模板與腳手架工程安全事故及防治措施

肖青戰(zhàn) 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木學(xué)院講師

屈從濤 陜西華漢翔建筑工程有限公司

安亞強(qiáng) 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木學(xué)院

近年來，建設(shè)工程正在向規(guī)模化與功能多元化方向轉(zhuǎn)型升級，由此，模板與腳手架工程施工的復(fù)雜性增加。尤其在建筑行業(yè)，隨著建筑高度的增加，高大模板支撐需求相對增長，安全事故的發(fā)生概率也隨之增大。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，影響模板與腳手架工程安全事故的因素既包括客觀因素，也包括主觀因素，容易在材料質(zhì)量不合格、設(shè)計計算不精準(zhǔn)、施工管理不到位的情況下發(fā)生坍塌事故和傷人事件等。下面先對模板與腳手架工程的內(nèi)容與特點(diǎn)做出說明，再展開具體討論。

1 模板與腳手架工程概述

1.1 內(nèi)容

在引入工業(yè)設(shè)計思想后，模板與腳手架工程中創(chuàng)建了以項(xiàng)目策劃、招投標(biāo)、設(shè)計、采購、施工、運(yùn)維為基本環(huán)節(jié)的施工生產(chǎn)建設(shè)鏈條，推動了此類工程設(shè)計施工一體化發(fā)展。在實(shí)際項(xiàng)目工程施工時，要求以在建項(xiàng)目工程結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)，研發(fā)設(shè)計施工方案，引領(lǐng)其他環(huán)節(jié)的有序?qū)嵤?/p>

具體而言，施工單位進(jìn)場后需成立專業(yè)現(xiàn)場管理機(jī)構(gòu)，向施工作業(yè)班組完成技術(shù)交底后，作業(yè)班組進(jìn)行現(xiàn)場清理，并在做好工作面準(zhǔn)備后，根據(jù)項(xiàng)目工程施工進(jìn)度計劃安排進(jìn)行施工。另外，施工作業(yè)班組需對進(jìn)場材料進(jìn)行清查，確認(rèn)無誤后制作模板、搭建腳手架等。其中，模板工程施工中以“安裝準(zhǔn)備→板垮間模板支架安裝→檢查安裝質(zhì)量→梁模板安裝→固定墻柱→墻柱模板安裝→檢查安裝質(zhì)量→進(jìn)入下一道安裝工序”為主進(jìn)行操作。在腳手架工程施工中，首先需要做好基礎(chǔ)施工準(zhǔn)備，然后再進(jìn)行腳手架搭設(shè)施工，施工時要求認(rèn)真開展質(zhì)量檢查[1]。由于模板工程與腳手架工程密切關(guān)聯(lián)，需要進(jìn)行交叉施工，因此在實(shí)際施工中，施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況配套開展施工管理。

1.2 特點(diǎn)

模板與腳手架工程的特點(diǎn)鮮明，主要集中在重復(fù)性操作、施工風(fēng)險大兩個方面。以重復(fù)性操作的特點(diǎn)為例，無論是模板工程，還是腳手架工程均要求進(jìn)行重復(fù)作業(yè)。其中，模板工程的重復(fù)性作業(yè)要求以不同的分部項(xiàng)目為主，包括梁、柱、墻、板等；而腳手架施工的重復(fù)性側(cè)重于橫桿與立桿以及腳手板的重復(fù)操作上，而且要求根據(jù)不同的施工進(jìn)度有序開展搭設(shè)施工。由于模板工程與腳手架工程施工重復(fù)操作性大，因此在實(shí)施時應(yīng)配套地做好質(zhì)量檢查工作。除此之外，在拆除時也要求根據(jù)逆向施工流程進(jìn)行嚴(yán)格操作。

模板與腳手架工程屬于系統(tǒng)性工程，是一個完整的支撐體系，每一個環(huán)節(jié)發(fā)生問題均可以引起連鎖反應(yīng)，從而造成重大或特大安全事故，施工風(fēng)險相對較大。從以往的安全事故看，輕者會造成施工人員碰傷，嚴(yán)重時可能對施工人員的生命安全造成威脅。尤其是此類安全事故發(fā)生時會受到支撐體系的影響，跌落碰撞到支架鋼筋管后，死亡率相對較高，因此需要根據(jù)施工風(fēng)險增強(qiáng)安全管理。

2 模板與腳手架工程安全事故原因分析

模板與腳手架工程危險源較多（見表1），均可能引起傷人、跌落、坍塌事故。從施工經(jīng)驗(yàn)與安全事故發(fā)生的關(guān)聯(lián)性看，主要的原因仍集中在材料質(zhì)量、設(shè)計計算以及施工管理方面[2]。

