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引言:
橋梁工程的建設是由多個步驟組成的,并且它們之間是環環相扣不可分開的,其中,設計,規劃,施工,以及使用和維修這些階段都與橋梁的結構有著密切的關系。所以每一環節都要建立完善的風險評估體系,這樣才能保證橋梁工程能夠長久的為人類使用。
一、橋梁工程建設過程中存在的風險
橋梁工程不論是哪一個階段都會存在各種各樣不同程度的風險,所以為了找到好的解決方法,建立完善的風險評估體系,就必須找到風險存在的主要原因,這樣才能采取一些有效的解決措施。
1、橋梁工程在規劃中的風險
在橋梁的規劃中會涉及到周圍環境以及交通狀況等問題,而且同時也對橋梁工程的設計,施工,后期的修護工作起著決定性的作用,所以作為起主導作用的規劃工作就顯得尤為重要,只有在橋梁工程的規劃過程中做好規避風險工作,才能減少的橋梁修建工程中造成的損失,盡力減少修建過程中經濟方面的壓力和負擔。最典型的例子莫過于中國的武漢長江大橋,它是長江上的第一座橋,它在規劃設計之初就考慮到了各方面的因素,成功的應用了新型的施工方法,不得不說這是橋梁工程中一個很好的案例。
2、橋梁工程在設計階段的風險
在橋梁工程的設計階段存在的風險也是很多的,其中在設計階段中對理論,科學模型以及對其他橋梁工程的借鑒的應用,也應該適當的結合當地的實際狀況,不能只是完全依賴書中的知識,否則會造成很多的風險。其中,橋梁工程的設計階段中選址的工作也是相當的重要的,不僅要結合當地的狀況,分析對周邊環境的影響,而且不能以犧牲環境為代價,也不能對周邊的居民生活造成影響。而且在設計階段,有可能會由于技術人員的設計,計算的不夠準確,會導致接下來的施工工作中存在更多的風險,但是由于這些處于設計階段,所以還是處于風險潛伏階段,不易被發現,但是如果真正到了實施過程中的時候,可能會由于這些人為的失誤,使工作很難進行下去。所以在設計階段,工作人員要相當認真細致的進行測量,分析,計算,以避免風險的發生。
3、橋梁工程在施工中的風險
橋梁工程在施工過程中存在的風險是相當的嚴重的,是最應該加以重視的。在施工過程中的技術工作做不好的話,會造成很多的風險,例如在施工過程中,由于操作技術等應用不當,設計不精確,可能會使施工現場出現一些嚴重的安全事故,造成工作人員的人生安全受到一些威脅;還有在施工過程中有可能會發生一些自然災害,比如暴雨,泥石流等,這些對于橋梁工程來說可以說是一個致命的威脅,雖然是人類無法阻止的,但是也是不得不考慮在內的風險,而且同時也會超出預算成本,所以這項風險是相當嚴峻的;還有一項風險就是管理人員的責任了,如果監管人員管理不當,不能很好地按照橋梁工程的設計方案實施,那么就會造成很嚴重的風險,對將來橋梁的使用存在一定的隱形的風險。
4、橋梁工程在維修中的風險
橋梁工程實施階段的完成并不能代表這整個過程的完成,因為在之前的階段中可能會由于這樣那樣的原因使橋梁工程進行的并不是足夠的完善,這就需要后期的維護工作,或者是由于長時間的使用,橋梁工程會發生一定的狀況,這就需要對此進行維修,所以維修的過程也是橋梁工程中必不可少的一項,而且這個階段是需要由橋梁修建成功持續到拆除之前的,這樣一項長時間的工程當然也會存在風險。這些風險包括在維修工程中對周圍環境的影響以及對交通狀況的影響。
5、橋梁工程在拆除過程的風險
當橋梁在使用時間過長或者不能滿足人們需求時,就需要對橋梁進行拆除,可能之后還需要進行重建,看起來拆除的過程似乎已經不再存在什么風險了,但是這其中的風險也是應該相當重視的,橋梁拆除過程中存在的風險有對周圍環境的影響,對周邊交通狀況的影響,有可能會造成交通阻塞等狀況,還有可能會對周邊的居民生活造成一定的影響,而且在拆除過程中工人可能會有一定的危險,也需要做好安保工作。
二、橋梁工程風險評估方法
1、借鑒國內外先進的技術經驗
在橋梁工程方面不論是國內還是國外都有很多成功的先例,其中他們做得最好的也就是在風險評估體系方面做得完善,而這些先進的經驗是值得我們借鑒學習的,通過借鑒其他的先例,再結合自身的實際情況進行適當的調整,這樣做出的風險評估體系就會相對來說比較完善,能夠很好地規避風險,盡量保證安全。談到橋梁不得不說的是中國歷史上非常有名的趙州橋,趙州橋之所以修建一千四百多年仍能使用,最主要的原因不僅僅是在于橋梁完美的結構設計方面,還與當時人們對于它的風險評估體系做得足夠完善有密切的關系。
2、最大限度減少風險
在橋梁工程中有很多風險是不可預測的,同時也是不可能完全避免的,所以對于風險人類能做的也只有是最大限度的減少風險的發生,例如,選址時可以選在自然災害發生比較少的地方,或者是自然災害對所選地影響比較小的地方,同時在施工過程中要盡力做好周邊交通疏散工作,避免交通擁擠現象發生,技術人員要做好技術操作方面工作,避免發生工作人員受傷的事件。
3、對風險分級測評
對于人類不可預知的風險或者是不可避免的風險來說,我們人為能做的只有是在風險發生時及時采取有效措施來解決,那么采取什么樣的措施合適也就成為了一個重要的問題。基于這些,在做風險評估體系的時候就要對發生的風險進行等級的劃分。對風險的嚴重程度進行分級,這樣做不僅在風險發生時能夠對風險對橋梁的影響程度有正確的認識,而且在尋求恰當的解決措施時也能夠有正確的判斷。這樣做不僅能夠使風險評估階段的工作變得更加簡單化,而且也能夠幫助決策者在眾多的解決方案中尋求最佳方案,可以說是一舉多得。
三、小結
橋梁工程中每一個階段中存在的風險都是不容忽視的,只有對此建立完善的風險評估體系,對每一個階段的風險都進行分析,并據此找到科學全面的解決措施,盡最大的能力避免風險的出現,以便于決策者對風險的準確判斷和采取規避措施。以上是基于本人多年經驗所寫,若有不足之處,望加以批評指正。
參考文獻
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[2]白士卓.橋梁工程施工質量控制難點及監理措施[J].工程建設與設計.2016(04)
中圖分類號: K928 文獻標識碼: A
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0前言
所謂風險可以理解為現實狀態與預期的差異,故風險無處不在。在橋梁規劃、設計、施工、使用、維修、拆除等諸多和橋梁結構相關的各個過程中出現的,對相關利益團體的某種既定目標造成影響的不確定事態,稱為橋梁的風險事態,即橋梁風險[1]。近年來,我國橋梁建設事業高速發展,截止2010年底,我國公路橋梁數量已經超過65萬座,居世界第一,隨之而來的問題是在橋梁建設與使用過程中各種事故和潛在風險頻繁發生。作為公路交通咽喉的橋梁工程,是國家的重要的基礎設施,其投資往往巨大,一旦出現問題,將會對國家造成嚴重的經濟損失。因此,對橋梁進行風險評估具有積極的經濟與社會效益。而所謂橋梁風險評估就是對與橋梁相關的潛在風險事態進行識別,對其影響程度、出現可能性等進行某種形式的量測,并對量測的結果進行分析、比較、評價、處置,制定合理對策的過程。
1 常見橋梁風險事態概述
在橋梁風險評估中,橋梁風險的定義強調了四個問題[1]:(1)以橋梁結構為中心,即橋梁風險事態出現在橋梁的生命周期內,須與關注的橋梁結構發生關系;(2)風險事態的出現具有不確定性,不確定性是構成風險的必要條件,一定發生或是一定不發生的事件都不能構成風險事態;(3)須與相關利益團體既定目標有所影響,這里所謂既定目標往往是各種損失;(4)風險的本質是某種事態,進行評估前應首先形成某種風險的量測。對風險進行評估的關鍵一步就是對風險進行識別,對于橋梁工程而言主要有以下幾種風險事態:風致影響的風險事態;船撞影響的風險事態;地震影響的風險事態;洪水影響的風險事態;車撞影響的風險事態等。
2 橋梁風險評估的基本流程
