大風(fēng)環(huán)境下主塔安全防范措施

李 凱，談秉峰

(中交隧道局第二工程有限公司，陜西 西安 710100)

0 引 言

隨著現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國(guó)道路橋梁的建設(shè)正以前所未有的發(fā)展速度在各地進(jìn)行著，伴隨著高速發(fā)展而來(lái)的還有一系列施工安全問(wèn)題。因此，施工安全就成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外相關(guān)人員對(duì)橋梁主塔的安全施工也做了一系列的探討，如張耀宏就架設(shè)橋梁主塔時(shí)由風(fēng)向引起的震動(dòng)問(wèn)題做了解說(shuō)[1]；川崎重工業(yè)公司以實(shí)際橋梁的應(yīng)用為例，就開發(fā)的主動(dòng)減震裝置做了介紹；尚偉等通過(guò)對(duì)鋼梁強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行分析，提出鋼管樁支架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案[2]。本文介紹了大風(fēng)環(huán)境下禹門口黃河大橋主塔施工安全防范措施。在施工現(xiàn)場(chǎng)合理的位置和塔吊工作室安裝風(fēng)速儀通過(guò)自動(dòng)夾軌器和纜風(fēng)繩，當(dāng)風(fēng)速儀測(cè)定風(fēng)速超過(guò)規(guī)定的安全值時(shí)，停止主塔施工，并使用夾軌器將龍門吊固定在軌道上[3-5]。近一年的投入使用發(fā)現(xiàn)，該方法簡(jiǎn)單可行，能有效地指導(dǎo)施工，能很大程度上保證主塔施工的安全。

1 工程概況

國(guó)道108線禹門口黃河公路大橋長(zhǎng)1 660.4 m，主橋長(zhǎng)1 055 m,為(245+565+245)m三跨鋼-混疊合梁雙塔雙索面斜拉橋，索塔為“H”型，塔高171.3 m。塔柱施工為高空作業(yè)，在大風(fēng)環(huán)境下，大跨度橋梁混凝土索塔施工存在著很大的安全隱患。因此，有必要對(duì)大風(fēng)環(huán)境下主塔的安全施工問(wèn)題做進(jìn)一步的研究。

2 工程地理位置、氣象情況

2.1 地形、地貌

項(xiàng)目區(qū)所處地理位置在晉陜峽谷出口，為韓城與河津的分界處，跨越山西省運(yùn)城市和陜西省黃河濕地省級(jí)自然保護(hù)區(qū)；地貌為峽谷與黃河沖積平原的接合部，地形起伏較大[6]。橋位處是典型的河流堆積地貌，河槽驟然展開，河谷急劇變寬，平面呈現(xiàn)“喇叭”狀。項(xiàng)目地理位置如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目地理位置

2.2 氣象

據(jù)氣象資料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，工程場(chǎng)地位于暖溫帶半干旱氣候區(qū)，冬季寒冷、夏季炎熱，降雨量偏少且年內(nèi)分配不均勻，晝夜溫差較大，四季氣候基本特征明顯[7]。年平均溫度14.2 ℃，極端最高氣溫40.9 ℃，極端最低溫度-15 ℃。年平均降雨量為558.4 mm，年平均蒸發(fā)量為1 680.9 mm；年平均風(fēng)速為1.9 m·s-1，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，最大風(fēng)速為16.0 m·s-1；最大積雪厚度18 cm，最大季節(jié)凍土深度37 cm[8]。

3 大風(fēng)天氣作業(yè)的相關(guān)規(guī)定

(1)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高處作業(yè)分級(jí)》(GB/T 3608—2008)規(guī)定：陣風(fēng)5級(jí)以上(風(fēng)速8.0 m·s-1)，不能進(jìn)行高空作業(yè)。

(2)《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ 33—2001)規(guī)定：在露天有六級(jí)及以上大風(fēng)或大雨、大雪、大霧等惡劣天氣時(shí)，應(yīng)停止起重吊裝作業(yè)。雨雪過(guò)后作業(yè)前，應(yīng)先試吊，確認(rèn)制動(dòng)器靈敏可靠后方可進(jìn)行作業(yè)[9-11]。

