平南三桥200m超高塔架安装过程安全管理研究

吴宇航 廖汝锋

摘要：平南三桥200m塔架安装作为危险性较大的工程，是缆索系统安装施工的关键，更是项目安全管理的重点和难点，在目前高速公路建设更加注重安全管理的形势下，如何做好塔架安装过程的现场安全管控显得尤为重要。文章主要研究了平南三桥200m塔架安装过程中的重点和难点问题，用LEC法则对风险源进行了分析，提出了相应的安全管控措施和方法，并阐述了实际应用情况，为类似工程提供参考借鉴。

关键词：200m塔架安装;高空作业;安全管理

中图分类号：U445.1 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.018

文章编号：1673—4874（2020）11—0065-05

0引言

广西荔浦至玉林公路平南三桥是主跨为575m的中承式钢管混凝土拱桥，建成后将成为世界上最大跨径的钢管混凝土拱桥。塔架安装是缆索系统的重要组成部分，塔脚预埋在拱座内，塔底固结，塔顶设纵向缆风索。塔架采用钢管桁式结构（材质为Q345B），横向宽39.9m，纵向宽12m，高199.76m;塔顶设箱梁横梁，长46.4m，宽4.64m。

平南三桥塔架标准节段共24个节段，每节段高8m，采用2台塔式起重机进行安装，塔架安装是本项目危大工程安全管控重难点之一。

1塔架安装过程概况

1.1概况

塔架竖向、纵向均以4m为模数设计，横桥向以4.9m为模数设计，标准格构柱尺寸为（12×9.8）m，吊塔段为（4×9.8）m。塔架立柱采用φ610×20钢管，每节段长8m，腹杆采用φ114～245mm钢管，立柱和腹杆均采用直缝钢管;立柱与立柱间采用法兰连接，立柱与腹杆系间采用节点板栓接。格构柱间设置6道横联。南、北两岸塔架采用相同的布置（见图1）。

大桥拱座浇筑方量大，采用分离式设计，拱座横向宽12m，塔脚立柱长度为6.6m，预埋深度为2.5m，四周分别配置长度为2.9m的钢筋笼，布置螺旋形箍筋;立柱底设3层φ28加强钢筋网片，改善预埋件附近混凝土的应力状态。预埋钢管内灌注C50自密实混凝土，提高结构的刚度（见图2）。

1.2塔架安装

首先，两岸拼装场将杆件拼装成吊装单元后，吊装至塔架上。为保证吊装效率，两岸C 7036型塔吊只负责将拼装好的杆件吊装至塔架上，杆件在地面上转运均由吊车和平板车完成。塔吊臂长55m，低塔吊臂长40m，各自负责安装各自半幅塔架，塔架中间横梁和塔顶D节段由长臂塔吊负责安装。塔吊吊装作业区域需在拱座区域的吊装区进行。塔架设有临时缆风、永久缆风，安装过程中需及时安装临时缆风索，保证塔架的稳定，安装完塔顶横梁后及时安装永久缆风（见.图3）。

塔架安装过程中需对塔架的垂直度、位移进行监控，及时调整，塔架安装完毕后，需组织相关人员对塔架进行验收，验收合格才可安装缆索系统。

2塔架安装风险分析

2.1塔架安装风险源辨识

塔架安装作业是本项目缆索系统施工中的关键和危险工序。塔架安装过程中，涉及可能造成的事故类型包括坍塌、物体打击、机械伤害、高处坠落、起重伤害、淹溺、交通事故及触电等。在项目开工前，依法开展了施工安全风险评估，依据《平南三桥施工风险评估报告》对缆索系统塔架安装作业的风险估测，采用LEC法并结合作业条件危险评价分析法进行分析，确定以下风险为不可接受的风险。

（1）坍塌。南北两岸塔架高达200m，若塔架安装方案设计不合理或者安装过程中未按照专项施工方案执行，存在一定的坍塌风险。

（2）物体打击。塔架安装过程中高空作业人员装配螺栓、携带工具行走时，若工具、螺栓等材料未使用工具箱存放，且下方有作业人员在高空坠物范围内施工或者活动，形成立体交叉作业，易造成物体打击事故。

（3）高空坠落。由于塔架构件自身原因，多处临边防护未得到完善，加之受高温环境因素影响，高空人员进行作业、检查时易疲惫。若存在高空作业人员无证上岗，操作技能不熟练，且自身患有高血压、心脏病等疾病和酒后上岗等不安全因素时，均易发生高空坠落事故。

