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什么是系统性失效
系统性失效是指原因确定的失效,只有对设计或制造过程、操作规程、文档或其他相关因素进行修改后,才有可能排除这种失效。系统性失效涵盖了以下特征:一是仅仅进行正确维护而不加修改,无法排除失效原因。二是通过模拟失效原因可以导致系统失效。三是人为错误引起的系统失效原因如安全要求规范的错误;硬件的设计、制造、安装、操作的错误;软件的设计和实现的错误等。四是在标准IEC61508《电气/电子/可编程电子安全系统的功能安全》中,安全相关系统的失效被分为随机硬件失效和系统化失效。
2011年7月23日,浙江温州境内发生一起动车追尾事故——“7·23”甬温线特别重大铁路交通事故,造成了40人死亡、172人受伤的惨剧。这起事故是由一系列事件导致的。其原因之一是前一列动车因故临时停车;原因之二是铁路信号系统遭雷击并损坏,导致后一列动车未能接收到停车信号,从而未作停车处理。当司机用肉眼发现前面的列车时,紧急制动已经来不及了,最终造成了事故。这是一个典型的系统性失效的案例,失效的关键在于安全相关系统的设计没有贯彻故障安全原则。
当今铁路高效安全运行的简单机制是,将铁路(一个方向)分为若干段,每一段铁路只允许一列火车运行,而每段铁路都由铁路信号系统分割以控制安全(见图1)。
当列车通过铁路信号系统A,进入X段后,铁路信号系统A向后面的列车发出不可通行的信号;当列车通过铁路信号系统B,驶出 X段后,铁路信号系统A向后面的列车发出可通行的信号,允许下一列火车进入X段。
“7·23”事故的情况是:铁路信号系统A遭到雷击并损坏,损坏前向上位机发出的是可通行信号;前一列动车进入X段后临时停车。而该系统设计思路是,如果上位机定期向铁路信号系统进行数据更新时,铁路信号系统未发出数据,则以原数据复新。这样一来,已损坏的信号系统不会再发数据,上位机不断以原数据(即可通行信号)复新,后面的列车得到的就只能是可通行信号。所以,后面的列车在得到可通行信号的情况下进入了X段,结果发生了惨剧。显然这是一个设计上的错误,错误的原因是设计思路没有贯彻故障安全原则。
故障安全原则,是指组成安全相关系统的各环节自身出现故障的概率不可能为零,且外部环境的变化(如供电、供气中断,地震导致的损坏、雷击导致的损坏等)亦可能发生。当内部或外部原因使安全相关系统失效时,被保护的对象应按预定的顺序达到安全状态,这就是故障安全原则。
铁路信号系统是典型的安全相关系统,必须贯彻故障安全原则,如按故障安全原则设计,当探测到信号系统故障时,应将被保护对象(如列车)导入安全。所以说,由于上述设计错误导致的失效,就是系统性失效。
又如,多年前我国铁路系统曾发生过这样一起事故,起因是:前一列火车正常进站停车,后一列火车正常行驶通过该站,此时铁路信号系统正在进行周期性检修。检修中,检修人员犯烟瘾,找背风的地方抽烟,离开了现场。结果后一列火车直接撞上前一列火车,造成上百人伤亡。
正常情况应该是:当前一列火车正常进站停车、后一列火车正常行驶通过该站前,铁路信号系统应发出扳道岔的指令,让后一列火车从另一条铁路通过。
由于该铁路信号系统正在进行周期性检修,不能对行驶过来的后一列火车产生应对;检修人员又离开了现场,不能采取应急处置,结果造成灾难性事故。
硬件随机失效的控制方法之一是检验测试。铁路信号系统是安全相关系统,安全相关系统要定期进行周期性检验测试,铁路信号系统周期性检修,就是一种周期性的检验测试。所以在铁路的规章制度中规定,要对铁路信号系统进行定期的周期性检修。
进行周期性检修,应避开对铁路信号系统可能产生要求的时段,上述事故对此并没有提出要求,这是制度上的一个漏洞。这种由于制度漏洞导致的失效,就是系统性失效。由于这次事故,后来铁路部门修改了制度,增加了“周期性检修应避开对铁路信号系统可能产生要求的时段”的要求,同时还增加了检修人员在检修期间不得离开现场的要求。此后,这类事故未再出现。
软件失效也是系统性失效。硬件随机失效的主要原因是机械磨损、材料应力、材料老化、连接松动、表面锈蚀等。为了应对硬件随机失效,设计了硬件维护这一个工序,如定期检查是否有连接松动、表面锈蚀,敲击部件、检查回声是否异常等。如果发现问题,则用上油、除锈、拧紧螺纹等方法加以改善。软件也设计了软件维护这个工序,从字面看与硬件维护是一样的,其实内涵全然不同。软件不会出现连接松动、表面锈蚀、机械磨损、材料应力、材料老化等问题,也无需上油、除锈。软件维护的重要内容应是自身功能实现的考核与完善、监视并维护与其他软件的相容性,以及对于网络及其他外来恶意攻击的防护。而这些工作往往是通过不断升级软件版本来实现的。
在这里要注意两点:一是系统性失效的根源主要是人的错误,是人的思虑不周。而克服系统性失效的办法,主要靠经验的积累,有时甚至是鲜血和生命的积累。针对具体的应用领域,事故经验的积累至关重要,任何事故一旦发生,重要的是找到事故的真正起因,只有这样,才可能研究有效避免事故再次出现的方法。相比之下,对当事人的处理是次要的。二是并非存在系统性失效就等于出事故,系统性失效的存在只有当各种因缘聚合时,才可能出现事故。如“7·23”事故:铁路信号系统遭雷击并损坏,前一列火车非正常停车,铁路信号系统未按故障失效原则进行设计,导致该事故的系统性失效。3个环节聚合在一起,才导致了事故的发生。如果前项的任何一项不存在,则就不会造成事故。
我们要面对的安全问题大多是小概率事件,前面介绍过的失效率,并非是要求安全生产管理人员成为数理统计和概率论的专家,但至少要知道安全问题是个概率问题,不是绝对的有或无,而是以什么样的概率存在的问题。系统性失效会提高事故的概率;而控制系统性失效(与控制随机硬件失效的目的一样),则是为了降低事故概率。所以,安全相关系统在控制了硬件随机失效的同时,必须控制住系统性失效,使其失效率在一个可以接受的范围内。
关键词:港口航道;安全施工;安全管理
Abstract: the port channel construction because its construction characteristics, than the average project faced with more safety problem, so it must be from management, technology and personnel to strengthen security measures to realize port channel construction safety production. In this paper I years experience in this paper focuses on the port channel construction safety production in the analysis of existing problems, and puts forward some corresponding measures.
