市政橋梁施工安全防護(hù)工程的安全隱患特征實(shí)證研究*

趙挺生 蔣靈 孔永華 張偉

(1.華中科技大學(xué) 武漢 430074； 2.中交一公局集團(tuán)有限公司 北京 100024)

0 引言

高處墜落傷害是國內(nèi)外建筑施工的第一大事故類型[1]。從歷史事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，房屋建筑和市政工程施工高處墜落事故起數(shù)占所有事故起數(shù)比例始終位于52%上下，遠(yuǎn)高于近年來位于第二位的物體打擊傷害，如圖1所示。

圖1 房屋建筑和市政工程施工生產(chǎn)安全事故中高處墜落、物體打擊傷害占比統(tǒng)計(jì)

隨著房屋建筑和市政工程施工生產(chǎn)安全事故近年來的形勢惡化(如圖2)，高處墜落傷害事故也在逐年增高(如圖3)，反映了工程項(xiàng)目仍然存在安全管理粗放、施工現(xiàn)場安全防護(hù)不到位、施工作業(yè)人員安全意識淡薄等問題。 高處墜落是建筑施工安全生產(chǎn)的第一大事故風(fēng)險(xiǎn)類型，對高處墜落傷害的防控是世界各國建筑施工安全生產(chǎn)管理研究與安全生產(chǎn)監(jiān)管的重點(diǎn)。為應(yīng)對高處墜落傷害，各國實(shí)施了從現(xiàn)場高處作業(yè)環(huán)境的安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化與安全監(jiān)控智能化，到個(gè)體防護(hù)裝備智能化，以及面向工程建設(shè)全過程的建筑施工安全風(fēng)險(xiǎn)隱患雙重預(yù)防體系和面向安全生產(chǎn)防控的應(yīng)急救援等制度建設(shè)，形成了覆蓋工程建設(shè)全過程、全方位的安全生產(chǎn)防控網(wǎng)。

健全完善的安全生產(chǎn)防控體系與嚴(yán)峻的生產(chǎn)安全事故形勢形成鮮明對比。究其原因，安全生產(chǎn)管理制度落實(shí)不到位是主因，安全工程科學(xué)技術(shù)發(fā)展滯后、工程建設(shè)人員安全管理知識欠缺是根本原因。為此，本文通過實(shí)證方法，系統(tǒng)探討市政橋梁施工過程安全防護(hù)工程的安全隱患規(guī)律，以期有效防控安全防護(hù)工程風(fēng)險(xiǎn)，減少高處墜落傷害事故。

圖2 2000—2019年房屋建筑和市政工程事故起數(shù)和死亡人數(shù)分布

圖3 房屋建筑和市政工程施工高處墜落傷害生產(chǎn)安全事故發(fā)生起數(shù)統(tǒng)計(jì)

1 安全防護(hù)工程的風(fēng)險(xiǎn)性

市政橋梁建設(shè)工程的分部分項(xiàng)工程主要有：基坑工程、基礎(chǔ)工程、塔墩工程、橋梁工程、路面工程。這些工程的重要幾何特征是與地面的相對高差大，平面延展長，決定了其安全防護(hù)工程的種類及其風(fēng)險(xiǎn)性。

1.1 安全防護(hù)工程種類

依據(jù)市政橋梁分部分項(xiàng)工程類型，施工期間的安全防護(hù)工程主要有臨邊洞口防護(hù)，安全通道，防護(hù)棚和其他防護(hù)設(shè)施。

(1)臨邊防護(hù)工程。臨邊主要包括基坑周邊、橋塔墩作業(yè)平臺臨邊、橋梁作業(yè)面臨邊、大型施工設(shè)備設(shè)施工作面周邊等。臨邊防護(hù)形式主要為防護(hù)欄桿和防護(hù)網(wǎng)。在防護(hù)結(jié)構(gòu)安全上，要求防護(hù)結(jié)構(gòu)承載能力具備承擔(dān)任意方向不低于1 000 N的集中荷載。