橋梁風險評估的主要任務就是將風險理論和方法引入橋梁工程領域,對現有的工程理論和實踐進行補充和完善。風險定義、風險識別、風險估計、風險評價和風險交流是風險評估的基本組成部分。
風險定義階段需要研究者和業主進行廣泛深入的交流,明確進行風險評估的對象,以及業主進行評估研究的目的,確定研究范圍,并根據問題的特點,確定合適的風險量測形式,收集基本的項目資料供后續工作使用[2]。
風險識別是根據確定的研究對象和研究目的,研究和發現潛在的風險事態、明確分析重點的過程。對于比較簡單、明確的風險評估問題,其風險識別過程常常可以基于經驗進行。
風險估計是風險評估的主要工作,包括風險概率估計、風險損失估計和風險量測。風險概率估計是對風險事態出現不確定性的估計。對于大多數橋梁工程領域內的風險評估研究,風險概率本質是風險事態出現且造成結構或構件失效的條件概率。
風險評價是基于風險估計的結果,考慮風險承擔者的風險態度和承受能力,對風險程度形成具體的評價結果,同時給出合理的風險對策,以便于決策者做出正確的決策。
風險控制是根據風險評價的結果對風險事態進行事前處理及過程控制的過程,包括風險決策和風險監控。風險決策是根據風險評價的結果,從風險對策集合中選定合適的對策處置風險;而風險監控是指對潛在風險事態進行檢測,并適時啟動有關風險控制措施的過程[3]。
3 橋梁風險評估方法
有基本一致的評估目標、穩定的評估指標體系和方法系統、解決一類橋梁風險評估問題的風險評估過程,都可以稱為一種方法。基本評估流程是各類風險評估問題最為基本的方法。在多年的實踐過程中,工程風險評估形成了很多實用的方法。諸如蒙特卡洛模擬法、敏感性分析法、統計和概率法、模糊數學法、層次分析法、調查和專家打分法,這些方法具有簡單、易懂以及實用的特點,結合不同橋梁風險的特點,能夠在概率和損失評價的基礎上快速得到評估結果[4]。
風險評估過程主要基于滿意準則(主要是ALARP方法),利用定性和準定量的風險評估手段,確定各種風險事態的嚴重程度和基本風險對策的過程。對于初步評估不可接受的風險或ALARP區域中的風險事態,可以考慮使用進入第二部分,即風險決策過程。風險決策過程主要基于最優準則,使用貝葉斯方法、隨機優勢方法等定量決策方法,以形成對嚴重風險事態的全面認識和系統對策。尤其基于ALARP準則的風險矩陣是滿意準則決策方法中最為常用的決策方法之一,當涉及到多種風險或單個災害性事故的風險值難以計算時,常將事故發生的概率和相應的后果置于一個矩陣中,該矩陣就是風險矩陣。風險矩陣可以看成離散函數形式的風險評價準則形式,風險矩陣的構造是綜合考慮風險指標的特點、風險指標的經驗水平劃分、決策者的風險態度后綜合形成的。利用風險矩陣進行橋梁風險評估具有簡單明了、適用范圍廣的特點,將ALARP準則和風險矩陣結合起來,將更有助于反映決策者的風險態度和制定基本的風險對策。
4 橋梁風險評估實例綜述
近年來,國內先后對一些重大復雜橋梁工程項目進行了風險評估,如崇明越江通道風險評估、南寧大橋風險評估、蘇通大橋索塔施工風險評估、杭州灣大橋風障設置風險評估。
崇明越江通道風險評估是國內第一次系統的工程風險評估研究,該風險評估項目采用的分析評價方法多樣,主要采用了專家調查法、數值模擬法、等風險圖法等方法[5]。研究成果主要是對各方案風險程度進行了排序。崇明越江通道風險評估表明決策者開始接受工程風險的概念,同時也存在風險方法多樣,評價標準不統一的問題。
南寧大橋是一座大跨徑外傾曲線梁非對稱式拱橋,由南寧國研公司委托同濟大學橋梁工程系承擔該橋項目風險評估研究。其研究目的有兩個方面:一方面是對施工方案進行比選,另一方面是對施工和使用階段風險進行控制。該橋初步考慮了兩種施工方案:斜吊扣掛施工和斜吊支架施工。施工過程中將面臨風、地震、洪水、船撞以及施工工藝等多種風險。
蘇通大橋索塔施工風險評估過程采用了基于風險評估矩陣的定性評估和定量評估相結合的方法。南索塔系統是整個評估工作的焦點,風險源主要包括天氣、水文、地質和施工技術等因素。索塔的施工質量、進度、安全是主要的評估目標。
研究歸納了31項風險事態,并對渦振風險事態、模板風險事態、臺風風險事態
三種顯著風險事態進行了重點分析研究,并制定相應的風險對策,并編制了風險管理手冊,以便于施工單位現場管理。
5 結論與展望
本文闡述了橋梁生命全過程中常見的風險事態及橋梁風險評估的基本流程,對現有的橋梁風險評估方法進行了總結與探討。現代工程的復雜性、不確定性為工程風險評估發展提供了良好的應用背景和發展前提,運用風險評估的方法可以合理控制橋梁生命周期的風險,平衡工程參與各方的利益,最大限度降低總體成本,使得橋梁風險評估在工程建設的各個階段扮演著越來越重要的作用,因此具有廣闊的發展空間和潛力。
參考文獻:
[1]阮欣,陳艾榮,石雪飛.橋梁工程風險評估[M].北京:人民交通出版社,2008.
中圖分類號: TU714 文獻標識碼: A 文章編號:
【引言】近年來,我國的城市化進程不斷加快,現代工業也由早期的分散性建設向集聚區集中發展,原來位于城區的工廠因規劃搬遷需要進行拆除;另一方面,隨著經濟不斷發展,工業技術進步不斷采用新的生產手段,常常需要對原建筑設施進行拆除或者改造,這類工業建筑設施拆除工程項目總量巨大。工業建筑設施相對一般民用建筑,其類型復雜,通常包括民用房屋、生產廠房、樁基基礎、工業管道、生產設備、電氣設施以及附屬構筑物等,其拆除工程安全技術問題比新建工程要復雜得多,具有勞動力密集、難度大、技術性要求高、安全危險性高的特點。近年來,各地各種工業建筑設施拆除工程安全事故頻發,有資料顯示,建筑拆除工程安全事故 占到全國建筑業重大事故總起數的三分之一,工業建筑設施拆除工程安全事故占絕大多數,分析其原因主要在于疏忽安全管理和技術控制。研究這類拆除工程全過程安全風險管理控制方法極具意義,以下通過科學安全管理方法,針對工業建筑設施拆除工程事前、事中和事后三個階段研討不同階段的安全管控內容。
【正文】
1 當前工業建筑拆除工程存在的安全風險問題
拆除工作者由于各方面的原因沒有充分評估拆除工程施工作業風險,盲目施工極易導致安全事故發生。綜合近年來的拆除工程安全事故來看,總括存在以下類型安全風險問題:
1.1 拆除工程疏忽安全管理,例如承包給無資質施工單位拆除施工、安全技術措施方案不完善或者不經論證;作業過程中缺少技術指導或者安全監護;對作業者不進行針對性安全教育等情況,導致安全事故發生,屢見不鮮。
1.2 拆除作業者沒有系統分析整個建筑設施技術資料,對設施的靜力體系掌握不清,盲目拆除,導致人員傷亡坍塌事故,此種安全風險最為常見。
1.3 拆除工程往往在有限的場地內作業,沒有進行有效隔離或者采取相應的防護措施,拆除時造成相關聯或者附件的設施損壞,甚至引發二次事故。
1.4 對于構筑物的使用狀況缺少分析,原使用過危險化學品的建筑設施包括土壤,遺留的危險化學品給作業人員造成健康傷害甚至中毒死亡;例如2009年媒體報道位于杭州三里亭附近的杭州農藥廠舊址,拆遷后的土壤中殘留大量存在黃磷等農藥成分,有毒氣體彌散,甚至發生黃磷自燃產生白煙,影響周邊人群中生命健康安全。
1.5 沒有對使用設備設施、工業管道進行有效的安全處理后進行拆除或切割,可能會發生中毒、爆炸等安全事故。
1.6 使用素質不相適宜的人員進行作業,尤其是使用農民工,不經安全教育上崗、特殊作業無證操作,導致安全事故發生,例如無證作業拆除電氣設施極有可能導致觸電事故;
1.7 沒有對拆下的設備或者可移動設備采取相應安全措施導致安全事故發生。例如2007年3月12日,上海拆遷位于浦東新區南碼頭路200號的上海溶劑廠廢棄廠房過程中,由于鋼筋砸中罐體發生液氯鋼瓶泄漏事故。
1.8 沒有對隱蔽工程(電線電纜、埋地管道等)采取安全措施,連同建筑物本體一同拆除,導致觸電、爆炸等安全事故發生。2010年7月28日南京市棲霞區邁皋橋街道萬壽村15號附近進行的拆遷作業現場,因施工挖斷了丙烯管道造成丙烯泄漏,旁邊的一私家車主啟動車輛時產生明火引發爆炸。
