1號塊施工包括托架設(shè)計(見圖1)、托架預(yù)壓(見圖2)、模板支設(shè)、鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力管道安裝、混凝土施工、預(yù)應(yīng)力筋施工、馬道布置(見圖3)等,懸臂節(jié)段施工包括掛籃設(shè)計(見圖4)、掛籃拼裝及預(yù)壓(見圖5)、懸澆段施工等,跨鐵路線掛籃施工包括連續(xù)梁0號塊施工防護(hù)(見圖6)、掛籃封閉施工防護(hù)(見圖7)等,邊跨現(xiàn)澆段施工包括模板安裝、支架預(yù)壓、支座安裝、鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋加工與布設(shè)、混凝土澆筑等,合龍段施工包括16號塊段施工、懸臂端臨時荷載清理、掛籃前移安裝模板和綁扎鋼筋、設(shè)置平衡配重(見圖8)、頂推(見圖9)、勁性骨架焊接并張拉合龍段臨時預(yù)應(yīng)力束、合龍段混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)、張拉鋼絞線、壓漿等,橋面系及附屬施工包括防撞護(hù)欄施工、橋面鋪裝施工等。

圖1 托架布置Fig.1 Bracket layout

圖2 托架預(yù)壓Fig.2 Bracket preloading

圖3 馬道立面布置Fig.3 Facade layout of bridle path

圖4 掛籃設(shè)計結(jié)構(gòu)Fig.4 Hanging basket design structure

圖5 掛籃預(yù)壓示意Fig.5 Hanging basket preloading

圖6 0號塊施工防護(hù)Fig.6 Block 0 construction protection

圖7 掛籃封閉施工防護(hù)Fig.7 Hanging basket closed construction protection

圖8 合龍段施工配重示意Fig.8 Construction counterweight of closure section

圖9 鎖定勁性骨架及頂推預(yù)埋鋼板Fig.9 Locking stiff skeleton and pushing embedded steel plate

為提高橋梁施工安全評價結(jié)果的真實性,以會議形式的過程分析法作為危險源辨識方法,即召開評審會議,以工作任務(wù)實施步驟或施工工藝流程為主線,進(jìn)行危險源辨識時,需綜合考慮施工全過程的辨識要求,對存在的傷害源、受傷害的主體、傷害發(fā)生原因、過程和結(jié)果等進(jìn)行分析,將主要施工作業(yè)程序進(jìn)行分解,如表1所示。邊跨梁段模板支撐架結(jié)構(gòu)如圖10所示。

表1 石川河大橋主要施工作業(yè)程序分解結(jié)果Table 1 Decomposition results of main construction procedures of Shichuan river bridge

圖10 邊跨梁段模板支撐架結(jié)構(gòu)Fig.10 Side span beam section formwork support structure

3.2 危險源識別及風(fēng)險評價

3.2.1危險源辨識范圍

危險源辨識范圍包括以下內(nèi)容:①常規(guī)施工活動;②非常規(guī)施工活動;③緊急狀況;④所有進(jìn)入施工現(xiàn)場的人員活動;⑤所有施工現(xiàn)場設(shè)施工作情況。

3.2.2事故或風(fēng)險事件發(fā)生的概率L賦值

事故或風(fēng)險事件發(fā)生的可能性與事故發(fā)生的概率有關(guān),分析系統(tǒng)的危險性時,一定不發(fā)生事故是不正確的[5],因此,將實際不可能的情況分值定為0.1,將完全可以預(yù)料的分值定為10[10],其他事件根據(jù)概率大小確定對應(yīng)的分值,如表2所示。

表2 事故或風(fēng)險事件發(fā)生的概率L賦值Table 2 Assignment of probability of accident or risk event

3.2.3操作人員暴露在危險環(huán)境中的頻次E賦值

操作人員暴露在危險環(huán)境中的時間對系統(tǒng)傷亡的風(fēng)險影響較大[5],連續(xù)在潛在危險環(huán)境中暴露的分值為10,非常罕見的暴露分值為0.5[10],其他情況根據(jù)操作人員暴露情況進(jìn)行細(xì)分并相應(yīng)地取值,如表3所示。