(2)洞口防護(hù)工程。主要涉及樁孔口、橋梁作業(yè)預(yù)留洞口，預(yù)制橋梁間及預(yù)制橋梁后連續(xù)段空檔，左右幅梁間空檔。洞口防護(hù)形式主要為防護(hù)網(wǎng)、蓋板或防護(hù)欄桿，要求承載能力具備承擔(dān)任意方向1 000 N以上的集中荷載或每平米不小于1 500 N(無材料堆放)荷載。

(3)安全通道。包括進(jìn)出基坑的安全通道，上下橋面的垂直安全通道，作業(yè)面間的水平聯(lián)絡(luò)安全通道，上下設(shè)備設(shè)施及操作安全通道。安全通道應(yīng)設(shè)置跳板、臨邊護(hù)欄和防護(hù)網(wǎng)，無材料設(shè)施堆放的安全通道地面應(yīng)能承擔(dān)不小于每平米1 500 N的荷載。

(4)防護(hù)棚。位于施工作業(yè)面下方的鋼筋加工、設(shè)備設(shè)施操作間、交通通道等的防護(hù)設(shè)施。

(5)其他特殊防護(hù)工程，如城市生命線防護(hù)、高壓線隔離防護(hù)、易燃易爆品防護(hù)等。

1.2 安全防護(hù)工程風(fēng)險(xiǎn)特性

市政橋梁施工安全防護(hù)工程的風(fēng)險(xiǎn)性，表現(xiàn)為防護(hù)工程設(shè)置的及時(shí)性，防護(hù)工程的可靠性，防護(hù)工程的耐久性以及防護(hù)工程管理是否滿足需要，具體：

(1)及時(shí)性風(fēng)險(xiǎn)。施工作業(yè)面不斷推進(jìn)，安全防護(hù)工程的獨(dú)立性使其及時(shí)性不足，造成作業(yè)面安全防護(hù)缺失風(fēng)險(xiǎn)高。

(2)可靠性風(fēng)險(xiǎn)。安全防護(hù)工程的支撐骨架為承載結(jié)構(gòu)，承擔(dān)作業(yè)人員、材料以及風(fēng)等作用。由于無正規(guī)設(shè)計(jì)，且多為現(xiàn)場隨手制作，使其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的安全性失效風(fēng)險(xiǎn)高。

(3)耐久性風(fēng)險(xiǎn)。安全防護(hù)工程是臨時(shí)性工程，使用環(huán)境復(fù)雜，使用中常遭受施工荷載沖擊和損毀，維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃有限，往往難以及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)。

(4)防護(hù)工程管理風(fēng)險(xiǎn)。安全防護(hù)工程構(gòu)件材料尺寸小、承擔(dān)荷載能力小，拆除容易但恢復(fù)難，形成了安全防護(hù)工程與工程施工的重負(fù)荷、生產(chǎn)任務(wù)沖突，造成其完好性、完備性不足的風(fēng)險(xiǎn)異常偏高。

1.3 安全防護(hù)工程的安全風(fēng)險(xiǎn)防控

按照市政橋梁工程施工安全防護(hù)工程結(jié)構(gòu)特性，可以分為A，B兩類：A類為防護(hù)工程的幾何斷面最小邊長與桿件截面最大尺寸比值大于1的防護(hù)工程，如爬梯、掛籃上橫梁安全通道、作業(yè)面間安全通道等，該類防護(hù)工程骨架為空間結(jié)構(gòu)；B類為防護(hù)工程的幾何斷面最小邊長與桿件截面最大尺寸比值接近1的防護(hù)工程，如臨邊護(hù)欄、洞口蓋板，該類防護(hù)工程骨架為平面結(jié)構(gòu)。A類防護(hù)工程體量大，一旦失效，容易造成群傷群傷事故；B類防護(hù)工程體量小，失效后果相對較小。因此，對安全防護(hù)工程安全管理，在事先預(yù)防上，對A類安全防護(hù)工程應(yīng)進(jìn)行防護(hù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并實(shí)施防護(hù)工程安全專項(xiàng)方案設(shè)計(jì)，對B類安全防護(hù)工程可按現(xiàn)行安全防護(hù)工程的標(biāo)準(zhǔn)化要求實(shí)施；事中控制上，應(yīng)注重安全防護(hù)工程維護(hù)，特別是A類防護(hù)工程結(jié)構(gòu)損傷的維護(hù)；事后控制上，重點(diǎn)管理A類安全防護(hù)工程，嚴(yán)格按照安全防護(hù)工程安全專項(xiàng)方案要求拆除。

