市政桥梁施工安全防护工程的安全隐患特征实证研究*

赵挺生 蒋灵 孔永华 张伟

(1.华中科技大学 武汉 430074； 2.中交一公局集团有限公司 北京 100024)

0 引言

高处坠落伤害是国内外建筑施工的第一大事故类型[1]。从历史事故数据统计结果看，房屋建筑和市政工程施工高处坠落事故起数占所有事故起数比例始终位于52%上下，远高于近年来位于第二位的物体打击伤害，如图1所示。

图1 房屋建筑和市政工程施工生产安全事故中高处坠落、物体打击伤害占比统计

随着房屋建筑和市政工程施工生产安全事故近年来的形势恶化(如图2)，高处坠落伤害事故也在逐年增高(如图3)，反映了工程项目仍然存在安全管理粗放、施工现场安全防护不到位、施工作业人员安全意识淡薄等问题。 高处坠落是建筑施工安全生产的第一大事故风险类型，对高处坠落伤害的防控是世界各国建筑施工安全生产管理研究与安全生产监管的重点。为应对高处坠落伤害，各国实施了从现场高处作业环境的安全防护标准化与安全监控智能化，到个体防护装备智能化，以及面向工程建设全过程的建筑施工安全风险隐患双重预防体系和面向安全生产防控的应急救援等制度建设，形成了覆盖工程建设全过程、全方位的安全生产防控网。

健全完善的安全生产防控体系与严峻的生产安全事故形势形成鲜明对比。究其原因，安全生产管理制度落实不到位是主因，安全工程科学技术发展滞后、工程建设人员安全管理知识欠缺是根本原因。为此，本文通过实证方法，系统探讨市政桥梁施工过程安全防护工程的安全隐患规律，以期有效防控安全防护工程风险，减少高处坠落伤害事故。

图2 2000—2019年房屋建筑和市政工程事故起数和死亡人数分布

图3 房屋建筑和市政工程施工高处坠落伤害生产安全事故发生起数统计

1 安全防护工程的风险性

市政桥梁建设工程的分部分项工程主要有：基坑工程、基础工程、塔墩工程、桥梁工程、路面工程。这些工程的重要几何特征是与地面的相对高差大，平面延展长，决定了其安全防护工程的种类及其风险性。

1.1 安全防护工程种类

依据市政桥梁分部分项工程类型，施工期间的安全防护工程主要有临边洞口防护，安全通道，防护棚和其他防护设施。

(1)临边防护工程。临边主要包括基坑周边、桥塔墩作业平台临边、桥梁作业面临边、大型施工设备设施工作面周边等。临边防护形式主要为防护栏杆和防护网。在防护结构安全上，要求防护结构承载能力具备承担任意方向不低于1 000 N的集中荷载。

(2)洞口防护工程。主要涉及桩孔口、桥梁作业预留洞口，预制桥梁间及预制桥梁后连续段空档，左右幅梁间空档。洞口防护形式主要为防护网、盖板或防护栏杆，要求承载能力具备承担任意方向1 000 N以上的集中荷载或每平米不小于1 500 N(无材料堆放)荷载。

(3)安全通道。包括进出基坑的安全通道，上下桥面的垂直安全通道，作业面间的水平联络安全通道，上下设备设施及操作安全通道。安全通道应设置跳板、临边护栏和防护网，无材料设施堆放的安全通道地面应能承担不小于每平米1 500 N的荷载。

(4)防护棚。位于施工作业面下方的钢筋加工、设备设施操作间、交通通道等的防护设施。

(5)其他特殊防护工程，如城市生命线防护、高压线隔离防护、易燃易爆品防护等。

1.2 安全防护工程风险特性

市政桥梁施工安全防护工程的风险性，表现为防护工程设置的及时性，防护工程的可靠性，防护工程的耐久性以及防护工程管理是否满足需要，具体：

(1)及时性风险。施工作业面不断推进，安全防护工程的独立性使其及时性不足，造成作业面安全防护缺失风险高。

(2)可靠性风险。安全防护工程的支撑骨架为承载结构，承担作业人员、材料以及风等作用。由于无正规设计，且多为现场随手制作，使其结构、构造的安全性失效风险高。

(3)耐久性风险。安全防护工程是临时性工程，使用环境复杂，使用中常遭受施工荷载冲击和损毁，维护保养计划有限，往往难以及时维护保养。

(4)防护工程管理风险。安全防护工程构件材料尺寸小、承担荷载能力小，拆除容易但恢复难，形成了安全防护工程与工程施工的重负荷、生产任务冲突，造成其完好性、完备性不足的风险异常偏高。

1.3 安全防护工程的安全风险防控

按照市政桥梁工程施工安全防护工程结构特性，可以分为A，B两类：A类为防护工程的几何断面最小边长与杆件截面最大尺寸比值大于1的防护工程，如爬梯、挂篮上横梁安全通道、作业面间安全通道等，该类防护工程骨架为空间结构；B类为防护工程的几何断面最小边长与杆件截面最大尺寸比值接近1的防护工程，如临边护栏、洞口盖板，该类防护工程骨架为平面结构。A类防护工程体量大，一旦失效，容易造成群伤群伤事故；B类防护工程体量小，失效后果相对较小。因此，对安全防护工程安全管理，在事先预防上，对A类安全防护工程应进行防护工程结构设计，并实施防护工程安全专项方案设计，对B类安全防护工程可按现行安全防护工程的标准化要求实施；事中控制上，应注重安全防护工程维护，特别是A类防护工程结构损伤的维护；事后控制上，重点管理A类安全防护工程，严格按照安全防护工程安全专项方案要求拆除。

