京哈高速綏中(冀遼界)至盤錦段改擴(kuò)建工程中橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)分析與防控

王 聰

(遼寧省交通建設(shè)管理有限責(zé)任公司 沈陽市 110005)

京哈高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目位于我國東北地區(qū)，項(xiàng)目存在人為環(huán)境、工序復(fù)雜、里程長、工程節(jié)點(diǎn)多等多方面因素。從建設(shè)條件、結(jié)構(gòu)方案、施工技術(shù)以及保通施工等方面識別橋梁施工中的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)并進(jìn)行分析防控，進(jìn)而達(dá)到降低安全責(zé)任事故概率、減少損失的目的。

1 施工主要風(fēng)險(xiǎn)源識別

1.1 設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)

橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)是次要風(fēng)險(xiǎn)源。項(xiàng)目橋梁設(shè)計(jì)均為鋼箱組合梁、小跨徑裝配式鋼板組合梁、預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，公路全線沒有高風(fēng)險(xiǎn)施工結(jié)構(gòu)物，總體設(shè)計(jì)思路較為傳統(tǒng)，滿足 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)規(guī)范，意外風(fēng)險(xiǎn)很小。

1.2 工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)

沿線不良地質(zhì)應(yīng)是次要風(fēng)險(xiǎn)源。路線所經(jīng)地區(qū)地質(zhì)條件較簡單，沿線存在軟土、礦區(qū)、季節(jié)性凍土等不良地質(zhì)，特別是進(jìn)入盤錦市境內(nèi)有長約20km的濕地地區(qū)，增加了施工作業(yè)難度，有發(fā)生不均勻沉降的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 自然氣候風(fēng)險(xiǎn)

冬季施工風(fēng)險(xiǎn)是主要施工風(fēng)險(xiǎn)源。項(xiàng)目路線所經(jīng)地區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候地區(qū)。夏季炎熱潮濕多雨，冬季寒冷，多年氣溫在-35℃和40℃之間，季節(jié)溫差較大，氣候因素對項(xiàng)目混凝土橋梁施工有一定影響，考慮到該項(xiàng)目位于東北地區(qū)，且項(xiàng)目施工期短，可能存在冬季施工，業(yè)主和施工單位往往為了趕工期會(huì)采用很多辦法來延長施工時(shí)間，這些辦法雖然能延長作業(yè)時(shí)間，但對混凝土結(jié)構(gòu)物的使用壽命很不利，鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量也難以保證。

1.4 施工過程風(fēng)險(xiǎn)

(1)舊橋拆除風(fēng)險(xiǎn)是施工主要風(fēng)險(xiǎn)源。項(xiàng)目舊橋拆除[1]分為兩部分：項(xiàng)目主線既有橋梁采用整體拆除重建。項(xiàng)目沿線天橋采用在舊橋旁新建的方式，新橋建成達(dá)到通車條件后，再將舊橋進(jìn)行拆除，原有天橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。沿線天橋舊橋拆除過程中，對于非跨路橋部分采用整體切割下放然后破碎鑿除，運(yùn)離現(xiàn)場；對于跨路橋部分采用搭設(shè)支架上安裝頂推裝置頂推平移至非跨路橋孔再下放拆除。

全線橋梁拆除重建工程量大，工程作業(yè)面多，高空作業(yè)多、舊橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力指標(biāo)難以估計(jì)，橋梁拆除過程中的風(fēng)險(xiǎn)難以控制，安全隱患較大。

(2)吊裝施工風(fēng)險(xiǎn)是施工主要風(fēng)險(xiǎn)源。日常橋梁施工作業(yè)中，起重機(jī)吊梁吊裝作業(yè)是危險(xiǎn)系數(shù)最高的施工環(huán)節(jié)，一旦吊梁過程中角度、機(jī)械配重、起重機(jī)性能、吊裝設(shè)備、人員操作中有任何一點(diǎn)失誤，都可能造成大量人員、設(shè)備的傷亡、毀壞，事故后果及影響難以估量。

(3)鋼箱梁頂推施工風(fēng)險(xiǎn)是施工主要風(fēng)險(xiǎn)源。鋼箱梁頂推施工，一般都伴隨著跨鐵路、電力、軍用光纜等交叉作業(yè)，施工環(huán)境復(fù)雜，既存在著頂推軸向偏移風(fēng)險(xiǎn)、施工高空落物威脅鐵路運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、與電力電纜交叉作業(yè)觸電風(fēng)險(xiǎn)等現(xiàn)場風(fēng)險(xiǎn)，又存在著鐵路、電力部門審批困難、施工作業(yè)窗口期短、延誤工期等人為風(fēng)險(xiǎn)，鋼梁頂推作業(yè)往往是制約項(xiàng)目整體施工期的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程。

