营运轨交声屏障加装项目的安全保证及工效提升

王玎君, 何金平, 奚 皓

中海环境科技(上海)股份有限公司,上海 200135)

0 引 言

近年来,地铁建设项目不断增多,给沿线居民带来了严重的噪声污染,轨交声屏障建设严重滞后使得轨道两侧的噪声污染现象较为突出,在营运中的轨交上加装声屏障是一种较为有效的环保措施。与新建轨交声屏障加装项目可在白天实施不同,在营运中的轨交上加装声屏障只能在夜间地铁停运时段进行,存在接触网高压触电[1]、焊接触电、高空坠物和物料遗落给次日列车的运营带来重大隐患等安全风险。同时,在营运中的轨交上加装声屏障存在每周断续请点施工(每周2～3点)、单点有效作业时间短(1～2 h)和材料机具每次进场全凭人工完成而不能实现机械化等问题,施工的效率较低,人工成本较高。

如何有效推进营运轨交声屏装加装项目的实施,在保证项目施工的安全性的同时提升工效,是项目管理和运营团队急需解决的一个重要问题。现有的研究主要集中在运营线路的施工安全[1]和安全卡控[2]方面,本文结合某市一号线声屏障加装项目的实施经验,从危险源辨识、分析和预防措施落实等角度着手,提出操作指导,规避风险,全力保证声屏障加装项目实施的安全性。同时,从设计、工艺、质量和机具投入的角度阐述提升项目实施工效的措施,为类似声屏障加装项目的顺利实施提供参考。

1 危险源辨识和预防措施

1.1 危险源辨识

与新建轨交声屏障不同,在营运中的轨交上加装声屏障不仅涉及已运行接触网高压电触电危险和物料遗落在轨道上引发列车安全运行风险,而且涉及H型钢立柱加长对接焊接产生的动火风险和高空安装产生的坠落危险。对此,需逐一分析、识别危险源并采取针对性的预防措施,具体见表1。

表1 危险源分析、识别和采取的预防措施

1.2 危险源伤害的应对措施

1.2.1 接触网高压触电危害

1) 高压电工正确穿戴防护用具,持证上岗,精准融入声屏障作业流程中。 高压电作业人员在对接触网进行验电、放电、悬挂和拆除等操作时,必须穿戴绝缘靴和绝缘手套。高压电作业人员除了需持高压电工证上岗以外,还需悉知声屏障作业流程中的紧前、紧后关键节点。施工负责人应将这些内容视为流程重点保障要素,明确时间、地点和对接人员等要素,确保高压电专业验电和挂接作业[3]在恰当的时间、正确的地点,在安全员的监督下完成。

2) 规范执行验电、挂接地线安全工作规程。在高压接触网停电,高压电工挂地线之前,应先检查验电器是否正常工作,再检查接触网的带电状态,确保接触网无电之后才能挂接地线[4]。在挂接地线时,先接接地端,将接地线的轨夹端接在回流轨上,在检查接地线的两端连接牢固、接触良好之后再将其挂环接在已停电的接触线或汇流排上。图1为挂接地线操作示意图。

图1 挂接地线操作示意图

高压电专业人员悬挂接地线之后,声屏障施工负责人收到通知开始施工,声屏障作业点不得超出接地线悬挂范围。施工结束之后,施工负责人统筹剩余材料和工器具,待人员全部撤离轨行区之后通知高压电工拆除施工区内挂设的所有接地线,随后向运营单位报备消点。

3) 接触网安全距离冗余保护。在施工期间,虽然接触网已停电,但仍应关注登高作业人员手持工具与接触网的安全距离,保持与接触网线有至少1.5 m以上的安全冗余距离,防止因静电感应而触电。当设计图纸要求从顶部插装隔声、吸声板时,专职安全员监督登高作业人员双手抬举屏体的极限高度,尽量从水平方向将屏体插入H型钢内侧,降低登高作业人员的作业高度。

1.2.2 物料遗失危害

因夜间照度不佳,其他作业单位曾多次出现工器具和材料遗落轨道的情况,给次日列车的安全运营带来了重大风险。项目部一方面主抓工器具责任制管理,另一方面着手进行材料和物料清单精细化管理,提出治理措施。

1) 工器具班组责任制。在工器具进场之前,班组负责人安排人员在工器具表面加贴有编号的黄色或其他荧光色贴纸,增强工器具的光线反射量,使其更便于察觉。同时,在施工期间禁止不同班组间相互借用工器具,杜绝由此引发的工器具失管和下落不明等风险。