表1 模板與腳手架工程重大危險源

2.1 材料質(zhì)量不合格

目前，在模板與腳手架工程中應(yīng)用的技術(shù)相對較多，其中模板工程技術(shù)包括鋼（鋁）框膠合板模板技術(shù)、清水混凝土模板技術(shù)、鋁合金模板技術(shù)、液壓爬升模板技術(shù)、組拼式全鋼大模板技術(shù)、整體提升鋼平臺模板工程技術(shù)等，腳手架工程應(yīng)用的主要包括鋼管腳手架、附著式液壓升降腳手架、電動橋式腳手架、全集成升降腳手架等。由于類型較多，在實(shí)際施工中對于材料的選擇也存在較大差異。一般情況下，模板與腳手架工程材料的問題主要集中在厚度與工藝上。例如，模板材料厚度不足時，施工過程容易出現(xiàn)模板變形，并引起后續(xù)澆筑施工問題。再如，腳手架中使用鋼管時，由于鋼管內(nèi)壁厚度不足，在承受較大壓力時，鋼管會出現(xiàn)變形、彎曲，導(dǎo)致支架搖晃等問題，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)鋼管斷裂現(xiàn)象。尤其在扣件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況下，會因脫扣、滑落等引發(fā)安全事故。

2.2 設(shè)計計算不精準(zhǔn)

在當(dāng)前模板與腳手架工程設(shè)計中，雖然使用了計算模型，但是在實(shí)際設(shè)計計算時由于對受力情況分析不到位、忽略支模架斜桿作用、隨意加大立桿節(jié)間長度、節(jié)點(diǎn)嵌固能力不足以及模板支撐系統(tǒng)搭設(shè)習(xí)慣不良等綜合因素影響，容易造成設(shè)計計算不精準(zhǔn)的問題。具體而言，設(shè)計人員在計算過程中通常是假定各桿件于一點(diǎn)進(jìn)行集中交接，而且在每個節(jié)點(diǎn)中設(shè)置了交接方式。但在實(shí)際搭設(shè)時，橫桿、立桿、斜桿均以扣件連接為主，使用1 個扣件時的連接桿件數(shù)量為2，此時與假定的條件存在矛盾，容易引起偏心現(xiàn)象[3]。另外，回轉(zhuǎn)扣件、十字扣件以及一字扣件之間的定鎖扣力存在差異，牽涉到與鋼管強(qiáng)度匹配度的情況，若不進(jìn)行細(xì)致區(qū)分，也容易引起計算不精準(zhǔn)的情況。

2.3 施工管理不到位

在模板與腳手架工程施工管理時，施工現(xiàn)場作業(yè)情況相對復(fù)雜，容易出現(xiàn)施工管理不到位的情況。具體而言，模板與腳手架工程施工時需要重復(fù)操作，部分施工管理人員在檢查質(zhì)量時易出現(xiàn)不耐煩與忽略局部檢查的情況。同時腳手架工程施工需要高空作業(yè)，安全風(fēng)險較大。當(dāng)施工管理人員綜合素質(zhì)不全、專項(xiàng)培訓(xùn)落實(shí)不到位的情況下，管理人員的知識結(jié)構(gòu)不完善，既不愿意在風(fēng)險較大的情況下實(shí)施全過程跟蹤管理，也較難根據(jù)腳手架實(shí)際作業(yè)情況對風(fēng)險點(diǎn)做逐一檢查。因此，在當(dāng)前情況下，應(yīng)該盡可能利用新思維、新技術(shù)、新方法等，創(chuàng)新施工管理模式，保障此類項(xiàng)目施工時做到對安全事故的全面預(yù)防、精準(zhǔn)治理，提高施工管理效率。

3 模板與腳手架工程安全事故的防治措施

3.1 健全工程管理制度

建議通過健全模板與腳手架工程管理制度的辦法，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。首先，施工單位應(yīng)提高對模板與腳手架工程的重視程度，然后根據(jù)土建分部項(xiàng)目中的基本施工組織結(jié)構(gòu)（圖1），采用“大系統(tǒng)+小系統(tǒng)”的基本建設(shè)思路，健全模板與腳手架工程管理制度。例如，在項(xiàng)目經(jīng)理帶領(lǐng)下可以設(shè)置項(xiàng)目工程師與副經(jīng)理，并在設(shè)置質(zhì)檢員的情況下由施工員工長帶領(lǐng)模板施工班組與腳手架施工班組，針對材料實(shí)施全面檢驗(yàn)。其次，模板與腳手架工程施工處于動態(tài)狀態(tài)下，施工原材料需要進(jìn)行重復(fù)使用，此時應(yīng)該在安裝工程施工時對施工原材料開展動態(tài)管理。因此，建議針對模板、支撐材料、鋼管、扣件以及其他材料等制作全要素清單，并根據(jù)清單細(xì)化規(guī)格類型、強(qiáng)度、剛度、管壁厚度、彎曲程度、扣件合格率等方面的指標(biāo)，進(jìn)而利用信息管理系統(tǒng)建立原材料要素庫與指標(biāo)庫，提高質(zhì)量控制效果[4]。