(3)《液壓爬升模板工程技術(shù)規(guī)程》(JGJ 159—2010)規(guī)定：遇有六級(jí)以上強(qiáng)風(fēng)、濃霧、雷電等惡劣天氣時(shí)，應(yīng)停止爬模施工作業(yè)，并采取可靠的加固措施。

(4)《建筑施工塔式起重機(jī)安裝、使用、拆卸安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ 196—2010)規(guī)定：雨雪、濃霧天氣應(yīng)嚴(yán)禁進(jìn)行安裝作業(yè)；安裝塔式起重機(jī)時(shí)最大高度處的風(fēng)速不得超過(guò)12 m·s-1；遇有風(fēng)速在12 m·s-1及以上的大風(fēng)或大雨、大雪、大霧等惡劣天氣時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)。雨雪過(guò)后，應(yīng)先進(jìn)行試吊，確認(rèn)制動(dòng)器靈敏可靠后方可進(jìn)行作業(yè)。

(5)《建筑施工升降機(jī)機(jī)安裝、使用、拆卸安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ 215—2010)規(guī)定：當(dāng)遇大雨、大雪、大霧或者風(fēng)速大于13 m·s-1等惡劣天氣時(shí)，應(yīng)停止安裝作業(yè)；當(dāng)遇大雨、大雪、大霧且施工升降機(jī)頂部風(fēng)速大于20 m·s-1或者導(dǎo)軌架、電纜表面結(jié)有冰層時(shí)，不得使用施工升降機(jī)[12]。

(6)《龍門架及井架物料提升機(jī)安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ 88—2010)規(guī)定，物料提升機(jī)在大風(fēng)、大霧等惡劣天氣時(shí)，必須停止作業(yè)。

4 風(fēng)對(duì)本項(xiàng)目的影響

4.1 風(fēng)級(jí)描述

《風(fēng)力等級(jí)》中規(guī)定，強(qiáng)風(fēng)為6級(jí)風(fēng)，風(fēng)速為10.8～13.8 m·s-1時(shí)的自然現(xiàn)象為大樹枝擺動(dòng)，電線呼呼有聲，舉傘困難，海面出現(xiàn)大浪；疾風(fēng)為7級(jí)風(fēng)，風(fēng)速為13.9～17.1 m·s-1時(shí)的自然現(xiàn)象為全樹搖動(dòng)，迎風(fēng)步行感覺(jué)不便，海面出現(xiàn)巨浪；大風(fēng)為8級(jí)風(fēng)，風(fēng)速為17.2～20.7 m·s-1, 自然現(xiàn)象為微枝折毀，人向前行感覺(jué)阻力甚大，海面出現(xiàn)猛浪；烈風(fēng)為9級(jí)風(fēng)，風(fēng)速為20.8～24.4 m·s-1時(shí)的自然現(xiàn)象為建筑物有損壞(煙囪頂部及屋頂瓦片移動(dòng)),海面出現(xiàn)狂濤[13]。

4.2 風(fēng)在本項(xiàng)目的影響時(shí)間范圍

項(xiàng)目開工后在施工現(xiàn)場(chǎng)及辦公區(qū)安裝風(fēng)速儀，觀察現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際風(fēng)速，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝風(fēng)塔對(duì)實(shí)際風(fēng)速情況進(jìn)行測(cè)定。測(cè)風(fēng)位置距離大橋主塔約100 m，測(cè)定高度為30 m。風(fēng)速測(cè)定頻次為每隔10 min采集1次，統(tǒng)計(jì)時(shí)間為2017年11月中下旬到2018年2月中下旬。2017年12月1日的風(fēng)速情況見表1和圖2。

表1 風(fēng)速統(tǒng)計(jì) m·s-1

圖2 風(fēng)速統(tǒng)計(jì)曲線

根據(jù)《風(fēng)力等級(jí)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知風(fēng)速超過(guò)6級(jí)段一般在當(dāng)日凌晨到次日上午。