1.9 其他安全風險問題,例如沒有處理好既得利益這之間的關系,導致社會發生時而有之。
由此可見,工業建筑設施拆除工程安全風險因素復雜繁多,主要體現在對拆除工程存在的安全風險認識不夠,過程安全管理控制不到位,缺少施工安全經驗不科學地應用專業安全技術,作業人員的安全技術水平欠缺等。
2.工業建筑設施拆除工程事前安全管理
2.1 拆除工程社會風險評估
城區規劃改造而引起的工業建筑設施拆除工程往往會涉及到政府部門、原業主、拆除人等相關主體,拆除作業的實施應充分考慮社會影響風險,判斷是否會引起周邊業主的不滿,相關利益人的協調和補償是否到位,是否會存在對遺留潛在安全隱患的心理焦慮,是否與區域內同類的項目間存在明顯的不公平,拆除施工作業是否有障礙或安全風險隱患,是否會對周邊環境產生較大影響等。工業園區建筑設施拆除是否會存在對周邊工廠產生影響,尤其是相連的工業鏈式的生產集聚區,拆除施工可能會帶來周邊房屋的安全威脅,影響生產等情況。一旦引發成為社會事件,極有可能導致拆除工程不能如期進行。
規避社會安全風險應對周邊環境和相關利益人做出全面的評估,依照現行法規制定合理的方案,針對相關利益方進行協調,做出有針對性、耐心細致的解釋說明,讓相關利益人擁有合法的知情權,及時簽訂相關的安全協議和經濟合約。
2.2 拆除工程安全技術風險評估
工業建筑設施的復雜性決定了其拆除工程安全技術風險的不確定性,和新建項目安全管理存在很大的區別。在拆除施工前,須對原始建筑圖紙和技術資料進行收集、審查,依照拆除對象的現有狀態進行安全技術風險評估,確定科學的拆除方案。評估內容包括:
2.2.1對照建筑設施的技術資料識別建筑設施的主體結構,分析靜力系統,確定拆除程序,選擇安全可行的拆除方法;
2.2.2 辨識建筑物的使用情況,是否存在有危險物品的生產使用等情況,避免拆除時遺留危險物品對作業人員和環境的影響,包括是否存在土壤污染;
2.2.3 對照建筑設施竣工資料,查找隱蔽工程內容,確定需要采取的安全措施,例如埋地管道、隱蔽電纜等設施;
2.2.4 設備設施的分布情況,采取合適的卸載方案;
2.2.5 考慮自然氣候條件對拆除作業的影響,應準確判斷氣候對拆除中房屋的不利影響,切實加強安全防范措施。
2.2.6 考慮拆除后的廢墟清理作業方案。
根據評估的內容,編制施工組織方案和安全技術措施方案。
2.3選擇符合資質的施工單位
無資質的企業或個人不具備相應的技術人員和施工機具,往往安排沒有專業能力的農民工采用土辦法進行拆除作業,據資料顯示,無資質的企業或個人承攬的建筑拆除事故起數占事故總起數的60%。選擇符合資質的拆除作業施工單位尤為必要,在選擇前應充分考察施工單位的業績和專業技術能力,并簽訂相應的安全協議,嚴禁分包轉包給無資質的單位或個人。
2.4 作業前安全培訓教育管理
引言
橋梁工程施工是基礎設施建設的重要內容,隨著社會經濟及橋梁建筑施工技術的發展,橋梁的結構更加復雜,加上橋梁施工環境大多比較惡劣,都為工程施工帶來了更多的風險,對橋梁工程施工階段的風險進行識別評估是降低風險、減少施工事故的重要手段。本文主要就常見的橋梁工程施工風險識別及評估方法進行簡單介紹,結合實例分析風險識別評估的過程,僅為類似工作的開展提供參考。
1橋梁工程施工風險綜合識別法
橋梁工程施工風險評估的方法有故障樹分析法、德爾菲法、專家調查法等等,這些方法都存在著一定的不足,比如故障樹分析法的多余量較多、難度較大,對于分析人員的技術要求較高,分析人員必須要具備良好的邏輯運算能力,否則很容易出現錯誤,下文結合橋梁工程的具體施工特點,介紹一種綜合性的風險識別方法,該方法主要包括事故總結、結構分析、現場調研以及專家調查四部分內容,比較系統全面。目前來說,我國還沒有建立起完整的橋梁工程基礎數據庫,為了盡可能降低風險,實際的事故過程中相關工作人員要善于將類似橋梁工程發生的安全事故總結起來,并進行詳細分析,為本次的風險評估工作提供參考資料,這一內容即事故總結。橋梁工程多種多樣,結構形式各不相同,不同橋梁結構選擇的施工方法自然會存在較大的差異,產生的風險也各不一樣,因此風險識別過程中工作人員要能夠對整個橋梁結構進行詳細分析計算,及時發現結構設計中的薄弱環節,并提出對應的控制措施,盡可能降低或者消除風險。現場調研對于風險識別至關重要,工作人員必須深入施工現場對當地的水文地質情況、自然氣候進行詳細了解,對現場的施工進度進行跟蹤調查,總結橋梁工程施工中可能存在的風險事件。專家調查對于風險識別工作而言十分重要,他們擁有豐富的理論知識及實踐經驗,能夠及時發現橋梁施工中各種潛在的風險。
2橋梁施工風險分級評估法
橋梁工程十分復雜,施工方法眾多,風險評估過程中僅僅依靠單一的方法進行評估往往不夠全面,下文簡單介紹一種分級評估方法,實際的評估過程中將風險源分為三個級別,具體的評估過程中首先通過專家調查法、專家評議法等簡單的評判方法對風險源進行評判,明顯較低的評判為低度風險,其余風險源進入二級評判,二級評判中通過LEC等精度較高的評判方法對進入二級評判的風險源進行評估,風險較低的定為中度風險,剩余風險源進入三級評判,三級評判主要通過風險矩陣法等高精度的評判方法對這些風險源再次進行評估,風險較低的定為高度風險,較高的則為極度風險,評估流程如圖1所示。這種分層分級的評估方法中能夠充分發揮各種評估方法的優勢,保證了風險源評估的精準度,適用于各種橋梁結構及施工方法,實用性較強。
3橋梁施工風險評估實例
3.1工程概況
某高速公路大橋的主橋長度為308.04m,跨度為(80+145+80)m,采用預應力混凝土連續箱梁,箱梁使用掛籃懸臂進行澆筑,懸臂澆筑的流程如下所示:0號段澆筑拼裝掛籃1號段澆筑掛籃前移調整錨固,箱梁的每個“T”結構都分為18段,每一個梁段都采用這一步驟,全部澆筑完成之后將掛籃拆除,最后合龍。
3.2橋梁施工階段風險識別過程
3.2.1事故總結為了能夠更好地識別施工階段的各種風險,本文針對連續梁橋懸臂澆筑施工的特點,搜集了許多連續梁橋施工有關的橋梁事故,共匯總了14個風險事件,其中包括鋼筋工程質量事故、預應力錨具破碎夾片錨彈出、墩梁臨時固結失效、施工支架失效、合龍段高差不合格、掛籃澆筑時坍塌事故、掛籃拆除時事故、通航船舶撞擊橋墩事故、立柱模板傾倒、施工現場觸電事故、施工現場機械傷害事故、施工人員高處墜落事故、風引起的事故、施工對周邊居民安全影響,匯總完成之后對事故的原因及發展的規律進行了詳細分析,統計了事故的損失,為后期的風險識別及評估提供了豐富的資料。3.2.2結構分析通過結構分析,相關工作人員能夠詳細了解橋梁結構的受力狀態,然后才能夠針對結構設計中存在的一些問題提出針對性解決措施。本次風險識別及評估過程中相關工作人員對大橋施工過程進行有限元結構分析,詳細了解了施工過程中的結構受力情況,為后期的風險識別工作奠定了良好的基礎。3.2.3現場調研現場調研的主要內容包括施工地的自然氣候、地質地貌、水環境、施工現場的管理情況、技術條件等等,經過分析調查顯示,該橋梁所在區域屬于亞熱帶季風濕潤氣候,春季氣候溫暖、多雨,夏季干熱,秋冬季節比較寒冷,年平均氣溫為17.7℃,歷年最高氣溫為40℃,最低氣溫為-6.8℃,6~8月份降水較多,年平均降水量為1170mm,夏季暴雨比較集中,很容易出現洪澇災害。橋梁所在地屬于構造侵蝕丘陵地貌,整個河谷呈現“V”字形,地表水系發育,河道內水流量較大,且長期流水,最深可以達到31m,橋位區設計洪水位為210.37m,通航水位為205m,施工水位為188m,沒有發現斷層、巖溶等不良地質現象。本次施工過程中整個施工組織設計比較合理,涉及的施工機械裝備十分齊全,施工單位在橋梁施工方面擁有非常豐富的經驗,施工技術條件良好,施工現場管理也符合相關工程標準,沒有出現管理混亂等問題。實地調研之后發現本次施工可能存在著施工現場人員淹溺事故、暴雨引起的事故、連續陰雨引起的事故、雷暴引起的事故、大霧引起的事故、高溫引起的事故、橋梁施工對通行船舶安全的影響、施工對環境的影響、洪水引起的事故等風險事件。3.2.4專家調查本次風險識別評估邀請9位橋梁設計、施工、科研、管理方面的專家,結合大橋的勘察、設計、施工組織等等資料,共總結出18個風險事件,比如縱向預應力管道堵塞、預應力筋張拉伸長量偏差過大、錨固端混凝土開裂、混凝土澆筑時模板偏移、沿縱向預應力管道裂縫、懸臂澆筑時主梁標高異常波動、箱梁頂板澆筑質量不合格、鉆孔樁塌孔、鉆孔樁鋼筋籠偏斜等等。