2) 进场材料流水编号管理。在每日施工之前,施工负责人按物料清单的要求,根据当日计划指定班组负责人将各自的施工材料从场外转运至站台临时堆放点,划分各自材料的归属区域,成品编号与安装点位做到一一对应,施工时对号入座。施工结束之前,班组负责人检查各自的施工材料,扣减已安装的材料编号,将剩余材料纳入物料清单中,并汇总给施工负责人,由其复查之后撤离轨道。

1.2.3 焊接触电危害

在对声屏障钢立柱进行对接焊接引弧之前,一般尽量将焊接电源的空载电压调高一些,但空载电压升高会使触电风险增加。若轨道的工作面潮湿,会使焊工身上的衣物和鞋袜的电阻下降,进而使通过人体的电流增加,增加触电的风险。因此,须采取以下焊接用电方面的安全措施。

1) 在电焊机通电作业之前,焊工应按规定穿戴好焊接防护服和电焊专用手套,选用带有空载稳压功能的电焊机,这样既能避免空载电压触电,又能减少空载电耗。在通电的情况下,不得将焊钳夹在腋下,或将焊接电缆线绕挂在附近任何金属物件上;在移动焊接电缆线或接地线时,禁止用手捏导线的裸露部位。

2) 尽量避免在潮湿的地点和雨雪天进行声屏障钢立柱施焊作业,否则应加强防护。施工之前,在作业区搭设临时遮雨棚,电焊机用木方结构垫高,配备应急抽水设施。在这种环境下作业,严禁焊工穿戴有铁钉的皮鞋或布鞋,否则易因受潮而遭受电击,通过在脚底垫木板和橡胶垫等与地面隔离。

1.2.4 火灾危害

在进行H型钢立柱加长对接焊接过程中会产生大量火星,若未预先对作业场所采取消防措施,极易引发火灾。因此,须采取以下焊接动火方面的安全措施。

1) 在焊接钢立柱之前按规定办理动火证,经管理单位审批之后方可作业,施工时严格按动火证的审批内容施焊。在正式焊接之前,检查轨道面下方及其周围是否存在易燃易爆物,作业面是否有可燃物质,若有,应及时清理干净。

2) 在焊接钢立柱之前,应在焊接区域铺设防火毯和其他防火器具,不能对轨行区的原有设施造成任何破坏。氧气瓶和乙炔瓶保持10 m以上的安全距离,在材料平板车上挂设二氧化碳型和水剂型灭火器。当焊接工位发生改变时,安全防护措施同步跟进。

1.2.5 高处坠落和物体打击危害

受视线不好或人的反应灵敏度存在昼夜差异等因素影响,在施工过程中极易产生高处坠落危险,而声屏障钢立柱定位、屏体插装和顶部附件固定等作业均需在高处进行,存在高处坠落和物体打击的风险。因此,须采取以下高处作业方面的安全措施:

1) 登高人员在上岗之前必须进行健康检查,患有高血压、心脏病、精神病和其他不适合登高作业疾病的人员禁止登高作业。登高人员应外穿反光背心,戴好安全帽,穿好胶底鞋,禁止穿硬底鞋。安全带采用标准五点式安全带,高挂低用。

2) 在登高作业之前,将工具和紧固件收纳至随身工具包中,在使用过程中禁止抛掷。施工结束之前务必保持安装平台工完料清,防止因拆卸安装平台而引发平台内零件、工器具坠落和打击伤害事故。

2 施工工效提升措施

2.1 深化设计

1) 声屏障屏体紧固采用止退螺母加开口销的形式,这样在屏体安装完成之后,后期维保的工作量能大幅减少;同时,杜绝螺母松脱,防止整块声屏障屏体滑脱出H型钢侵入轨道引发重大安全事故。

2) 在原电缆托架固定螺栓的干涉位置将原屏体紧固L型角钢设计成U型卡件,这样既能保护原电缆托架结构的完整性,又能提升此处吸隔声板的安装速度。图2为底屏紧固优化示意图。

a) 优化前

b) 优化后>图2 底屏紧固优化示意图

3) 对于声屏障基础扭转不利于安装的工位,在原角钢螺栓孔位加设Z型挡块(见图3),在增加屏体单侧安全搭接的同时,更好地提示维保人员在例行检查过程中关注声屏障插装的安全状况。

图3 Z型挡块优化图

2.2 工艺优化

营运线路上的施工点通常不连续,工效较低。为提升短时工序的完成度,有必要对各节点的施工工艺进行优化,施工工艺运用得当能大幅提升夜间单点施工的效率。一方面,优化焊接工作的人员分配,将H型钢对接焊拆分为点焊和全熔透满焊;另一方面,改进声屏障钢立柱吊起和导向定位工艺,自动提升钢立柱对接焊的质量,同时提升施工效率。

