烏蘭木倫河3號橋施工安全管理探討

藍玉品 張德贊 石明忠

摘要：文章以烏蘭木倫河3號橋工程為例，介紹了鋼管支架施工中鋼拱橋上部結構的安全管理系統。通過使用LCD評價法對項目的風險源進行分析和評價，確定工程相應風險等級，并通過安全技術交底、安全教育培訓及帶班領導班前喊話提高安全教育效果，制定吊裝安全驗收和支架安全驗收制度，采取有限空間氣體監測制度以及其他安全管理制度，實現施工過程零事故。該工程上部結構施工安全管理方法的成功應用可為類似結構拱橋的安全管理提供經驗借鑒。

關鍵詞：鋼拱橋;上部結構;安全管理;風險識別;驗收制度

中圖分類號：U445.1文獻標識碼：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.009

文章編號：1673-4874（2021）01-0032-04

0引言

2020-03-02福平鐵路天馬山大橋施工現場發生事故致2死4傷;2020-06-29蘇家梁、焦家畔風電工程發生吊車吊臂折斷事故致1死3傷。在鋼結構拱橋施工工程中吊裝頻繁，安全問題不容忽視。橋梁施工的安全管理是施工進度的重要保障，也是橋梁施工的基礎[1]。對于市政橋梁施工安全來說，主要包含兩個方面的涵義：（1）施工人員的安全;（2）橋梁本身工程的安全[2]。烏蘭木倫河3號橋（下文簡稱“3號橋”）項目上部結構施工采用矩陣式鋼管支架作為上部結構的托架，在施工過程中存在人員和鋼構件的安全風險。為此，制定一系列安全管理措施保障3號橋施工順利進行。

1工程概況

烏蘭木倫河3號橋是國內首座雙飛翼景觀特大橋梁，跨徑布置為（5+74+200+64+5）m，屬于中承式復式鋼箱拱橋，橋面變截面寬度為42～65m。橋梁上部主拱結構為飛翼式鋼箱拱，向道路中心線外傾斜17°，副拱結構為內傾式鋼箱拱，向道路中心線內傾45°。全橋共54個主拱吊裝節段，63個副拱吊裝節段，49個鋼箱梁吊裝節段。3號橋項目采用支架法進行橋梁建設，涉及起重吊運的主要工程包括：鋼箱梁及拱肋支架吊裝、鋼箱梁節段吊裝、拱肋節段吊裝等。焊接涉及鋼箱梁和拱肋的內外側焊接、支架焊接與拼裝等，主要使用二氧化碳焊機、乙炔或丙烷氣割、等離子焊機等施工用具。

2上部結構施工風險識別

3號橋項目存在大量的上部鋼結構吊裝施工作業。根據公路工程施工安全技術規范（JTG F90- 2015），單件起吊重量在100kN及以上的起重吊裝工程、鋼箱梁吊裝、跨度≥150m的鋼拱肋安裝施工等屬于危險性較大工程[3]。3號橋項目主梁最重節段起吊重量為2035kN，跨度為338m，本項目拱肋最重節段起吊重量約為1500kN，跨度為192m，屬于危險性較大分項工程。同時涉及到大量的有限空間作業、高處作業，使用的氣瓶和焊機數量多，給各類氣瓶及臨時用電的安全管理增加難度和施工風險。因此，3號橋項目使用LCD評價法對上部結構施工過程進行風險分析和評價。

2.1LCD風險評價法

LCD評價法主要由發生事故的可能性L（見表1）、事故產生的后果C（見表2）、風險等級D（見表3）組成[4]，評價公式為L×C=D。D值劃分為4個事故風險等級[5]。

2.2LCD風險評價結論

項目存在的較大風險源有：鋼管支架搭設（D=25）、鋼結構吊裝（D=30）、有限空間作業（D=25）等。同時施工現場使用大量乙蚊丙烷氣體進行鋼管切割，大量的焊機用于支架焊接和鋼結構焊接，在支架平臺上施工作業的時間較長。因此，通過LCD評價法得出臨時用電、氣瓶管理和高處作業三個內容的風險等級D=20，為一般風險等級。其風險值與較大風險等級（D=25）相差5個數值，風險性較高。

根據LCD評價法，3號橋項目得到以下結論：增加人員的安全技術交代和安全培訓教育形式，豐富教育途徑，將當日帶班領導班前喊話加入班前教育中，提升班前教育效果。建立安全驗收制度，對吊裝作業、支架進行安全驗收。加強有限空間作業監管，對有限空間作業內的氣體進行實時連續監測。加強氣瓶管理、臨時用電的安全監管。

3安全技術交底和安全培訓教育

3號橋項目在指揮中心建立BIM+VR展廳，在安全技術交底及安全培訓教育中采用文字加實景展示，多角度、多方法、多模式進行安全技術交底和安全培訓教育。施工作業人員或者管理人員通過文字、圖形、VR體驗、BIM展示（三維模型）多渠道了解3號橋項目狀況和人員作業場所的實際情況。讓人員有極大的興趣去進行了解和學習安全施工技術和安全知識，從而提高安全教育效果。