3.3施工風險綜合評估
所有的施工風險識別完成之后,采用分層分級評判方法對各個施工階段可能存在的風險事件進行識別,最終得出各風險源,以懸臂梁澆筑施工為例,該階段的施工風險事件共有23項。使用LEC方法對風險事件評判,其中L指的是事故發生的可能性,E指的是人員暴露在危險環境中的頻繁程度,C指的是安全事故發生后可能引起的后果,風險分值以D表示,D值大小與風險高低呈正相關。二級評判顯示,D值小于70,表示風險可以接受,D值大于70,進入三級評判。三級評判中使用風險矩陣法對風險事件進行動態估測,評判結果顯示掛籃澆筑時坍塌事故為極高風險事件,具體施工中必須嚴格控制,施工人員高處墜落事故為高度風險事件,施工過程中要合理控制。
4結語
橋梁施工過程中可能會存在各種風險事件,為了確保現場施工人員的安全,保證橋梁質量,相關人員必須要加強風險識別及評估。本文結合工程實例就橋梁施工階段風險識別及評估過程進行了簡單介紹,僅為類似工程風險識別評估工作提供參考。
參考文獻:
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Abstract: in the highway bridge project construction process, any link error or negligence, will reduce the safety of the structure, multiple risk factors of the coupling often leads to all kinds of engineering accident, cause irreparable social influence and economic loss. Combining with the Beijing dense road projects, and the highway bridge engineering safety risk assessment and analysis of the possible risk source, and put forward the corresponding measures, for the actual bridge engineering construction to provide the reference.
Keywords: highway bridge; Engineering accident; Safety risk assessment; measures
中圖分類號:U447 文獻標志碼:A
一.研究背景
隨著高速公路建設的發展,建設難度逐漸增加,公路施工安全面臨著嚴峻的考驗。在項目施工過程中,影響的因素越來越多,不確定的因素的越來越多,實現工程建設的又快又好發展,并不能只靠增加投資來實現。風險評估,就是通過深入討論風險發生機理,辨識風險源,并利用概率論和數理統計的方法測算風險事故發生的概率及其損失程度,然后制定應對策略,降低風險發生的概率及其可能導致的損失。
二.項目概況
京密路是北京雁棲湖生態發展示范區對外聯絡通道的重要組成部分。北京雁棲湖生態發展區是承擔首都國際交往職能、具有國際峰會舉辦能力的重要功能區,京密路的建成,將實現中心城、首都國際機場到達雁棲湖生態發展區的全高速通道,為其提供便捷的交通環境。
京密路工程劃分為五個標段:第一標段為京承高速立交,第二標段為大秦鐵路箱涵,第三標段為京密路主線高架橋段,第四標段為懷昌路立交,第五標段為開放路環島立交。第三、四、五標段為橋梁工程。京密路主線高架橋除第七聯在跨越懷河處為連續鋼箱梁外,其余均為現澆單箱三室斜腹板預應力混凝土連續梁。
三.施工安全風險評估
項目施工安全風險評估大體流程包括風險識別,風險分析和風險評價三個階段。三個階段關系密切,只有較好地完成三個階段的工作,才能保證項目施工安全風險評估的準確性。京密路工程初步設計階段風險評估流程如圖3-1所示。
圖3-1 風險評估流程
3.1風險識別
風險識別的方法有多種,包括定性方法、定量方法、半定量方法等,這些方法各具特色,彼此并不能替代。根據本項目具體情況,本項目采取專家調查、層次分析等方法,結合歷史數據和專家咨詢成果,定性分析結合定量分析,進行風險識別、排序、量化、分析評估的過程。
3.1.1專家調查法
專家調查法又稱德爾斐法,就是根據經過調查得到的情況,憑借專家的知識和經驗,直接或經過簡單的推算,對研究對象進行綜合分析研究,尋求其特性和發展規律,并進行預測的一種方法。
在應用專家調查法時,首先調查了解研究對象和有關事物的歷史與現狀以及它們之間的相互關系,是做出準確分析和預測的基礎。然后選擇本領域各方面的專家,采取獨立填表選取權數的形式,然后將他們各自選取的權數進行整理和統計分析,最后確定出各因素,各指標的權數。
(1)權值設置
評估過程中需要對專家學識、經驗進行加權處理,本次評估擬采用由專家填寫的研究領域及年限、職稱等確定相關權值。
(2)調查結果統計
本次評估過程中,共邀請了12位專家對各主要風險的發生概率和預期造成的損失進行判定,并收回了12份調查表。在收集完成反饋意見后,對調查結果進行了統計整理。本項目采用如下公式進行統計:
式中,
3.1.2層次分析方法
層次分析法是一種定性定量綜合方法,其整個過程能夠體現出人的決策思維的基本特征,即分解、判斷與綜合,簡單實用。利用專家評分方法構造各級風險因素的判斷矩陣,對同層因素間的相對重要性給出評判,可求出各因素的權重值。
根據風險概率分級表和風險損失分級表以及風險水平等級矩陣表,由專家打分法確定底層各風險因素的風險水平等級。最后,計算各層次風險因素及整個項目的風險等級,從而確定分級及排序。
層次分析法的工作步驟和內容大致包括如下幾點:
(1) 明確問題;
(2) 劃分和選定有關因素;
(3) 建立層次;
(4) 構造各層次指標權重;
3.2風險分析
從風險評估角度對方案從結構安全、施工安全、運營管理安全等各方面進行風險分析。橋梁施工安全風險較多,應予以足夠的重視。
對于京密路工程的施工,其安全風險主要蘊藏于以下幾個施工階段:橋墩基礎施工,墩身、承臺施工澆注,支架搭設、預壓,模板的安裝,模板、鋼筋及預應力管道施工,鋼筋及波紋管施工,混凝土的澆注、養護,梁體預應力施工,落架及拆模,鋼箱梁頂推施工,橋面系的施工。除此之外,沿線高壓線,施工期間的交通安全,雨季施工也存在安全風險。從施工過程中容易導致的結構損失及其造成的其他間接損失出發,即已形成京密路工程施工風險評價因素集。
3.3施工風險評價
在施工中需要對各施工環節進行安全風險評價。需通過與建設、施工單位相關人員的座談與調查,得到各指標的權重。基礎施工中重要指標有基礎密實、地基加固、護筒的選擇和埋設及清孔;墩身、承臺施工中重要指標有模板變形誤差、混凝土澆筑技術、混凝土養護;支架搭設中重要指標有地基處理、支架搭設;現澆混凝土箱梁施工中重要指標有混凝土澆筑和混凝土養護;落架及拆模施工中重要指標有支架卸落和模板拆除;預應力鋼束施工中重要指標有鋼束張拉時滑絲、斷絲和預留孔道位置偏差;鋼箱梁頂推施工中重要指標有頂推過程中梁體平衡和頂推到位后的線形;橋面系施工中重要指標有混凝土澆筑、混凝土養護和伸縮縫施工;沿線高壓線施工中重要指標有施工設備是否碰觸高壓線;施工期間交通影響中重要指標有施工與現狀交通互相干擾和汽車碰撞導致支架倒塌;雨季施工中重要指標有鋼筋銹蝕和混凝土防雨。
