铁路桥梁施工安全风险分析与对策

2023-11-20包世波兰兴国魏传光

交通企业管理 2023年6期

□ 包世波兰兴国魏传光

铁路桥梁作为铁路建设的重要组成部分，在我国铁路建设发展进程中发挥着至关重要的作用。然而，近年来铁路桥梁施工安全事故频发，给人民财产造成了巨大损失。这些安全事故大多与桥梁施工过程中的安全风险识别不到位、管理措施未落实等方面有关。据此，笔者分析铁路桥梁主要施工风险并制定改进措施，提高铁路桥梁施工的安全水平，从而为铁路桥梁施工安全管理提供参考。

一、我国铁路桥梁施工安全现状

铁路建设中铁路桥梁作为其重要组成部分，其占比逐步增加。桥梁施工在整个铁路工程中难度较大，一旦发生安全事故所造成的损失极大。由于现代桥梁结构的设计要求越来越高，需要在超长跨度、超大荷载、海底施工、复杂地形等复杂条件下施工，对桥梁施工技术管理与安全保障提出了更高的要求。如果对自身和环境的风险管控不到位，将极易导致安全事故发生。

二、铁路桥梁主要施工风险

铁路桥梁施工主要事故类型有坍塌、高空坠落、触电、机械伤害、沉降、爆炸、碰撞等，整个施工周期都有可能发生安全事故的风险。

1. 临建工程施工风险

（1）临建选址在受洪水、泥石流威胁，塌方、落石、滑坡、危岩落石等危险地段，未远离高危、临边、悬崖、低洼等场地，办公区和生活区用房与施工机具停放场地未完全分开布置，相互干扰。

（2）未定期对施工便道进行检查维护，路面出现开裂、破损、坑洼，导致发生交通事故。

（3）临建设施受大风、暴雨、暴雪等极端天气影响。

2. 地基与基础施工风险

（1）钻孔灌注桩施工过程中，易发生孔口未及时覆盖导致人员坠落事故。大直径孔桩钢筋笼吊装及一次性大方量混凝土浇筑，易发生机械伤害、触电、物体打击、起重伤害等安全事故。人工挖孔桩有限空间作业时，未进行有毒有害气体检测和通风措施，也会对工人的生命造成威胁。

（2）围堰施工时，土方开挖作业机械设备未规范管理可能导致基坑塌方、坑底塌陷和人员被困等事故。对围堰变形、渗水和冲刷等情况未进行监测或发现问题处理不及时，造成围堰坍塌等。钢板桩未按规定及时支护，引起基坑变形甚至坍塌。地连墙等围护结构大型结构吊装作业发生吊物坠落、起重吊臂断裂、起重吊车倾覆等事故。

（3）深基坑开挖未按规定放坡或支护，未监测，降水对环境影响。未按方案顺序、部位和高度开挖，临边防护不到位，内通道和平台不规范，周边违规堆载或动载作业。

（4）沉井未进行水密性试验及检查。沉井采用起吊下水时，起重设备未经选型计算，现场吊装部位、吊索具未按规定执行。沉井接高时未对称加载。定位落床前，未考虑潮水涨落的影响等。

3. 塔墩台施工风险

墩台模板未设计专项，安拆未按方案，支撑倾倒、模板坍塌；现场材料、设备未规范管理。高处作业人员未佩戴安全用品、临边防护缺失高坠风险。高墩模板爬升体系未配备保险。墩身钢筋安装时未稳固。脚手架、支架拆除未按方案实施。高处吊篮、升降机、爬梯未与墩身可靠连接。塔吊管理不到位，安装或者顶升发生安全事故。

4. 混凝土现浇梁施工风险

大型非标设备的设计、制造、进场验收及安装、拆卸等不符合要求。支架的强度、刚度、稳定性不足；地基、基础承载力不足。支架搭设、移动模架安装完成后未进行检查验收。预压不符合专项方案要求。移动模架拼装过程中支腿横向连接不及时。移动模架、挂篮、支架等部件焊缝开裂未及时发现和处理。移动模架过孔、挂篮前移时，违章操作。悬臂浇筑时，T 型构件两端不平衡荷载超限。墩梁临时固结不符合有关规定要求。

