平南三橋200m超高塔架安裝過程安全管理研究

吳宇航 廖汝鋒

摘要：平南三橋200m塔架安裝作為危險性較大的工程，是纜索系統安裝施工的關鍵，更是項目安全管理的重點和難點，在目前高速公路建設更加注重安全管理的形勢下，如何做好塔架安裝過程的現場安全管控顯得尤為重要。文章主要研究了平南三橋200m塔架安裝過程中的重點和難點問題，用LEC法則對風險源進行了分析，提出了相應的安全管控措施和方法，并闡述了實際應用情況，為類似工程提供參考借鑒。

關鍵詞：200m塔架安裝;高空作業;安全管理

中圖分類號：U445.1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.018

文章編號：1673—4874（2020）11—0065-05

0引言

廣西荔浦至玉林公路平南三橋是主跨為575m的中承式鋼管混凝土拱橋，建成后將成為世界上最大跨徑的鋼管混凝土拱橋。塔架安裝是纜索系統的重要組成部分，塔腳預埋在拱座內，塔底固結，塔頂設縱向纜風索。塔架采用鋼管桁式結構（材質為Q345B），橫向寬39.9m，縱向寬12m，高199.76m;塔頂設箱梁橫梁，長46.4m，寬4.64m。

平南三橋塔架標準節段共24個節段，每節段高8m，采用2臺塔式起重機進行安裝，塔架安裝是本項目危大工程安全管控重難點之一。

1塔架安裝過程概況

1.1概況

塔架豎向、縱向均以4m為模數設計，橫橋向以4.9m為模數設計，標準格構柱尺寸為（12×9.8）m，吊塔段為（4×9.8）m。塔架立柱采用φ610×20鋼管，每節段長8m，腹桿采用φ114～245mm鋼管，立柱和腹桿均采用直縫鋼管;立柱與立柱間采用法蘭連接，立柱與腹桿系間采用節點板栓接。格構柱間設置6道橫聯。南、北兩岸塔架采用相同的布置（見圖1）。

大橋拱座澆筑方量大，采用分離式設計，拱座橫向寬12m，塔腳立柱長度為6.6m，預埋深度為2.5m，四周分別配置長度為2.9m的鋼筋籠，布置螺旋形箍筋;立柱底設3層φ28加強鋼筋網片，改善預埋件附近混凝土的應力狀態。預埋鋼管內灌注C50自密實混凝土，提高結構的剛度（見圖2）。

1.2塔架安裝

首先，兩岸拼裝場將桿件拼裝成吊裝單元后，吊裝至塔架上。為保證吊裝效率，兩岸C 7036型塔吊只負責將拼裝好的桿件吊裝至塔架上，桿件在地面上轉運均由吊車和平板車完成。塔吊臂長55m，低塔吊臂長40m，各自負責安裝各自半幅塔架，塔架中間橫梁和塔頂D節段由長臂塔吊負責安裝。塔吊吊裝作業區域需在拱座區域的吊裝區進行。塔架設有臨時纜風、永久纜風，安裝過程中需及時安裝臨時纜風索，保證塔架的穩定，安裝完塔頂橫梁后及時安裝永久纜風（見.圖3）。

塔架安裝過程中需對塔架的垂直度、位移進行監控，及時調整，塔架安裝完畢后，需組織相關人員對塔架進行驗收，驗收合格才可安裝纜索系統。

2塔架安裝風險分析

2.1塔架安裝風險源辨識

塔架安裝作業是本項目纜索系統施工中的關鍵和危險工序。塔架安裝過程中，涉及可能造成的事故類型包括坍塌、物體打擊、機械傷害、高處墜落、起重傷害、淹溺、交通事故及觸電等。在項目開工前，依法開展了施工安全風險評估，依據《平南三橋施工風險評估報告》對纜索系統塔架安裝作業的風險估測，采用LEC法并結合作業條件危險評價分析法進行分析，確定以下風險為不可接受的風險。

（1）坍塌。南北兩岸塔架高達200m，若塔架安裝方案設計不合理或者安裝過程中未按照專項施工方案執行，存在一定的坍塌風險。

（2）物體打擊。塔架安裝過程中高空作業人員裝配螺栓、攜帶工具行走時，若工具、螺栓等材料未使用工具箱存放，且下方有作業人員在高空墜物范圍內施工或者活動，形成立體交叉作業，易造成物體打擊事故。

（3）高空墜落。由于塔架構件自身原因，多處臨邊防護未得到完善，加之受高溫環境因素影響，高空人員進行作業、檢查時易疲憊。若存在高空作業人員無證上崗，操作技能不熟練，且自身患有高血壓、心臟病等疾病和酒后上崗等不安全因素時，均易發生高空墜落事故。

