營運軌交聲屏障加裝項目的安全保證及工效提升

王玎君, 何金平, 奚 皓

中海環境科技(上海)股份有限公司,上海 200135)

0 引 言

近年來,地鐵建設項目不斷增多,給沿線居民帶來了嚴重的噪聲污染,軌交聲屏障建設嚴重滯后使得軌道兩側的噪聲污染現象較為突出,在營運中的軌交上加裝聲屏障是一種較為有效的環保措施。與新建軌交聲屏障加裝項目可在白天實施不同,在營運中的軌交上加裝聲屏障只能在夜間地鐵停運時段進行,存在接觸網高壓觸電[1]、焊接觸電、高空墜物和物料遺落給次日列車的運營帶來重大隱患等安全風險。同時,在營運中的軌交上加裝聲屏障存在每周斷續請點施工(每周2～3點)、單點有效作業時間短(1～2 h)和材料機具每次進場全憑人工完成而不能實現機械化等問題,施工的效率較低,人工成本較高。

如何有效推進營運軌交聲屏裝加裝項目的實施,在保證項目施工的安全性的同時提升工效,是項目管理和運營團隊急需解決的一個重要問題。現有的研究主要集中在運營線路的施工安全[1]和安全卡控[2]方面,本文結合某市一號線聲屏障加裝項目的實施經驗,從危險源辨識、分析和預防措施落實等角度著手,提出操作指導,規避風險,全力保證聲屏障加裝項目實施的安全性。同時,從設計、工藝、質量和機具投入的角度闡述提升項目實施工效的措施,為類似聲屏障加裝項目的順利實施提供參考。

1 危險源辨識和預防措施

1.1 危險源辨識

與新建軌交聲屏障不同,在營運中的軌交上加裝聲屏障不僅涉及已運行接觸網高壓電觸電危險和物料遺落在軌道上引發列車安全運行風險,而且涉及H型鋼立柱加長對接焊接產生的動火風險和高空安裝產生的墜落危險。對此,需逐一分析、識別危險源并采取針對性的預防措施,具體見表1。

表1 危險源分析、識別和采取的預防措施

1.2 危險源傷害的應對措施

1.2.1 接觸網高壓觸電危害

1) 高壓電工正確穿戴防護用具,持證上崗,精準融入聲屏障作業流程中。 高壓電作業人員在對接觸網進行驗電、放電、懸掛和拆除等操作時,必須穿戴絕緣靴和絕緣手套。高壓電作業人員除了需持高壓電工證上崗以外,還需悉知聲屏障作業流程中的緊前、緊后關鍵節點。施工負責人應將這些內容視為流程重點保障要素,明確時間、地點和對接人員等要素,確保高壓電專業驗電和掛接作業[3]在恰當的時間、正確的地點,在安全員的監督下完成。

2) 規范執行驗電、掛接地線安全工作規程。在高壓接觸網停電,高壓電工掛地線之前,應先檢查驗電器是否正常工作,再檢查接觸網的帶電狀態,確保接觸網無電之后才能掛接地線[4]。在掛接地線時,先接接地端,將接地線的軌夾端接在回流軌上,在檢查接地線的兩端連接牢固、接觸良好之后再將其掛環接在已停電的接觸線或匯流排上。圖1為掛接地線操作示意圖。

圖1 掛接地線操作示意圖

高壓電專業人員懸掛接地線之后,聲屏障施工負責人收到通知開始施工,聲屏障作業點不得超出接地線懸掛范圍。施工結束之后,施工負責人統籌剩余材料和工器具,待人員全部撤離軌行區之后通知高壓電工拆除施工區內掛設的所有接地線,隨后向運營單位報備消點。

3) 接觸網安全距離冗余保護。在施工期間,雖然接觸網已停電,但仍應關注登高作業人員手持工具與接觸網的安全距離,保持與接觸網線有至少1.5 m以上的安全冗余距離,防止因靜電感應而觸電。當設計圖紙要求從頂部插裝隔聲、吸聲板時,專職安全員監督登高作業人員雙手抬舉屏體的極限高度,盡量從水平方向將屏體插入H型鋼內側,降低登高作業人員的作業高度。

1.2.2 物料遺失危害

因夜間照度不佳,其他作業單位曾多次出現工器具和材料遺落軌道的情況,給次日列車的安全運營帶來了重大風險。項目部一方面主抓工器具責任制管理,另一方面著手進行材料和物料清單精細化管理,提出治理措施。

1) 工器具班組責任制。在工器具進場之前,班組負責人安排人員在工器具表面加貼有編號的黃色或其他熒光色貼紙,增強工器具的光線反射量,使其更便于察覺。同時,在施工期間禁止不同班組間相互借用工器具,杜絕由此引發的工器具失管和下落不明等風險。

