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(xiǎn)性較大的工程，是纜索系統(tǒng)安裝施工的關(guān)鍵，更是項(xiàng)目安全管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在目前高速公路建設(shè)更加注重安全管理的形勢下，如何做好塔架安裝過程的現(xiàn)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(diǎn)和難點(diǎn)問題，用LEC法則對風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的安全管控措施和方法，并闡述了實(shí)際應(yīng)用情況，為類似工程提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：200m塔架安裝;高空作業(yè);安全管理

中圖分類號：U445.1 文獻(xiàn)標(biāo)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(tǒng)的重要組成部分，塔腳預(yù)埋在拱座內(nèi)，塔底固結(jié)，塔頂設(shè)縱向纜風(fēng)索。塔架采用鋼管桁式結(jié)構(gòu)（材質(zhì)為Q345B），橫向?qū)?9.9m，縱向?qū)?2m，高199.76m;塔頂設(shè)箱梁橫梁，長46.4m，寬4.64m。

平南三橋塔架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段共24個(gè)節(jié)段，每節(jié)段高8m，采用2臺塔式起重機(jī)進(jìn)行安裝，塔架安裝是本項(xiàng)目危大工程安全管控重難點(diǎn)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(shù)設(shè)計(jì)，橫橋向以4.9m為模數(shù)設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)格構(gòu)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(jié)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(jié)點(diǎn)板栓接。格構(gòu)柱間設(shè)置6道橫聯(lián)。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(shè)計(jì)，拱座橫向?qū)?2m，塔腳立柱長度為6.6m，預(yù)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(shè)3層φ28加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)片，改善預(yù)埋件附近混凝土的應(yīng)力狀態(tài)。預(yù)埋鋼管內(nèi)灌注C50自密實(shí)混凝土，提高結(jié)構(gòu)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(fù)責(zé)將拼裝好的桿件吊裝至塔架上，桿件在地面上轉(zhuǎn)運(yùn)均由吊車和平板車完成。塔吊臂長55m，低塔吊臂長40m，各自負(fù)責(zé)安裝各自半幅塔架，塔架中間橫梁和塔頂D節(jié)段由長臂塔吊負(fù)責(zé)安裝。塔吊吊裝作業(yè)區(qū)域需在拱座區(qū)域的吊裝區(qū)進(jìn)行。塔架設(shè)有臨時(shí)纜風(fēng)、永久纜風(fēng)，安裝過程中需及時(shí)安裝臨時(shí)纜風(fēng)索，保證塔架的穩(wěn)定，安裝完塔頂橫梁后及時(shí)安裝永久纜風(fēng)（見.圖3）。

塔架安裝過程中需對塔架的垂直度、位移進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整，塔架安裝完畢后，需組織相關(guān)人員對塔架進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格才可安裝纜索系統(tǒng)。

2塔架安裝風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1塔架安裝風(fēng)險(xiǎn)源辨識

塔架安裝作業(yè)是本項(xiàng)目纜索系統(tǒng)施工中的關(guān)鍵和危險(xiǎn)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(jī)械傷害、高處墜落、起重傷害、淹溺、交通事故及觸電等。在項(xiàng)目開工前，依法開展了施工安全風(fēng)險(xiǎn)評估，依據(jù)《平南三橋施工風(fēng)險(xiǎn)評估報(bào)告》對纜索系統(tǒng)塔架安裝作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)估測，采用LEC法并結(jié)合作業(yè)條件危險(xiǎn)評價(jià)分析法進(jìn)行分析，確定以下風(fēng)險(xiǎn)為不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。

（1）坍塌。南北兩岸塔架高達(dá)200m，若塔架安裝方案設(shè)計(jì)不合理或者安裝過程中未按照專項(xiàng)施工方案執(zhí)行，存在一定的坍塌風(fēng)險(xiǎn)。

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

（3）高空墜落。由于塔架構(gòu)件自身原因，多處臨邊防護(hù)未得到完善，加之受高溫環(huán)境因素影響，高空人員進(jìn)行作業(yè)、檢查時(shí)易疲憊。若存在高空作業(yè)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(shí)，均易發(fā)生高空墜落事故。

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

（5）交通事故。本項(xiàng)目施工便道均較長，也是通村的主要通道，往來社會(huì)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(fēng)險(xiǎn)。

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

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

2.2LEC評價(jià)法分析塔架安裝風(fēng)險(xiǎn)源

LEC評價(jià)法的主要步驟為：（1）對施工現(xiàn)場的危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行分析，確定事故類型，找出危險(xiǎn)因素;（2）按標(biāo)準(zhǔn)分別對L、E、C進(jìn)行評分，其中D=L×E×C。D為施工現(xiàn)場危險(xiǎn)性等級。詳見表1～5。