4.3 大風(fēng)天氣帶來(lái)的隱患

4.3.1 對(duì)主體工程造成的隱患

本項(xiàng)目主要的施工內(nèi)容有樁基施工、大橋主塔(塔高171.3 m)鋼筋混凝土施工、斜拉索掛設(shè)、鋼箱梁拼裝、橋面預(yù)制板預(yù)制及架設(shè)等[14]。配套施工的機(jī)械設(shè)備有施工電梯、塔式起重機(jī)、龍門吊、全回轉(zhuǎn)吊機(jī)、提升機(jī)、整體大型模板(爬模)等。大風(fēng)惡劣天氣易給高處作業(yè)人員造成不安全隱患，機(jī)械設(shè)備及模板的坍塌會(huì)造成人員傷亡及設(shè)備損壞。在建筑生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中塔式起重機(jī)、門式起重機(jī)被大風(fēng)刮倒的事故時(shí)有發(fā)生，如2016年廣東省東莞市麻涌鎮(zhèn)東江口預(yù)制場(chǎng)發(fā)生龍門吊被大風(fēng)吹倒，造成18人死亡、33人受傷的重大事故[15]。

4.3.2 對(duì)臨時(shí)工程造成的隱患

臨時(shí)工程主要注意施工作業(yè)人員生活區(qū)臨時(shí)搭建板房，鋼筋加工棚以及砂、石存放搭建的存料棚等臨時(shí)建筑。大風(fēng)災(zāi)害天氣易造成臨時(shí)建筑及構(gòu)造物被大風(fēng)刮到或損壞，造成人員傷亡事故及財(cái)產(chǎn)的損失。

5 防風(fēng)安全保障措施

5.1 安全教育培訓(xùn)是基礎(chǔ)

通過(guò)安全教育培訓(xùn)宣傳來(lái)提升施工管理人員及作業(yè)人員安全意識(shí)、安全知識(shí)、安全技能，形成人人管安全、安全人人管、上下努力、齊抓共管，從而避免和減少各種安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)[16]。

5.2 信息暢通是前提

時(shí)刻關(guān)注天氣預(yù)報(bào)并與當(dāng)?shù)亟煌ú块T建立有效聯(lián)系機(jī)制，及時(shí)獲取天氣預(yù)報(bào)信息和政府部門發(fā)布的關(guān)于大風(fēng)惡劣災(zāi)害性天氣預(yù)警信息，并傳達(dá)給施工現(xiàn)場(chǎng)管理者，以便有效地采取正確的防范措施開展施工生產(chǎn)。

5.3 措施到位是保障

(1)在施工現(xiàn)場(chǎng)合理的位置以及塔吊操作室內(nèi)安裝風(fēng)速儀，便于現(xiàn)場(chǎng)管理人員及機(jī)械設(shè)備操作人員觀測(cè)風(fēng)速，以及時(shí)正確的作出判斷，采取有效措施應(yīng)對(duì)大風(fēng)惡劣天氣。

(2)龍門吊的防風(fēng)措施主要有安裝自動(dòng)夾軌器和纜風(fēng)繩。纜風(fēng)繩采用鋼絲繩，鋼絲繩的大小通過(guò)計(jì)算來(lái)確定[17]。定期與不定期地對(duì)龍門吊進(jìn)行專項(xiàng)安全檢查，并檢驗(yàn)夾軌器是否靈敏可靠。當(dāng)大風(fēng)來(lái)臨時(shí)應(yīng)停止作業(yè)，使用夾軌器將龍門吊固定在軌道上，并將龍門吊上設(shè)置的4根纜風(fēng)繩固定在地錨上。纜風(fēng)繩與地錨系接時(shí)，其與地面之間的夾角按照不超過(guò)60° 控制。纜風(fēng)繩每端安裝卡扣數(shù)量不少于3個(gè)，并按照統(tǒng)一方向布置。