3號橋班前安全教育采用當日領導帶班制，先對所有當日施工作業人員進行班前喊話，再由各自現場管理人員對各自管理的班組進行針對性的班前安全教育和個人勞保用品檢查。相較于普通的班前教育，增加領導喊話環節，讓施工作業人員感受到領導的關注。同時，帶班領導監督班前教育的執行情況，避免班前教育未做到人員全覆蓋，避免班前教育無效果和流于形式。勞務隊負責人、項目領導和管理人員在開始作業前，對當日的施工情況、可能存在的問題或者前一日施工遺留問題進行面對面溝通、交流、解決，極大地提高了問題處置效率。

4安全驗收制度

鋼管支架和鋼箱梁鋼箱拱施工存在大量起重吊裝工作，最高吊裝高度達到72m，最大起重重量達到203t，起吊最高支架節段為34m，吊裝的安全形勢嚴峻。最高高度為68m的矩陣式鋼管支架作為承托鋼箱拱的受力結構，支架平臺作為人員操作平臺，支架結構的安全性不容忽視。因此，3號橋項目制定安全驗收制度，確保吊裝安全順利進行。

4.1起重吊裝前安全驗收

工程項目所在地區氣候多變，晝夜溫差大，時常有九級陣風。根據施工作業人員的特點、施工場地和施工機械的特性，將吊裝安全驗收分為吊裝環境安全驗收、機械設備安全驗收、人員狀況安全驗收。

4.1.1環境安全驗收

工程項目所在的吊裝環境對吊裝安全影響較大，每次吊裝前對吊裝所在區域的溫度、風速、風向進行檢測，對起重機所在的場地穩固性進行驗收，確保吊裝作業時的環境因素符合方案要求，吊裝時的天氣不會對吊裝作業安全產生威脅。

4.1.2機械設備安全驗收

對吊裝所使用的汽車吊、履帶吊的卷揚機、液壓裝置、制動裝置、防沖頂裝置、支腿穩固性等進行檢查。核對起重機械的性能是否符合施工方案要求，核對實際起重半徑的最大起重重量是否大于起重構件的重量。對吊裝的構件、吊耳、吊具進行安全驗收，達到施工方案要求，方可進行吊裝。

4.1.3人員狀況安全驗收

針對吊裝人員進行吊裝前的資格審查，確保人員操作資格滿足規范要求。檢查是否有指定人員進行吊裝指揮，吊裝指揮所需的工具是否可以正常使用。對駕駛起重吊裝設備的人員進行酒精測試，符合要求方可進行駕駛操作。

4.2支架安全驗收制度

3號橋項目支架最高為68m，其本身也作為一個重大風險源進行監管。在鋼箱拱或鋼箱梁吊裝前，對支架進行安全驗收，確保支架的安全性符合要求。

4.2.1支架垂直度驗收

支架垂直度是支架安全的一個重要指標，需對支架垂直度進行安全驗收。項目使用激光測量、靠尺法等多種方法測量，但激光測量法在地面投射的激光點過大、模糊并且出現異常抖動，不能測量數據，而靠尺測量的精度無法達到測量要求，最終選擇鉛錘線法進行測量。采用鋼絲作為鉛錘線，增加底部重量，減少橫向風對測量數據的影響。測量出垂直度后，與施工方案中數值進行對比，符合要求或誤差值在允許范圍內即為驗收合格，方可進行下一步施工流程。

4.2.2支架平臺驗收

支架平臺是人員上下支架的休息平臺，同時也作為施工操作平臺，對其安全性要求較高。平臺護欄材質采用角鋼作為立柱，立柱間隔≤200cm，使用直徑≥16mm的螺紋鋼作為欄桿，兩道欄桿間隔為60cm，欄桿總高度為120cm。由于頂層或次頂層的支架平臺作為鋼拱結構施工操作平臺，人員施工作業時間較長，平臺高度較高，因此，頂層和次頂層支架平臺采用3道欄桿，欄桿總高度達到150cm。支架平臺擋腳板高度≥20cm，擋腳板穩固無缺失。按規定平臺上不得堆放雜物。在支架平臺驗收合格后允許進行下一步施工流程。

4.2.3支架焊接質量驗收

在進行下一步施工流程前對支架各處焊接接口進行檢查驗收，確保支架各處焊口焊接質量符合施工要求，支架各處連接桿安裝準確無遺漏，支架的安全性和使用功能達到施工要求。支架焊縫焊腳尺寸滿足要求，焊縫飽滿無氣孔、咬邊現象，支架各處焊口無漏焊、缺焊現象。支架各處連接桿安裝偏差滿足要求。對驗收過程中不合格的地點進行標注、拍照，發布在工作群，并督促整改。根據檢查問題的數量設置整改時間，整改結束后再根據標記及圖片進行復檢，并將整改后的圖片發布在工作群完成信息閉合，復檢合格后方可進行下一步施工流程。