1.5 交通組織風(fēng)險(xiǎn)

保通施工車輛風(fēng)險(xiǎn)是施工主要風(fēng)險(xiǎn)源。繁忙的交通可能會(huì)引起車輛對中分帶處橋墩的撞擊。車輛撞擊墩柱直接威脅著上跨、下穿高速橋梁的安全。一旦車輛撞擊橋梁將造成巨大的、不可估量的直接經(jīng)濟(jì)損失和人員車輛傷亡風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，項(xiàng)目主線存在多次調(diào)流。在主線“3+2”半幅保通階段，行車道調(diào)整、臨時(shí)隔斷措施敷設(shè)等均存在行駛車輛與施工機(jī)具、人員的撞擊風(fēng)險(xiǎn)；主線下穿分離式立交橋頂推施工時(shí)，存在車輛與臨時(shí)支撐、拼裝平臺的撞擊風(fēng)險(xiǎn)。

2 施工主要風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1 冬季施工風(fēng)險(xiǎn)

沈山改擴(kuò)建項(xiàng)目位于我國北方地區(qū)，冬季嚴(yán)寒，凍害極為嚴(yán)重。

施工單位在進(jìn)行冬季混凝土類施工時(shí)，過低溫會(huì)造成混凝土在凝結(jié)和凍結(jié)兩種化學(xué)物理變化中相互沖突。若受低溫影響水結(jié)冰，混凝土中的硅酸鹽不能與水充分融合發(fā)生水化反應(yīng)，無法與砂石形成膠凝材料，凍結(jié)后的水泥混凝土整體強(qiáng)度將大幅下降。而水分子在凍結(jié)成冰后發(fā)生物理膨脹，極易造成混凝土結(jié)構(gòu)物凍脹，造成表面蜂窩麻面、甚至混凝土開裂。此外環(huán)境的溫度過低對鋼材的焊接質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生一定影響，無法保證焊縫飽滿完整，給結(jié)構(gòu)的安全帶來較大的隱患。

2.2 保通施工車輛風(fēng)險(xiǎn)

車輛撞擊可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)因素：

(1)橋梁部件損壞，直接影響橋梁正常使用和車輛通行。

(2)社會(huì)人員生命財(cái)產(chǎn)損失。

(3)在重要時(shí)間內(nèi)由于交通運(yùn)輸破壞引起的商貿(mào)和公益方面的損失。

(4)車輛撞擊施工作業(yè)防護(hù)腳手架造成支架坍塌，發(fā)生作業(yè)人員墜落、行人被高空墜落重物砸傷風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 構(gòu)件在起吊作業(yè)過程中主要存在危險(xiǎn)因素

(1)起重機(jī)在起吊重物時(shí)，起吊吊鉤沒有防掉落裝置、起吊固定位置角度不合理、起重機(jī)所在地基承載力不足等隱患造成起吊機(jī)傾覆。

(2)起吊機(jī)吊裝用鋼絲繩因鋼絲繩本身質(zhì)量問題、使用年限過長、鋼絲繩缺乏保養(yǎng)造成起吊鋼絲繩銹蝕、脫絲、脆斷、彎曲變形、打結(jié)導(dǎo)致安全系數(shù)過低；鋼絲繩在使用過程中不齊及捆綁不牢靠，在起吊重物施工作業(yè)時(shí)發(fā)生吊繩斷裂造成安全事故。

(3)現(xiàn)場施工起重機(jī)沒有經(jīng)特種設(shè)備檢驗(yàn)部門年檢合格，起重機(jī)性能不能承擔(dān)相關(guān)作業(yè)，起重機(jī)進(jìn)入施工現(xiàn)場前未報(bào)監(jiān)理審查備案，作業(yè)時(shí)造成安全事故。

(4)起重機(jī)駕駛司機(jī)無駕駛執(zhí)照，上崗前沒有進(jìn)行專業(yè)安全交底、崗前培訓(xùn)，施工作業(yè)現(xiàn)場沒有安全監(jiān)督人員指揮，現(xiàn)場安全防護(hù)用具不足，造成人員傷亡事故。

(5)起重機(jī)吊裝作業(yè)過程中，沒有及時(shí)設(shè)置吊裝警戒區(qū)域隔離帶，吊裝作業(yè)與其他工程作業(yè)同步進(jìn)行，人員沒有安全防范意識，在吊裝區(qū)活動(dòng)或穿越時(shí)被起吊構(gòu)件砸傷。

