墩顶吊篮及检查梯安装营业线施工的风险分析与控制研究芮雷--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

墩顶吊篮及检查梯安装营业线施工的风险分析与控制研究芮雷

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：芮雷

[导读] 摘要：新建皖赣铁路扩能改造工程WGZQ-1标青弋江右绕特大桥跨宁安城际铁路连续梁两个主墩（83#，84#）墩顶吊篮及检查梯安装施工，属于营业线封锁施工，高空作业施工难度大，施工作业风险高。

        中铁二十四局集团安徽工程有限公司安徽省合肥市 230000
        摘要：新建皖赣铁路扩能改造工程WGZQ-1标青弋江右绕特大桥跨宁安城际铁路连续梁两个主墩（83#，84#）墩顶吊篮及检查梯安装施工，属于营业线封锁施工，高空作业施工难度大，施工作业风险高。本文通从施工的影响因素角度考虑，通过对停电封锁、高空作业的风险进行分析得出风险源，并针对风险源从施工准备、施工过程提出了相对的控制措施。通过对该工程的施工控制，验证了制定的措施的有效性。
        关键词：墩顶吊篮及检查梯；营业线封锁；高空作业；控制措施
        1引言
        墩顶吊篮及检查梯安装，由于墩身高，很容易出现高空坠落。宁安城际铁路既有供电线距离非常近，极易发生触电事故。吊机配合作业若出现机械倾覆现象，会砸断供电线及破坏桥梁结构。施工环境复杂，建设单位曾考虑迁移供电线路，但费用非常大，为降低建造成本，继续考虑停电封锁点内直接安装。为避免或减少损失，必须重视施工前的安全防范措施。本文通过对83#、84#墩顶吊篮及检查梯的施工为依托，分析施工时的各种风险因素，并提出了相应的控制及应对措施，最后通过现场的平稳施工验证了风险控制措施安全有效，以供类似施工作参考。
        2工程概况
        青弋江右绕特大桥位于芜湖市弋江区，大桥中心里程YDK4+655.85，全长7797.85米。起讫里程为YDK0+757.118~YDK8+554.583，共236个墩，按设计图纸要求需安装207处墩顶吊篮、6处墩顶检查梯。青弋江右绕特大桥上跨宁安铁路处桥墩为83#、84#墩，与宁安铁路营业线里程范围为K102+500~K102+700，夹角为36°。青弋江右绕特大桥83#墩顶吊篮安装后最低处高于宁安行车AF线，高差1.6米，水平距离是4米；84#墩顶吊篮安装后最低处距离宁安供电线水平距离是1.5米，高差5米。
        3墩顶吊篮及检查梯施工风险分析
        83#墩墩顶高程为17.88米，84#墩墩顶高程为18米。吊篮及检查梯安装工人需在升降平台上进行施工。人员施工高度距地面距离大约为16.5米，高空坠落风险隐患极大。施工中，安全防护措施落实不到位将对施工作业人员人身和供电线安全带来严重威胁。
        吊篮施工配合机械为吊机，同时也作为现场应急救援机械，配套工具为自制工具吊栏，使用发电机带动卷扬机提升下降。83#墩顶吊篮安装后最低处距离宁安行车AF线水平距离为4米，84#墩顶吊篮安装后最低处距离宁安供电线水平距离为1.5米。施工时机械设备离供电线距离过近，吊机倾覆或者材料运输坠落等将会损毁供电线，侵入铁路限界，甚至会对铁路桥梁主体造成破坏。施工时应考虑此类风险，防止危害桥梁结构安全，破坏供电设施，延误工期，中断行车，造成重大经济损失。
        83#墩、84#墩所跨宁安铁路为供电高压线路，电压为27500V。人员、机械施工距离高压线很近，安全距离不足。施工前，安排好驻站及现场防护，邀请南京供电段配合停电封锁。确认停电安全后才能进行施工。否则，施工过程极易导致人员触电，造成人员伤亡和设备损坏。
        83#墩、84#墩吊篮平台高度为16m，设计为检查休息平台上部检查梯长为6m，休息平台下部检查梯长为6m。检查梯施工时具有大高度，大长度的特点。检查梯安装时无支撑点，靠机械配合人工进行安装，极易发生安全事故，对施工安全带来严重安全威胁。
        施工作业时间均为夜间零点至四点，天气寒冷，是人体最为疲劳的时间段，作业前要保证作业人员休息时间充足，作业时保障现场照明充足，作业后认真检查材料及工具是否全部撤离现场。