表3 操作人員暴露在危險環(huán)境中的頻次E賦值Table 3 Assignment of frequency of operator exposure to hazardous environment

3.2.4安全事故發(fā)生后產(chǎn)生的嚴(yán)重程度C賦值

安全事故發(fā)生后產(chǎn)生的后果主要為人身傷害或財產(chǎn)損失[5],因此,將引人注目、不利于基本安全衛(wèi)生要求的分值定為1,將大災(zāi)難、許多人死亡或造成重大財產(chǎn)損失的分值定為100[10],其他情況根據(jù)安全事故發(fā)生后產(chǎn)生的嚴(yán)重程度進(jìn)行細(xì)分并取對應(yīng)值,如表4所示。

表4 安全事故發(fā)生后產(chǎn)生的嚴(yán)重程度C賦值Table 4 Assignment of severity after safety accident

3.2.5危險性D標(biāo)準(zhǔn)的劃分

由評價小組專家共同確定每個危險源的各項分值,按照式(1)計算得到危險性分值,根據(jù)表5規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行危險性等級劃分。

表5 危險性等級劃分Table 5 Risk classification

3.3 結(jié)果分析

3.3.1危險源辨識結(jié)果

通過采用過程分析并確定合理的危險源辨識范圍,得到危險源辨識結(jié)果,如表6所示。

表6 危險源辨識結(jié)果Table 6 Hazard identification results

本研究劃分了多種危險源,鋼筋制作與安裝的危險源包括特種作業(yè)人員無證作業(yè)、防護(hù)缺失、設(shè)備缺陷、管理缺陷等,0號塊施工的危險源包括焊接質(zhì)量不合格、臨邊堆物、設(shè)備缺陷等,變截面連續(xù)箱梁掛籃施工的危險源包括掛籃結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)度不符合設(shè)計要求、行走未及時錨固或錨固不到位、設(shè)備缺陷等,邊跨現(xiàn)澆段施工的危險源包括焊接質(zhì)量不合格、設(shè)備缺陷、臨邊堆物等,塔式起重機(jī)安裝與拆除的危險源包括無臨邊防護(hù)或臨邊防護(hù)損壞、高處作業(yè)人員未系安全帶、臨邊堆物等。危險源可能導(dǎo)致的事故主要包括高處墜落、起重傷害、機(jī)械傷害、物體打擊、觸電、火災(zāi)/容器爆炸和坍塌,對于危險源存在的方式,以正常和人的行為為主,兼有非正常、其他人為因素、設(shè)備設(shè)施和材料。

3.3.2危險源風(fēng)險評價結(jié)果

基于LEC法得到的危險源風(fēng)險評價結(jié)果,如表7所示,a表示消除,b表示替代,c表示工程控制措施,如執(zhí)行相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,d表示標(biāo)識、警告等,e表示發(fā)放個體防護(hù)裝備,f表示應(yīng)急預(yù)案。

表7 基于LEC法得到的危險源風(fēng)險評價結(jié)果Table 7 Risk assessment results of hazard sources based on LEC method

由表7可知,危險源風(fēng)險等級包括三、四級,以三級居多,可知危險程度多為顯著危險,需要整改,制定管理方案,且大多數(shù)可能導(dǎo)致的事故有以往事例且有直觀感覺,現(xiàn)有控制措施中以消除、工程控制措施、應(yīng)急預(yù)案為主。具體來看,掛籃懸臂澆筑變截面連續(xù)梁施工過程中高處墜落、起重傷害、坍塌、物體打擊、機(jī)械傷害、觸電屬于顯著風(fēng)險,需采取預(yù)防控制措施;火災(zāi)/容器爆炸屬于一般風(fēng)險,需引起注意。

4 危險源防控措施

4.1 高處墜落預(yù)防控制措施

高處墜落預(yù)防控制措施主要如下:①嚴(yán)格遵守高空作業(yè)安全操作規(guī)程,正確佩戴安全防護(hù)用品;②設(shè)置臨邊臨水安全防護(hù)圍欄;③人員上下使用安全爬梯;④如需穿行工作平臺應(yīng)快速通過,不得在工作平臺下休息、逗留;⑤工作臺架臨時移位時,由專人指揮。