Keywords: port channel; Safety construction; Safety management
中图分类号:TQ639.2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、安全管理
工程项目的安全管理,是项目在施工过程中组织安全生产的全部管理活动。通过对生产过程因素具体的状态控制,使生产过程中不安全的行为和状态减少或消除,从而不引发事故,使施工项目效益目标的实现得到充分保证。项目部要始终贯彻“以人为本”的理念,发动全体员工参与;承诺预防为主,消除施工过程中的危险、危害因素,控制施工安全风险;承诺遵守法律法规及其它规章制度要求,运用科学的管理方法,持续改进职业安全健康绩效,实现无违章项目部、无事故工程和安全文明环保施工工程的目标。
二、港口航道施工安全生产中的难点
海上施工面临着自然环境恶劣、气候多变、点多线长、人员分散、设备较多、交通不便和人员活动范围有限等诸多不利因素,给安全管理带来了很大的难度。
1、恶劣的自然环境严重影响施工安全。海洋气候多变和水文情况复杂等自然环境因素在很大程度上影响着施工,也给安全生产带来了极大的威胁。风、浪、潮、流、雾和雷暴都对施工安全造成了不利影响,在安全管理中需要采取措施重点防范。
2、水上交通安全管理任务重。海上施工远离陆地,材料和人员运输任务繁重。运输需要使用大量的船舶,整个施工期内船舶航行次数和人员上下船频率很高,发生事故的可能性大大增加。船舶交通安全和施工人员上下船安全是安全管理的又一重点和难点。
3、应急救援工作难度大。海上施工不可预见的风险很多,由于管理不善、职工违章操作、船机设备故障和施工环境不良等造成的安全事故随时可能发生,有效的应急救援工作可以防止事故进一步扩大,降低事故损失。但受风浪、潮汐、急流和交通环境(运输距离以及交通工具)等客观因素的影响,救援工作难以及时快速开展。
三、港口航道施工安全生产中存在问题及应对措施
(一)管理方面
现有管理体制的不足,没有科学系统的管理方式,过于简单、形式化,操作起来很难见到实效。
建设工程施工中,企业负责人以经济效益为重,对安全工作只喊口号,不见行动;小的安全隐患不在乎,待酿成大祸后才后悔;施工方不愿作必要的安全生产投入,不采取有力的措施预防安全事故,而是抱着侥幸的心理对待安全生产问题。
教育不到位。人员分散,安全教育难度大,海上施工各作业面相对孤立,交通不便,所以施人员比较分散,难以组织大规模的集中安全教育,只能采用分散分批教育,以避免教育不及时或者有遗漏。
针对上述问题,在航口航道生产施工过程中应当强调各方的安全生产责任,制定针对本工程的安全生产责任制度,包括奖励和惩罚制度,以进一步约束各方的安全生产工作。组织成立安全生产领导小组,建设单位、监理单位及施工单位主要负责人为领导小组成员,定期或不定期召开安全生产会议,定期进行安全生产检查。加大安全投入,海上施工的安全设备、设施一定要准备到位。加强对员工的安全培训,提高施工人员的安全意识与安全技能。
(二)及时准确地收集和气象水文信息
海上施工受气象和水文条件影响较大,在大风、大浪和急流等恶劣气象和水文条件下施工发生安全事故的可能性很大,所以组织生产应参考施工海域气象和水文条件,尽量避免在恶劣气象和水文条件下进行生产活动。安全管理服务于生产,因此及时、准确收集和气象水文信息是海上施工安全管理的一项重要工作。
(三)采取防强风措施
港口航道施工常常面临的突风、强风问题,必须要采取防强风措施。
1、防风是日常安全生产工作的重要组成部分,要确保防季风、突风指令的畅通,严禁拒绝执行指令现象的发生。
2、为了利于抵御季风、突风,保证工程结构和施工船舶的安全,船舶作业应选择在码头轴线安全距离驻位施工,防止因走锚发生船舶与构筑物磕碰现象;施工船舶作业结束后,及时绞缆离开桩墩或拖至安全水域待命。
3、当预报本施工海域风力达到8级时,所有施工船舶立即进入避风状态,做好随时拖带、绞缆或自航至安全水域的各种准备工作。
4、当预报风力可能有超过8级且持续增大的趋势时,生产指挥系统负责人,立即根据预报的具体风向、风力、历时及作业地点,做出施工船舶到锚地避风的决策,调度室负责通知各施工船舶,各船船长立即执行。
5、各施工船舶得知有突发恶劣天气前,船长要确保高频、单边带等通讯顺畅,确保发动机、锚缆、导航设备等设备的运行良好,并检查消防、救生设备,保证其有效性。
6、寒潮(强风)侵袭前要加强施工人员的安全防护工作,防止人员上下船由于涌浪大引起施工人员摔伤或落水淹溺事故的发生;并做好甲板上机器、材料的加固工作,防止其滑动伤及作业人员。
(四)施工人员问题
1、员工工作时间长,易疲劳引起事故。大型构件的浇筑,极易引起员工的疲劳,由于浇筑时间长,得不到很好的休息,人困体乏,思想就不能较好地集中于工作中,为了完成任务,员工疲劳工作,就容易发生安全事故。解决方法:人员实行轮流换班,浇筑前注意休息调整。
2、现场管理人员为了抢进度,忽略安全,违章指挥。有许多安全事故和抢进度有密切的关系,为了完成施工进度,当安全和进度发生矛盾时,就忽略安全或明知施工条件不足而仓促上阵。 解决方法:明确安全生产责任制,坚持“谁受益,谁负责”的原则。对有意违规违纪的人员进行严肃处理。
3、全体作业时,各工种协调不够,信号不明。在有交叉立体作业时,各班组独立作业或施工人员不注重协调,不从大处着眼,细处着手,没有考虑到相互间的影响而导致事故。解决方法:指挥员要安排合理,要错开作业时间。