2 安全防護(hù)工程的安全隱患特性

2.1 安全防護(hù)工程隱患分類

依據(jù)安全防護(hù)工程特性，市政橋梁工程施工安全防護(hù)工程的隱患可以分為結(jié)構(gòu)類隱患、臨邊防護(hù)類隱患、洞口防護(hù)類隱患和環(huán)境類隱患[2]。

(1)結(jié)構(gòu)類隱患，主要指登高類爬梯、固定或移動作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)缺陷。由于這些設(shè)施通常有群體作業(yè)活動，存在結(jié)構(gòu)缺陷，意味著結(jié)構(gòu)失效風(fēng)險(xiǎn)加大，群死群傷事故發(fā)生可能性高，是安全防護(hù)工程中的重點(diǎn)防控隱患。結(jié)合某市政橋梁工程施工安全隱患排查實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)安全防護(hù)工程典型的結(jié)構(gòu)類隱患為結(jié)構(gòu)整體性不足隱患和桿件連接隱患，如基礎(chǔ)不穩(wěn)、整體偏斜、附墻缺陷、連接遺漏或連接退化。在市政橋梁工程施工期間，結(jié)構(gòu)類隱患的早期表現(xiàn)為設(shè)計(jì)安裝方案不合理帶來的整體性不足隱患，后期表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)性能退化等造成的連接損傷隱患，如圖4所示。

(a)爬梯連墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足 (b)爬梯連墻桿變形 (c)爬梯結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接銷松動圖4 安全防護(hù)工程的結(jié)構(gòu)類隱患

(2)臨邊防護(hù)類隱患，主要指安全通道周邊、作業(yè)平臺周邊的防護(hù)欄桿整體牢固性不足、防護(hù)網(wǎng)固定不牢、未防護(hù)或防護(hù)出現(xiàn)空檔的缺陷,是導(dǎo)致高處墜落傷害的直接因素。結(jié)合某市政橋梁工程施工安全隱患排查實(shí)踐，安全防護(hù)工程常見臨邊防護(hù)類隱患有水平或豎向安全通道端頭未封閉形成的斷頭通道，防護(hù)空擋、缺失以及防護(hù)損毀。這些臨邊防護(hù)類隱患發(fā)生于工程建設(shè)的全過程，早期為無防護(hù)或防護(hù)不到位，后期表現(xiàn)為防護(hù)的損毀，如圖5所示。

(a)斷頭安全通道

(b)防護(hù)網(wǎng)損毀

(c)欄桿及防護(hù)網(wǎng)損毀圖5 防護(hù)類隱患

(3)洞口防護(hù)類隱患，指樁孔、預(yù)留洞口等防護(hù)蓋板(或網(wǎng))、安全通道的跳板固定不牢、無防護(hù)、強(qiáng)度不足或空檔等缺陷，是導(dǎo)致高處墜落傷害以及物體打擊傷害的直接因素。這些洞口防護(hù)類缺陷在工程結(jié)構(gòu)施工后期高發(fā)。

(4)環(huán)境類隱患，指安全防護(hù)工程中存在的可能危及人身安全的危險(xiǎn)因素。結(jié)合某市政橋梁工程施工安全隱患排查實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)安全防護(hù)工程中環(huán)境類隱患主要有安全通道內(nèi)迎面障礙物、地面堆放雜物。這些不良環(huán)境發(fā)生于安全防護(hù)工程的全過程，可能帶來物體打擊、絆倒，刺傷等傷害，如圖6所示。

(a)迎面尖銳物

(b)放零星材料隨意堆放圖6 環(huán)境類隱患

2.2 安全防護(hù)工程安全隱患排查實(shí)證統(tǒng)計(jì)