通過分析風(fēng)險(xiǎn)估測表，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況得之，塔架安裝過程中高空墜落為項(xiàng)目的重大風(fēng)險(xiǎn)源，屬于高度危險(xiǎn)，需重點(diǎn)采取安全管控措施控制風(fēng)險(xiǎn)。

3安全控制及管理

3.1塔架安裝前準(zhǔn)備工作

3.1.1編制專項(xiàng)施工方案

依據(jù)《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》（JTG F90一2015），南北兩岸塔架安裝屬于危險(xiǎn)性較大的工程，應(yīng)當(dāng)編制塔架安裝專項(xiàng)施工方案，按程序報(bào)審報(bào)批。

塔架安裝使用機(jī)械配合人工進(jìn)行安裝。南、北岸分別安裝2臺C7036型塔吊，采用塔吊進(jìn)行立柱鋼管、水平桿、斜桿、橫聯(lián)、塔頂?shù)鹊陌惭b。隨著塔架高度的升高，塔吊也隨之爬升，直至整個(gè)塔架安裝結(jié)束（見圖4）。

塔架安裝前應(yīng)認(rèn)真對各種桿件、節(jié)點(diǎn)板、螺栓進(jìn)行檢查，防止有損傷的構(gòu)件被用到塔架上。安裝應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，螺栓要按數(shù)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(diǎn)考慮履帶吊行進(jìn)線路的地基承載力，鋼筋籠主副橫向吊點(diǎn)、縱向吊點(diǎn)設(shè)置驗(yàn)算，鋼絲繩選型及強(qiáng)度驗(yàn)算，卸扣、滑輪、扁擔(dān)及吊點(diǎn)焊縫等主要起重構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算。

3.1.2安全技術(shù)交底

危險(xiǎn)性較大部分工程塔架安裝施工前，由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人向現(xiàn)場管理人員、勞務(wù)隊(duì)負(fù)責(zé)人、班組長及作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，項(xiàng)目安排專職安全員對塔架安裝過程進(jìn)行監(jiān)督，在檢查巡視中發(fā)現(xiàn)問題的，責(zé)令立即整改并采取有效的安全防護(hù)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(shè)置了水平防墜網(wǎng)，防止人員墜落。

（1）安裝“之”字形安全爬梯和施工電梯。根據(jù)《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)范》（JTGF90—2015）、工況條件設(shè)計(jì)和集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)要求，在塔架一側(cè)設(shè)置“之”字形安全爬梯。為保證安全爬梯產(chǎn)品質(zhì)量，項(xiàng)目采用專業(yè)廠家定型產(chǎn)品，安全爬梯搭設(shè)過程每4m設(shè)置一道連墻件，四周設(shè)置防護(hù)欄桿并用鋼絲網(wǎng)封閉。當(dāng)塔架安裝高度超過40m時(shí)，項(xiàng)目嚴(yán)格按照規(guī)范要求在塔架另一側(cè)設(shè)置施工電梯。由物資設(shè)備部、安全管理部聯(lián)合對電梯設(shè)備、材料進(jìn)行驗(yàn)收，安裝前做好安全技術(shù)交底和班前安全教育，安裝過程中有現(xiàn)場管理人員旁站監(jiān)督，安裝完成后由特檢院進(jìn)行驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)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(shè)置垂直爬梯，由西14mm圓鋼焊接而成，爬梯側(cè)設(shè)置貫通φ8mm鋼絲繩，并設(shè)置自鎖器，保障人員上下全過程受保護(hù)（見圖5）。

（3）創(chuàng)立防墜網(wǎng)屏障。項(xiàng)目考慮塔架構(gòu)件結(jié)構(gòu)特殊、臨邊防護(hù)不易設(shè)置等原因。根據(jù)《GB5725—2009安全網(wǎng)》規(guī)范要求，在塔架安裝內(nèi)部每隔3m殳置一道防墜網(wǎng)，在正在安裝節(jié)段及其下節(jié)段四周設(shè)置防墜網(wǎng)（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(nèi)提升施工平臺。施工平臺除按規(guī)范要求進(jìn)行臨邊、標(biāo)志標(biāo)牌防護(hù)外，還進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)，作業(yè)人員安全保障力度大，且平臺安拆對塔架安裝進(jìn)度影響小。

（1）內(nèi)提升平臺設(shè)計(jì)。內(nèi)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(shè)鋼面板，為工人的作業(yè)平臺，根據(jù)塔架平面結(jié)構(gòu)，施工平臺制作成三角形，方便上下移動(dòng)，每層平臺面積約4.2m²。平臺內(nèi)部設(shè)置爬梯，平臺主體結(jié)構(gòu)立柱采用10cm×5cmx 5mm方鋼，桁架結(jié)構(gòu)采用L50×3cm角鋼，平臺鋪設(shè)采用鋼跳板，三層平臺間設(shè)安全爬梯相貫通，爬梯孔洞設(shè)防護(hù)蓋板。詳見圖7。

