跨海大桥水上群桩施工安全风险评估与控制

2017-01-05

福建交通科技 2016年6期

(福建省交通建设质量安全监督局，福州 350001)

跨海大桥水上群桩施工安全风险评估与控制

■肖冰

(福建省交通建设质量安全监督局，福州 350001)

为研究跨海大桥水上群桩施工的安全风险，采用系统安全工程的方法辨识施工过程中作业人员、作业环境、施工设备等所潜在的风险，运用LEC评价法对其进行定性定量分析，明确各类风险源的种类及危害程度，针对得出的风险防控的重点，从安全管理和现场管控等方面提出可行的安全对策措施和建议。

跨海大桥水上群桩施工风险分析风险控制

1 引言

跨海大桥施工环境条件复杂，施工组织实施困难，作业安全风险高居不下，一直以来是行业安全监管的重点环节。其中的分部工程——水上群桩施工因其地质条件特殊，受环境影响大，潜在风险复杂，所以施工难度更是远胜普通墩台。因此在水上群桩施工阶段有必要建立安全风险评估，通过定性定量的施工安全风险估测，改进施工措施，规范预案预警预控管理，才能有效降低水上群桩的施工风险，严防重大特大事故的发生。

2 工程特点

近年来，大跨径桥梁的不断兴建，超长、超大直径的钻孔灌注桩已越来越多地得到使用。钻孔灌注桩基础由于在承载能力、施工工艺、试用条件等方面的诸多优点，一直以来是公路桥梁设计中首选的基础型式。本文选用的工程实例为主桥基础采用海中钻孔灌注桩，并采用钢板桩围堰做挡水结构及外模板。钻孔灌注桩采用搭设水上施工平台，泥浆护壁，气举反循环钻机工艺、冲击钻正循环成孔工艺施工。钻孔平台由支撑钢管桩、钢护筒和梁系组成，钢护筒在加工车间拼装好后运至施工现场。

3 风险分析

风险分析主要是采用系统安全工程的方法对风险源可能发生的事故进行全面的分析，找出潜在的事故类型、可能受伤害人员、致害物、事故原因等，确定主要物的不安全状态和人的不安全行为。

(1)致险因子分析。致险因子的分析从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析。

①人，指作业人员素质。

②机，指机械设备是否正常运行。本文中桥区地质条件复杂，弱、微风化岩面起伏较大，岩石强度高；桩基嵌岩深度大，对钻机性能要求较高。

③料，指材料本身特性、材质、规格等符合安全要求。

④法，指作业方式、工艺、方法和技术措施符合安全要求。

⑤环，指人的作业环境、机械设备的工作环境。本文研究的跨海大桥属于南亚热带海洋性季风气候，夏季施工期气温高，湿度大，台风频发，对基础施工造成不良影响，台风暴雨洪水对机械作业、临时结构紧固、人员作业难度的影响增加，同时还要考虑工程施工和过往交通是否相互影响。

(2)受伤人员类型、伤害程度分析。可能受到事故伤害的人员类型分为作业人员本身、同一作业场所的其他作业人员及周围其他人员；人员伤害程度分为死亡、重伤和轻伤。

(3)不安全状态、不安全行为分析。据《企业职工伤亡事故分类标准》(GB 6441—1986)企业职工伤亡事故分类，不安全状态分为4大类，不安全行为分为13大类，事故类别分为20类。

根据以上风险分析方法，结合施工现场实际情况，对跨海大桥水上群桩施工进行了风险分析，确定出潜在的事故类型包括：坍塌、起重、触电、船撞、溺水、物体打击、高处坠落、机械伤害、火灾、爆炸、尘肺、中暑等。具体分析结果如表1所示。

4 风险估测

根据风险分析结果，运用 LEC评价法对水上群桩施工进行风险估测，该方法采用与系统风险率相关的3个方面指标值之积来评价系统中人员伤亡风险大小。这3个方面分别是：L为发生事故的可能性大小；E为人员暴露在这种危险环境中的频繁程度；C为一旦发生事故会造成的损失后果。风险分值D＝LEC，D值越大说明该系统危险性越大，需要增加安全措施，或改变发生事故的可能性，或减少人体暴露于危险环境中的频繁程度，或减轻事故损失，直至调整到允许范围内。