(五)施工中船体失稳问题
在航道整治工程中往往需要用到挖泥船、打桩船以及起重船等,这些工程船施工时都要求位置相对固定,这是保证整治工程顺利实施的关键因素之一。
工程船舶的定位一般有系缆定位和支撑定位两种方式。系缆定位又可分为岸缆定位和抛锚定位。岸缆定位主要是将钢缆绳的一端固定在岩石、树桩等岸边的固定物上,这种方法通常适用于山区河流;所谓抛锚定位,则是将钢缆绳绑在船锚上,将锚扔进河道内,通过锚的重量及其与河床的作用力来对船舶进行定位。航道流速较为缓慢、河床平坦的河流等一般采用此种方式稳船。支撑定位一般分为钢桩定位和液压支腿定位。钢桩定位的效果较好,通常应用于大型挖泥船等相对较大型的船舶。液压支腿定位是近年来才逐渐发展起来的,这种方法重心非常低,操作较为简便。在某些流速较大,流态混乱的河段,可以综合采用几种定位方式以确保工程船舶的稳定定位。
(六)制定海上施工的应急预案
1、根据合同段安全防范重点,水上施工应急预案主要有以下方面:预防结构及机械设备垮塌事故的应急预案、预防施工区域海损事故的应急预案、预防高处坠落事故的应急预案、预防起重伤害及机械伤害事故的应急预案、预防触电伤害事故的应急预案、预防火灾爆炸事故的应急预案、预防落水溺水事故的应急预案、预防洪涝事故应急预案、预防油料及化学品的泄漏的应急预案。
2、安全应急管理组织机构与地方政府安全质监部门紧密联系,成立安全应急组织机构。工程现场发生事故时,实行项目施工安全责任制,项目经理是第一责任人及第一管理者,按自救、互救和组织搜救相结合的原则采取一切行之有效的措施,确保人身生命及财产安全。建立防范紧急情况下的自救、互救系统和搜救系统。
3、救援器材。应急小组应配备下列救援器材:医疗器材、抢救工具、照明器材、通讯器材、交通工具、灭火器材。
4、通信联络。项目部必须将110、119、120、项目部应急领导小组成员的手机号码、公司应急领导组织成员手机号码、企业应急领导组织成员手机号码、当地安全监督部门电话号码,明示于工地显要位置,工地抢险指挥及保安员应熟知这些号码。
5、应急救援体系。项目经理部结合本工程实际建立重特大安全事故应急救援组织,保证一旦发生重大安全事故,能迅速有效地投入抢救工作,防止事故进一步扩大,尽可能减少事故的损失。
结束语
航道施工能够起到保证航道通航能力、带动地区经济发展的作用。港口航道施工中的安全问题较于一般工程更为重要,加强施工中的安全生产就要做好安全管理工作、及时准确地收集和气象水文信息、要求员工安全规范、制定应急预案等。相信在我国经济的不断发展和科技水平的不断提高下,我国的航道工程会在安全生产的前提下取得进一步的突破。
参考文献
[1]常福田主编.航道整治[M].人民交通出版社,2005年.
[2]赵岸定.浅谈航道整治施工技术[J].中国水运(下半月刊),2010 年 08 期.
关键词:公路隧道;隧道施工;施工安全;安全管理
Abstract: the construction safety has been the highway engineering project management of the core content. This paper, from the highway tunnel construction safety management perspective, the tunnel construction safety management the main problems existing in the analysis; On the basis of the tunnel construction safety on how to effectively control and management put forward specific measures and some Suggestions to improve safety for tunnel construction reference and reference.
Keywords: highway tunnel; Tunnel construction; Construction safety; Safety management
中图分类号:U459.2 文献标识码:A文章编号:
随着我国公路工程建设进入高速发展时期,隧道工程作为公路工程建设常见的施工项目,其施工安全与管理是项目管理的重要内容之一。由于隧道工程的复杂性和其它种种原因,隧道施工仍比其它施工工程作业事故相对频繁而严重。基于此,笔者结合工作实践,就公路隧道施工安全管理作以下探讨与分析:
1、隧道施工安全管理主要问题表现
从我国近年来一些公路隧道施工的安全事故分析来看,目前隧道施工安全管理存在问题主要来自于以下几方面的原因:
1.1施工安全管理机制的不完善
目前我国隧道施工组织体系一般采用传统的组织形式,对安全管理缺乏足够的重视,通常把施工的进度、效益放在第一位。另外,一些隧道工程的承包单位把工程分包给民工队伍对民工队伍的施工又缺乏指导与监督检查,没有建立相应的安全组织机构或是组织机构不完善,不能正确处理工程施工安全与施工进度、安全与效应的关系,使得施工安全没用保障。
1.2施工管理体系存在欠缺