2) 進場材料流水編號管理。在每日施工之前,施工負責人按物料清單的要求,根據當日計劃指定班組負責人將各自的施工材料從場外轉運至站臺臨時堆放點,劃分各自材料的歸屬區域,成品編號與安裝點位做到一一對應,施工時對號入座。施工結束之前,班組負責人檢查各自的施工材料,扣減已安裝的材料編號,將剩余材料納入物料清單中,并匯總給施工負責人,由其復查之后撤離軌道。

1.2.3 焊接觸電危害

在對聲屏障鋼立柱進行對接焊接引弧之前,一般盡量將焊接電源的空載電壓調高一些,但空載電壓升高會使觸電風險增加。若軌道的工作面潮濕,會使焊工身上的衣物和鞋襪的電阻下降,進而使通過人體的電流增加,增加觸電的風險。因此,須采取以下焊接用電方面的安全措施。

1) 在電焊機通電作業之前,焊工應按規定穿戴好焊接防護服和電焊專用手套,選用帶有空載穩壓功能的電焊機,這樣既能避免空載電壓觸電,又能減少空載電耗。在通電的情況下,不得將焊鉗夾在腋下,或將焊接電纜線繞掛在附近任何金屬物件上;在移動焊接電纜線或接地線時,禁止用手捏導線的裸露部位。

2) 盡量避免在潮濕的地點和雨雪天進行聲屏障鋼立柱施焊作業,否則應加強防護。施工之前,在作業區搭設臨時遮雨棚,電焊機用木方結構墊高,配備應急抽水設施。在這種環境下作業,嚴禁焊工穿戴有鐵釘的皮鞋或布鞋,否則易因受潮而遭受電擊,通過在腳底墊木板和橡膠墊等與地面隔離。

1.2.4 火災危害

在進行H型鋼立柱加長對接焊接過程中會產生大量火星,若未預先對作業場所采取消防措施,極易引發火災。因此,須采取以下焊接動火方面的安全措施。

1) 在焊接鋼立柱之前按規定辦理動火證,經管理單位審批之后方可作業,施工時嚴格按動火證的審批內容施焊。在正式焊接之前,檢查軌道面下方及其周圍是否存在易燃易爆物,作業面是否有可燃物質,若有,應及時清理干凈。

2) 在焊接鋼立柱之前,應在焊接區域鋪設防火毯和其他防火器具,不能對軌行區的原有設施造成任何破壞。氧氣瓶和乙炔瓶保持10 m以上的安全距離,在材料平板車上掛設二氧化碳型和水劑型滅火器。當焊接工位發生改變時,安全防護措施同步跟進。

1.2.5 高處墜落和物體打擊危害

受視線不好或人的反應靈敏度存在晝夜差異等因素影響,在施工過程中極易產生高處墜落危險,而聲屏障鋼立柱定位、屏體插裝和頂部附件固定等作業均需在高處進行,存在高處墜落和物體打擊的風險。因此,須采取以下高處作業方面的安全措施:

1) 登高人員在上崗之前必須進行健康檢查,患有高血壓、心臟病、精神病和其他不適合登高作業疾病的人員禁止登高作業。登高人員應外穿反光背心,戴好安全帽,穿好膠底鞋,禁止穿硬底鞋。安全帶采用標準五點式安全帶,高掛低用。

2) 在登高作業之前,將工具和緊固件收納至隨身工具包中,在使用過程中禁止拋擲。施工結束之前務必保持安裝平臺工完料清,防止因拆卸安裝平臺而引發平臺內零件、工器具墜落和打擊傷害事故。

2 施工工效提升措施

2.1 深化設計

1) 聲屏障屏體緊固采用止退螺母加開口銷的形式,這樣在屏體安裝完成之后,后期維保的工作量能大幅減少;同時,杜絕螺母松脫,防止整塊聲屏障屏體滑脫出H型鋼侵入軌道引發重大安全事故。

2) 在原電纜托架固定螺栓的干涉位置將原屏體緊固L型角鋼設計成U型卡件,這樣既能保護原電纜托架結構的完整性,又能提升此處吸隔聲板的安裝速度。圖2為底屏緊固優化示意圖。

a) 優化前

b) 優化后>圖2 底屏緊固優化示意圖

3) 對于聲屏障基礎扭轉不利于安裝的工位,在原角鋼螺栓孔位加設Z型擋塊(見圖3),在增加屏體單側安全搭接的同時,更好地提示維保人員在例行檢查過程中關注聲屏障插裝的安全狀況。

圖3 Z型擋塊優化圖

2.2 工藝優化

營運線路上的施工點通常不連續,工效較低。為提升短時工序的完成度,有必要對各節點的施工工藝進行優化,施工工藝運用得當能大幅提升夜間單點施工的效率。一方面,優化焊接工作的人員分配,將H型鋼對接焊拆分為點焊和全熔透滿焊;另一方面,改進聲屏障鋼立柱吊起和導向定位工藝,自動提升鋼立柱對接焊的質量,同時提升施工效率。