（4）起重傷害、機械傷害。塔架安裝施工涉及塔吊、龍門吊、汽車吊等起重設備，且交叉作業較多;存在起重設備鋼絲繩、吊鉤吊具、安全附屬裝置等物體的不安全狀態;存在操作人員未持證上崗、未接受教育培訓等管理因素和違章作業、違章指揮等不安全行為時，容易發生起重傷害、機械傷害等事故。

（5）交通事故。本項目施工便道均較長，也是通村的主要通道，往來社會車輛、人員頻繁，與施工車輛共用便道，存在較大的交通安全風險。

（6）觸電。主要涉及人員操作不當或施工用電布設不合理。施工過程中所用的電器設備數量和類型繁多，如電焊機、空壓機、沖擊鉆等，易造成觸電事故。

（7）淹溺。塔架施工涉及跨江纜風索安裝，纜風索由船只牽引至對岸進行錨固，牽引過程中若未穿戴救生衣，容易發生淹溺事故。

2.2LEC評價法分析塔架安裝風險源

LEC評價法的主要步驟為：（1）對施工現場的危險作業區域進行分析，確定事故類型，找出危險因素;（2）按標準分別對L、E、C進行評分，其中D=L×E×C。D為施工現場危險性等級。詳見表1～5。

通過分析風險估測表，結合項目實際情況得之，塔架安裝過程中高空墜落為項目的重大風險源，屬于高度危險，需重點采取安全管控措施控制風險。

3安全控制及管理

3.1塔架安裝前準備工作

3.1.1編制專項施工方案

依據《公路工程施工安全技術規范》（JTG F90一2015），南北兩岸塔架安裝屬于危險性較大的工程，應當編制塔架安裝專項施工方案，按程序報審報批。

塔架安裝使用機械配合人工進行安裝。南、北岸分別安裝2臺C7036型塔吊，采用塔吊進行立柱鋼管、水平桿、斜桿、橫聯、塔頂等的安裝。隨著塔架高度的升高，塔吊也隨之爬升，直至整個塔架安裝結束（見圖4）。

塔架安裝前應認真對各種桿件、節點板、螺栓進行檢查，防止有損傷的構件被用到塔架上。安裝應嚴格按照設計進行，螺栓要按數量上足上緊，在吊裝過程中，還需要定期檢查。除了吊車選型，也還要重點考慮履帶吊行進線路的地基承載力，鋼筋籠主副橫向吊點、縱向吊點設置驗算，鋼絲繩選型及強度驗算，卸扣、滑輪、扁擔及吊點焊縫等主要起重構件的抗剪強度驗算。

3.1.2安全技術交底

危險性較大部分工程塔架安裝施工前，由項目技術負責人向現場管理人員、勞務隊負責人、班組長及作業人員進行安全技術交底，項目安排專職安全員對塔架安裝過程進行監督，在檢查巡視中發現問題的，責令立即整改并采取有效的安全防護措施。

3.2塔架安裝過程安全管控措施

3.2.1建立垂直生命線

高空垂直生命線主要包括塔架“之”字形安全爬梯、施工電梯和垂直爬梯，除此以外還設置了水平防墜網，防止人員墜落。

（1）安裝“之”字形安全爬梯和施工電梯。根據《公路工程施工安全技術規范》（JTGF90—2015）、工況條件設計和集團標準化建設要求，在塔架一側設置“之”字形安全爬梯。為保證安全爬梯產品質量，項目采用專業廠家定型產品，安全爬梯搭設過程每4m設置一道連墻件，四周設置防護欄桿并用鋼絲網封閉。當塔架安裝高度超過40m時，項目嚴格按照規范要求在塔架另一側設置施工電梯。由物資設備部、安全管理部聯合對電梯設備、材料進行驗收，安裝前做好安全技術交底和班前安全教育，安裝過程中有現場管理人員旁站監督，安裝完成后由特檢院進行驗收，各項指標均符合要求后方可投入使用。

（2）垂直爬梯搭配自鎖器。為保障施工上下方便及安全，施工過程設置垂直爬梯，由西14mm圓鋼焊接而成，爬梯側設置貫通φ8mm鋼絲繩，并設置自鎖器，保障人員上下全過程受保護（見圖5）。

（3）創立防墜網屏障。項目考慮塔架構件結構特殊、臨邊防護不易設置等原因。根據《GB5725—2009安全網》規范要求，在塔架安裝內部每隔3m殳置一道防墜網，在正在安裝節段及其下節段四周設置防墜網（見圖6）。

3.2.2建立高空水平生命線

高空水平生命線主要包括塔架安裝內提升施工平臺。施工平臺除按規范要求進行臨邊、標志標牌防護外，還進行創意設計，作業人員安全保障力度大，且平臺安拆對塔架安裝進度影響小。