目前我国隧道施工企业基层管理人员比较缺乏,技术干部不足,班组长管理人员组织能力差,工人的技术水平低。在隧道施工现场,施工人员有章不循、纪律松散、无知蛮干。出现隧道施工中支护不及时,衬砌远落后于掘进,锚喷支护不符合设计要求,掘进尺度过大,通风除尘不畅等现象,给施工安全留下很大隐患。
1.3缺乏相应的应急预案与措施
一旦发生隧道施工安全事故时,由于缺少相应的应急预案与措施,其处理方案往往根据经验来进行处理,由于隧道工程地质条件复杂,事故具有多样性,不可预见性特点,在事故发生前如没有做好相应的应急预案,则会陷入无章可循的地步,采取不合理的方式、方法处理事故,有可能造成较大的人员伤亡和财产损失。
2、提高公路隧道施工安全的控制措施
2.1防坍塌控制措施
坍塌是隧道施工经常出现一种安全事故,一旦发生,将会造成严重的后果,因此,必须采取相应的措施,防止坍塌事故的发生。
(1)做好超前地质预报工作:必须严格按照隧道施工地质预报方案进行超前地质预报,为正确地选择断面大小、衬砌类型、施工方法、支护参数提供依据,指导施工。
(2)做好监控量测及洞内观察工作:隧道施工过程中,对围岩和支护系统的稳定状态进行监测,为调整喷锚支护和二次砼衬砌的参数提供依据,确保隧道施工的安全、经济、快速。监控量测是隧道施工管理中非常重要的一个环节,是施工安全与质量的保障。
(3)采用合理的开挖方法:对于明洞的施工,应该做好洞口防护措施及防排水措施,避开雨季施工,预防洞口滑坡、坠石等造成坍塌方事故。对于粘聚力小的土砂围岩,应选用辅助施工方法,如超前支护、开挖面喷射混凝土和安设锚杆等。施工中严格控制各开挖分部循环进尺,开挖和支护工序必须衔接紧密,以减少围岩变形。
2.2机械设备安全措施
公路隧道工程施工中,对机械设备的管理与控制,需严格做到以下几点:①各类进洞车辆必须处于完好状态,制动有效;②进洞的各类机械与车辆,宜选用带净化装置的柴油机动力,燃烧汽油的车辆和机械不得进洞;③所有运载车辆均不准超载、超宽、超高运输。运装大体积或超长料具时,应有专人指挥、专车运输,并设置显示界限的红灯;④进出隧道的人员应走人行道,不得与机械或车辆抢道,严禁扒车、追车或强行搭车;⑤机械装碴时,坑道断面应能满足装载机械的安全运转,装碴机上的电缆或高压胶管应有专人收放,装碴机操作时其回转范围内不得有人通过。
2.3爆破器材安全管理措施
(1)在任何情况下,雷管与炸药必须放置在带盖的容器内分别运送。
(2)人力运送爆破器材时必须有专人护送,并应直接送到工地,不得在中途停留;一人一次运送的炸药数量不得超过20kg或原包装一箱。
(3)严禁用翻斗车、自卸汽车、拖车、拖拉机、机动三轮车、人力三轮车、自行车、摩托车和皮带运输运送爆破器材。
(4)洞内爆破必须统一指挥,并由经过专业培训且持有爆破操作合格证的专业人员进行作业。爆破作业和爆破器材管理人员必须穿防静电服装;洞内每天放炮次数应有明确规定,装药与放炮时间不得过久。
2.4安全用电措施
(1)电力线路必须实行“三相五线”制,用电设备必须实行“一机、一箱、一闸、一漏”。在线路的排列上必须按电力线要求的颜色进行排列,必须是明显的五条线,坚决杜绝在三相四线的基础再设置一条假线。
(2)成洞地段(包括二衬间隔段)的电力线必须排列整齐、线条平顺、瓷瓶处绑扎牢固、照明灯排列整齐划一,照度必须以能够看清拱顶的施工缝为标准。
(3)各种配电箱必须牢固设置在规定的高度,盖、锁完好无损,内部配线整齐、清洁无尘。
(4)电力线的设置不得与通风管道同边,已经同边的与通风管道距离不得小于100cm。
3、加强公路隧道工程施工安全管理的几点建议
3.1建立安全管理组织机构,健全安全管理制度
成立项目负责人为第一责任人的安全生产领导小组,对安全生产工作全面负责,下设主管安全生产的副经理为安全生产的直接责任人,项目技术负责人为安全生产的技术负责人。各隧道施工班组设立专职安全员,具体负责施工安全管理。要切实落实企业安全生产责任,强化安全生产主体责任。加强对危险源的控制,加强隐患的排查。
3.2规范施工现场管理,技术保证措施要精细化
严格施工现场安全管理,强化企业内部安全管理,隧道施工组织设计必须将安全生产、危险源识别、评价与控制、应急救援预案等作为主要内容。由项目经理、技术负责人和安全负责人共同组织编制,报施工企业主管领导审查,经总监理工程师审核后实施,并由施工企业专职安全生产管理人员进行现场监督。施工单位要做好施工和安全防护现场交底工作,严格工序管理,规范作业流程,要加强对进入隧道人员的管理,建立出入隧道登记制度;要加强应急管理,制定应急预案。建立单位对施工单位安全技术交底、应急预案演练、各项安全措施落实情况定期进行检查,对关键环节、关键部位进行重点抽查,督促施工单位加强安全管理。
3.3落实施工安全责任制,加强施工安全培训
严格遵守有关安全生产的法律法规和规章制度,建立安全生产保障体系,落实各项安全生产措施,做好安全应急救援预案,配备应急救援人员、器材、设备,应急救援预案按规定报批,并定期进行演练。要加强安全宣传、教育和培训。隧道开挖、喷锚支护、衬砌操作人员必须进行岗前的技术、安全培训,考试合格后方可上岗,作业人员必须持证上岗。
4、结束语
综上所述,确保隧道施工安全,施工单位务必强化全员安全责任意识,正确选择隧道施工方法,结合实际情况,强化现场作业安全控制,下大力预防惯性事故发生。这对提高经济效益、确保安全生产,都会起到重要的保证作用。
参考文献:
[1]刘辉.公路隧道施工危险源辨识与应急预案[J].工业安全与环保.2009(01).