5. 混凝土预制梁施工风险

简支箱梁钢筋骨架未采用多点平衡起吊吊具吊装，或吊具未进行专项设计，钢筋骨架吊点设置不合理。模板拼装不牢固、拉杆螺母未拧紧。预应力张拉作业时无安全防护措施。运梁车桥面运梁时，梁缝处未铺设搭接板，或搭接板采用的型钢及钢板未经过计算复核。架桥机未规范过孔、固定、监测。简支T 型梁梁体存放和运输过程中支承捆绑不稳固。两台吊车吊梁时，指挥不统一，起落不同步。

6. 钢梁安装施工风险

钢梁安装施工上下通道、操作平台等安全防护设施设置不规范。支架法安装钢梁时，支架的强度、刚度、稳定性和基础承载力不足。悬臂拼装钢梁时钢梁悬臂长度超出规定或悬臂端超载。

7. 拱桥施工风险

支架、拱架的强度、刚度、稳定性和基础承载力不足。拱肋斜拉扣挂系统强度、刚度和稳定性不满足要求。拱架未按规定进行预压，支架、拱架卸落时混凝土强度不足或未按设计要求顺序进行。钢管混凝土的压注顺序或拱上结构加载顺序未按设计要求进行。

8. 斜拉桥施工风险

在使用塔吊、施工升降机、爬模、桥面吊机等设备前的检查验收及使用过程中的检验维护不符合要求。高空作业平台、临边防护、通道、爬梯等设置不满足需求。在设计劲性骨架、施工支架时边界条件考虑不充分。在吊装作业时其影响范围内警戒、防护措施设置不当，吊耳、吊索具设计不合要求，松除吊钩时机不当，吊装指挥、操作不当等。高处作业人员劳动防护用品使用不规范。立体交叉作业防护不足。动火作业不符合规定，平台消防设施配备不足。水上作业警戒、防护措施不足，救生措施配备不足。极端大风、雷雨天气时应急响应措施不足。

9. 悬索桥施工风险

锚碇施工时未复核现场和设计地质是否一致。重力式锚碇基坑开挖不符合规范要求。隧道式锚碇施工时未采取措施，扰动围岩。岩锚施工不符合相关规定。锚碇混凝土施工未按大体积混凝土要求执行。猫道系统未进行专项设计，架设顺序不合理。主缆锚固系统钢架锚固体系施工时，构件未进行试拼装，定位支架不满足要求。预应力锚固系统定位支架不符合要求。索鞍塔顶门架及锚碇门架未进行专项设计，未进行荷载试验。主缆牵引系统存在缺陷、握索器与索股连接不牢。加劲梁未按照实际情况编制专项施工方案、吊机及工索具设计不合理。

10. 水上、跨越道路、营业线施工风险

三、改进提升安全技术措施

经过对铁路桥梁施工现场存在的主要安全风险分析，发现安全事故的原因主要有方案未保证、作业人员安全意识淡薄、各种安全措施未落实等，通过“人、机、料、法、环”施工关键因素分析，制定了针对性的安全技术措施。

1. 临建工程技术措施

（1）施工前应做好临建选址统筹规划，制定可行的临建规划方案，由具备相关资质的单位出具安评报告修订后实施。

（2）使用过程中，对便道进行定期检查维护，临建场地设置充足的灭火设施。

（3）定期对临建场地地基进行监测，出现问题及时处理并做好临时设施固定措施、加强气候预警。

2. 地基与基础技术措施

（1）孔桩施工过程安排专人做好孔口防护避免人员坠入。钢筋笼吊装和混凝土浇筑做好人员交底和组织，避免疲劳作业。人工挖孔桩作业坚持“先通风，后检测，再进入”的原则，须严格按照专项施工方案进行。

（2）围堰土方开挖作业时机械设备应规范管理，定期检查和维护设备的安全性能。由有资质专业单位对围堰变形、渗水和冲刷等情况进行监测，规划车辆行车路线，避免影响基坑安全，发生基坑偏位、变形和钢支撑应力超限等监测预警时应立即启动应急预案。

（3）钢板桩插打时，设置导向架，当现场水文地质等条件与设计资料有较大差异时，及时复核论证。开挖或抽水时，按设计要求在相应位置加设内撑系统。各类吊装作业须严格执行作业令审批制度，复核作业条件，加强吊装过程安全监控。

