系杆拱桥施工安全专项风险评估

（中铁二十三局集团轨道交通工程有限公司，上海 201399）

目前我国建筑施工安全风险评估多数都是邀请第三方安全咨询评价公司，但第三方欠缺施工经验，对施工现场了解不深入，评估方法、过程和现场脱节，风险辨识不深入，评估结论难以指导现场施工。本文评估系杆拱桥上部结构施工安全风险，构建系杆拱桥的专项风险评估指标体系，为施工安全提供有力保障。

1 工程概况

京杭运河二通道320国道大桥为现有路改桥工程，主线桥长968.2 m，采用钢管混凝土拱桥，跨径161 m，计算跨径157 m，计算矢高31.4 m，矢跨比1/5，桥宽38.5～44.35 m。拱肋为钢管混凝土结构，吊杆为环氧涂层平行钢丝拉索，纵、横梁为预应力混凝土结构，桥面板为钢筋混凝土结构。设计采用“先梁后拱”，横梁、系梁采用现浇法施工，拱肋、风撑现场支架上拼装焊接，压注混凝土工艺。

根据交通运输部施工安全风险评估管理办法，该桥施工安全总体风险评估为Ⅲ级高度风险，需开展专项安全风险评估。本桥下部结构设计为群桩加柱式墩，下部结构施工安全风险较小，专项安全风险评估主要对上部结构进行风险分析。同时该桥址地处浙北平原区，地形平坦，施工范围内各条管线，均采用先迁改后施工，周边环境、季节性变化对施工的影响不在此次评估考虑范围内。

2 评估程序

专项风险评估的基本程序包括：风险源普查、辨识、分析，并针对较大风险源进行估测、控制。（1）分解施工作业程序，形成评估单元；（2）辨识评估单元的典型事故类型；（3）通过作业环境危险性评价法，辨识一般风险源和较大危险源；（4）利用指标体系法、风险阵法对较大风险源进行估测；（5）针对风险源提出相应的控制措施和建议。

3 风险源辨识

风险源辨识是风险评估的基础，主要包括施工作业程序分解、施工作业可能发生的安全事故辨识。本桥梁工程上部结构包括梁板施工、拱架施工、桥面系施工3个子分部工程，每个分部工程又细分为不同的分项工程（主要工序）：（1）梁板工程：地基处理、支架搭设和预压、模板工程、钢筋工程、混凝土工程、预应力工程等。（2）拱架施工：支架搭设、安装拱勒和焊接、混凝土压注、安装风撑、吊杆安装与张拉等。（3）桥面系及附属工程：桥面栏杆、伸缩缝、防排水、路面工程等。施工作业程序分解后，通过评估小组讨论、咨询等方式，结合以往施工中发生的典型事故及《企业职工伤亡施工分类标准》（GB 6441—86）等，得出本施工过程中可能发生的典型事故类型有物体打击、高处坠落、触电、起重伤害、坍塌、机械伤害、火灾、其他伤害等。

4 风险分析

梁板施工过程中，支架失稳、钢筋、模板、混凝土、预应力工程是常见风险。拱圈结构施工主要涉及大型构件吊装和混凝土压注过程中的失稳、焊接、高处作业等施工风险。

（1）起重伤害。上部拱勒设计节段最大重量为148.7 t，起重风险较大。原因包括方案设计不合理、吊车起重能力不够、地基承载力不足、吊点设置不合理、作业人员违章作业、环境影响、提升速度较快等造成的吊车倾覆；吊物脱钩、钢丝绳断裂；指挥信号不清楚发生误撞、脱钩、弹绳等伤人事故；因设备操作不当、安全设施（限位器、安全卡等）不可靠、安全防护不到位等。

（2）支架坍塌。主要有支架坍塌和钢拱架坍塌风险，施工方案设计不合理、验算不符合要求；地基承载力不足，排水不畅；支架材料强度不足、受力不均衡，搭设不符合方案要求，支架集中堆载；作业人员违规操作、上部结构龄期未到强度不足拆除架体；钢拱架临时支撑固结不稳、受力不均、恶劣天气（大风）施工、钢管质量焊接工艺不合格；混凝土压注方式错误等引发支架垮塌。

（3）高处坠落。上下桥梁未搭设安全通道；作业人员违规攀爬架体；桥面临边防护缺失；高空作业人员未穿戴安全带、防滑鞋；特种作业人员未持证上岗；雨雪天、大风等恶劣天气违规作业；夜间施工照明不足等。

