西北某工业园区环保改造安全隐患排查

高勇

【摘要】近年来国内外环保要求日渐严格，我国亦将“绿水青山，就是金山银山”纳入基本国策。从中国进入习近平新时代以来，国家大力推动绿色可持续发展，装配式建筑、绿色建筑、被动式建筑、近零能耗建筑技术蓬勃发展，带动产业升级、技术改造。习近平向世界承诺2060年前实现碳中和，践行“绿水青山就是金山银山”。目前我國在建工地均要求标准化建设，实施场地裸露地面全面覆盖防尘网，采取工地进出车辆冲洗车轮等措施降低施工扬尘，减少施工队环境的影响。而且我国煤矿相关企业也早已禁止露天堆放煤堆，必须建设煤棚、库房等全封闭式建筑以满足环保要求。

【关键词】绿色；环保；煤炭；改造；钢结构；安全

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.095

1、西北地区工业园区发展现状

受限于自然条件恶劣和地理位置偏僻，西北地区经济发展主要以重工业为主轻工业为辅，以开采煤炭、石油、天然气等资源为代价发展经济。产业比较落后，污染也较大，转型极为困难。近年来，国家大力发展风力发电、光伏发电技术，得利于西北地区丰富的风力、太阳光资源，这些新兴产业遍地开花，发展势头强劲。一直以来传统煤炭企业煤堆露天堆放，不仅浪费资源，也污染环境，更对环保事业提出了挑战。随着环保要求越来越严格，目前相关工业园区已禁止露天堆放煤堆，必须建设煤棚、库房等全封闭式建筑以满足环保要求，否则主管部门不允许其开展生产业务。

2、煤炭相关企业发展现状

煤炭是重要的能源资源，也是不可再生资源。我国的煤制油工业近年来发展顺利已至世界前列，煤化工工业也发展的很好。煤化工工业中产物聚丙烯经过融化、塑型，就可成为制造医用无纺布的原料高熔指聚丙烯纤维，疫情期间保障了我国口罩供应，形成了从煤炭到口罩的华丽转身。煤矿开采属于高危行业，每年发生的人员伤亡事故居高不下，为此国家关停了部分管理不规范的中小煤矿，有效遏制了事故的发生数量，安全生产也是国家关注的重中之重。当下世界极端天气频发，而环境污染也是一个重要诱因，环境保护刻不容缓。环境保护成为世界发展新趋势，为了满足环保要求，相关企业积极配合整改，加紧建设煤棚、库房等建筑以满足环保要求。

3、本次安全排查原因

目前我国各地市、县住建局管辖范围均不包含工业园区，工业园区内工厂、办公、住宿用房的规划、审批、建设、验收等相关事宜均由工业园区管理委员会监督管理。工业园区的建设管理相对缺失，缺乏有效监管。由于工业园区相关技术人员较为缺乏，加之众多煤炭相关企业集中整改，管理更为混乱。由于某企业加盖的库房部分垮塌，引发安全担忧。为了摸清该工业园区煤棚、库房等建筑的安全状况，各相关企业负责人自行聘请第三方技术公司摸底排查，查清隐患，以便后期整改。

4、安全排查情况

我司也参与了该工业园区的摸底排查工作，了解该园区内实际情况。改造或新建的煤棚、库房中从建设程序是否合规来说有严格按照建设程序建设的，也有直接承包给公司或个人代建的，也有直接找工人施工作业的，质量也相差甚远。从图纸设计是否合规来说有正规设计院盖章出图的，有设计院出具蓝图但未盖章的，有不明来源白图的，也有全凭经验搭建的。从施工质量来说有严格按照图纸施工的，有偷工减料的，也有完全将图纸当摆设的，更有先施工后补图纸，现场与图纸完全不相符的。当然也有完全符合建设程序，符合现行设计标准，符合现行施工工艺要求的。本文仅探讨发现的质量安全隐患。

5、该工业园区煤棚、库房结构类型

该工业园存在时间较长，由于各企业发展情况不同，管理理念也不同。园区内厂房、煤棚、库房等建筑结构类型较多，有管桁架结构、网架结构、门式刚架结构、排架结构、张弦梁结构、混合结构等，其中钢结构占绝大多数。部分建筑结构类型事似而非，没有经过正规设计、正规施工而建成，有种粗制滥造、东拼西凑的既视感。近年来门式刚架结构在我国广泛应用，该工业园区内门式刚架结构也相对正规，也说明设计、施工、加工、安装人员对门式刚架结构理解较深。但一些不常用的结构类型，还是有不少与计算模型不相符的情况，存在极大的安全隐患。如大跨度张弦梁结构，设计时采用钢索张拉施加预应力，撑杆受压向上顶起钢梁，从而减小钢梁整体受荷挠度。而排查中发现部分张弦梁结构体系中钢索及钢撑杆均以钢筋替代，其一是无法有效施加预应力；其二是钢筋若受压会退出工作，无法减小梁整体挠度；其三是受力后杆件工作原理完全不同，存在安全隐患。再比如某些管桁架结构煤棚、库房中，将常用的倒三角桁架体系随意替换为正三角桁架体系。看似倒三角或者正三角体系影响不大，但其平面外稳定情况相差较多。同时梁上部受压，下部受拉，而钢材抗拉能力明显大于抗压能力，故管桁架倒三角体系材料利用更充分。

6、发现的质量安全隐患。

在为期一个多月的现场排查过程中，发现了一些质量安全隐患，本着对业主负责的态度，我们也详细报告了发现的隐患。这些质量隐患总体上从基础到上部结构，从柱间支撑系统到屋面支撑体系，千奇百怪五花八门。