（4）浮式沉井在下水前，底节应进行水密性试验，其余各节进行水密性检查。沉井采用起吊下水时，起重设备经选型计算，落实交底、作业许可和现场带班生产、跟班作业。沉井接高时均匀对称加载。定位落床前，考虑潮水涨落的影响。下沉过程可采用泥浆减阻和压沉技术等助沉手段，同时做好下沉监测和纠偏工作。

为了检验政府补助对于社会投资者跟进行为的影响，本文构建了模型（6），进一步地，为了研究业绩状况对于二者关系的影响，按照全样本、业绩状况分组对模型（6）进行回归。其中i代表公司，t代表年份。

（5）深基坑开挖根据现场地质条件进行放坡或支护，按规定组织有监测资质的单位进行监测。基坑临边做好防护栏杆及相应警示标志，基坑周边堆载或进行动载作业时满足一定安全距离。上下通道与作业平台统一设计，规范布置，严格验收。

3. 墩台技术措施

（1）墩台模板进行专项设计，确保模板的强度、刚度及稳定性。模板拉杆的规格、材质、数量和安装位置等符合模板设计要求。模板安装时，应设置溜绳。模板拆除遵循“先上后下、先非承重后承重、分节分块、先立后拆”的原则。应加强现场施工材料规划管理，施工人员应正确佩戴安全防护用品。

（2）高墩模板爬升体系按要求设置保险装置。

（3）墩（台）身钢筋绑扎、墩帽钢筋笼整体吊装时设置双排井字子架、缆风绳等稳固措施。

（4）脚手架、支架严格按专项方案进行安拆。

（5）高处作业吊篮、施工升降机、爬梯等与墩身设置可靠连接。高处作业临边防护进行经常性检查并及时维护。塔吊应每月检查，定期维保，由专人指挥。

4. 混凝土现浇梁技术措施

（1）支架的强度、刚度、稳定性、地基、基础承载力进行专项设计计算，支架应按照方案要求预压，严格执行支架验收制度。

（2）移动模架、挂篮拼装、支架等部件焊缝在使用过程中应加强巡视和日常检查，及时发现和处理。移动模架过孔、挂篮前移时，现场管理人员需加强管控，严格按照使用手册进行操作。

（3）悬臂浇筑时，控制T 型构件两端混凝土浇筑速度尽量同步，确保不平衡荷载不超限。墩梁临时固结施工按照设计图纸要求进行。

5. 混凝土预制梁技术措施

（1）简支箱梁钢筋骨架和箱梁内模整体吊装时配备专用吊具，采用多吊点均衡起吊。吊装前先进行试吊，钢筋骨架吊点处采用架立钢筋加强。张拉作业设置专用工作平台，平台应设防护屏障。运梁车桥面运梁时，梁缝处铺设搭接板，搭接板采用的型钢及钢板经过计算复核。架桥机行走、过跨等步骤严格按照设计执行，严格工序验收。

（2）简支T 型梁存放时支撑稳固，双层存放时，上下层梁的支垫位置在同一垂直线上，T 型梁装至运输平板车上后，打紧斜支撑并捆绑牢固。吊车吊装T 型梁时，统一指挥，两端应同时起吊落位。

6. 钢梁安装技术措施

（1）钢梁安装应设置可靠的作业平台、安全上下通道、水上施工安全防护措施及救援设施、临边防护设施等，所有高空作业平台上，安装不低于1.2 米的临边防护栏杆。

（2）委托有资质的单位进行支架设计，充分考虑施工荷载、工况及环境条件，确保支架系统设计强度、刚度、稳定性满足要求。

（3）悬臂施工过程中，桥面吊机移动、钢梁拼装同步对称，控制不平衡偏载在设计及监控要求范围内。

7. 拱桥技术措施

（1）支架和拱架经专项设计。对扣塔、扣索、锚定组成的系统强度、刚度和稳定性进行专项设计检算。

（2）拱架设置可靠的落架装置，并进行预压。拱圈混凝土强度达到设计强度时，按设计顺序纵向对称均衡、横向同时拆除的原则，依次卸落拱架。各片拱架对称、少量、多次、逐步卸落。

（3）钢管混凝土压注顺序按设计要求进行，设计无要求时由两拱脚至拱顶对称、均衡一次连续压注完成。压注中应安排专人检查混凝土到达位置并相互通报，保证两端对称进行。压注时严格控制泵压和泵速，控制两侧混凝土顶面高差。

