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摘要：高原地區(qū)氣候條件特殊施工難度大，鐵路特大橋施工安全控制顯得尤為重要。文中從自然因素、人為因素兩個方面對某特大橋安全隱患進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并以風(fēng)險值的方式對施工安全進(jìn)行了評估，結(jié)果表明：風(fēng)險值25.62、風(fēng)險等級Ⅱ級，屬于可接受范圍。文中的研究對特大橋梁施工安全控制，特別是對高原地區(qū)橋梁施工具有重要參考價值。

關(guān)鍵詞：鐵路；橋梁；施工控制：安全評估

0引言

近年來，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，鐵路施工安全事故時有發(fā)生，特別是在特大型鐵路橋梁施工過程中存在施工難度大、人員安全意識淡薄、操作不規(guī)范等因素，一旦發(fā)生安全事故造成垮塌和嚴(yán)重?fù)p傷的概率均達(dá)到75%以上，對施工質(zhì)量、工期等均存在較大影響［1］。本文以高原地區(qū)某鐵路特大橋?yàn)槔?，該橋全長1141.262m、最大墩高45m、孔跨形式為：（1×24+32×32+1×24+1×32）m；該橋位于河灘卵石層地帶，海拔3500m，全年分旱季和雨季，月降水量最大可達(dá)400mm，最小月降水量小于30mm；從自然因素和人為因素兩個方面詳細(xì)概述了特大橋梁施工過程中存在的安全隱患及應(yīng)對措施。

1安全隱患分析及應(yīng)對措施

在施工過程中必須認(rèn)識到：安全只是相對的，危險是絕對的。在施工過程中無論理論如何完備、操作如何謹(jǐn)慎、事故預(yù)防措施做得如何到位，安全事故仍然存在發(fā)生的可能。文中從自然因素、人為因素兩個方面通過危險源識別、危險評估、應(yīng)對措施三個部分闡述了高原地區(qū)特大橋梁下部結(jié)構(gòu)施工過程中的安全施工控制方法。

1.1自然因素

施工過程中對施工安全產(chǎn)生威脅的自然因素有地震、泥石流、洪水、風(fēng)災(zāi)等，自然因素隱患具有破壞性強(qiáng)、持續(xù)時間短的特點(diǎn)，開工前需針對此類安全隱患編制專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，每半年進(jìn)行一次應(yīng)急演練。1.1.1地震災(zāi)害。施工所在地區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度。該特大橋位于山谷盆地中，三面環(huán)山，山體高度為200~300m之間，一面為河流穿越山谷，河流寬度10m、水深0.5~3m，如若發(fā)生地震主要危險源包括梁片掉落、橋墩破壞、吊車梯籠傾覆、模板腳手架等物品高空墜落、山體滑坡、河水倒灌。已有文獻(xiàn)表明當(dāng)?shù)卣鹆叶葹棰墪r，特大橋梁破壞等級為基本完好、輕微破壞、中等破壞、嚴(yán)重破壞、毀壞的概率分別為61.56%、25.65%、6.93%、4.75%、1.11%。綜上所述，地震災(zāi)害的風(fēng)險等級為一般風(fēng)險，應(yīng)對措施主要包括：（1）與當(dāng)?shù)貧庀蟮卣鸩块T取得聯(lián)系，關(guān)注其發(fā)布的地質(zhì)活動預(yù)報信息，現(xiàn)如今地震預(yù)測技術(shù)逐漸趨于成熟，能夠提前1~2分鐘預(yù)報地震信息，可以迅速組織施工人員前往安全區(qū)域做好防震準(zhǔn)備；（2）對現(xiàn)場施工人員宣貫地震預(yù)防知識、識別地震危險源、按時組織緊急撤離和救援演練。1.1.2洪水災(zāi)害。該地區(qū)按降雨量主要分為雨季和旱季，雨季月均最大降雨量雖然只有400mm，但是降雨主要以大暴雨為主單次降雨量最大可達(dá)50mm，且特大橋施工區(qū)域地形為山谷盆地，三面環(huán)山，山體僅有薄薄的一層草皮覆蓋，一面為河流貫穿山谷且河流距離橋梁基礎(chǔ)范圍僅有0~20m，其中32#、33#橋墩位于河流中。降雨時雨水迅速匯集到河流，水位多次達(dá)到3m超過河壩（河壩高于地面1m）且流速達(dá)到5m/s。主要風(fēng)險源為：洪水沖破堤壩造成人員溺亡或被水流沖走、沖毀路堤、墩臺基底被掏空、墩臺被沖歪倒、山體發(fā)生泥石流或滑坡。風(fēng)險等級為顯著風(fēng)險。應(yīng)對措施主要包括：（1）雨季施工過程中安排專人關(guān)注氣象單位預(yù)報，暴雨過程中及雨后時刻監(jiān)測河流水位情況，一旦水位超過安全線應(yīng)迅速組織人員撤離。（2）旱季時安排人員、機(jī)械對河道進(jìn)行疏通、擴(kuò)建。（3）對靠近施工現(xiàn)場一側(cè)的山體進(jìn)行邊坡防護(hù)，防止發(fā)生泥石流或滑坡。1.1.3風(fēng)災(zāi)。該地區(qū)一年中10月至來年4月間常有7~9級大風(fēng)天氣，風(fēng)速最大為22.5m/s，雖然不會對橋梁工程設(shè)施造成破壞，但是值得關(guān)注的是該特大橋位于山谷地帶風(fēng)速更快，且墩臺共計36個其中高于30m墩身有30個，最大墩高達(dá)45m。危險源包括：大風(fēng)導(dǎo)致的墩身模板高空掉落、梯籠傾覆、高空作業(yè)人員的墜落、吊車吊裝作業(yè)時吊裝物脫落或吊車傾覆、混凝土泵車的傾覆。風(fēng)險等級為顯著風(fēng)險。應(yīng)對措施主要包括：（1）對墩身薄板進(jìn)行大風(fēng)天氣下的有限元模擬，特別是在模板連接處細(xì)化連接方式并且網(wǎng)格劃分要細(xì)以便提高模擬精度，通過觀察其應(yīng)力、位移云圖選擇合適的連接方式，確保大風(fēng)天氣下模板不會因?yàn)闊o法承載風(fēng)力導(dǎo)致連接處斷裂，進(jìn)而引發(fā)模板脫落危及人身安全。（2）梯籠橫截面尺寸為2m×3m，高度最大可達(dá)46m，屬細(xì)長構(gòu)件，特別是大風(fēng)天氣下，需通過有限元模擬驗(yàn)算其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，特別是梯籠底座、高強(qiáng)螺絲連接處、與墩身的固結(jié)方式、固結(jié)間距都須經(jīng)過驗(yàn)算，以防發(fā)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。（3）高空作業(yè)人員必須正確佩戴安全帶。（4）當(dāng)風(fēng)速大于15m/s時，嚴(yán)禁進(jìn)行吊裝作業(yè)、混凝土灌注作業(yè)。