6.1 场地地质情况较好。

该工业园区位于山脚，经查阅相关勘察资料，该园区场地以卵石层为主，地质情况良好，不需额外作地基处理。持力层承载力足以支撑煤棚或库房的建设。从现场排查情况来看，确实与资料相符，尚未发现由于地基不均匀沉降而导致的安全隐患。

6.2 基础安全隐患。

现场排查中发现该工业园区内，基础隐患问题较多。有基础尺寸明显不足的，也有埋深偏浅的；有不设置基础，钢柱直接由后置锚栓锚固于场地混凝土地坪的，也有钢柱直接锚固于厂区围墙顶的。而选择这么做的大多是小企业，他们缺乏相关专业管理人员，一味追求价格低，也无正规设计图纸，未找正规施工单位。而往往基础出现安全隐患的煤棚、库房，还存在梁柱等上部结构构件截面尺寸不足、支撑系统不完善、结构整体性不佳等各种安全隐患。

6.3 梁柱构件安全隐患。

现场排查中发现部分厂区梁、柱构件截面尺寸明显偏小，部分构件锈蚀比较严重，梁柱节点连接也不规范。存在钢柱柱脚底板悬空，未灌实混凝土的现象；也存在地脚螺栓未安装螺母，或虽安装螺母但未采取措施防止螺母松动的；有未安装柱脚加劲板的，还有直接将钢梁搭在老旧厂房柱子上的。

梁柱连接节点是本次排查问题最多的地方，连接比较随意，无法保障节点安全。螺栓连接的存在连接板缝隙较大，螺栓未拧紧，高强螺栓无法发挥其作用的现象；也存在螺栓漏拧现象。部分煤棚利用回收废旧钢材拼装而成，锈蚀较严重，且长度不足时随意切割焊接，危险性较大，应重点整治。

6.4 柱间支撑系统安全隐患。

钢结构构件并不仅仅是强度控制，很多时候是由稳定性控制的，所以稳定性是钢结构设计的灵魂。往往一些结构设计工程师、施工技术人员、结构鉴定人员容易忽视此问题而过分注重承载力。钢柱的平面外稳定性与其平面外计算长度息息相关，而减少其平面外计算长度就尤为重要。结构设计一般要满足建筑使用凈空要求，即柱子高度是已知且固定的，那么合理设置刚性系杆就成为了减少钢柱的平面外计算长度的有效方法。

现场排查中发现该工业园区内部分煤棚、库房未设置柱间支撑，且其柱脚连接为铰接形式，无法有效传递纵向水平力，容易引发倒塌事故。新闻中所见到的钢结构工厂建设过程中的倒塌事故，多是由于施工顺序不当，未设置好柱间支撑及屋面支撑，结构不成体系，平面外失稳所致。该工业园区内某些库房净空过高，而柱子间未设置刚性系杆，且该库房内柱子截面过小，平面外稳定性不足，存在安全隐患。

6.5 屋面支撑体系安全隐患。

本文前面提到稳定性设计是钢结构设计中的重中之重，而钢梁平面外稳定性关系整个屋面系统的安全。从整体排查情况来看，屋面支撑体系问题也较多。排查中发现有刚性系杆设置不足的，有刚性系杆设置不连续的，也有根本未设置刚性系杆的。屋面支撑作为有效传递屋面水平力，使屋面体系整体受力的重要构件，在钢结构里的作用举足轻重。排查中发现某些库房屋面支撑设置不合理、不连续、不成体系，部分支撑松弛未张紧，使结构难以整体受力，存在薄弱环节。

按照现行设计标准及行业共识，屋面檩条不能给屋面梁提供平面外支撑，无法减少屋面梁平面外计算长度，只有同时连接屋面梁与檩条的隅撑能提供平面外支撑，有效减少屋面梁平面外计算长度。《门式刚架轻型房屋钢结构设计规范》 GB51022-2015中明确隅撑支撑的梁的平面外计算长度不小于2倍隅撑间距，以往工程做法为隅撑布置隔一布一，按现行设计标准要求应每排檩条均设置隅撑。但由于该工业园区年代较长，只能以旧的标准为依据排查。大多企业隅撑设置能满足旧的标准要求，但仍有部分企业煤棚、库房尚未设置隅撑，存在安全隐患。

6.6 墙面围护系统安全隐患。

墙面围护系统主要由墙梁及彩钢板组成，而墙梁根据其跨度不同一般须设置一道或两道拉条，靠近屋面板处应设置撑杆及斜拉条。现场排查中发现，部分煤棚、库房墙梁已明显弯曲，墙梁间拉条松弛，也未设置撑杆及斜拉条，检查发现墙梁截面尺寸明显偏小。虽然围护系统对整个主体结构影响较小，但也应积极整改，防止脱落伤人事故发生。

7、园区安全排查隐患总结

本次园区安全排查隐患总体分为承载能力安全隐患和体系构造安全隐患。承载能力安全隐患分为：础基尺寸不足，基础埋深偏浅，梁、柱构件截面尺寸不足，构件锈蚀，梁柱节点连接不规范，连接板缝隙大螺栓未拧紧等。体系构造安全隐患分为：刚性系杆、柱间支撑、屋面支撑、隅撑等设置不合理，屋面支撑松弛等。

8、结论及建议

从本次工业园区摸底排查情况来看，有的企业管理规范，存在的安全隐患较少，而有的企业管理混乱，安全隐患相对较多。建议各相关企业认真整改，消除隐患，实现安全生产。建议住建局和工业园区管理委员会理清管理职责，联合督查整治，严格按照相关报建程序，严把质量关，将安全生产风险消弭于无形。助力安全生产，助力绿水青山，为广大人民群众谋福祉。

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