施工机具及监测仪表
施工机具斜向水泥土桩法施工的主要机具有旋喷钻机、喷射注浆管、高压注浆泵、泥浆搅拌机(含搅拌筒)、高压胶管、发电机、排浆泵等。(1)旋喷钻机旋喷钻机是斜向水泥土桩法的必要设备。旋喷钻进对钻机的基本要求是:钻进提升速度为10~30cm/min;旋转速度15~30r/min;提升力为10~30kN。主要常用旋喷钻机有MGJ50型锚固旋喷工程钻机、XP50A型旋喷钻机、GD2型旋喷钻机、MG50AX旋喷钻机、GX1型旋喷钻机、MGJ50A型钻机等。(2)喷射注浆管喷射注浆管是进行斜向水泥土桩法施工的专用设备。它由单管导流器、钻杆和喷射头三部分组成。(3)高压注浆泵高压注浆泵是液态单管旋喷的专用设备,高压注浆泵的压力通常要求能在15MPa以上。适合高压喷射注浆用的高压注浆泵一般采用SNCH300型黄河牌压浆车、XPB90D型高压注浆泵、GZB40C型高压注浆泵、GPB90型高压旋喷注浆泵等。(4)泥浆搅拌机泥浆搅拌机是搅拌水泥浆的专用设备,可根据喷射量自行设计、加工制造。根据经验,单机高压喷射注浆时,泥浆搅拌机的容积宜在12m3左右,搅拌翼的旋转速度可为30~40r/min。(5)高压胶管高压胶管是钻机与高压注浆泵之间的软性的连接管路。一般采用高压钢丝缠绕胶管,其工作压力不低于喷射泵压,常用内径准19~25mm。(6)发电机在施工现场外部电源接入困难时,需在施工现场自行发电,为旋喷钻机、高压注浆泵、泥浆搅拌机等施工机械设备提供充足的电源。因此,需根据施工现场的用电总量配备相应的发电机。(7)排浆泵在进行斜向水泥土桩施工时,施工现场会产生大量废浆,为了保证施工场地清洁干净,防止污染环境,应尽快将废液排走。但是,有些工地由于施工场地限制,无法将废液通过排污沟自行排走,需提供排浆泵将废液及时抽走。排浆泵一般采用低压泥浆泵,例如BW120型泥浆泵。监测仪表为了控制斜向水泥土桩的质量达到设计要求,必须对各种喷射介质的压力和流量及喷头的旋转速度和提升速度等参数用仪器记录下来,一则可以当各种参数超过或低于设计值时,及时闪光鸣笛报警,施工人员及时检查排除故障,二则可作为原始记录存档。监测系统主要分为两大部分,即一次仪表和二次仪表。一次仪表由各种传感器(各种变换器、转换器)组成,二次仪表由记录仪、毫安表、积算仪等组成,另外还有越限警报及启动停止控制等。
斜向水泥土桩法的施工
组织与准备工作施工前要做好现场复查和编制施工组织设计等多项组织与准备工作。首先要按照设计图样核实设计孔位处,有无妨碍施工和影响安全的障碍物。如遇到电线、邻近建筑物、地下电缆线和其他地下埋设物等障碍物,影响施工者,则应与有关单位协商搬移或更改设计孔位,其次是核对地质资料,第三是编制施工组织设计。施工顺序与操作(1)施工工艺流程斜向水泥土桩法的全过程为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗。其工序如图2所示。斜向水泥土桩施工工艺流程:施工准备寅桩位放样寅钻机就位、对中寅浆液拌制、钻孔至设计高程寅插管寅注浆、旋喷寅拔管寅冲洗机具寅移动机具。(2)施工技术参数斜向水泥土桩的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定,并在施工中严格加以控制。常用的斜向水泥土桩技术参数见表2。(3)斜向水泥土桩施工工艺影响水泥土桩固结体的质量和加固效果因素较多,但施工工艺是影响固结体质量和加固效果的主要因素之一。淤喷射程序高压喷射注浆均自下而上(水平喷射由里向外)连续进行。当注浆管不能一次提升完成,需分成数次卸管时,卸管后再喷射注浆的搭接长度不应小于100mm,以保证固结体的整体性。于复喷工艺在不改变喷射技术参数的条件,对同一土层进行重复喷射(喷到顶再放下重喷该部位),能增加土体破坏有效长度,从而加大固结体的直径或长度并提高固化强度。复喷的次数愈多固结体增径加长的效果愈好。盂冒浆处理工艺在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒,随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察,可以及时了解地层状况、判断旋喷的大致效果和核定旋喷参数的合理性等。旋喷过程中,冒浆量宜控制在10%~20%。根据经验,冒浆(内有土粒、水及浆液)量小于注浆量20%者为正常现象,超过20%或完全不冒浆时,应查明原因及时采取相应措施。a.出现不冒浆或断续冒浆时,若系土质松软则视为正常现象,可适当进行复喷;若系附近有空洞、通道,则应不提升注浆管继续注浆直至冒浆为止,或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆直至冒浆为止,或采用速凝浆液,使浆液在注浆管附近凝固。b.减少冒浆的措施。冒浆量过大的主要原因一般是有效喷射范围与注浆量不相适应,注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。减少冒浆量的措施有3种:提高喷射的压力(喷浆量不变);适当缩小喷嘴孔径(喷射压力不变);加快提升和旋转速度。榆防缩工艺当采用纯水泥浆液进行喷射时,在浆液与土粒搅拌混合后的凝固过程中,由于浆液析水作用,一般均有不同程度的收缩,造成在固结体顶部出现一个凹穴,凹穴的深度随地层性质、浆液的析出性、固结体的直径和全长等因素不同而不同。为防止因浆液凝固收缩产生凹穴,可采取回灌冒浆捣实在浆液凝固前进行或第二次注浆等措施。
Abstract: In view of the safety risk and the construction characteristics of the railway crossing bridge of Tianjin-Qinhuangdao Passenger Dedicated Line, the safety technology and safety protection measures for the traffic safety and construction safety of the railway are summarized, which can provide certain reference for the safety of similar construction projects.