(6)在強(qiáng)風(fēng)、大雨、大霧、夜間照明不足或其他極端天氣為趕進(jìn)度進(jìn)行違規(guī)作業(yè)造成安全責(zé)任事故發(fā)生 。

2.4 鋼梁頂推風(fēng)險(xiǎn)

鋼箱梁頂推施工主要的危險(xiǎn)源包括：頂推關(guān)鍵設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，頂推啟動(dòng)、運(yùn)行、合龍控制風(fēng)險(xiǎn)，材料風(fēng)險(xiǎn)等。

(1)鋼箱梁屬于較為復(fù)雜特殊的非常規(guī)施工方法，頂推過程中采用的關(guān)鍵設(shè)備直接影響著施工期間的安全及橋下運(yùn)營公路的安全；鋼箱梁拼裝平臺既是頂推施工的作業(yè)平臺，也是頂推過程的主要受力構(gòu)件；導(dǎo)梁是頂推施工過程中的直接受力構(gòu)件；拼裝平臺和導(dǎo)梁是鋼梁頂推作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。

拼裝平臺風(fēng)險(xiǎn)包括：拼裝平臺剛度強(qiáng)度要提前驗(yàn)算滿足受力構(gòu)件的理論最大值；拼裝平臺搭設(shè)時(shí)，地基承載力需要提前預(yù)加載，觀察是否有不均勻沉降風(fēng)險(xiǎn)；拼裝平臺完成后是否產(chǎn)生過大擾度。

導(dǎo)梁時(shí)頂推風(fēng)險(xiǎn)包括：導(dǎo)梁與鋼梁不匹配，導(dǎo)梁在剛度、長度及重量上的選擇不合理，在實(shí)際頂推過程中承載力不足導(dǎo)致滑道變形；導(dǎo)梁提升與拆卸時(shí)與墩、系梁相撞造成損失；在實(shí)際使用中受鐵路、電力、占地等外界影響，導(dǎo)梁拆解預(yù)留空間不足。

(2)鋼梁頂推施工工藝復(fù)雜精密，涉及機(jī)械配合作業(yè)較多，對施工隊(duì)伍的專業(yè)性和施工經(jīng)驗(yàn)有極高的要求，其風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)出不確定性，可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)有：啟動(dòng)的應(yīng)力過大，產(chǎn)生構(gòu)件破壞；頂推啟動(dòng)時(shí)摩擦力不均產(chǎn)生受力方向誤差，引起軸向偏轉(zhuǎn)位移。

(3)進(jìn)場原材料風(fēng)險(xiǎn)：原材料和成品半成品構(gòu)件的供應(yīng)不足；材料和成品半成品的質(zhì)量不合格；

(4)鋼箱底板制造及滑道、支座安裝誤差，導(dǎo)致底板應(yīng)力集中、摩擦力增大，導(dǎo)致頂推過程存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

(5)導(dǎo)梁與鋼箱梁連接強(qiáng)度不足導(dǎo)致頂推過程存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 舊橋拆除施工風(fēng)險(xiǎn)

舊橋拆除存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，主要風(fēng)險(xiǎn)源有：

(1)橋梁箱梁拆除過程中，箱梁整體下放系統(tǒng)支撐失穩(wěn)、頂推系統(tǒng)失穩(wěn)，導(dǎo)致局部或整體施工平臺坍塌，造成人員傷亡。

(2)舊跨線橋拆除施工過程中，梁體結(jié)構(gòu)物切割施工引起的雜物掉落對橋下運(yùn)營公路的安全影響。

(3)主線橋梁拆除過程中每幅舊橋在拆除中對外側(cè)新建橋梁及對側(cè)正在運(yùn)營的橋梁安全存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

(4)在天橋拆除重建部分可能存在對外側(cè)可利用部分舊梁造成破壞及損傷，導(dǎo)致利用舊梁存在安全風(fēng)險(xiǎn)隱患。

3 風(fēng)險(xiǎn)防控措施

3.1 施工方案風(fēng)險(xiǎn)防控措施

(1)盡量避開嚴(yán)寒期施工，如因特殊原因，必須冬季施工，在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》[2](JTG/T 3650—2020)第十四章中規(guī)定的冬季施工注意事項(xiàng)中，應(yīng)按規(guī)范要求嚴(yán)格制定冬季施工方案，經(jīng)建設(shè)單位和監(jiān)理單位審批后方可實(shí)施。