四.施工安全風險應對措施
當前設計方案所采取的應對措施是完成風險等級估測和制定進一步應對措施的基礎,本項目考慮了兩個方面的應對措施:
(1)目前設計文件中已經明確的應對措施。
(2)正常情況下,施工和運營將會采取的一般性措施。
(1)設計文件已經明確的應對措施
1)預應力箱梁采用支架現澆施工,施工前對支架進行預壓,要考慮支架產生的豎向位移;
2)澆注大體積混凝土時應采取有效的措施防止混凝土早期裂縫產生;
3)對橋梁耐久性進行設計。
(2)正常情況下將采取的措施
1)施工時要嚴格控制墩身及承臺的變形,防止其出現偏斜、彎曲等幾何缺陷而使結構的穩定性大大降低,甚至出現整體失穩的嚴重后果;
2)混凝土的收縮徐變是引起結構開裂和長期變形的一大因素,選用更佳的水泥、骨料等以及混凝土配合比,達到減小收縮徐變的目的;
3)大體積混凝土澆筑時要有明確有效的澆注降溫措施;
4)為保證現澆梁線形和尺寸,在支架預壓、卸載、混凝土澆筑、張拉和拆除支架過程中均進行觀測,確保箱梁線形;
5)為防止施工期間現狀道路交通車輛撞擊滿堂支架,要求在支架周圍有防撞措施;
6)為保證施工設備不觸碰橫跨橋梁的高壓電線,要求在選用施工設備時保證設備高度和伸臂長度不超過凈空。
參考文獻:
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0 引言
制冷凍結在施工中使用最主要的一種危險化學物品是液氨,今年以來發生兩起非常嚴重的液氨事故:吉林省德惠市“6.3”液氨泄漏引發爆炸發生火災,事故造成120人死亡,70余人受傷;上海市寶山區“8.31”液氨泄漏事故,造成15人死亡,8人重傷,17人輕傷。雖然兩起事故的直接原因不同,但是卻同時暴露出安全風險認識不到位,安全管控措施落實不力的深層次問題。通過施工全過程安全風險分析、評估,確認存在的各類風險,采取針對性防范措施,是降低安全風險的有效途徑。
1 制冷凍結施工安全風險分析
1.1 制冷凍結施工過程。現場勘察基礎施工設備進場、卸車、就位凍結站安裝(設備安裝、管路安裝、刷漆保溫、環形溝槽施工、供電系統安裝、凍結站驗收)充氨、化鹽凍結站運轉凍結站拆除凍結孔回填竣工驗收。
1.2 安全風險辨識及分析。制冷凍結施工中用的制冷劑是氨,氨泄漏易造成中毒、火災爆炸事故;凍結站管路、設備安裝、拆除等易造成高處墜落、物體打擊事故;用電設備、設施供電系統的過載、過流以及電纜老化、操作不當易造成電氣及觸電和火災等事故。凍結站氨使用量一般在10噸以上,按照重大危險源辨識標準構成重大危險源,一但發生氨泄漏,極易造成群死群傷;安裝拆除和機電設備事故有可能會造成個別人員傷害;所以制冷凍結安全風險防范重點是氨泄漏、高處墜落、機電設備事故,而防氨泄漏事故是安全風險防范的重中之重。
1.3 氨的危害性。氨是目前使用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑。氨有較強的毒性和可燃性。氨對人體具有較大的毒性,氨會刺激人的眼睛和上呼吸器官,氨液飛濺到人體皮膚會引起腫脹以致燙傷;當空氣中氨的含量達到0.5%~0.6%時,人在其中停留半個小時即可中毒,人呼吸后會窒息、昏迷以至死亡,達到11%~13%時即可點燃,達到16%~25%時遇明火就會爆炸。
1.4 氨泄漏易發生部位。發生氨泄露事故的部位主要有:凍結站內氨管路、中冷器、蒸發器;凍結站外貯液筒、冷凝器及氨管路。發生原因主要有:閥芯松動、焊縫開裂、安全閥動作、檢修設備、管路銹蝕老化。
2 氨泄漏防范措施
2.1 定期進行危險源的排查,建立重大危險源管理檔案,落實部門、人員、責任,切實加強危險源的管理工作。
2.2 定期對氨循環系統及安全設施等進行檢查和檢驗,加強便攜式氨濃度檢測儀維護和管理工作,確保其處于良好狀態并靈敏可靠。
2.3 崗位操作人員應加強氨循環系統各種工作壓力、溫度等工藝參數的監控,保證其控制在工藝指標范圍內,防止誤操作引發的事故。
2.4 在重大危險源現場,必須設置明顯的安全警示標志。定期進行重大危險源評估,對安全檢查和安全評估中發現的問題,要及時制定整改方案進行整改。
2.5 加強安全培訓,從業人員應熟悉危險源的危害特性,掌握崗位安全操作技能、現場應急處置和防護措施,能夠正確使用應急救援器材和裝備。
2.6 安全檢查人員應跟班巡回檢查,技術人員及作業人員等必須進行日常監控。
2.7 嚴格執行氨使用安全技術措施,建立健全安全生產責任制和管理制度,加強氨氣監測管理,落實氨氣泄漏各項措施。
2.8 冷凍設備的基礎必須堅固、平整,安裝好后的各種設備必須水平、穩固,氨管路必須有牢固的支撐點,氨管路支撐點距離一般不大于6m。
2.9 壓力容器必須按規定檢驗,取得合格證后方可投入使用。
2.10 氨管路的焊接焊縫必須符合標準要求;氨閥在安裝前應進行打壓試驗,達到開啟靈活,關閉嚴密,不滴、不滲、不漏。
2.11 各種設備、管路安裝好后,進行打壓試漏。整體打壓試漏的壓降必須符合規定數值。
2.12 充液氨時,工作人員必須戴防毒面具,運輸車輛停到合適位置,卸液氨時20m以外設警戒線,非工作人員不得靠近。
2.13 凍結站內的大型設備啟動柜必須設在配電室內,凍結站內不得安裝使用可能產生電火花的開關。
2.14 嚴禁帶煙火進入凍結站內,嚴禁動用明火。若站房必須動火時,必須編制專項措施。
2.15 凍結站內必須配備防毒面具、手套、口罩、毛巾、檸檬酸等防護用品,配備消防水帶、消防水龍頭、消防水池等各種消防器材,消防、防護用品應置于明顯位置。
2.16 冷凍設備開啟前,應先啟動局扇進行通風來降低空氣中氨氣的濃度,從而減少工作人員受氨氣危害。
2.17 正常運轉的凍結站內,按每班四次檢測凍結站內空氣中的氨含量,氨氣標準濃度為≤40ppm。
2.18 工程施工結束后,首先應將設備中的液氨全部回收,殘余氨氣排放到專用水池內。排放前應做好安全準備工作,排放場所周圍應設警戒線。下風頭應設專人監管,排放操作人員必須戴防毒面具。
2.19 拆除管路時,首先將各種閥門打開,讓有害物質得到充分散發,然后再用氧氣切割。
2.20 凍結站建立有氨監測監控和報警系統,加強個人安全防護,定期檢修各種安全裝置和安全設施,并做好日常檢查和維護保養,確保安全裝置和安全設施可靠運行。
3 氨泄漏安全風險控制
3.1 加強重大危險源監控管理,防止氨泄漏事故。對凍結站液氨危險源進行辨識、登記、建檔,制定相應的安全保障措施。使危險源始終處在有效監控之下,及時發現解決現場隱患和問題,有效地防范事故發生。
3.2 堅持開展安全風險評估預警。以安全風險預警預控為手段,開展安全風險評估預警和班組危險預知,及時安全生產預警信息,分級進行監控,降低安全風險。
3.3 開展隱患排查治理。圍繞防范重點編制安全隱患排查表,認真組織開展隱患排查治理,安全隱患得到及時整改和控制。
3.4 隱患閉環管理。查出的安全隱患和問題,有整改人、復查人共同簽字留檔,每次檢查先查上次檢查整改落實情況,若整改不徹底或反復出現,必須嚴格問責。
3.5 強化應急救援管理。堅持事故應急與預防工作相結合,做好預防、預測、預警和預報工作及風險評估、預案演練等工作,發生突發事件,能做到統一指揮、反應靈敏、協調有序,使事態在初期或影響不大時及時消除,有效避免或減小事故損失。
4 加強安全風險控制的思考
4.1 加強對安全生產工作的領導是控制安全風險要點。
4.2 作業行為標準化是控制安全風險的基本要求。
4.3 不斷提高全員素質是控制安全風險的可靠保證。
參考文獻:
[1]AQ 1083-2011,煤礦建設安全規范[S].