（2）內(nèi)提升平臺提升。施工平臺提升步驟：吊裝塔架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)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(biāo)準(zhǔn)節(jié)段立柱吊裝單元一提升施工平臺一循環(huán)至塔架安裝結(jié)束。詳見圖8。

為了避免施工平臺提升時(shí)掛鉤與已安裝的水平桿沖突，導(dǎo)致平臺無法提升，平臺掛鉤制作成可活動(dòng)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(shí)可向下活動(dòng)，當(dāng)越過水平桿時(shí)，可在彈簧的拉扯下恢復(fù)原位。

3.2.3完善安全管理體系

（1）嚴(yán)格抓好施工前安全措施。在塔架安裝施工影響范圍內(nèi)設(shè)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(shí)行全實(shí)名制管理，且每班進(jìn)入施工現(xiàn)場人員均需經(jīng)過酒精測試及血壓測試無異常后才允許進(jìn)入施工區(qū)域進(jìn)行施工。

（2）加強(qiáng)塔架構(gòu)件吊裝前檢查。在兩岸工區(qū)龍門吊加工拼裝完塔架構(gòu)件后，由工程管理部質(zhì)檢員對所有準(zhǔn)備起吊的塔架構(gòu)件螺栓、法蘭盤縫隙等進(jìn)行檢查驗(yàn)收。對不符合要求的塔架構(gòu)件要求重新加工，直至各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求后方可通過汽車吊運(yùn)送至拱座區(qū)域進(jìn)行吊裝作業(yè)。

（3）強(qiáng)化高處作業(yè)的安全監(jiān)管。項(xiàng)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(jìn)行時(shí)，上下游各有一名管理人員旁站監(jiān)督。重點(diǎn)檢查高空作業(yè)人員是否正確使用安全帶，是否按要求設(shè)置防墜網(wǎng)，材料、工具是否用麻繩固定，臨時(shí)用電是否正常，作業(yè)人員精神狀態(tài)是否良好等。高溫天氣時(shí)要注意間歇性休息，及時(shí)補(bǔ)充水和能量，條件允許的情況下可適當(dāng)飲用藿香正氣水，避免中暑而造成人員失足導(dǎo)致高空墜落事故。

（4）重視特殊崗位安全教育培訓(xùn)。項(xiàng)目安全管理部對特殊工種作業(yè)人員進(jìn)行安全教育專題培訓(xùn)（每15d進(jìn)行一次），通過觀看安全警示視頻、告知現(xiàn)場存在的風(fēng)險(xiǎn)源及安全管控措施，并且不斷地向高空作業(yè)人員灌輸如何防范高空墜落的安全理念，加強(qiáng)高空作業(yè)人員的安全意識，提高安全操作技能，掌握應(yīng)急逃生方法，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目本質(zhì)安全水平。

（5）構(gòu)建信息化安全管理模式。項(xiàng)目啟用“智慧工地安全管理平臺”，這是一個(gè)集現(xiàn)場安全隱患排查管理、重風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)控、危險(xiǎn)作業(yè)申請、安全驗(yàn)收等多項(xiàng)功能于一體的手機(jī)處理平臺，以信息化手段形象化、可視化展示在建項(xiàng)目塔架安裝安全管理體系運(yùn)轉(zhuǎn)情況。項(xiàng)目大橋施工現(xiàn)場兩岸還各安裝了1個(gè)360°全景鷹眼和2個(gè)塔吊球機(jī)，鷹眼和球機(jī)為37倍變焦，可放大監(jiān)控距離達(dá)600m，可實(shí)時(shí)查看或回放，通過設(shè)定一定規(guī)則實(shí)現(xiàn)抓拍、統(tǒng)計(jì)功能。項(xiàng)目兩岸現(xiàn)場還裝有IP語音廣播喇叭，坐在監(jiān)控指揮中心即可對塔架安裝過程違章行為進(jìn)行制止、指令下達(dá)，還可在上下班時(shí)間定時(shí)廣播、誦讀安全操作規(guī)程等。

4實(shí)施情況及效果

經(jīng)項(xiàng)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(fā)生任何安全事故，安全生產(chǎn)管理體系正常運(yùn)轉(zhuǎn)，安全生產(chǎn)形勢始終保持穩(wěn)定，成功實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的安全目標(biāo)。

5結(jié)語

綜上所述，塔架安裝施工過程中高空墜落的風(fēng)險(xiǎn)極高。應(yīng)建立健全項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)分級管控和隱患排查治理雙重預(yù)防體系、安全培訓(xùn)教育體系、過程監(jiān)督旁站體系，并通過強(qiáng)化垂直、水平生命線的研究與應(yīng)用，構(gòu)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(hù)航，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目本質(zhì)安全的管理目標(biāo)。

平南三橋200m超高塔架的順利安裝，是項(xiàng)目安全管理工作標(biāo)志性的成果。隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，基層建設(shè)的規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大，大跨徑拱橋的建設(shè)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。