(2)室外焊接溫度不應(yīng)低于-10℃ ，否則應(yīng)搭設(shè)保暖棚施工。

3.2 保通施工車輛風(fēng)險(xiǎn)防控措施

由于建橋過程中，施工作業(yè)需占部分公路路面，因此會(huì)給過往車輛造成一定的影響，而過往車輛若操縱不當(dāng)，也會(huì)影響施工。為了確保橋區(qū)道路通行安全，施工前應(yīng)發(fā)布通告，施工期間必須實(shí)行道路安全交通管制等措施。建設(shè)單位應(yīng)提前與地方公路管理部門共同制定施工占道期間交通導(dǎo)改方案、安全防護(hù)方案和應(yīng)急預(yù)案，確保施工期間社會(huì)車輛行人的通行安全。

(1)劃定橋梁施工作業(yè)區(qū)域、協(xié)調(diào)施工期車輛安全通過橋區(qū)。

(2)建設(shè)單位需指導(dǎo)施工單位嚴(yán)格落實(shí)企業(yè)全員安全生產(chǎn)責(zé)任制度，并承擔(dān)各方參建單位現(xiàn)場改建過程中的組織協(xié)調(diào)工作。

(3)建設(shè)單位應(yīng)委托公路管理部門，按需要配置并維護(hù)臨時(shí)交通安全設(shè)施標(biāo)志；同時(shí)建設(shè)單位和施工單位應(yīng)配合公路管理部門根據(jù)施工需要及時(shí)設(shè)置或調(diào)整臨時(shí)交通安全設(shè)施。

(4)編制安全救援預(yù)案，協(xié)同社會(huì)救援力量對事故進(jìn)行應(yīng)急處理。

3.3 吊裝施工風(fēng)險(xiǎn)防控措施

(1)吊裝重型構(gòu)件工作需要根據(jù)構(gòu)件的幾何尺寸、重量制定相對的專項(xiàng)施工方案，在吊點(diǎn)、鋼絲繩、吊機(jī)、起吊路線等方面要給予充分的考慮，專項(xiàng)施工方案完成后須報(bào)監(jiān)理審批完成后方可實(shí)施作業(yè)。

(2)進(jìn)入施工作業(yè)現(xiàn)場的起重機(jī)及司機(jī)必須持特種設(shè)備檢驗(yàn)合格證和特種設(shè)備職業(yè)資格證并報(bào)建設(shè)單位備案。

(3)在吊裝施工作業(yè)時(shí)，現(xiàn)場應(yīng)按照沈山改擴(kuò)建安全設(shè)計(jì)專章要求規(guī)范設(shè)置警戒線、警示標(biāo)志牌等，導(dǎo)改調(diào)流車道應(yīng)設(shè)置臨時(shí)指揮人現(xiàn)場指揮。吊裝作業(yè)禁止施工人員與重物隨同吊裝。

(4)在正式吊裝作業(yè)前需要對重物進(jìn)行試吊，檢查吊鉤、起重機(jī)安全性能無誤后方可進(jìn)行正式作業(yè)。

(5)在遇到大風(fēng)、大霧、雨雪等極端天氣時(shí)不得進(jìn)行吊裝作業(yè)，夜間禁止吊裝施工作業(yè)。

(6)吊裝作業(yè)施工過程中，起重機(jī)司機(jī)和吊臂、吊鉤操作員應(yīng)熟知機(jī)械性能、操作方式步驟，作業(yè)人員應(yīng)提前互相熟悉指揮信號，包括手勢、旗語等，起重機(jī)械一旦出現(xiàn)故障應(yīng)立即停止吊裝作業(yè)疏散現(xiàn)場作業(yè)人員并進(jìn)行安全防范操作。

(7)如有可能，吊裝時(shí)盡量封閉交通，減小安全隱患。

3.4 鋼箱梁頂推施工風(fēng)險(xiǎn)防控措施

(1)拼裝平臺施工前，應(yīng)提前檢測地基承載力能否滿足平臺需求，若承載力不足則需要進(jìn)行加固處理，確保地基平整度，在平臺作業(yè)期間不發(fā)生不均勻沉降。

(2)在導(dǎo)梁焊接過程中，要對焊縫和拼接螺栓進(jìn)行逐個(gè)檢查，保證導(dǎo)梁強(qiáng)度；多根導(dǎo)梁之間應(yīng)使用鋼管進(jìn)行橫向連接，保證導(dǎo)梁體系整體強(qiáng)度。導(dǎo)梁與鋼箱梁梁體采用焊接方式連接，保證導(dǎo)梁與鋼箱梁的連接強(qiáng)度。