目前,在采用新工藝、新技術、新材料、新設備的橋涵工程逐漸增多的同時,工程的安全風險也在增大。工程施工過程中,影響和制約安全生產的因素比較多,我們必須對每個建設階段的重點工序進行控制,才能保證整個工程安全管理目標的實現。
1、施工準備階段的安全工作
2011年5月13日,交通運輸部工程質量監督局下發了《關于開展公路橋涵和隧道工程施工安全風險評估試行工作的通知》(交質監發〔2011〕217號)的文件,要求對于2011年8月1日以后列入國家和地方基本建設計劃的新建、改建、擴建以及拆除、加固等高等級公路橋涵和隧道工程項目,在施工階段,應進行施工安全風險評估工作。
安全風險評估是預防事故的有效手段,在施工階段建立安全風險評估制度符合國際通行做法。
(1)在工程實施前,開展定性或定量的施工安全風險估測,能夠增強安全風險意識,改進施工措施,規范預案預警預控管理,有效降低施工風險,嚴防重特大事故發生,降低人員傷亡和經濟損失,保障公路工程建設的安全。
(2)風險評估后,施工單位應根據評估結果,完善施工組織設計和危險性較大工程專項施工方案,編制相應的專項應急預案,并將施工組織設計文件、危險性較大工程專項施工方案、應急預案和風險評估報告一同提交監理審批。
(3)在施工過程中,施工單位還應根據風險評估的結果,對項目施工過程實施預警預控,做好風險管理工作。
(4)對專項風險等級在Ⅲ級(高度風險)及以上的施工作業活動,應注意:
①重大風險源的監控與控制措施、應急預案,經施工企業技術負責人和項目總監理工程師審批后,由建設單位組織論證或復評估后實施。
②建立重大風險源的監測及驗收,日常巡查、定期報告等工作制度,并組織實施。
③施工項目經理或技術負責人在工程施工前應對施工人員進行安全技術教育及交底;施工現場應的危險告知牌。
④適時組織對典型重大風險源的應急救援演練。
⑤當專項風險等級為Ⅳ級(極高風險)且無法降低時,必須提高現場防護標準,落實應急處置措施,視情況開展第三方施工監測;未采取有效措施的,不得施工。
2、施工準備階段的安全工作
(1) 建立安全生產體系
按照規定的數量配備專職的安全員,并保證持證上崗率;建立安全生產責任制度、安全教育培訓制度、安全生產規章制度和操作規程、消防安全責任制度、安全生產事故應急救援預案、安全施工技術交底制度。
(2)對特種作業人員進行培訓,辦理進場報驗手續
特種作業人員包括垂直運輸機械作業人員,安裝拆卸作業人員、起重信號工、登高架設人員、爆破作業、電工、預應力張拉、水上作業、大中型機械操作員。
(3) 規劃并落實施工現場的平面布置
規劃施工現場平面布置時,應從安全的角度考查合理性和符合性,主要包括控制以下幾個方面的內容:
①施工現場的生活生產房屋、變電所、臨時油庫均應設在干燥地基上,并應符合防火、防洪、防風、防爆的要求。
②施工現場要有足夠的消防設備。
③生活生產房屋應按規定保持必要的安全距離。
④對環境有污染的設施和材料應設置在遠離人員居住的空曠地點。
⑤場內道路應保持通暢。
(4) 編制安全技術措施或專項施工方案
依據建設部《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》規定:
①施工單位應當在危險性較大的分部分項工程施工前編制專項方案;對于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程,施工單位應當組織專家對專項方案進行論證。
②專項方案應當由施工單位技術部門組織本單位施工技術、安全、質量等部門的專業技術人員進行審核。經審核合格的,由施工單位技術負責人簽字。不需專家論證的專項方案,經施工單位審核合格后報監理單位,由項目總監理工程師審核簽字。
危險性較大的分部分項工程包括:開挖深度超過3m(含3m)或雖未超過3m但地質條件和周邊環境復雜的基坑(槽)支護、降水工程;開挖深度超過3m(含3m)的基坑(槽)的土方開挖工程;搭設高度5m及以上、搭設跨度10m及以上、施工總荷載10kN/m2及以上、集中線荷載15kN/m2及以上、高度大于支撐水平投影寬度且相對獨立無聯系構件的混凝土模板支撐工程、搭設高度24m及以上的落地式鋼管腳手架工程。
超過一定規模的危險性較大的分部分項工程包括:開挖深度超過5m(含5m)的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程;開挖深度雖未超過5m,但地質條件、周圍環境和地下管線復雜,或影響毗鄰建筑(構筑)物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程;混凝土模板支撐工程:搭設高度8m及以上;搭設跨度18m及以上,施工總荷載15kN/m2及以上;集中線荷載20kN/m2及以上。 開挖深度超過16m的人工挖孔樁工程。
(5)編制事故應急救援預案
應根據項目施工現場和周邊單位、社區的重大危險源類別、周邊重要基礎設施以及本工程特點、環境條件、人員素質、物質資源評估等情況編制相應的事故應急救援預案,建立健全施工現場的應急救援體系。
3、施工階段的安全工作
橋涵工程施工前,應詳細核對設計圖紙和文件。高墩、大跨、深水、結構復雜的大型橋涵施工,應對施工安全基礎措施做專題調查研究,采取切實可靠的先進技術、設備和防護措施。中、小橋涵工程施工應制訂針對性的安全技術措施技術。每單項工程,在開工前應根據規程規定安全操作細則,并向施工人員進行安全技術交底。
橋涵工程施工的輔助結構、臨時工程及大型設施等,均應按有關規定做好安全防護措施;各項安全設施完成后,經檢驗合格后方能使用。
特殊結構的橋涵,采用新技術、新工藝、新材料、新設備時,必須制訂相應的有針對性的安全技術措施,通過試驗和檢驗,證明可行后方可實施。
橋涵工程施工,應盡量避免雙層或多層同時作業;當無法避免,而必須雙層同時作業或橋下通航、通車及行人通道等立體施工時,應設防護棚、防護網、防撞裝置和醒目的警示標志、信號等,切實做好安全防護措施。有電焊作業的橋涵,防護棚具有絕緣、防護性能。手持式電動工具,應按規定加設漏電電保護器。
高大的自行式施工機械在移動轉場過程中應放倒鉆架,在高壓線下施工時應采用相關技術措施,保持最小安全距離。
任何工程的施工應盡量避開夜間施工。因連續不間斷要求進行夜間施工的工程,施工現場應有足夠的照明,并保證施工人員有充足睡眠時間。
4、 交工階段的安全工作
(1)橋涵工程現場修復時,應設置交通標志。橋面應按作業控制區布置要求設置相關的渠化裝置和標志,并設專人負責維持交通。
(2)橋涵修復作業時,應首先要了解架設在橋涵上下的各種管線,并應注意保護公用設施(煤氣、水管、電纜、架空線),必要時應與有關單位聯系,取得配合。
(3)在橋涵欄桿外進行作業須設置懸掛式吊籃等防護設施,作業人員須系安全帶。
(4)在橋墩、橋臺修復時,應在設置安全設施,夜間必須設置警示信號,必要時應與有關單位取得聯系,相互配合。
5、結束語
橋涵工程施工中,由于受客觀因素的制約,安全風險不可能完全避免。只有通過對各個施工階段的系統控制、主動控制、事前控制才能將安全風險降到最低程度,從而保證安全目標的實現。■
中圖分類號:TM62 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)21-0213-01
安全是電力生產活動第一生命線,電力安全生產不僅要求保證人身、設備安全,還需要保證電網運行穩定。然而由于麻痹、大意、不負責任等因素,電網安全事故事件時有發生[1-3]。本文將根據一起實際電網事故,分析其原因,并對電網事故的防范措施進行分析。