8. 斜拉桥技术措施

（1）塔吊、施工升降机、爬模、桥面吊机等设备使用前进行严格的检查验收，使用过程中定期检修维护。

（2）高空作业平台、临边防护、通道、爬梯等应精细化设置，满足现场施工需求。

（3）劲性骨架、施工支架等设计充分考虑各类工况。

（4）吊装作业时设置警戒防护区，合理设计吊耳及吊索具，吊装作业严格遵守操作规程。

（5）加强高处作业人员安全教育培训，正确佩带劳动防护用品。涉及立体交叉作业时，做好相关防护措施。

（6）按规定进行动火作业，同时规范配置消防灭火设施。水上作业配备充足的防护应急设施。

（7）做好极端大风雷雨天气的应急响应措施。

9. 悬索桥技术措施

（1）重力式锚碇进坑开挖时沿等高线自上而下分层进行开挖，及时支护坑壁，在坑外及坑底分别设置截水沟和排水沟。沉井下沉过程中注意观察江边堤防等水利设施的稳定情况，发现异常及时采取相关措施。在基坑开挖前对地下连续墙基底的基岩裂隙进行压浆封闭，并采取防渗措施。

（2）隧道锚及岩锚开挖前在开挖场所附近选取一处地质相似的地方进行爆破试验，对爆破施工方案的各种参数应进行试验和修正，并应据此确定爆破方案。

（3）锚固系统型钢锚固系统吊装时对支架、吊具及工索具进行专项设计，确保满足施工要求；预应力锚固系统中的锚具应安装防护套，无粘结预应力系统注入保护性油脂；对加工件进行超声波和磁粉探伤检查。

（4）对塔顶门架、锚碇门架及附属的射中装置等进行专项设计，其强度、刚度和稳定性满足要求。利用塔顶门架或锚碇门架进行索鞍吊装时，进行荷载试验。索鞍吊装过程中垂直起吊，并在地面各作业施工区域设置警戒区。

（5）猫道设计时根据桥位处的施工环境条件和当地的气象条件对猫道进行抗风稳定验算，对特大跨径悬索桥，必要时可通过猫道风洞试验，获得试验参数后对猫道进行结构动力分析及抗风稳定性验算。先导索施工前对施工方案进行专项论证，并加强先导索跨越区域的监控。承重索采用钢丝绳时，架设前对钢丝绳进行预张拉处理，消除其弹性变形。承重索及其他钢丝绳投人使用前严格验收，严禁使用断丝、变形、锈蚀等超出相应规定的钢丝绳，施工过程中应注意检查和防护。横桥向架设承重索，两侧应同步架设，数量差不宜超过1 根。顺桥向架设承重索，边跨与中跨应连续架设，且中跨的承重索宜采用托架法架设。

（6）主缆索股牵引过程中安排专人跟踪牵引锚头，并在沿线设置观测点监测索股的运行情况；索股整形入鞍时，握索器与索股连接可靠，索股始终保持在限位轮中，操作人员不得处于索股下方。

（7）加劲梁安装前制定专项施工方案，并对桥位处的自然环境条件进行勘察，掌握当地的有关气象资料；安装加劲梁的吊机、吊索具等进行专项设计，加劲梁吊装作业前按照各工况进行试吊，试吊荷载为最大梁段重量的1.2 倍。

10. 水上、跨越道路、营业线施工技术措施

（1）栈桥、施工平台临边按要求设防护栏杆、挡脚板、警示标志等。施工船舶按规定设置救生、消防、照明等设施。潜水作业按规定调查潜水环境、有应急措施。

（2）跨越道路施工前编制专项施工方案和安全保畅专项方案，报相应部门审查批准。联系道路主管部门，及时办理施工许可手续。

（3）营业线桥涵施工前进行“点前检查”和“危险源辨识”。按照铁路部门营业线施工相关要求进行内外业的准备，明确各级管理人员的职责范围。人员上道作业时，应按要求设专人防护。大型设备有防护倾覆措施、来车时停机避让。线路封锁施工时，按批准的项目施工或不超前准备、不超范围施工；根据现场施工环境条件，制定针对性营业线防护措施。