        4墩顶吊篮及检查梯施工风险控制措施
        4.1施工准备
        （1）施工方案编制与评审
        本工程施工影响宁安线路的行车安全，方案的编制需对现场条件进行详细的调查，排除施工的障碍。并对桥墩附近的地基进行查勘，避免由于地基承载力的不足而造成的机械倾覆。方案的编制须按现场实际制定针对性的措施。方案的评审是对方案进行的体检，排查出方案的问题与不足。并根据专家提出的问题进行修改完善，经路局最终审批后，依据方案指导施工。
        （2）封锁计划的上报。方案经批准后，根据会议纪要与相关的设备管理单位签订安全协议，协议签订封锁需求时间留有富余，配合施工范围符合施工要求。按照《上海铁路营业线施工安全管理实施细则》，青弋江右绕特大桥83#-84#墩上跨既有宁安铁路属于营业线施工，须Ⅲ级停电封锁。
        （3）加强安全教育、交底。对施工作业人员进行安全教育，加强风险意识，提高风险识别能力，确保施工安全。对作业人员特别是对关键工序施工人员进行详细的技术交底，强调施工要点，技术难点。严格按照施工方案进行施工，避免现场施工工序、秩序紊乱，从而导致施工不当和返工的损失。
        （4）严格进行安全检查。检查能避免安全事故的发生，将事故从萌芽状态消除。吊篮及检查梯施工存在高空坠落、倾覆、触电等隐患，完善安全检查的制度，加强人员的管控，明确人员分工，确保施工安全。
        （5）物资机械设备准备。根据现场施工条件，由于施工高度过高，工具栏不能从地面载人上下，需配备吊机2台，同时作为应急抢险设备使用。施工时间为0：00-4：00，考虑夜间施工不便，临时用电采用4台发电机，保障提升动力和夜间照明充足。人员上下全程悬挂安全带及防坠器。
        4.2 施工过程控制
        （1）施工登销记。根据上海铁路局批准的施工天窗点。提前一小时安排驻站人员进入登记站，提前做好登记工作。现场负责人通知现场防护员进行现场防护，施工结束后由现场负责人组织有关人员对施工现场进行彻查，确认墩顶无人员、无设备、无易漂浮物。并经设备管理单位确认后，通知驻站人员进行销记。
        （2）自制升降平台提升与固定。报建设单位批准，本工程使用自制升降平台，升降平台由垂直升降机提升，工具吊栏被提升至指定高度后，将升降平台对拉固定至垫石上。本工程已对垂直升降机的安全性进行了验算，主要针对桥梁挂篮提升施工电动卷扬机设备，提升设备的安全性能进行验算。首先假定采用两台2KN电动卷扬机作为牵引力，钢丝绳规格为8mm（6X19+FC-7.7）。破断拉力是30.4KN。
        电动卷扬机牵引力，可按下式计算：
        S=1020PHη/V
        其中：S——作用于卷筒上钢丝绳的牵引力（N）；
        PH——电动机的功率（KW），取PH=2KW
        η——卷扬机传动机总效率，按下式计算：
        η=η1η2η3η4……ηn
        解得：η=0.94*0.93*0.93*0.93=0.76
        V——钢丝绳速度（m/s），由下式计算：
        V=ΠD’nn
        D’ ——缠有钢丝绳的卷筒的计算直径（m）：
        D’=D+（2m-1）*d
        D——卷筒直径，取D=0.2（m）；
        d——钢丝绳直径，取d=8mm；
        m——钢丝绳在卷筒上的缠绕层数，取m=8；
        解得 D’=0.2+（2*8-1）*0.008=0.32
        nn——卷筒转数（r/s）：nn=nhi/60
        nh——电动机转数（r/min），取nh=100（r/min）；
        传动比i=0.04
        nn=100*0.04/60=0.0667（m/s）
        经计算得 S=1020*2*0.76/0.0667=23244N
        两台卷扬机牵引力为S总=23244*2=46488N
        吊篮自重取1t，人员为4人，取0.5t重。安全系数为2，则G=（1+0.5）*2*0.98=2940N
        结论：S=46488N大于G=2940N，2台卷扬机该设备牵引力满足要求。
        实际操作中，2台卷扬机牵引极易造成吊篮晃动，不稳定因素较多，采用4台卷扬机四角固定同步提升，安全稳定性大幅提高。
        （3）划线植筋。升降平台固定后，由作业人员依据图纸在规定位置划线，做钻孔标记。标记做好后，由作业人员进行钻孔。由于桥墩钢筋较密，孔位应避让构造筋，可根据现场实际适当调整位置。按设计要求Φ20、孔深20cm进行钻孔。钻孔水平度、垂直度允许偏差为5°，深度允许偏差为+5mm。钻孔成批量后，逐个清除孔内灰尘，利用压缩空气清孔。用毛刷刷三遍，确保孔壁无尘。随后用胶枪将胶注入孔内约2/3即可。插入处理好的钢筋，需用手将其晃动着缓缓插入孔底，使得植筋胶均匀附着在钢筋的表面及缝隙中，插好固定后的钢筋不可再扰动。待植筋胶养生24h后再进行后续工作。在植筋前已经通过了抗拔力试验。
        （4）吊篮安装。在化学锚栓上加垫片，安装牛腿，保持牛腿与墩身密贴。采用M20双螺母加垫片进行锚固。牛腿角钢与墩身空隙采用楔形钢垫板。牛腿安装应按设计均衡、对称安装。牛腿安装完成后安装步板支架。本工程步板宽度为60cm，步板支架内乱圈应大于步板宽度2cm，以便于步板的安装。步板支架采用焊接固定在牛腿上。焊缝应饱满，焊渣敲落，并采用第V套涂装体系对焊点进行防腐、防锈处理。步板支架安装完成后，安装步板，相邻步板间距不大于10mm，并对步行板平整度进行调整。考虑吊篮工作寿命，采用水泥砂浆后期易风化，步板易松动从而出现造成人员踩空的情况，所以本工程勾缝采用沥青砂浆进行勾缝限位卡控。勾缝完成后进行养护，待养护达到一定强度后进行栏杆钢筋安装，栏杆钢筋采用Φ16圆钢，圆钢采用套筒压花连接。
        （5）检查梯安装。83#、84#墩顶高度较高，检查梯分两节设置。中间设有1m长的休息平台。检查梯采用先加工成品，在现场进行安装。检查梯安装应在吊篮安装后，利用吊机配合人工安装上部检查梯。考虑检查梯施工无支撑点，施工时危险极大。安装时人员须佩戴安全带，设置安全防坠器，安全带与安全防坠器系在一起。另外由墩顶固定几根吊绳，配合防坠器使用。检查梯安装与吊篮安装一致。吊机配合工作人员先进行钻孔，采用植筋胶安装化学锚栓。待化学锚栓达到使用强度后，进行在上节段检查梯安装。