关键词:铁路跨线桥;营业线施工;安全技术
Key words: railway crossing bridge;business line construction;safety technology
中图分类号:U215.8 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)05-0154-04
0 引言
新建津秦铁路客运专线下坞蓟运河特大桥跨津山铁路采用门式墩结构,上部结构为7-16m现浇箱梁,施工时可能会威胁到既有线行车安全,尤其是临近营业线施工,对施工安全要求更高。过去面对这种情况,通常采取的应对措施是封锁或慢行的施工方法,封锁施工会给过往行人带来不便,慢行会影响施工进度,基于此,本文阐述了201津秦客专跨津山线施工安全防护技术,希望为同类铁路营业线施工项目安全施工提供参考。
1 工程概况
新建津秦铁路客运专线下坞蓟运河特大桥跨津山铁路,7孔16m连续梁均采用门式墩结构,总长115.92m,中心里程DK73+170.67(既有津山线里程K211+580.32)。设计与津山铁路相交在圆曲线上,交角为12度,设计为钻孔桩基础,桩基承台基础为明挖扩大基础,圆端型实体桥墩及门式桥墩,均临近既有线,门式墩上跨既有津山铁路,既有津山铁路路基宽15.04m,双线,上、下行线间距4.6m,路肩宽2m,路基填高约1.5m。上部结构为7-16m现浇箱梁,施工时威胁既有线行车安全,必须采取防护措施以保证既有线行车安全。
本段共计?准1.25m钻孔桩94根,桩长平均50m;承台13个,均分上、下两层;圆端实体墩2个,门式墩6个,墩高为13.5~15.5m,分别位于既有线路两侧;16m现浇梁7孔。
2 工程主要安全风险和安全施工特点
①铁路路堤外侧埋有管线或国防光缆,在施工钻孔桩和承台时存在潜在挖断风险。
②邻近铁路线基坑开挖及施工过程中,防止基坑坍塌影到铁路路基稳定。
③大桥跨越京山铁路交通干线,施工场地毗邻营业铁路,必须保证铁路行车安全,施工安全管理难度大,极易造成影响铁路运输的安全事故。
④搭设和拆除防护棚及预制梁顶推均属铁路营业线Ⅰ级施工,多次跨线吊装,安全责任重大。
⑤施工结构在电气化铁路接触网上方,高压线多,距离极近,高压触电风险极大。
⑥防护棚安装及拆除需向铁路有关部门要点施工,涉及单位较多,程序复杂、手续繁琐,且在有限的时间内必须完成各项任务,对施工生产组织和协调管理的要求非常高。
⑦混凝土预制梁重量2981吨,顶推重量相对较大,需要较大顶推力,在顶推过程中,需要考虑高空作业人员安全,机械设备对铁路线的影响及桥墩结构安全。
3 跨线施工所采取的主要安全技术措施
3.1 钻孔桩施工安全防护措施
①工前先挖探沟,清理掉施工墩位上的杂乱管线,整平场地并将场地压实,必要时对场地进行换填处理,使地基条件满足钻机承重要求,保证钻机稳定。
②制作钢筋笼时,注意钢筋笼的刚度应该满足设计要求,箍筋和主筋搭接处至少点焊三分之一。吊装时,为了防止钢筋在起吊后散架,起吊前须对起吊点位上的钢筋进行局部加固。
③到达现场指定位置的吊车应该用支垫稳固液压腿,并且要保证起重臂的方向平行于线路方向,以便于开展吊装作业。
④指派专人监督吊装作业,严防现场作业干扰既线路的正常运营。
⑤如须夜间赶工,现场必须安装照明设施。
⑥如果有行车通过作业地段,应及时暂停现场作业,保证车辆安全通行。
⑦根据现场条件,先整平并压实场地使钻机就位。采用四点悬挂法整体吊装钢筋笼(钢筋笼两端头向内2m的位置分别挂一个吊钩,中部加强箍上挂两个副钩)。在远离既有线的便道停靠汽车吊车,为了避免起吊过程中钢筋笼倒向既有线路,起吊前必须将钢筋笼用专用绳索系紧,严防吊装作业干扰既有线路正常通车。
⑧钢筋筋笼分节应该短一些。在钻孔桩施工环节,要指派专人现场指挥钻机作业。
3.2 承台基坑开挖施工安全措施
①放坡开挖边墩基坑,开挖后既有线坡脚和基坑边缘至少相距1m以上。
②在邻近营业线的位置开挖基坑时,必须采取四周预先插打钢板桩的防护方法,开挖后尽快施工,施作完下层承台尽快拆模,并及时回填基坑,靠近铁路侧的板桩不再拔出而作为永久防护。
③夏季天气变化无常,施工期间时时关注气象条件是否允许,不再雨天进行基坑开挖作业,挖好的基坑要在其周围设置排水渠道,严防雨水倒灌引发险情。
④安排有机械操作经验的人员操控和现场指挥机械作业,以免干扰既有线路正常运营。
⑤严格遵照既有线施工应急预案配备现场救援抢险的工具,比如铁锹、支撑型钢、砂袋等等。
3.3 桥墩施工安全措施
①施作桥墩前在钢筋制作厂按设计要求预拼模板和钢筋骨架,架体四边安装斜撑支架,斜撑四周拉设缆风,以确保斜撑稳固,避免架体在作业时受风倾倒危害临近铁路线的安全运营。
②指派专人监督泵车现场作业。泵车的支腿必须稳固,泵管伸长方向应该平行于既有铁路线的走向。
③立模或拆模的作业不宜安排在大风天气进行,以防出现安全事故。
④覆盖养护墩身的塑料布必须绑扎牢固,并设置防风措施,以免其随风乱飘干扰临近铁路线正常通车。
⑤在带有安全防护措施的全封闭式施工平台上施作墩身结构。平台顶四周栏杆要用钢筋连接,栏高至少1.2m,栏杆和平台吊架外侧设置密目安全网。
3.4 框架门式墩施工安全防护措施
①搭设防护棚架后再施作横跨铁路线的门式框架墩。
②与接触网距离比较近的防护棚架,其底部应该按安全用电规则喷涂绝缘材料,以免施工中突发触点事故。