5有限空間作業安全管理

鋼箱梁和鋼箱拱內部為有限空間，由于結構及施工要求，無法在每個工作面開設通風孔。當鋼箱梁內部焊接施工時，焊接所產生的大量煙塵、一氧化碳、二氧化碳無法及時排出作業空間，導致存在作業人員中毒窒息的風險及箱梁爆炸的風險。因此，3號橋項目有限空間安全氣體檢測的重點是施工過程中的氣體監控檢測。

在進行施工作業前，由現場管理人員及安全管理人員到現場進行氣體檢測，填寫有限空間作業申請表。管理人員檢查施工作業人員的勞保用品是否佩戴齊全，勞保用品性能是否完好。檢查合格后方可進入有限空間。

在施工作業過程中由管理人員進行連續性氣體檢測，采用儀器檢查和活體檢測雙重檢測方法實時監控作業場所氣體變化，為施工作業人員提供雙重保障。拍攝檢測圖片，填寫有限空間作業申請表，保留監測數據，為后續施工做好氣體波動分析。根據氣體監測的數據變換，采取相應的措施，保證人員的生命安全。檢測儀器發出預警時，立即停止作業，人員退出作業場所或增加通風措施。檢測儀器發出報警，人員立即佩戴防毒面罩并撤離報警區域，管理人員采取相關應急措施，確保人員在有限空間中的作業環境保持在安全狀態下。

在該制度下，3號橋項目成功實現氣體實時監控和氣體預警。在上部結構施工過程中，成功預警57 次，無報警情況發生。在人員接收到監測儀器的預警時，及時增加抽風機和送風機，保障了施工作業人員的安全，確保施工進度不受影響。

6其他安全管理制度

在上部結構施工過程中，需要進行鋼箱梁和拱肋內外側焊接作業，同時因工期緊張，大量的人員同時進行氣割和焊接作業。因此，臨時用電、危險氣體管理、高處作業在LCD評價法中風險等級D=20，評價結果為一般風險。項目為風險等級D=20的內容制定相應安全管理制度，確保施工安全。

6.1臨時用電安全管理

3號橋項目橋面施工作業面較為緊湊，施工中使用大量焊機、打磨機等機器，施工用電需求大，最多時上部結構施工區域同時有18個二級電箱，大約有120 個三級電箱。橋面上有大量的吊裝作業，而電箱所用的電纜無法進行架空和埋地。3號橋項目根據現場實際情況，采用了電纜線套PC管明鋪于橋面兩邊的形式。在日常臨時用電的巡查中，增設電纜巡查，檢查電纜外部套管是否損壞，從而避免出現電纜損壞導致鋼結構帶電等電氣安全事故。

6.2危險氣體安全管理

進行鋼結構加工和焊接所需的二氧化碳氣瓶、氧氣、乙炔、丙烷的氣瓶數量較多，將使用中的氣瓶集中放置在固定點，氣管容易纏繞，氣管距離過長，氣瓶風險增大，不利于施工的進行。因此將氣瓶放置在氣瓶推車中使用，既方便氣瓶的搬運，也有防暴曬措施和傾倒措施，隨施工點進行移動，便于進行施工作業。氣瓶管理主要采用曰常安全巡查手段，檢查氣瓶是否放置在推車中，氣瓶安全附件是否齊全，確保氣瓶安全使用。

6.3高處作業安全管理

在支架搭設和上部結構安裝時，人員需在高處進行焊接作業，因此，3號橋項目制定相應的安全管理制度。對高處作業人員進行作業前的酒精測試，作業前檢查施工人員的安全帶是否安全可靠，增加對高處施工作業巡查，要求管理人員到支架上進行安全作業監督。

7結語

本文以烏蘭木倫河3號橋為例，詳細闡述了鋼管支架施工中鋼拱橋上部結構的安全管理系統。通過技術交底和安全培訓教育、安全驗收制度、有限空間作業安全管理制度、其他安全管理制度四個方面，介紹項目中的重點安全管理內容，為同類型橋梁的施工安全管理提供寶貴經驗，并得出以下結論：

（1）根據LCD評價法評估得到鋼管支架施工鋼拱橋上部結構的各風險的風險等級，為項目明確安全管理的重點。

（2）通過文字、圖形、VR體驗、BIM展示等多維度、多模式的技術交底和安全培訓教育，可明顯提高交底及培訓質量。

（3）通過起重吊裝安全驗收、支架安全驗收、有限空間氣體連續監控排查風險，消除隱患;通過加強危險氣體、臨時用電、高處作業的安全管理，降低風險，避免安全生產事故的發生。

參考文獻

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