(3)塔式起重機(jī)的防風(fēng)防范措施。一是頂升作業(yè)時(shí)，禁止在4級(jí)風(fēng)及以上進(jìn)行頂升作業(yè)，頂升作業(yè)前必須了解當(dāng)天的天氣情況是否滿足作業(yè)要求，并告知現(xiàn)場(chǎng)管理人員、設(shè)備管理人員及安全管理人員，同意后方可進(jìn)行頂升作業(yè)[18]；二是當(dāng)遇6級(jí)及以上大風(fēng)惡劣天氣時(shí)，必須停止作業(yè)，解除塔式起重機(jī)的回轉(zhuǎn)限位，使塔式起重機(jī)大臂處于自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，消除在大風(fēng)惡劣天氣下塔吊大臂不能自由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致塔身扭曲變形或倒塌事故的發(fā)生；三是安排專人負(fù)責(zé)定期或不定期對(duì)塔式起重機(jī)的塔身連接及附墻連接部位進(jìn)行專項(xiàng)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

(4)液壓爬升模板的防風(fēng)措施。為了確保液壓爬模的安全，首先保證液壓爬升模板的爬錐安裝條件必須滿足模板設(shè)計(jì)和使用要求；其次，液壓爬模的臨邊防護(hù)應(yīng)采取透風(fēng)材料，透風(fēng)材料可減小風(fēng)阻，減少對(duì)整體液壓爬升模板的危害，既實(shí)現(xiàn)了安全有效的防護(hù)又實(shí)現(xiàn)了模板的整體安全性；最后，液壓爬模每爬升1次，應(yīng)對(duì)模板的連接部位及轉(zhuǎn)交位置進(jìn)行鎖定，確保模板連接牢固可靠，使得各面的模板形成整體性，具有更強(qiáng)的抗風(fēng)性能。

6 制度執(zhí)行保安全

(1)落實(shí)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)帶班制，每當(dāng)大風(fēng)天氣過(guò)后，由項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)班子成員按照各自分工，對(duì)項(xiàng)目各施工區(qū)域范圍的臨時(shí)結(jié)構(gòu)物、高處材料、腳手架、標(biāo)示牌、機(jī)械設(shè)備連接及固定裝置等情況進(jìn)行全面排查。發(fā)現(xiàn)被風(fēng)損壞或存在隱患應(yīng)及時(shí)安排專人負(fù)責(zé)維修消除隱患，確保在大風(fēng)惡劣天氣下的安全狀態(tài)。

(2)嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)規(guī)范及要求，陣風(fēng)5級(jí)以上天氣禁止一切高空作業(yè)，并對(duì)橋面、腳手架等高空處的材料及構(gòu)件進(jìn)行固定或撤除。

(3)通過(guò)開展機(jī)械設(shè)備專項(xiàng)檢查確保機(jī)械設(shè)備安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。項(xiàng)目設(shè)備管理部門每周對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行1次全面檢查并檢查日常維修保養(yǎng)工作情況。項(xiàng)目安全生產(chǎn)監(jiān)督部及物資設(shè)備部每10 d開展1次特種設(shè)備專項(xiàng)檢查，主要檢查設(shè)備是安全裝置是否靈敏可靠、附墻連接是否牢固及設(shè)備自身連接部位是否可靠有效。液壓爬升模板每次在爬升前、爬升中、爬升后由現(xiàn)場(chǎng)操作業(yè)人員、技術(shù)管理人員、安全員及監(jiān)理共同進(jìn)行檢查，并填寫檢查記錄表。

7 結(jié) 語(yǔ)

本項(xiàng)目自開工建設(shè)初期，就在施工現(xiàn)場(chǎng)合理的位置和塔吊工作室安裝了風(fēng)速儀，嚴(yán)格監(jiān)控施工環(huán)境的風(fēng)速狀況，每天24 h檢測(cè)風(fēng)速大小，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速超過(guò)6級(jí)時(shí)停止主塔危險(xiǎn)性作業(yè)，并利用夾軌器對(duì)龍門吊進(jìn)行防護(hù)；在臨時(shí)性結(jié)構(gòu)工程、機(jī)械設(shè)備安全性能的選擇上充分考慮大風(fēng)惡劣天氣的影響，在工程實(shí)施過(guò)程中強(qiáng)化落實(shí)各項(xiàng)安全管理措施，責(zé)任落實(shí)到人，制度執(zhí)行到位，截止目前為止大風(fēng)惡劣天氣在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中未造成人員傷害事故的發(fā)生和財(cái)產(chǎn)的損失。

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