1 事件發生前運行方式
事故發生前盤縣電廠接線運行方式如圖1所示,220 kV升壓站為雙母并列運行,220 kV出線均正常運行,1號聯絡主變停運(218開關在斷位),2號聯絡主變運行(219開關在合位)。
圖1 盤縣電廠升壓站接線圖
2 事件簡要經過
2014年8月22日17時53分,盤縣電廠2號聯絡主變220 kV側219開關無保護動作跳閘,2號聯絡主變所帶地區電網與主網解列。18時05分,孤網因運行不穩失壓,導致負荷損失。
3 原因分析
1)保護配置情況。盤縣電廠2號聯絡主變保護使用的是許繼電氣的WBH-100型變壓器保護,于2000年10月投運,保護配置為單套配置,高壓側與中壓側開關各一個屏。
2)保護動作情況。盤縣電廠2號聯絡主變保護未動作,無任何啟動報文和保護動作報文,僅有219開關三相分閘信號
指示。
3)跳閘原因分析。經現場檢查和試驗,發現之前因2號聯絡主變控制屏上2192母線刀閘位置指示器損壞,故將控制屏后相關線頭(該線頭原設計為通過常開接點導通送至734回路上,用于顯示母線刀閘2192的位置,用萬用表測量此線頭帶有113.7V的正電,如圖2所示)進行拆除并用絕緣膠布進行包裹。
圖2 母線刀閘指示器回路圖
由于年限較長絕緣膠布的黏性受到影響導致膠布脫落并使線頭懸垂,同時因電廠2號機組建設工程施工重型車輛經過網控樓旁公路,引起2號聯絡主變控制屏柜震動,致使該線頭瞬時碰觸控制手柄KK第7號接點上,導通219開關手動跳閘回路,導致219開關跳閘(開關控制回路如圖3所示)。
圖3 219開關控制回路圖
4 事件暴露的問題
一是風險管控未有效落實。盤縣電廠風險意識淡薄,安全措施不詳細,針對性不強,對歷史遺留的廢棄線頭未采取有效隔離或固定措施。
二是運行維護管理不到位。盤縣電廠2號聯絡主變服役已達20年,2014年8月13日該聯絡主變曾因110千伏側A相避雷器引線斷落搭在構架上導致跳閘,但未引起盤縣電廠高度重視,未認真開展一、二次設備運行維護,未及時發現長期服役設備運行安全隱患,導致設備跳閘事件短期內重復發生。
5 啟示
國家節能減排政策實施后,火電廠裝機容量小、不滿足環保要求的機組陸續退役,取而代之的是能效高、大氣污染物排放少的大容量超臨界機組,多數火電廠選擇異地重建,部分火電廠為降低投資成本而選擇就地改(擴)建,但面臨著拆除(改造)設備及基建施工作業給現有運行設備帶來的安全風險。如何更好的處理兩者之間的關系,確保安全生產,是每個發電企業亟需思考的問題。
作者認為發電企業要認真吸取本次事件教訓,舉一反三,切實落實以下措施:一是加強一、二次設備運行維護管理,及時發現并消除設備缺陷及隱患,確保設備可靠、穩定運行[4-5]。二是結合廠內一、二次設備運行狀況定期組織開展設備風險評估,根據設備風險評估結果,對運行年限較長的一、二次設備盡快制定并落實檢修、技改計劃,提高設備健康運行水平,確保電網安全穩定運行。三是做好運行設備與拆除(改造)設備的安全隔離,做好現場施工作業風險防范及控制措施的落實,在進行相關二次回路拆除施工時對運行設備做好標識及安全隔離措施,嚴格按照規程規范要求開展工作,杜絕因施工作業等原因導致保護、安自不正確動作事件的發生。
參考文獻
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清洗作業主要包括平臺罐體人工清洗作業、平臺生產流程循環清洗作業、海管清洗及置換作業,為后續進一步拆除施工提供安全保障[11]。清洗作業過程中的主要風險有:火災、爆炸;有毒氣體、窒息;灼燙;電氣傷害;機械傷害;油氣泄漏;限制空間風險;高壓風險等。
1.2海管海纜棄置作業風險分析
海管海纜棄置主要工作有:膨脹彎拆除回收、海纜棄置以及海管棄置[12]。海管海纜棄置過程中主要風險有:潛水作業、吊裝作業、水下切割作業、人員觸電、機械傷害、人員操作失誤、交叉作業、船舶靠泊、環境影響等。
1.3上部組塊拆除作業風險分析
上部組塊拆除的主要工作包括:陸地準備、上部組塊無損檢測、海上施工條件確認、船舶設備及人員動員、施工船舶拋錨就位、各層甲板設備的臨時固定補強加固、火炬臂拆除、組塊與導管架連接解除、組塊索具栓接、組塊起吊、裝船固定、運輸至碼頭、卸船等。上部組塊拆除過程中主要風險有:墜落物、潛水作業、切割作業、吊裝作業、火災爆炸、焊接失效、人員觸電、機械傷害、高處墜落、人員操作失誤、裝船固定、拖航作業等。
1.4導管架拆除作業風險分析
導管架拆除的主要工作內容包括:陸地準備、鋼樁內排泥、鋼樁內切割、索具拴掛、導管架起吊、裝船固定、運輸至碼頭、卸船、陸地拆解并運輸至業主指定的庫房等。在導管架拆除、拖航、拖拉上岸過程中的風險主要有:切割作業、潛水作業、吊裝作業、結構失效、火災爆炸、人員觸電、機械傷害、高處作業、人員操作失誤等。
1.5陸地拆解作業風險分析
上部組塊陸地拆解的流程是:駁船將上部組塊運輸到碼頭,根據實際情況合理選擇滾裝上岸方法卸船,組塊牽引到場地后,使用350t履帶吊輔助進行拆解。導管架陸地拆解的流程是:駁船將導管架運輸到碼頭,根據實際情況合理選擇滾裝上岸方法卸船,導管架放置到場地后,使用350t履帶吊對導管架進行拆解。在陸地拆解作業過程中的風險主要有:切割作業、吊裝作業、結構失效、人員觸電、機械傷害、高處作業、人員操作失誤等。
1.6平臺拆除環境影響分析
平臺拆除工程主要在海上進行作業,容易受到自然環境,如惡劣天氣、氣候條件、海況等不可抗力的影響。在海上結構物拆除過程中,各作業船只及設備的排放物,結構物本身及平臺各個系統的殘留物也可能排入海洋,若對這些廢棄物和殘渣不加控制,就會對環境造成污染。為了防止海洋環境遭受污染損害,保護生態平衡,促進海洋事業的發展,對拆劉懷增,等:海洋石油平臺拆除作業風險評估分析研究·301·除工程必須加以控制。海上平臺拆除工程產生的環境影響主要包括:能量釋放;大氣排放物;向海里和陸地上排污;對生物環境的影響;噪音、氣味、視覺影響;廢物、垃圾等。
1.7安全管理風險分析
海上拆除工程涉及到不同部門不同專業人員的協同作業,而且作業環境比較惡劣,因此安全管理對于項目的順利安全實施具有重要的作用,同時也存在較大的風險。安全管理包括HSE組織機構及職責、HSE管理要求(包括項目培訓管理、安全會議、監督檢查、過程文件控制、承包商管理、事故管理、應急管理、風險管理等)、現場HSE管理方面的內容。
2渤海某平臺拆除作業風險分析
在渤海某平臺的拆除作業風險分析中,清洗作業共辨識出危險因素46項,其中Ⅰ級風險21個,Ⅱ級風險16個,Ⅲ級風險9個,見圖1;海管海纜棄置作業共辨識出危險因素73項,其中Ⅰ級風險21個,Ⅱ級風險23個,Ⅲ級風險29個,見圖2;上部組塊拆除作業共辨識出危險因素107項,其中Ⅰ級風險35個,Ⅱ級風險57個,Ⅲ級風險15項,見圖3;導管架拆除作業共辨識出危險因素144項,其中Ⅰ級風險43個,Ⅱ級風險89個,Ⅲ級風險12個,見圖4;陸地拆解作業共辨識出危險因素15項,其中Ⅰ級風險8個,Ⅱ級風險6個,Ⅲ級風險1個。
3對策措施