4.2 起重傷害預(yù)防控制措施

起重傷害預(yù)防控制措施主要如下:①加強(qiáng)對起重機(jī)械的管理和維修保養(yǎng);②在作業(yè)區(qū)域內(nèi)規(guī)定的位置起吊,起吊前應(yīng)停機(jī)檢查物體綁扎牢固程度等;③由專人指揮吊裝,工作完畢后將起重機(jī)停放在堅固地面,各部分處于非工作狀態(tài);④不得在起重設(shè)備工作時進(jìn)行檢查和維修作業(yè),不得在有荷載的情況下調(diào)整起升、變幅機(jī)構(gòu)的制動器等。

4.3 坍塌事故預(yù)防控制措施

坍塌事故預(yù)防控制措施主要如下:①嚴(yán)格按照專項方案施工,采取安全技術(shù)措施;②地面基礎(chǔ)須提前進(jìn)行硬化或加固處理,合理引導(dǎo)排水;③架體搭設(shè)完成驗收合格后投入使用;④實時動態(tài)監(jiān)測結(jié)構(gòu)變形,發(fā)現(xiàn)問題立即處理。

4.4 觸電事故預(yù)防控制措施

觸電事故預(yù)防控制措施主要如下:①嚴(yán)格執(zhí)行用電安全專項方案及管理制度;②施工電纜須架空或埋于地下,嚴(yán)禁隨意綁扎導(dǎo)線;③將防水尼龍繩(鋼絲繩)作為潛水泵受力活動索,涉水或潮濕工作環(huán)境使用防水電纜,使用安全電壓,動力、照明線分開安裝;④操作人員檢查設(shè)備絕緣情況。

4.5 機(jī)械傷害預(yù)防控制措施

機(jī)械傷害預(yù)防控制措施主要如下;①操作人員嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)備安全操作規(guī)程作業(yè);②機(jī)械設(shè)備檢查驗收合格后投入使用,并定期維修保養(yǎng);③非維修人員禁止對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修,維修設(shè)備時防止因誤動發(fā)生機(jī)械傷害;④在易傷人等設(shè)備部位裝設(shè)隔離裝置,裝設(shè)保險裝置。

4.6 物體打擊預(yù)防控制措施

物體打擊預(yù)防控制措施主要如下:①進(jìn)入施工現(xiàn)場須佩戴勞動防護(hù)用品;②起重運(yùn)輸機(jī)械工作時起重臂下嚴(yán)禁站人;③作業(yè)高度>2m時,周圍設(shè)置安全防護(hù)措施;④高處作業(yè)時嚴(yán)禁上下拋擲物件,材料堆放平穩(wěn)。

4.7 火災(zāi)/容器爆炸預(yù)防控制措施

火災(zāi)/容器爆炸預(yù)防控制措施主要如下:①嚴(yán)格落實消防安全管理制度,設(shè)置足夠的消防器材并定期檢查;②點(diǎn)火時焊槍口不得對人,正在燃燒的焊槍不得隨意放置;③氧氣、乙炔等專儲專防,工作完畢后關(guān)閉氧氣瓶、乙炔瓶閥門并擰上安全罩;④不得立刻接觸施焊完成的金屬材料。

5 結(jié)語

橋梁施工過程中一旦發(fā)生安全事故,將會造成人員傷亡或一定經(jīng)濟(jì)損失。橋梁施工安全事故之所以會發(fā)生,大多是因為對施工現(xiàn)場危險源的風(fēng)險辨識不到位或?qū)κ┕のｋU隱患的排查不到位。因此,在橋梁施工過程中應(yīng)更加重視對危險源的風(fēng)險辨識、評估和控制研究,以期在最大程度上降低安全事故發(fā)生概率。

本文依據(jù)危險源理論和風(fēng)險管理基本理論知識,對銅川新區(qū)石川河大橋施工過程中可能出現(xiàn)的各類危險源因素進(jìn)行了研究,并提出危險源防控措施,以保障橋梁工程施工安全,提高項目安全管理水平。