表1 水上群桩施工风险分析表

表2 LEC法评估结果分级

通过对风险分值进行分级(如表2)，判断评价危险性的大小。结合现场调研，得出风险估测结果，具体内容如表3所示，最终确定出水上群桩施工过程中应重点防范的风险。

表3 LEC法风险估测汇总表

5 风险控制措施

跨海大桥水上群桩施工影响安全性的主要因素有施工工艺、设计水准、材料质量及工人技术水平，其中，施工工艺及人员的技术水平是影响施工安全的主要因素，由表3可知，风险防控的重点是坍塌、船撞和高处坠落事故，针对需要重点防控的事故，分别从安全技术措施和现场管理措施方面给出了具体的防控对策。

5.1 安全管理措施

(1)建立健全安全组织机构，实行安全生产责任制。施工人员在进入施工现场之前必须进行三级安全教育，并且进行安全技术的交底，要求正确佩戴相关的安全防护设备。

(2)配置足额的专职安全管理人员，特种作业人员应持证上岗。

(3)严格制定专项施工方案，并按照审批的专项施工方案进行施工作业。

(4)根据桩径、桩深、工程和水文地质与现场环境等状况选择适宜的施工方法和机具，并要求制定相应的安全技术措施。施工顺序、机具位置、泥浆池及沉淀池、出渣路线、操作人员位置、场内运输、供水供电线路等，都必须符合施工安全组织设计要求。施工现场的机具设备应开展定期安全检查，确保不出机械故障。

(5)作业平台应根据施工荷载、水深、水流、工程地质状况进行施工专项设计，其高程应在施工期间的最高水位70cm以上。

(6)施工中应与海事管理部门密切沟通，确保航道运输安全。密切关注气候环境变化情况，尤其需重点关注风速、潮汐等不利因素。

5.2 现场管控措施

(1)施工场地平整、坚实；现场应划定作业区，非施工人员禁止入内。

(2)施工现场附近有电力架空线路时，施工中应设专人监护。钻孔桩施工的电气线路及设施，必须符合规范JGJ 46—2005要求。

(3)钻架与平台安装要平稳、周正、牢固，零部件齐全，危险部位应配齐相应的安全防护设施。钻机就位，机架不能靠在护筒上。钻孔运行中作业人员应位于安全处；严禁人员靠近和触摸钻杆；钻具悬空时严禁下方有人。钻孔过程中，应经常检查钻渣并与地质剖面图核对，发现不符合时应计算采取安全技术措施。同时应采取切实措施，严格执行操作规程，从每根桩开钻至混凝土浇筑完成必须连续作业，禁止中间停顿。钻孔作业中发生坍孔和护筒周围冒浆等故障时，必须立即停钻；钻机有倒塌危险时，必须立即将人员和钻机撤至安全位置，经技术处理并确认安全后，方可继续作业。

(4)泥浆护壁成孔时，孔口应设护筒。埋设护筒后至钻孔之前，应在孔口设护栏和安全标志。

(5)护壁泥浆应满足下列要求：

①根据土层不同选配与之相适应的泥浆，泥浆原料应为性能合格的黏土或其他符合环保要求的材料。

②泥浆不断循环使用过程中应加强管理，补浆要及时，始终保持泥浆性能符合要求。

③清孔采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度不要直接用清水置换。

④现场应设泥浆沉淀池，泥浆残渣应及时清理并妥善处理，不得随意排放，污染环境。

⑤泥浆沉淀池周围应设防护栏和安全标志。

(6)严格控制护筒加工材料、质量、尺寸等；护筒埋设应严格按桩位中心轴线和垂直位置进行，埋设深度必须确保成孔过程中不发生筒边窜水造成坍孔事故。当桩孔附近有管线时，护筒的埋入深度宜超过管线深度。

(7)下钢筋笼前，要清楚孔口周围障碍物；下钢筋笼时禁止人爬到钢筋笼上架中；钢筋笼的吊点必须焊接牢固，起重用钢丝绳及绳卡必须安全可靠。起吊时必须设专人指挥不准斜吊或横向拖拉，确保钢筋笼垂直入钻孔。

(8)高空作业时，所有工具物品要放入工具袋，不得同时作业，不得抛掷工具和物品。

(9)围堰内支撑焊接要加强检查，确保焊缝质量，围堰抽水时须等封底达到足够的强度。