（4）起重伤害、机械伤害。塔架安装施工涉及塔吊、龙门吊、汽车吊等起重设备，且交叉作业较多;存在起重设备钢丝绳、吊钩吊具、安全附属装置等物体的不安全状态;存在操作人员未持证上岗、未接受教育培训等管理因素和违章作业、违章指挥等不安全行为时，容易发生起重伤害、机械伤害等事故。

（5）交通事故。本项目施工便道均较长，也是通村的主要通道，往来社会车辆、人员频繁，与施工车辆共用便道，存在较大的交通安全风险。

（6）触电。主要涉及人员操作不当或施工用电布设不合理。施工过程中所用的电器设备数量和类型繁多，如电焊机、空压机、冲击钻等，易造成触电事故。

（7）淹溺。塔架施工涉及跨江缆风索安装，缆风索由船只牵引至对岸进行锚固，牵引过程中若未穿戴救生衣，容易发生淹溺事故。

2.2LEC评价法分析塔架安装风险源

LEC评价法的主要步骤为：（1）对施工现场的危险作业区域进行分析，确定事故类型，找出危险因素;（2）按标准分别对L、E、C进行评分，其中D=L×E×C。D为施工现场危险性等级。详见表1～5。

通过分析风险估测表，结合项目实际情况得之，塔架安装过程中高空坠落为项目的重大风险源，属于高度危险，需重点采取安全管控措施控制风险。

3安全控制及管理

3.1塔架安装前准备工作

3.1.1编制专项施工方案

依据《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90一2015），南北两岸塔架安装属于危险性较大的工程，应当编制塔架安装专项施工方案，按程序报审报批。

塔架安装使用机械配合人工進行安装。南、北岸分别安装2台C7036型塔吊，采用塔吊进行立柱钢管、水平杆、斜杆、横联、塔顶等的安装。随着塔架高度的升高，塔吊也随之爬升，直至整个塔架安装结束（见图4）。

塔架安装前应认真对各种杆件、节点板、螺栓进行检查，防止有损伤的构件被用到塔架上。安装应严格按照设计进行，螺栓要按数量上足上紧，在吊装过程中，还需要定期检查。除了吊车选型，也还要重点考虑履带吊行进线路的地基承载力，钢筋笼主副横向吊点、纵向吊点设置验算，钢丝绳选型及强度验算，卸扣、滑轮、扁担及吊点焊缝等主要起重构件的抗剪强度验算。

3.1.2安全技术交底

危险性较大部分工程塔架安装施工前，由项目技术负责人向现场管理人员、劳务队负责人、班组长及作业人员进行安全技术交底，项目安排专职安全员对塔架安装过程进行监督，在检查巡视中发现问题的，责令立即整改并采取有效的安全防护措施。

3.2塔架安装过程安全管控措施

3.2.1建立垂直生命线

高空垂直生命线主要包括塔架“之”字形安全爬梯、施工电梯和垂直爬梯，除此以外還设置了水平防坠网，防止人员坠落。

（1）安装“之”字形安全爬梯和施工电梯。根据《公路工程施工安全技术规范》（JTGF90—2015）、工况条件设计和集团标准化建设要求，在塔架一侧设置“之”字形安全爬梯。为保证安全爬梯产品质量，项目采用专业厂家定型产品，安全爬梯搭设过程每4m设置一道连墙件，四周设置防护栏杆并用钢丝网封闭。当塔架安装高度超过40m时，项目严格按照规范要求在塔架另一侧设置施工电梯。由物资设备部、安全管理部联合对电梯设备、材料进行验收，安装前做好安全技术交底和班前安全教育，安装过程中有现场管理人员旁站监督，安装完成后由特检院进行验收，各项指标均符合要求后方可投入使用。

（2）垂直爬梯搭配自锁器。为保障施工上下方便及安全，施工过程设置垂直爬梯，由西14mm圆钢焊接而成，爬梯侧设置贯通φ8mm钢丝绳，并设置自锁器，保障人员上下全过程受保护（见图5）。

（3）创立防坠网屏障。项目考虑塔架构件结构特殊、临边防护不易设置等原因。根据《GB5725—2009安全网》规范要求，在塔架安装内部每隔3m殳置一道防坠网，在正在安装节段及其下节段四周设置防坠网（见图6）。

3.2.2建立高空水平生命线

高空水平生命线主要包括塔架安装内提升施工平台。施工平台除按规范要求进行临边、标志标牌防护外，还进行创意设计，作业人员安全保障力度大，且平台安拆对塔架安装进度影响小。