③施工人员应该按照施工管理规程参加工钱培训并持证上岗,严禁不具有技术资质的人员在营业线上空作业。
④不宜在雨天、大雾、大风等恶劣天气状况以及夜间开展框架门式墩的施工作业,以免发生安全事故。
3.5 钢筋工程安全防护措施
①加工制作的钻孔桩钢筋笼应该有一定的刚度。钢筋笼长度不宜长,其长度为如果吊机倾覆不致侵限为原则。起吊点位的钢筋进行局部加固后再吊装,以防吊装时钢筋散架危害临近线路的安全运营。
②指派专人现场指挥钢筋吊装作业,注意吊车的支腿一定要稳固。
③先搭防护支架再施作桥墩钢筋结构。防护支架的四角布置斜撑,桥墩的主筋和支架要做固定,以防钢筋刚度不够或遭遇大风时向既有线路倾倒,引发行车事故。
④支承垫石钢筋必须焊死在桥墩钢筋上,以防在大风天气被吹落。
3.6 预制梁顶推过程安全防护措施
①顶推时注意将千斤顶油表读数不断与设计推力上限值进行观察和对比,以免推力超过限定值后对墩桥墩结构造成安全威胁;
②将预制梁顶推到铁路上方后,检查现场参建人员使用的工具、材料是否遗失或掉落,以免影响既有线路的正常运营;
③不建议在夜间或恶劣天气状况下开展梁体顶推作业。
3.7 吊装安全技术措施
①在稳定、安全的地基上安置施工设备;
②开工前查验钢丝绳、卡具的质量和安全性能,以免不合格的工具引发安全事故;
③派有经验的人员采用统一的信号现场指挥吊装作业,吊装前将无关人员全部请离现场,安排有丰富技术经验的司机操控吊车和其它设备,注意吊钩和钢筋不要与其它物体发生碰撞;
④不得以必须在夜间赶工时,现场必须安装照明设施,在大风、暴雨等恶劣天气状况下以及在发现地面有沉降情况的时立即停工;
⑤对于作业半径可能会对既有的运营造成干扰的工序,可通过限位、安装防护网等措施,始终让机械设备与既有线路之间保持一段安全距离,从而确保既有线路正常运营;
⑥采用同一企业生产的2台大吨位吊机抬吊防护棚架大梁。布置好吊装方案后在起吊前进行预演,保证两台吊机配合良好,同时对不合理的节点进行调整,确认一切无误后再正式起吊。
3.8 既有线施工安全防护措施
①不得指派有视听障碍和语言障碍的人员担任现场防护和现场联络工作,这两项工作必须由具有相关技术资质并经且经过岗前培训的人员担任。
②不得随意调换已安排好的驻站联络员、工地防护员。防护员不得在工作时间擅离职守,如有特殊情况也必须选择另一名有相关资质的人员顶岗。
③防护员要妥善保管防护用具,长时间不用时定期检查其功能性能,以免其出现故障临场捉急。驻站联络员与现场防护员采用复诵的方式随时沟通现场情况,以防听错。
④开工后,驻站联络员应该与车站值班员密切沟通,现场防护员每隔三五分钟联络一次,发现联络系统异常或通话中断时,应及时通报现场负责人立即停止作业,并将机具设备尽快清离现场,恢复正常通讯后再开工。
⑤防护使用的移动信号、施工使用的信号标志、封锁使用的移动车信号及其设置等均按《安规》、《技规》及《行规》等有关规定执行。
⑥一旦发现故障,现场安防人员必须在第一时间预警,并在故障地点设置停车信号。如果在夜间或在大风、大雾、降雨天气发现故障,可以点燃火炬作为警报信号。若要奔迎列车,必须点燃另一支火炬作为警示信号再离开所在位置,确认一端先来车后,不论是单线还是复线,都应该在规定的防护距离在在两端布置响墩,然后回到原来的地点继续观察现场。在无法确认来车方向的情况下要立即用喇叭连续发出警报,并观察现场,一旦确认来车方向,立即奔向列车并摇旗或通过信号灯发出停车警报,然后在能达到的位置布置响墩,使列车在未到达故障点前紧急制停。
3.9 维护既有通讯信号水电等设备的安全措施
①施工前,与设计单位、建设单位及设备管理部门建立联系,沟通情况,提报施工方案,明确施工地段地下的管线、电缆设施的准确位置及既有的设备情况,防止施工时造成破坏,影响既有线运营。
②项目开工前,根据技术要求和施工参数划出施工红线,会同水电、工务等专业单位勘察现场,对可能影响信号的水电等专业设备进行检查和调试,并提供设备的情况和操作规范,尤其是敷设在地下的管道、缆线等隐蔽设施,一切按照专业单位的建议进行设备迁移或者加设保护措施。最后由施工单位或委托专业单位进行设计和编制预算,经报批后正式开工。如果施工中遇到特殊情况必须停用“三电”设备,施工单位也应该先上报停用方案,经签认后再开始下一步的工作。
③电力杆附近3m内严禁挖坑或取土。如果需要在附近铲土或从事其他施工活动,必须严格按照《电力维护规则》逐步实施。
④严禁在电力杆两侧各10m内以及地下电缆两侧各3m内搭设工棚和临时用房。如果车辆必须通过电力线跨度最高点到地面不足4.5m的路段,首先报请管理部门将电力缆线升高并加设防护设施后再通过,严禁一切车辆在没有报批和防护条件下擅自驶过,以免发生触电事故。
⑤在缺少准确的地下设施埋设情况的条件下严禁施工作业。接近地下电缆线路两侧各2m的地面不得开展取土、钻探、压实等作业项目,并且不得在该位置的地面上堆置垃圾、矿渣等较重的物品,也不得在该位置倾倒含酸、碱、盐类物品。
⑥在工地从事开挖、推土作业时,注意不要妨碍“三电”管线,否则会破坏正常供水供电秩序。
⑦严禁将杂物随意抛掷在管道、缆线、信号机柱和横担上面,搭挂临时缆线时,必须有相关产权单位签字确认后再正式实施。
4 铁路营业线施工手续的办理
①提前沟通,熟悉程序。
在营业线施工前一至两个月就要有专人与铁路局相关部门如工务段、电务段、供电段、通信段、车站等部门进行接触、沟通,了解本局营业线施工的相关规定,具体的协议签订、计划办理程序和要求,并建立有效的联系渠道,加强沟通,提前介入。