1) 将H型钢对接焊接拆分为定位点焊和全熔透满焊,实现工序精细化管理,提升H型钢焊接工序单个施工点的施工效率。

首先,由点焊焊工对H型钢的四周及其中心的5个点进行定位焊接,完成1根H型钢的定位焊之后,由全熔透焊工跟进执行H型钢对接截面的全部融透焊接。点焊的工作量较小,以1组焊工施焊为宜;全熔透满焊的工作量较大,耗时较长,需要2～3组焊工同步施焊。在2 h的有效时间内,平均完成20根H型钢的对接焊,相比优化前单个施工点焊接10根左右H型钢的工作量,能提升50%的焊接效率。

2) 在新建H型钢底部中段预制定位导板,提升新建H型钢的定位精度,减少H型钢人工扶正的工作量,提升该工序的施工效率。

在将新建H型钢吊起、悬转、落位到原基础H型钢顶面时,要满足钢结构焊接规范的要求,人工扶正的误差往往较大,操作人员的手势、夜间施工的风力和照明等因素都会影响H型钢定位的垂直度,若定位不符合规范的要求,反复调整会增加时间成本。为提升此项工作的自动化水平,从改进制作工艺的角度入手,在新建H型钢腹板的底部两侧对称增设1套定位导向夹板。图4为H型钢定位导板。在吊装立柱下降落位过程中,通过定位导板实现新建H型钢与原H型钢的一次定位,缩短钢立柱再调整时间,提升焊接对接垂直精度和施工速度。

图4 H型钢定位导板

2.3 质量强化

当项目涉及多个施工部位的工序交接时,还需安排专职质量员带领各班组长核验各自负责的工序是否符合施工工艺和结构安全方面的要求,符合一道工序,交接一道工序。

1) 声屏障H型钢对接工作完成之后,紧后屏体安装班组长按质量交验规定请示专职质量员进行质量评定,审核其所做的工作是否符合设计图纸的要求,经验收合格且无遗留问题之后,紧后屏体安装班组继续安全施工。若未经质量交验擅自继续作业,专职质量员升级为施工负责人,施工负责人视时间和事件严重程度等立即执行内部停工指令,停工之前仅允许进行安全加固操作。

2) 当可能影响到后续施工的质量时,班组长和专职质量员均可按交验制度申请进行质量现场评定,确定引发质量问题的内部及外部原因、问题的严重性和可采取的应急措施。解决问题的方式包括疑问排除、责任方当即整改、拆除或加固处理等。

2.4 机具投入

2.4.1 小吊机摆渡吊

更改从场外运送声屏障材料的物料运输方式,在设计点高架桥下方的空旷区域,通过临时回转小吊机将材料直接驳运到安装点附近,缩短施工时间。

2.4.2 机械驳运材料进场

在3 h施工计划时间不变的情况下,为大幅度减少人工运送材料的工效损耗,增加各施工点的有效安装时间,与地铁管理单位进行多次沟通之后,决定采用管理单位的工程车代替人工平板推车运输、卸载材料,促进材料运输效率的提升。一次性将设计里程内的声屏障钢立柱运输到设计安装点,依次卸落、堆放在轨道面下方的安全空地上。

当施工至第5个月时,通过与常规材料进场及二次转运的计划相对比发现,采用工程车转运材料的完工量已超出常规作业方式100 m以上。当施工至第7个月时,通过对比发现,采用工程车转运材料的完工量已超出常规作业方式300 m以上。1 000 m声屏障安装工作提前3个月完成(见图5)。

图5 不同转运方式的运输效率对比

3 结 语

在本文所述声屏障加装项目实施期间,在建设、运营、设计、监理及其他专业单位的全力支持和配合下,上述各项应对措施得到了有效执行。尽管受天气和线路维保等因素影响,项目屡次被叫停,项目团队始终铭记危险源辨识分析表这一重要安全保障方式,确保安全预防措施在项目实施全过程中精确落实,有效提升了工效。项目推进平稳有序,工期、质量、安全和文明施工等方面的目标顺利实现,降噪效果达到了设计要求,得到了建设单位的好评。展望未来同类型的声屏障加装项目,建议在初期进行声屏障优化设计,通过类似弹簧卡夹的紧固方式提升声屏障夜间装配的效率,同时进一步推广采用机械设备转运、安装声屏障的方案,减少人工搬运材料,缩短项目工期,降低运营线路施工风险,加快实现相关设施的现代化升级改造。