（1）内提升平台设计。内提升平台用于工人在塔架上安装螺栓、检查安装情况使用。施工平台分为三层，每层铺设钢面板，为工人的作业平台，根据塔架平面结构，施工平台制作成三角形，方便上下移动，每层平台面积约4.2m²。平台内部设置爬梯，平台主体结构立柱采用10cm×5cmx 5mm方钢，桁架结构采用L50×3cm角钢，平台铺设采用钢跳板，三层平台间设安全爬梯相贯通，爬梯孔洞设防护盖板。详见图7。

（2）内提升平台提升。施工平台提升步骤：吊装塔架标准节段立柱吊装单元→吊放施工平台，挂钩与已安装好的水平杆、斜杆连接牢固→安装该层剩余水平杆、斜杆，工人于施工平台安装螺栓→吊装下一层标准节段立柱吊装单元一提升施工平台一循环至塔架安装结束。详见图8。

为了避免施工平台提升时挂钩与已安装的水平杆冲突，导致平台无法提升，平台挂钩制作成可活动挂钩，如图9所示。挂钩由弹簧拉着，在提升过程中碰到水平杆时可向下活动，当越过水平杆时，可在弹簧的拉扯下恢复原位。

3.2.3完善安全管理体系

（1）严格抓好施工前安全措施。在塔架安装施工影响范围内设置安全通道，安全通道与员工专用通道及人脸识别门禁相连，实行全实名制管理，且每班进入施工现场人员均需经过酒精测试及血压测试无异常后才允许进入施工区域进行施工。

（2）加强塔架构件吊装前检查。在两岸工区龙门吊加工拼装完塔架构件后，由工程管理部质检员对所有准备起吊的塔架构件螺栓、法兰盘缝隙等进行检查验收。对不符合要求的塔架构件要求重新加工，直至各项指标均符合要求后方可通过汽车吊运送至拱座区域进行吊装作业。

（3）强化高处作业的安全监管。项目秉承“有施工的地方就必须有管理人员”的理念，在塔架安装进行时，上下游各有一名管理人员旁站监督。重点检查高空作业人员是否正确使用安全带，是否按要求设置防坠网，材料、工具是否用麻绳固定，临时用电是否正常，作业人员精神状态是否良好等。高温天气时要注意间歇性休息，及时补充水和能量，条件允许的情况下可适当饮用藿香正气水，避免中暑而造成人员失足导致高空坠落事故。

（4）重视特殊岗位安全教育培训。项目安全管理部对特殊工种作业人员进行安全教育专题培训（每15d进行一次），通过观看安全警示视频、告知现场存在的风险源及安全管控措施，并且不断地向高空作业人员灌输如何防范高空坠落的安全理念，加强高空作业人员的安全意识，提高安全操作技能，掌握应急逃生方法，实现项目本质安全水平。

（5）构建信息化安全管理模式。项目启用“智慧工地安全管理平台”，这是一个集现场安全隐患排查管理、重风险源监控、危险作业申请、安全验收等多项功能于一体的手机处理平台，以信息化手段形象化、可视化展示在建项目塔架安装安全管理体系运转情况。项目大桥施工现场两岸还各安装了1个360°全景鹰眼和2个塔吊球机，鹰眼和球机为37倍变焦，可放大监控距离达600m，可实时查看或回放，通过设定一定规则实现抓拍、统计功能。项目两岸现场还装有IP语音广播喇叭，坐在监控指挥中心即可对塔架安装过程违章行为进行制止、指令下达，还可在上下班时间定时广播、诵读安全操作规程等。

4实施情况及效果

经项目全体员工的共同努力和精心管理，平南三桥200m超高塔架顺利封顶。塔架安装期间未发生任何安全事故，安全生产管理体系正常运转，安全生产形势始终保持稳定，成功实现了预期的安全目标。

5结语

综上所述，塔架安装施工过程中高空坠落的风险极高。应建立健全项目的风险分级管控和隐患排查治理双重预防体系、安全培训教育体系、过程监督旁站体系，并通过强化垂直、水平生命线的研究与应用，构建信息化安全管理模式等管理手段与理念，为塔架安装保驾护航，实现项目本质安全的管理目标。

平南三桥200m超高塔架的顺利安装，是项目安全管理工作标志性的成果。随着国家经济的发展和社会的进步，基层建设的规模将继续扩大，大跨径拱桥的建设也将随之增多。因此本文对塔架安装过程的安全管理研究显得尤为重要，也能为其他类似工程提供参考借鉴。