圖1 施工組織結(jié)構(gòu)

3.2 運(yùn)用工程管理技術(shù)

建議在模板與腳手架工程中引入BIM技術(shù)，利用其中的建模軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提升設(shè)計計算的精準(zhǔn)度。BIM 技術(shù)與LSM 聯(lián)用方法如圖2 所示，步驟如下。（1）建立BIM 集成化管理平臺，將CAD模板與腳手架設(shè)計圖導(dǎo)入到Revit 軟件建模，利用“族庫”功能完成工程量清單計算。（2）利用BIM 算量模型提取施工諸階段工程量。（3）通過協(xié)同設(shè)計功能對模型與受力情況進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，并利用Navisworks 軟件中的碰撞檢查功能對各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，合理設(shè)置相關(guān)參數(shù)。（4）根據(jù)拆分與連接設(shè)計功能在不同組合設(shè)計方案下對支模架斜桿作用、立桿節(jié)間長度、節(jié)點(diǎn)嵌固能力相關(guān)數(shù)值進(jìn)行對比與調(diào)整，選擇最優(yōu)參數(shù)。（5）按照模板與腳手架工程的管狀與線性特征，通過常用的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析施工效率，完成LSM 線性進(jìn)度計劃編制，然后圍繞進(jìn)度計劃開展施工全過程的BIM管理[5]。

圖2 BIM 技術(shù)與LSM 聯(lián)用方法示意

3.3 創(chuàng)新工程管理模式

建議根據(jù)模板與腳手架工程生產(chǎn)建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈條和參建設(shè)單位的管理需求，創(chuàng)建全過程管理模式。首先，應(yīng)結(jié)合“大系統(tǒng)+小系統(tǒng)”思路，按照項(xiàng)目獲取、啟動、策劃、設(shè)計、采購、施工、試運(yùn)行、收尾、運(yùn)營維保的基本環(huán)節(jié)，針模板工程、腳手架工程實(shí)施系統(tǒng)管理。其次，施工單位需要根據(jù)自身的專項(xiàng)管理需求選擇進(jìn)度、資源、安全、環(huán)境、質(zhì)量等專項(xiàng)管理，然后將系統(tǒng)管理與專項(xiàng)管理結(jié)合起來建立全過程管理體系（圖3）。最后，為了保障體系有序運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)模板與腳手架工程安全事故防治需求，針對安全事故設(shè)計評價、權(quán)責(zé)、監(jiān)督、激勵、協(xié)同五大基本機(jī)制，同時針對不同施工環(huán)節(jié)進(jìn)行分類分級及群組管理，尤其應(yīng)將施工中的人、機(jī)、物、技關(guān)聯(lián)起來，保障施工全過程的安全。此外，職責(zé)設(shè)置方面應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場安全管理、質(zhì)量管理、材料管理、技術(shù)管理進(jìn)行配套設(shè)置[6]。

圖3 模板與腳手架工程安全事故防治中的全過程管理體系

4 結(jié)語

總之，現(xiàn)代模板與腳手架工程日益趨向復(fù)雜化，為了有效化解潛在風(fēng)險，將安全事故發(fā)生率控制到最低程度，需要對其原因進(jìn)行追溯與分析。

通過以上初步分析可以看出，模板與腳架工程內(nèi)容繁多，具有多樣化特點(diǎn)，受材料質(zhì)量、設(shè)計計算以及施工管理等各項(xiàng)因素影響容易發(fā)生坍塌事故。因此，建議從制度上細(xì)化規(guī)范條例，應(yīng)用權(quán)責(zé)機(jī)制對原材料進(jìn)行精細(xì)化的質(zhì)量控制，同時應(yīng)結(jié)合現(xiàn)階段建設(shè)工程中應(yīng)用的數(shù)字化技術(shù)增強(qiáng)設(shè)計計算方面的精準(zhǔn)度，尤其在施工建設(shè)與施工管理同步推進(jìn)的情況下，有必要創(chuàng)建全過程管理模式，提高對此類工程安全事故的有效防治。