2 安全防护工程的安全隐患特性

2.1 安全防护工程隐患分类

依据安全防护工程特性，市政桥梁工程施工安全防护工程的隐患可以分为结构类隐患、临边防护类隐患、洞口防护类隐患和环境类隐患[2]。

(1)结构类隐患，主要指登高类爬梯、固定或移动作业平台的结构缺陷。由于这些设施通常有群体作业活动，存在结构缺陷，意味着结构失效风险加大，群死群伤事故发生可能性高，是安全防护工程中的重点防控隐患。结合某市政桥梁工程施工安全隐患排查实践，发现安全防护工程典型的结构类隐患为结构整体性不足隐患和杆件连接隐患，如基础不稳、整体偏斜、附墙缺陷、连接遗漏或连接退化。在市政桥梁工程施工期间，结构类隐患的早期表现为设计安装方案不合理带来的整体性不足隐患，后期表现为结构性能退化等造成的连接损伤隐患，如图4所示。

(a)爬梯连墙结构稳定性不足 (b)爬梯连墙杆变形 (c)爬梯结构构件连接销松动图4 安全防护工程的结构类隐患

(2)临边防护类隐患，主要指安全通道周边、作业平台周边的防护栏杆整体牢固性不足、防护网固定不牢、未防护或防护出现空档的缺陷,是导致高处坠落伤害的直接因素。结合某市政桥梁工程施工安全隐患排查实践，安全防护工程常见临边防护类隐患有水平或竖向安全通道端头未封闭形成的断头通道，防护空挡、缺失以及防护损毁。这些临边防护类隐患发生于工程建设的全过程，早期为无防护或防护不到位，后期表现为防护的损毁，如图5所示。

(a)断头安全通道

(b)防护网损毁

(c)栏杆及防护网损毁图5 防护类隐患

(3)洞口防护类隐患，指桩孔、预留洞口等防护盖板(或网)、安全通道的跳板固定不牢、无防护、强度不足或空档等缺陷，是导致高处坠落伤害以及物体打击伤害的直接因素。这些洞口防护类缺陷在工程结构施工后期高发。

(4)环境类隐患，指安全防护工程中存在的可能危及人身安全的危险因素。结合某市政桥梁工程施工安全隐患排查实践，发现安全防护工程中环境类隐患主要有安全通道内迎面障碍物、地面堆放杂物。这些不良环境发生于安全防护工程的全过程，可能带来物体打击、绊倒，刺伤等伤害，如图6所示。

(a)迎面尖锐物

(b)放零星材料随意堆放图6 环境类隐患

2.2 安全防护工程安全隐患排查实证统计

某公路桥梁工程全长约32 km，桩号K0+000-K30+300,其中某多跨连续特大桥梁工程,总计128个桥墩，30 m、50 m跨度为预制T梁架桥机安装，75 m、175 m跨度为挂篮施工现浇连续刚构桥梁。该桥梁工程高处作业安全防护工程主要有：基坑临边护栏、桥墩桥梁爬梯、桥梁挂篮施工作业面临边护栏、桥面洞口防护网及盖板、挂篮上横梁操作安全通道、桥梁挂篮施工底模临边护栏及安全通道、预制桥梁施工临边护栏、梁间防护网等。

为及时排查安全隐患，服务企业安全生产，组织两个专家团队依据上述隐患分类和相关安全技术标准[3-4]对项目施工实施定期、不定期的安全隐患排查，每月进行安全隐患排查2～3次。从2017年10月15日实施第1次项目桩基础工程全面隐患排查，到2019年5月12日桥梁主体结构工程贯通，共排查33次，其中1～4次主要为基础桥墩工程施工安全隐患排查，5～12次为桥梁挂篮陆续安装施工安全隐患排查，13～28次为桥梁挂篮施工期安全隐患排查，29～33次为挂篮陆续拆除阶段安全隐患排查，排查情况见表1。

表1 市政桥梁施工安全防护工程的安全隐患排查统计

由表1可知，此次累计排查856处安全防护工程隐患，其中，爬梯结构隐患99处，占比11.6%，临边防护隐患488处，占比57.0%，洞口防护隐患162处，占比18.9%，防护工程中的环境隐患107处，占比12.5%。这些安全隐患的发生比率，直接表明了市政桥梁工程施工的高处坠落伤害风险最高，刺伤或划伤位居第二，坍塌风险位居第三。

从市政桥梁工程主体结构施工全过程看，爬梯结构类隐患在工程早期、中期高发，临边防护类隐患在工程中期高发，洞口防护类隐患在工程末期高发，环境类隐患在工程中期高发。

市政桥梁工程施工全过程安全防护工程的安全隐患演化机制为：从无到有，从不完善到完善，再到因使用损毁带来的不完善演化规律。

3 结论

安全区隐患排查治理是安全生产管理事中控制的重要手段。鉴于高处坠落伤害事故的高发性，市政桥梁工程建设的线性延展、桥梁高净空面临的安全生产形势严峻。通过组织安全生产专业团队对某市政桥梁施工安全隐患进行全过程安全隐患排查,探讨了市政桥梁工程施工安全防护工程类型，分析了安全防护工程所具有的及时性、可靠性、耐久性和管理风险特性及其防控策略，并将防护工程的安全隐患类型分为结构类隐患、临边防护类隐患、洞口防护类隐患和环境类隐患。通过某市政桥梁工程建设全过程的33次安全隐患排查实践，统计获得了某市政桥梁工程建设过程中安全防护工程的安全隐患分布规律，揭示了安全防护工程安全隐患从无防护到不完善到完善再到损伤性隐患的演化特性。