（4）物体打击。各种手持小工具、混凝土块、其他小型材料掉落砸伤人员；作业人员高空抛物；起重过程中捆绑不牢固；违规操作、防护不到位坠落伤人。

（5）触电。电气线路老化、破损；非专业人员操作电气设备；电气线路设置不合理、未设置接地线、保险装置失灵；检修作业过程中意外合闸，用电设备漏电等。

（6）机械伤害。预应力筋、锚具、夹片性能损伤引发夹片或预应力筋飞出伤人；油泵管路爆裂引发喷溅伤人；张拉设备故障；预应力筋的质量不合格；张拉机具、钢筋加工等机械安全设施失效；恶劣天气施工等造成的机械伤害。

（7）火灾。钢管混凝土焊接作业量大，容易引燃安全网、方木、模板、油漆等易燃物。焊接过程中，防火安全距离不足，电焊工未持证上岗，未配置灭火器等。

5 风险估测

风险估测采用作业条件危险性评价法，对可能发生的事故类型进行评估。风险估测如表1所示。

表1 风险估测

通过风险估测，该系杆拱桥上部结构施工容易发生支架垮塌、起重伤害事故，属于高度危险。对高度危险的施工作业活动，按照要求，纳入较大风险源估测。

6 较大风险源估测

较大风险源估测采用定性与定量相结合的方法。事故严重程度采用专家调查法，事故可能性采用指标体系法，参照风险矩证，确定风险等级。系杆拱桥施工易发垮塌、起重伤害等事故类型，通过专家评议法建立系杆拱桥施工事故可能性评估指标体系。

6.1 事故发生可能性

因施工单位的管理、经验、资质等对工程施工安全起关键性作用，在安全管理过程中起到增加或抵消作用，同样的施工内容，不同作业人员、不同环境差异都很大。专项风险等级标准如表2所示，评估指标体系如表3所示。

表2 专项风险等级标准

表3 系杆拱桥施工事故可能性评估指标体系

参照《公路工程评估指南》中人的因素及施工管理引发的事故可能性评估指标体系，得出本项目桥梁工程安全管理折减系数γ=0.9。

根据公式计算系杆拱桥事故可能性P=γ×R=15×0.9=13.5，参照《典型重大风险源事故可能性等级划分》得出事故可能性等级为3级。

6.2 事故严重程度

从直接经济损失和人员伤亡两个方面，采用专家法分析系杆拱桥施工事故严重程度。

系杆拱桥施工过程中可能造成3≤死亡（失踪）＜10或10≤重伤＜50规模的事故，属于2等级，即较大事故。

系杆拱桥施工设备、设施投入量大，发生事故造成的直接经济损失（Z值）较大，1 000万元≤Z＜5 000万元，为2等级，损失较大。

根据人员伤亡情况和直接经济损失大小，确定系杆拱桥施工事故严重程度为2等级。

根据风险矩证表，确定系杆拱桥施工风险等级为：Ⅲ级高度风险。

7 对策措施及建议

根据风险评估结果和风险接受准则，提出风险控制措施。风险控制根据工程特点、风险评估结果，选择合适的控制措施。

系杆拱桥上部结构施工的风险防控措施：

（1）系杆拱桥施工应编制专项施工方案，组织专家评审，严格按审批后的方案执行。

（2）施工前，项目技术负责人应逐级对现场管理人员、作业人员进行技术、安全交底，告知施工中的重难点和注意事项。针对横系梁、风撑弦杆、拱肋、吊杆等重点施工部位，编制作业指导书。

（3）钢管加工、起重吊装选取有资质的专业单位；钢管拱进场应有钢材的质量证明书及抽样检验报告、焊接材料质量证明书、焊接工艺评定报告、焊缝质量检测报告、内部探伤报告等。

（4）起重机械必须具有合格证，进场设备必须进行验收；地基承载力必须满足使用要求；吊装使用的钢丝绳、器具必须进行相关验算，同时有产品合格证明。

（5）多机抬吊时，需要统一指挥、相互协调配合，重量分配合理。在起吊时需要在吊车附近拉警戒线，禁止非相关的人员进入施工的现场。

（6）选取的支架应具有材质合格报告，现场随机抽取架管做外观、强度试验，支架搭设严格按照专项方案执行，地基必须经过专门处理，确保施工安全。

（7）钢管混凝土的压注严格按照施工方案的顺序进行，控制压力，防止倾覆。

（8）大风、暴雨、大雪等恶劣天气严禁进行吊装和高处作业。

8 结语

通过本次风险专项评估，可知系杆拱桥施工属于较大以上安全风险管控部位，存在坍塌、起重伤害等事故风险。专项风险评估是在项目开工之前，基于施工图纸、施工组织设计等文件，预测施工过程中可能存在设计变更、工艺转换。工程实施过程中，应根据项目具体情况，完善安全风险控制措施。