1) 將H型鋼對接焊接拆分為定位點焊和全熔透滿焊,實現工序精細化管理,提升H型鋼焊接工序單個施工點的施工效率。

首先,由點焊焊工對H型鋼的四周及其中心的5個點進行定位焊接,完成1根H型鋼的定位焊之后,由全熔透焊工跟進執行H型鋼對接截面的全部融透焊接。點焊的工作量較小,以1組焊工施焊為宜;全熔透滿焊的工作量較大,耗時較長,需要2～3組焊工同步施焊。在2 h的有效時間內,平均完成20根H型鋼的對接焊,相比優化前單個施工點焊接10根左右H型鋼的工作量,能提升50%的焊接效率。

2) 在新建H型鋼底部中段預制定位導板,提升新建H型鋼的定位精度,減少H型鋼人工扶正的工作量,提升該工序的施工效率。

在將新建H型鋼吊起、懸轉、落位到原基礎H型鋼頂面時,要滿足鋼結構焊接規范的要求,人工扶正的誤差往往較大,操作人員的手勢、夜間施工的風力和照明等因素都會影響H型鋼定位的垂直度,若定位不符合規范的要求,反復調整會增加時間成本。為提升此項工作的自動化水平,從改進制作工藝的角度入手,在新建H型鋼腹板的底部兩側對稱增設1套定位導向夾板。圖4為H型鋼定位導板。在吊裝立柱下降落位過程中,通過定位導板實現新建H型鋼與原H型鋼的一次定位,縮短鋼立柱再調整時間,提升焊接對接垂直精度和施工速度。

圖4 H型鋼定位導板

2.3 質量強化

當項目涉及多個施工部位的工序交接時,還需安排專職質量員帶領各班組長核驗各自負責的工序是否符合施工工藝和結構安全方面的要求,符合一道工序,交接一道工序。

1) 聲屏障H型鋼對接工作完成之后,緊后屏體安裝班組長按質量交驗規定請示專職質量員進行質量評定,審核其所做的工作是否符合設計圖紙的要求,經驗收合格且無遺留問題之后,緊后屏體安裝班組繼續安全施工。若未經質量交驗擅自繼續作業,專職質量員升級為施工負責人,施工負責人視時間和事件嚴重程度等立即執行內部停工指令,停工之前僅允許進行安全加固操作。

2) 當可能影響到后續施工的質量時,班組長和專職質量員均可按交驗制度申請進行質量現場評定,確定引發質量問題的內部及外部原因、問題的嚴重性和可采取的應急措施。解決問題的方式包括疑問排除、責任方當即整改、拆除或加固處理等。

2.4 機具投入

2.4.1 小吊機擺渡吊

更改從場外運送聲屏障材料的物料運輸方式,在設計點高架橋下方的空曠區域,通過臨時回轉小吊機將材料直接駁運到安裝點附近,縮短施工時間。

2.4.2 機械駁運材料進場

在3 h施工計劃時間不變的情況下,為大幅度減少人工運送材料的工效損耗,增加各施工點的有效安裝時間,與地鐵管理單位進行多次溝通之后,決定采用管理單位的工程車代替人工平板推車運輸、卸載材料,促進材料運輸效率的提升。一次性將設計里程內的聲屏障鋼立柱運輸到設計安裝點,依次卸落、堆放在軌道面下方的安全空地上。

當施工至第5個月時,通過與常規材料進場及二次轉運的計劃相對比發現,采用工程車轉運材料的完工量已超出常規作業方式100 m以上。當施工至第7個月時,通過對比發現,采用工程車轉運材料的完工量已超出常規作業方式300 m以上。1 000 m聲屏障安裝工作提前3個月完成(見圖5)。

圖5 不同轉運方式的運輸效率對比

3 結 語

在本文所述聲屏障加裝項目實施期間,在建設、運營、設計、監理及其他專業單位的全力支持和配合下,上述各項應對措施得到了有效執行。盡管受天氣和線路維保等因素影響,項目屢次被叫停,項目團隊始終銘記危險源辨識分析表這一重要安全保障方式,確保安全預防措施在項目實施全過程中精確落實,有效提升了工效。項目推進平穩有序,工期、質量、安全和文明施工等方面的目標順利實現,降噪效果達到了設計要求,得到了建設單位的好評。展望未來同類型的聲屏障加裝項目,建議在初期進行聲屏障優化設計,通過類似彈簧卡夾的緊固方式提升聲屏障夜間裝配的效率,同時進一步推廣采用機械設備轉運、安裝聲屏障的方案,減少人工搬運材料,縮短項目工期,降低運營線路施工風險,加快實現相關設施的現代化升級改造。