某公路橋梁工程全長約32 km，樁號K0+000-K30+300,其中某多跨連續(xù)特大橋梁工程,總計(jì)128個(gè)橋墩，30 m、50 m跨度為預(yù)制T梁架橋機(jī)安裝，75 m、175 m跨度為掛籃施工現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)橋梁。該橋梁工程高處作業(yè)安全防護(hù)工程主要有：基坑臨邊護(hù)欄、橋墩橋梁爬梯、橋梁掛籃施工作業(yè)面臨邊護(hù)欄、橋面洞口防護(hù)網(wǎng)及蓋板、掛籃上橫梁操作安全通道、橋梁掛籃施工底模臨邊護(hù)欄及安全通道、預(yù)制橋梁施工臨邊護(hù)欄、梁間防護(hù)網(wǎng)等。

為及時(shí)排查安全隱患，服務(wù)企業(yè)安全生產(chǎn)，組織兩個(gè)專家團(tuán)隊(duì)依據(jù)上述隱患分類和相關(guān)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[3-4]對項(xiàng)目施工實(shí)施定期、不定期的安全隱患排查，每月進(jìn)行安全隱患排查2～3次。從2017年10月15日實(shí)施第1次項(xiàng)目樁基礎(chǔ)工程全面隱患排查，到2019年5月12日橋梁主體結(jié)構(gòu)工程貫通，共排查33次，其中1～4次主要為基礎(chǔ)橋墩工程施工安全隱患排查，5～12次為橋梁掛籃陸續(xù)安裝施工安全隱患排查，13～28次為橋梁掛籃施工期安全隱患排查，29～33次為掛籃陸續(xù)拆除階段安全隱患排查，排查情況見表1。

表1 市政橋梁施工安全防護(hù)工程的安全隱患排查統(tǒng)計(jì)

由表1可知，此次累計(jì)排查856處安全防護(hù)工程隱患，其中，爬梯結(jié)構(gòu)隱患99處，占比11.6%，臨邊防護(hù)隱患488處，占比57.0%，洞口防護(hù)隱患162處，占比18.9%，防護(hù)工程中的環(huán)境隱患107處，占比12.5%。這些安全隱患的發(fā)生比率，直接表明了市政橋梁工程施工的高處墜落傷害風(fēng)險(xiǎn)最高，刺傷或劃傷位居第二，坍塌風(fēng)險(xiǎn)位居第三。

從市政橋梁工程主體結(jié)構(gòu)施工全過程看，爬梯結(jié)構(gòu)類隱患在工程早期、中期高發(fā)，臨邊防護(hù)類隱患在工程中期高發(fā)，洞口防護(hù)類隱患在工程末期高發(fā)，環(huán)境類隱患在工程中期高發(fā)。

市政橋梁工程施工全過程安全防護(hù)工程的安全隱患演化機(jī)制為：從無到有，從不完善到完善，再到因使用損毀帶來的不完善演化規(guī)律。

3 結(jié)論

安全區(qū)隱患排查治理是安全生產(chǎn)管理事中控制的重要手段。鑒于高處墜落傷害事故的高發(fā)性，市政橋梁工程建設(shè)的線性延展、橋梁高凈空面臨的安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻。通過組織安全生產(chǎn)專業(yè)團(tuán)隊(duì)對某市政橋梁施工安全隱患進(jìn)行全過程安全隱患排查,探討了市政橋梁工程施工安全防護(hù)工程類型，分析了安全防護(hù)工程所具有的及時(shí)性、可靠性、耐久性和管理風(fēng)險(xiǎn)特性及其防控策略，并將防護(hù)工程的安全隱患類型分為結(jié)構(gòu)類隱患、臨邊防護(hù)類隱患、洞口防護(hù)類隱患和環(huán)境類隱患。通過某市政橋梁工程建設(shè)全過程的33次安全隱患排查實(shí)踐，統(tǒng)計(jì)獲得了某市政橋梁工程建設(shè)過程中安全防護(hù)工程的安全隱患分布規(guī)律，揭示了安全防護(hù)工程安全隱患從無防護(hù)到不完善到完善再到損傷性隱患的演化特性。