針對平臺拆除作業過程中辨識出的主要風險,提出如下建議:(1)在平臺拆除作業過程中,應對作業人員的資質、相關設備、勞動防護用品及作業程序等進行嚴格檢查,要求重點崗位人員應具有相關作業經驗。交叉作業時明確各單位的工作界面及相應的職責,制定詳細安全作業方案,經批準后方可執行。(2)清洗作業期間,應嚴格執行清洗作業程序,如危險化學品使用管理程序、進罐作業程序、作業許可證程序等;作業前檢查確認清洗設備設施的狀態,并做好維護保養工作;作業人員佩戴合適的勞動防護用品,做好應急防護措施。(3)在上部組塊和導管架拆除過程中,作業前應將氣瓶放置在安全區域,防止落物對焊接氣瓶造成傷害,導致可燃氣體泄漏,嚴格執行動火程序。作業前進行作業安全分析,嚴格按照操作程序執行,檢查設備設施是否完好,加強設備維護保養,進行現場警示隔離并派專人看護。(4)拖航前應對上部組塊、導管架的重量和重心進行核準檢查,并對拖輪和駁船進行檢查確保運行狀態良好;拖航過程中定期檢查駁船上各物件的固定情況,嚴格執行預先制定的拖航程序文件,選擇好的天氣進行拖航作業,確保航道水深便于拖航,控制海上航行最佳速度。(5)陸地拆解前對上部組塊工藝系統進行檢測,確認滿足施工要求,并嚴格執行拆解方案,作業前進行風險辨識,防止拆解過程中因殘留油氣而導致火災爆炸、人員傷害等。(6)各項作業過程中,搭設腳手架及工作甲板時應嚴格執行高空作業許可制度,施工前檢查緊固情況,施工過程使用隔離帶,并有專人現場值班。在作業施工期間應加強對氣象的監測,密切監視海流、波浪等天氣變化,選擇適宜的氣候窗進行作業,并在作業過程中保持良好的協調溝通,突遇惡劣海況及時中止作業。(7)作業前對施工的環保資源配置(船舶、人員、設備等)進行確認,確保其滿足環保條件要求;作業期間,生活污水、固體垃圾等廢棄物應嚴格執行垃圾分類回收處理;加強對船舶及設備的維護和保養,防止燃料溢出、油氣泄漏;嚴格按要求對海管海纜封堵,防止封堵不嚴發生泄漏;氣體的排放必須嚴格執行國家標準,盡量避免造成海洋環境污染、影響海生物活動。
一、結構模型設計方案的選擇
(1)明挖矩形結構
明挖矩形結構的地鐵區間隧道設計又稱明挖法,是指現將隧道部位的巖體或土體全部挖除, 然后修建洞身、洞門,在進行回填的施工方法。明挖法是城市地下隧道式工程發展初期優先采用的一種施工方法,其施工工藝經過多年發展已趨向成熟。明挖法具有施工簡單經濟的特點, 車施工風險小。使用一明挖法利于施工者控制施工過程,減小施工風險:可以將工程分進行段。 工程作業同時進行:對地質條件沒有特殊要求。 適用范圍廣:容易對隧道進行防水處理。明挖法在擁有以上幾項優點的同時, 由于其施工特點, 在工程期間對周圍環境有較大的破壞, 需要較大的地面環境支持施工。在城市內進行地鐵隧道工程建設時, 會較大影響城市居民生活作息和城市交通秩序, 工程地點埋設的地下管線都需要拆遷。
在施工地點的地面環境允許的情況下,對于埋深較淺、跨庫較大的工程區間應該優先采用明挖法以減少施工風險, 減低工程造價。
(2)圓形盾構結構
盾構法屬于暗挖法的一種, 它是全機械化的施工方法。盾構是一種施工機具,同時也是一種強力的臨時支撐結構, 盾構機在地下掘進時, 盾構外殼能夠對周圍的巖土起到支撐作用, 前方的土體被切削裝置破開后通過土運機械排出,再將預制的混凝土管片拼裝, 從而形成隧道結構。盾構法施工因為采用復合防水封墊和預制的管片近行隧道的建設,隧道防水性能好且工程質量易于控制。同時,這種施工方法對城市交通與居民生活等地面活動的影響小,施工速度快并且不受施工深度的限制。從另一方面看, 盾構法由于需要在地下掘進, 從經濟角度而言, 購置新型盾構機械的費用高昂,對連續施工長度至少300米的施工區較為適用。盾構法在有相對均質的地質條件的軟土地基段施工是順利的, 但是地層中若是有堅硬的巖層或球狀風化體時,盾構機的刀盤磨損較嚴重,會造成掘進進度慢甚至施工停頓的狀況
二、地鐵隧道施工風險分析與控制
與其他工程相比, 地鐵隧道工程是技術要求復雜、投資大、工程建設周期長的大型土術工程。由于隧道工程施工技術復雜, 施工地點地質環境具有不確定性, 工程在施工期內的所具有的風險種類紛雜。為了保證施工安全, 減少工程成本,提升施工效率,在地鐵隧道工程進程中要嚴格做到風險控制。
(1)風險分析
風險的分析即是將己經識別的風險因素, 如安全性,隧道掘迸和自然環境等,進行量化處理。目前多數學者采用的風險評估方法即用兩個數據相乘得到的量作為風險大小評價的標準。但是, 這種評價標準會使兩者產生不符合實際風險水平的稀釋作用或者放大作用,在風險評估上存在巨大的盲區, 不能切合實際地反映出風險水平。因此,適合地鐵隧道工程的一套風險評估系統的建立已經十分必要。
(2)風險識別
通過事先對地鐵隧道工程進行風險識別找出施工過程中可能出現的風險就能有效地做到對風險的規避。由于當前對于地鐵隧道工程風險分析的資料較為缺乏,需要對風險進行種類劃分, 如礦山法隧道施工風險、盾構隧道施風險等, 采取專家調查的方式提高風險識別的準確度, 有效地避免風險的發生。
三、案例分析
(1)案例工程
某市地鐵1號線A站是連接室內地鐵線路與機場線路的換乘站,是一種雙層島式的地下車站, 采用雙層多跨鋼筋混凝土結構。該車站設市四個出入口;其一是與機場線的換乘通道, 采用暗挖法進行施工;一個安全通道和兩個風道, 采用明挖法施工。
結合目前國內的技術水平和經濟實力,根據對A站地質環境的分析研究,綜合1號線地鐵隧道工程的整體布局, 其施工方案如下:
使用盾構法和明挖法相結合的施工方法,先使用盾構法利用盾構先行過站, 建立車站雛形, 而后拆除車站內部大部分的盾構管片, 使用明挖法修建車站。這種新型的盾構過站法命名為盾構擴挖法, 即使用盾構法完成地鐵隧道的行車隧道, 再拆除一部分管片使用明挖法在已建成的有車隧道上擴建地鐵車站。
施工設計情況:首先, 在站廳及附屬結構用房基坑使用蓋挖逆作法施工,基坑埋深約為21.6米, 標淮段寬13.7米;其次,開挖拱形斷面跨線風道,其長度約為25.7米, 寬度約為9.5米, 高度約為16.2米;再次, 在車站出口及聯絡風道外口處使用外徑十米的大盾構迸行進洞與出洞施工;第四, 破除擴挖部分的臨時封堵墻, 形成擴挖工作面從而進行擴挖施下,擴挖形成后其斷面如圖1所示;最后, 擴挖施工完成后分段拆除管片, 設置橫向臨時支撐并且施做二次襯砌
圖1擴挖完成后標準斷面剖面圖
工程地質條件:填土層厚度較厚, 局部地區達到了四米, 土層穩定性差,
對基坑支護有不利影響, 邊墻土體圍巖的穩定性較差,容易塌落;粉土及粉細砂地層的滲透性差,注漿效果難以保證。而且該地層受到多次的施工擾動,容易出
現土體坍塌的現象;砂土層中有較高含量的石英和長石, 使用盾構法施工時容易造成刀具磨損, 同時為盾構的掘進造成難度。
(2)案例分析
地鐵車站的建設應該綜合各方面因素考慮設計方案,選用合理的結構設計和施工方法。為了確保地鐵車站工程的合理性和安全性, 車站規模、地質條件、地面壞境、車站運行要求及技術經濟指標等多個方面都要在考慮范圍之內。使用盾構擴挖法完成地鐵車站結構的建設,需要注意以下幾點車站內行車隧道在原有的盾構的基礎上進行建設,不采用專門的車站盾構, 使用柔性連接之主體結構和原有的盾構管片的連接處上;提高主體結構與原有盾構管片的連接處的防水性能, 加強盾構管片縱向連接緊密性、防止相鄰管片在拆除管片以進行車站建設時發生相對位移。
在目前國內經濟水平下, 盾構擴建法的提出為今后的隧道施工提供理論參考, 其實踐的成功有效的解決了盾構技術發展不足與施工要求的矛盾, 奠定了今后科研工作的良好基礎。
四、結束語
建筑領域的發展潛力隨著我國社會主義現代化城市的發展進程的加快而不斷開發出來, 建筑業的發展空間也不斷增加。我們要辯證地看待當前地鐵隧道工程建設的蓬勃發展, 在肯定地鐵隧道設計結構與施工方法專業化、多樣化的同時, 也要注意在結構設計上的問題。