（1）內提升平臺設計。內提升平臺用于工人在塔架上安裝螺栓、檢查安裝情況使用。施工平臺分為三層，每層鋪設鋼面板，為工人的作業平臺，根據塔架平面結構，施工平臺制作成三角形，方便上下移動，每層平臺面積約4.2m²。平臺內部設置爬梯，平臺主體結構立柱采用10cm×5cmx 5mm方鋼，桁架結構采用L50×3cm角鋼，平臺鋪設采用鋼跳板，三層平臺間設安全爬梯相貫通，爬梯孔洞設防護蓋板。詳見圖7。

（2）內提升平臺提升。施工平臺提升步驟：吊裝塔架標準節段立柱吊裝單元→吊放施工平臺，掛鉤與已安裝好的水平桿、斜桿連接牢固→安裝該層剩余水平桿、斜桿，工人于施工平臺安裝螺栓→吊裝下一層標準節段立柱吊裝單元一提升施工平臺一循環至塔架安裝結束。詳見圖8。

為了避免施工平臺提升時掛鉤與已安裝的水平桿沖突，導致平臺無法提升，平臺掛鉤制作成可活動掛鉤，如圖9所示。掛鉤由彈簧拉著，在提升過程中碰到水平桿時可向下活動，當越過水平桿時，可在彈簧的拉扯下恢復原位。

3.2.3完善安全管理體系

（1）嚴格抓好施工前安全措施。在塔架安裝施工影響范圍內設置安全通道，安全通道與員工專用通道及人臉識別門禁相連，實行全實名制管理，且每班進入施工現場人員均需經過酒精測試及血壓測試無異常后才允許進入施工區域進行施工。

（2）加強塔架構件吊裝前檢查。在兩岸工區龍門吊加工拼裝完塔架構件后，由工程管理部質檢員對所有準備起吊的塔架構件螺栓、法蘭盤縫隙等進行檢查驗收。對不符合要求的塔架構件要求重新加工，直至各項指標均符合要求后方可通過汽車吊運送至拱座區域進行吊裝作業。

（3）強化高處作業的安全監管。項目秉承“有施工的地方就必須有管理人員”的理念，在塔架安裝進行時，上下游各有一名管理人員旁站監督。重點檢查高空作業人員是否正確使用安全帶，是否按要求設置防墜網，材料、工具是否用麻繩固定，臨時用電是否正常，作業人員精神狀態是否良好等。高溫天氣時要注意間歇性休息，及時補充水和能量，條件允許的情況下可適當飲用藿香正氣水，避免中暑而造成人員失足導致高空墜落事故。

（4）重視特殊崗位安全教育培訓。項目安全管理部對特殊工種作業人員進行安全教育專題培訓（每15d進行一次），通過觀看安全警示視頻、告知現場存在的風險源及安全管控措施，并且不斷地向高空作業人員灌輸如何防范高空墜落的安全理念，加強高空作業人員的安全意識，提高安全操作技能，掌握應急逃生方法，實現項目本質安全水平。

（5）構建信息化安全管理模式。項目啟用“智慧工地安全管理平臺”，這是一個集現場安全隱患排查管理、重風險源監控、危險作業申請、安全驗收等多項功能于一體的手機處理平臺，以信息化手段形象化、可視化展示在建項目塔架安裝安全管理體系運轉情況。項目大橋施工現場兩岸還各安裝了1個360°全景鷹眼和2個塔吊球機，鷹眼和球機為37倍變焦，可放大監控距離達600m，可實時查看或回放，通過設定一定規則實現抓拍、統計功能。項目兩岸現場還裝有IP語音廣播喇叭，坐在監控指揮中心即可對塔架安裝過程違章行為進行制止、指令下達，還可在上下班時間定時廣播、誦讀安全操作規程等。

4實施情況及效果

經項目全體員工的共同努力和精心管理，平南三橋200m超高塔架順利封頂。塔架安裝期間未發生任何安全事故，安全生產管理體系正常運轉，安全生產形勢始終保持穩定，成功實現了預期的安全目標。

5結語

綜上所述，塔架安裝施工過程中高空墜落的風險極高。應建立健全項目的風險分級管控和隱患排查治理雙重預防體系、安全培訓教育體系、過程監督旁站體系，并通過強化垂直、水平生命線的研究與應用，構建信息化安全管理模式等管理手段與理念，為塔架安裝保駕護航，實現項目本質安全的管理目標。

平南三橋200m超高塔架的順利安裝，是項目安全管理工作標志性的成果。隨著國家經濟的發展和社會的進步，基層建設的規模將繼續擴大，大跨徑拱橋的建設也將隨之增多。因此本文對塔架安裝過程的安全管理研究顯得尤為重要，也能為其他類似工程提供參考借鑒。