(3)鋼箱底板制造及滑道、支座安裝：鋼箱梁底板制作及驗(yàn)收中嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求，保證底板底面平整度，鋼箱梁在現(xiàn)場吊裝就位后再次檢查底板；避免箱梁底板由于平整度不夠?qū)е马斖七^程中應(yīng)力集中摩擦力增大；滑道安裝時(shí)頂面標(biāo)高通過精確測量手段嚴(yán)格控 制，滑道固定牢固，滑道表面均勻涂抹四氟乙烯或其他潤滑劑減小摩擦力。

(4)在鋼梁頂推作業(yè)過程中，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控鋼梁的橫向偏移位移量，建議聘請專業(yè)第三方電子監(jiān)控進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，確保鋼梁頂推過程中橫向位移在誤差范圍內(nèi)。

(5)鋼梁頂推現(xiàn)場應(yīng)配備足夠的專職安全員和應(yīng)急防護(hù)物品，現(xiàn)場施工人員必須佩戴安全帽，所有施工分項(xiàng)作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行崗前培訓(xùn)和安全交底，確保作業(yè)人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

(6)要詳細(xì)制定機(jī)械操作人員輪崗交接制度，并加強(qiáng)人員管理，確保施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)。

(7)涉及跨鐵路、電力、軍用電纜等特殊地區(qū)施工作業(yè)前，建設(shè)單位應(yīng)與相關(guān)單位提前溝通協(xié)調(diào)，為施工作業(yè)創(chuàng)造良好作業(yè)環(huán)境。

3.5 舊橋拆除施工風(fēng)險(xiǎn)防控措施

(1)頂推支撐失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施：為避免個(gè)別支撐點(diǎn)處于偏壓狀態(tài)，在個(gè)別頂推點(diǎn)某個(gè)鋼筒即將脫離箱體或進(jìn)入箱梁底部時(shí)，在其他參與頂推的臨時(shí)鋼筒上加墊鋼板，平衡受力，待箱梁完全脫離或進(jìn)入該頂推點(diǎn)后再將鋼板撤出。

(2)下放支撐失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施：對箱梁切割前，主梁前進(jìn)頂應(yīng)進(jìn)行最大受力測試，對全部頂推系統(tǒng)進(jìn)行檢查；對下放系統(tǒng)安裝到切割下放的過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，嚴(yán)格執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)收、結(jié)構(gòu)物切割、結(jié)構(gòu)物下放，過程應(yīng)分步有序，并隨時(shí)調(diào)整；合理設(shè)置切割順序，切割斷面和各區(qū)域切割應(yīng)盡量保持同步，減少偏壓造成安全隱患 。

(3)頂推施工前應(yīng)對防護(hù)支架、頂推設(shè)備進(jìn)行檢查，對人員進(jìn)行安全、技術(shù)交底，施工人員必須持證上崗。

(4)跨線橋作業(yè)交叉部分應(yīng)設(shè)置門型架通道，門型架采用雙層腳手桁架，桁架底層設(shè)置防塵網(wǎng)和防拋網(wǎng)，頂部安裝警示燈，通道兩側(cè)粘貼反光帶。

(5)原主線橋整體拆除重建：由于主線運(yùn)營保通需要，主線舊橋拆除時(shí)，外側(cè)新建橋梁已完成建設(shè)，因此舊橋拆除時(shí)需要按照先橋面系、橋梁上部、墩臺的順序逐項(xiàng)拆除(不能進(jìn)行整體爆破)，拆除過程中應(yīng)單獨(dú)建立施工專項(xiàng)預(yù)案，搭設(shè)臨時(shí)防護(hù)措施，避免拆除過程中建筑垃圾落入運(yùn)營車道，威脅社會(huì)車輛運(yùn)行安全。

4 結(jié)語

京哈高速公路改擴(kuò)建工程主要面臨的橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)是：冬季施工風(fēng)險(xiǎn)、保通施工車輛風(fēng)險(xiǎn)、吊裝施工風(fēng)險(xiǎn)、鋼箱梁頂推施工風(fēng)險(xiǎn)和舊橋拆除施工風(fēng)險(xiǎn)。掌握上述風(fēng)險(xiǎn)源識別分析和防控措施，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，做好工人崗前培訓(xùn)教育，可以有效避免施工過程中安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，為京哈高速公路改擴(kuò)建工程創(chuàng)造安全平穩(wěn)的施工作業(yè)環(huán)境。