        图3 墩顶检查梯施工图
        5应急保障措施
        为了保证现场施工安全，与相关各方密切联系，严格制定了安全防范及出现危险情况的应急措施，规划了应急救援路线，编制了人身安全防护预案，墩顶吊篮和检查梯施工配备了一定数量的应急救援物资，配备了一定数量的抢险人员，并组织全体工作人员对出现问题开展应急演练。
        6结束语
        通过对作业人员风险意识的安全教育、施工要点的详细交底，对机械材料的合理选型，对施工方法的合理运用，对周围环境风险的排除，规避了营业线墩顶吊篮及检查梯安装施工出现安全事故的风险。
        在整个施工过程中，营业线停电封锁正常，人员按规章制度作业，机械使用正常可靠，材料设备、应急物资配备充足，确保了现场的安全生产。
        本项目防坠器的使用确保了施工作业人员的安全，降低了施工的风险。垂直升降机的使用缩短了升降平台上升的时间，提高了工作效率。从方案理论上的2台卷扬机配备到实操过程中增加至4台卷扬机极大地提高了作业平台的升降安全稳定性。沥青砂浆的使用加强了步板的刚度，延长了吊篮的使用寿命，降低了后续的维修成本。施工中所有的焊点的防腐措施采用了《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》（TB/T1527-2011）第V套防腐涂装体系。
        参考文献：
        [1]《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》：TB/T1527-2011/中华人民共和国铁道部，2012.01.
        [2]《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》：TB10752-2018.
        [3]《营业线施工安全管理实施细则》：上铁运，2019，129号文.