②安全协议的确定。
根据现场施工有可能会影响到的铁路设备实际情况,确定需要与哪些铁路设备单位签订安全管理协议,以尽实现施工监护费用最小化和安全监护效能最大化。
③月度计划的办理。
每个月7日前将制定的下月进度表报请相关部门,并根据铁路工程进度管理部门的要求准时参加计划会,如果无法将进度报告准时上报,也需要提前告知管理部门,以便日后办理增补手续。
5 突发事件应急救援预案
为了全面贯彻执行《安全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》、《营业线施工及安全管理实施细则》等法定制度和章程,并对可能发生的重大安全事故及时开展抢险、救灾、安保等处置工作,以控制人员伤亡率和财物损失,特意编制了以下生产安全事故应急救援预案。
5.1 应急指挥机构
为了在事故突发时,能够在第一时间安全有序地组织应急救援,严防事故危害蔓延,应该在项目经理部下设应急救援指挥机构(参见图1),项目经理担任组长,副经理、书记、总工、安全总监分别担任副组长,从各部门抽调精干人员担任组员,同时赋予该机构事故突发时现场调度和组织应急救援的职权,确保安保、质检等各部门协同开展应急处置,从而全力控制人员伤亡和财务损失。
5.2 应急救援行动原则
①处理事故险情时,应首先考虑人身和列车安全,其次应尽可能减少环境污染和财产损失,并按有利恢复施工生产的原则组织应急行动。
②迅速疏散无关人员,最大限度减少人员伤亡。阻断危险物质来源,防止二次事故发生。
③保持通讯畅通,调集救助力量,迅速控制事态发展。
④正确分析事故险情,划定危险区域,在确保人员和财产安全的前提下,组织应急抢险行动。
5.3 事故应急措施
①工程开工前,与当地医院取得联系,建立应急绿色通道,一旦事故发生,可直接与医院取得联系,加快医疗救援人没及救护车到达现场的速度。
②带领医院值班人员到现场查看,熟悉医院与工地之间的交通状况,掌握最近路线,保证救援速度。
③平时组织救援组成员学习营业线施工防护及险情处理方法,使其具有良好的心理素质和救援知识,做到遇事沉着冷静不慌张,保证采取的救援措施得当。
④带领各配合单位值班人员到现场查看,熟悉工地工作进度和施工计划,熟悉工地各工程工点、工序与营业线设备的关系,保证相互联络过程中不会对对方的语言产生歧义。
⑤施工过程中如果发现机械设备已经侵限,现场施工人员应立即通知远端防护,做好拦列车的准备工作;并立即组织人员将侵限设备清理出去。排除险情后,才允许放行列车。
⑥施工过程中如果发现机械设备已经剐蹭机车车辆,现场施工人员应立即通知项目经理部和作业队两级应急救援组。
⑦发生影响营业线正常使用的突发事件时,立即向应急相应领导小组汇报情况,并立即向车站值班员汇报,通知设备管理单位。配合设备管理单位,积极修复线路并达到通车条件。
⑧大雨和中雨后,组织专人检查线路,当营业线路发生塌方或滑坡时,立即专人向车站报告,并设置慢行标志,必要时拦停列车,迅速组织预案抢险队伍,及时加固线路,听从设备管理单位的统一指挥。
⑨由设备管理部与当地工务段加强联系,达成应急抢险物资协议,备有足够的钢轨、枕木、道砟等应急救援物资,具体见表1。
5.4 应急预案类型
①坍塌应急预案:
坍塌是指建筑物、构筑物、堆置物倒塌以及土石方塌方引起的事故。
应急措施如下:
首先统一调度车辆、人员集中清理事故现场的倒塌物,第一时间对受灾的人员进行抢救,并将伤者送医救治,现场负责人将事故现场的情况及时告知应急救援组负责人,由负责人领导组内全员制定应急方案,统一调度应急处置所需的人员、车辆等一切资源,尽快投入到抢险救援现场。同时将编织袋集中码放在滑塌部位,安排工人配合相关机构进行道路抢险,使既有线路尽快恢复正常通行。另外,要在现场布置安防人员保护现场,以便后续开展事故调查。
②高处坠落应急预案:
高处坠落是指由于危险重力势能差引起的伤害事故。
具体表现为:
高空坠落事故多见于比地面高出2m以上的陡壁、脚手架等高空作业平台上。比如因地面踏空失足坠入坑沟、漏斗和升降口等位置。对这类事故通常采取下列应急处置措施:
发生高空坠落事故后,首先在第一时间抢救伤者,负责人及时将现场情况上报应急抢险工作组,工作组按照制定的应急处置方案统一调度人员、车辆等资源投入到现场救援中,并指派专人保护现场以备后续开展事故调查。
③既有线事故应急预案:
由于起重机械或其它设备工具坠落或侵限造成的营业线事故。
具体表现为:
损坏接触网、擦刮列车、列车因施工原因停车。
对此突发性事故,采取的应急预案如下:
首先立即与司机沟通,在不影响列车运行安全的前提下,尽可能快的让列车驶走,减少列车在此停驶时间,降低事故等级。
如果设备损坏,要立即联系设备单位进行争分夺秒抢修并积极配合提供力所能及帮助。
事故发生后要根据事故等级立即根据规定进行上报,并积极与相关上部门进行沟通,尽可能多的获得帮助。
小组领导接到报告后,立即启动应急方案,组织人、物、财、车等进行合理配置,积极抢救事故受害者。同时安排专人保护现场,为事故的调查做好准备。
6 结束语
中铁大桥局项目部从方案、组织、监控和要点等方面严格把控,安全顺利实现主墩承台基坑开挖、铁路防护棚安装及拆除、墩身及墩身施工、预制梁顶推施工、等,各工序均安全高效地完成了施工项目。
参考文献:
[1]铁道部令第29号,《铁路技术管理规程》.