1.2人為因素

在橋梁結(jié)構(gòu)施工過程中，人為因素引起的安全隱患具有潛伏時間長、有明顯預(yù)兆、破壞性強(qiáng)、通過合理措施可消除隱患等特點(diǎn)。施工人員安全意識淡薄，操作不規(guī)范、不遵守現(xiàn)場施工安全條例、不按照施工方案施工等現(xiàn)象。危險源包括：觸電、高空墜落、失足溺水、物體打擊等。應(yīng)對措施包括：（1）加強(qiáng)施工人員安全施工教育，正確使用安全防具，正確識別危險源。（2）加強(qiáng)現(xiàn)場管理，必須配置專職安全員。施工位于高原地區(qū)海拔3500m，具有氣壓低、氧氣含量少、地下水具有H1侵蝕性等特點(diǎn)，施工過程中較平原地區(qū)對設(shè)備的損耗更大，對材料的性能要求更高。危險源包括：機(jī)械設(shè)備動力不足引發(fā)的事故如吊車吊裝作業(yè)過程中發(fā)生墜物以及運(yùn)輸車輛在爬坡過程中溜車熄火等現(xiàn)象。應(yīng)對措施包括：（1）針對機(jī)械設(shè)備動力不足的現(xiàn)象，使用過程中最大負(fù)載需按80%計算，如核載35t的卡車最大載重按28t裝載。（2）機(jī)械設(shè)備每月必須進(jìn)行安全檢修。

2橋梁施工安全風(fēng)險評估

采用風(fēng)險值的方式對該特大橋施工安全進(jìn)行評估，風(fēng)險值R的計算方法為風(fēng)險損失D乘以風(fēng)險概率P，安全評估模型如圖1所示。其中風(fēng)險概率指數(shù)P=基本系數(shù)A×設(shè)計系數(shù)B×施工系數(shù)C［2］，基本計算方法如下：A=（A1+A2+A3）/a，B=（B1+B2）/b，C=（C1+C2+C3）/c。風(fēng)險損失指數(shù)按照公司自2000年以來的施工安全記錄進(jìn)行估算，其中環(huán)境工期影響按工程實(shí)際施工情況考慮，得分情況如表1所示。風(fēng)險概率指數(shù)中的施工系數(shù)按照表2施工指數(shù)計分原則考慮，其中分?jǐn)?shù)比重、得分均通過專家打分結(jié)合工程實(shí)況確定。因?yàn)楸疚闹饕紤]施工階段的安全問題，對于基本指數(shù)、設(shè)計指數(shù)均按照事故統(tǒng)計的分析結(jié)果結(jié)合施工系數(shù)進(jìn)行確定。按上表計算施工指數(shù)如表3所示。按表3可知施工系數(shù)為1.05。由表4可知：環(huán)境因素占比10%，勘察設(shè)計因素占比9%，由風(fēng)險概率系數(shù)計算公式可推算基本系數(shù)A×設(shè)計系數(shù)B≈1.22。風(fēng)險值R=1.22×1.05×20=25.62。按風(fēng)險接受準(zhǔn)則該特大橋施工屬于風(fēng)險等級Ⅱ級，風(fēng)險可接受，需按照現(xiàn)場施工現(xiàn)狀采取相應(yīng)風(fēng)險管控措施。

3結(jié)語

本文從高原地區(qū)某特大橋施工現(xiàn)狀出發(fā)，對項(xiàng)目施工過程中安全隱患進(jìn)行分析并采取相應(yīng)應(yīng)對措施。然后采用風(fēng)險值的方式對工程施工安全進(jìn)行了評估，發(fā)現(xiàn)該橋施工屬于安全可控狀態(tài)。本文的研究可為后續(xù)特大橋梁施工特別是在高原地區(qū)施工提高參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

［1］王飛球，黃健陵，符競，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的跨既有線高速鐵路橋梁施工安全風(fēng)險評估［J］.鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2019，16，110（5）：23-30.

［2］阮欣，陳艾榮，石雪飛.橋梁工程風(fēng)險評估［M］.北京：人民交通出版社，2008.

［3］劉斐.近期橋梁安全事故深度調(diào)查與分析［D］.長沙：中南大學(xué)，2014.

作者:黃紀(jì)祥 吳二楞 劉振奇 王剛 孔甲東 單位:中國建筑土木建設(shè)有限公司