高速铁路架梁作业安全管理研究
1 概述
高速客运专线从规划、设计以及实施均贯彻“三高标准”: 建设标准高, 技术要求高, 质量目标高。铁路客运专线与以往客货共线铁路相比较,在质量目标、技术措施、检测手段、验收程序等方面有较大的不同,其设计行驶速度为 300~ 350 km/h,与以往相比速度得到大幅提升。对此, 从工程建设立项之初就强调要求了工程建设应积极采用先进的施工技术、设备和检测手段, 明确了建设各方在施工质量控制、安全管理、进度控制、成本控制等具体的职责和义务, 突出了整体的科学性、时效性和可操作性。
京津城际轨道交通工程和武广客运专线均属我国首批重点客运专线工程, 工程采用大量引进技术,科技含量高, 质量标准高, 采取吸收、消化、转化、创新等手段, 使得各项引进技术快速实现国产化。目前轨道交通工程大部分桥梁采用 900 t 32m、24 m、20 m预制预应力简支箱梁,由于其吨位大、铺架难度大, 因此对提、运、架等设备的技术含量以及安全性能要求也相当高。如此大型的设备在我国基本上处于起步阶段, 在许多方面尚不成熟、不完善。因此在梁体的架设过程中, 还存在诸多不利因素及安全隐患。
为全面掌控这些大型、新型设备, 做到快速、安全、高效地进行铺架任务, 对于施工企业而言, 需要一个系统的安全管理体系及完备的组织管理层, 对架梁全过程实施有效的监控, 才能避免发生重、特大安全事故。
2 架梁作业危险性分析
2. 1 危险因素、危险源的辨识与风险评价
高速铁路桥梁施工大部分采用高架大吨位预制箱梁施工工艺,这就必须利用提、运、架设备对预制箱梁进行铺架作业。在作业过程中对提、运、架设备和操作人员来讲安全无疑是第一位, 是安全管理的重中之重。笔者在负责对京津城际交通工程和武广客运专线架梁作业安全管理期间, 对不同作业活动中的安全影响因素进行了深入的分析,整理出在安全管理、办公及生活区域和施工现场、高处作业、施工用电、安拆作业、焊接作业等方面存在的危险源。
2. 2 主要安全隐患分析
在以上分析基础上, 笔者针对高速铁路架梁作业中主要危险因素、危险源可能导致的安全隐患进行了分析。
2. 2. 1 人的不安全行为
高速铁路梁体架设的提、运、架设备仍处在半自动化程度。在作业中, 需要较多的人员配合, 但人在生理、心理和行为等方面各有差异, 以及对自己工作岗位的操作技能、工作环境掌握得不够全面,出现不当的操作, 严重会导致险情发生或出现安全事故。针对高速铁路铺架作业, 人的作业行为可能导致以下作业事故的发生。
(1)高空坠落事故。由于人的身体缺陷和健康状况的不同, 其在作业面的表现也不尽相同, 若在工作中不能被及时检查发现,极易发生坠落或人员伤亡事故。
(2)机械伤害事故。施工人员掌握操作技能和操作的熟练程度不同, 易出现错误动作和错误作业,而且铺架作业所用的工具均属于钢性材料, 所以易造成机械损伤或物体打击伤害。
(3)坍塌事故。由于提运架设备均属于大型钢结构,许多部位采用螺栓等连接方式, 人员对安装质量控制的好坏以及作业中的错误操作或违规操作指挥均有可能造成部分构件受损, 发生架体坍塌等安全事故。
(4)物体打击。由于人的不安全行为, 不能严格按照 三不伤害!原则进行施工作业,可能出现高空抛物、随意停放机械等现象, 极易导致人员受到物体打击等伤害。
通过对的人的不安全行为这个危险源的分析,若人的不安全行为不能及时得到有效控制, 轻则会出现操作失误、部分构件受损, 严重时会发生梁体垮塌、机体破坏等恶性的群死群伤的重大安全事故。因此对人的控制与安全管理是安全的管理中关键环节。
2. 2. 2 机械的不安全状态
对于高速铁路施工所用的大型机械设备, 大部分是刚刚从试验机型转换过来的,甚至有些设备本身就是试验机, 这些设备尽管通过了鉴定和验收,但在设计方面还存在较多需要改进和完善的地方,如钢丝绳联接方式、卷扬机制动及同步的控制; 有的部位、部件缺乏检测、试验数据; 有的起重吊具轴、轴承间隙配合不合理经常会出现故障等。这都是由于机械设备本身的不健全、不完善而诱发的安全事故,因此机械设备的不安全状态同样是重要的危险源,具体体现以下几个方面。
(1)高空坠落。由于机械设备设计的不合理、部分制动或限位等零件的失灵等现象, 在高空运行的机械,极易发生出轨或出现高空坠落或机械伤害事故。
(2)侧翻事故。操作人员的误动作或错误指挥,或检算不合理, 极易使机械出现失控现象, 严重会出现侧翻等机械事故。
(3)机械损伤。由于机械的疲劳或人员的检修、维修、保养不当, 造成零部件飞出或断裂, 导致人员受到伤害,出现机械损伤。
2. 2. 3 高空作业
铺架作业大部分为高空作业,由于人员身体素质的差异、作业位置的不同, 其安全系数也不完全相同,所引发的安全事故类型也不相同, 具体表现在以下几个方面。
(1)高空坠落事故。高空作业人员未按规定正确佩戴安全防护用品; 人员存在酒后作业、患禁忌病进行高空作业的; 作业时嬉戏、打闹、跳跃等; 操作不慎、安全措施不当等因素均会诱发高空坠落事故。
(2)机械伤害。在高空的作业的人员, 由于操作不当、安全防护不到位或采取措施不当等极易发生和旋转构件接触等现象,而发生机械伤害。
(3)人员伤害。作业的随意抛弃物体或放置散乱的构件等极易发生高空落物, 造成人员伤害。
(4)坍塌事故。高空设备安装不牢固、拆装设备的无序性或操作不当等使得设备构件不能够承受设计应力, 从而发生架体坍塌事故, 造成重大安全事故。
从这里可以看出, 铺架作业过程控制主要集中在针对高空作业的人员上,高空这一危险源的控制能较大程度地减小事故发生几率, 才能有效地消除危险源,降低安全风险。
2. 2. 4 施工用电
高速铁路使用的大部分提、运、架设备的主要原动力为电动力, 因此, 设备的电器线路的布置以及拉接,都必须严格按照施工用电规范执行, 否则会诱发多种安全事故。具体体现在以下几个方面。
(1)火灾事故。由于电器的超负荷运转、线路错接、线路的短路或接触易燃物品, 极易诱发火灾事故。
(2)触电事故。配电线路的断路、用电设备漏电、私拉乱接或带电作业等均有发生触电事故的危险。
(3)机械伤害。在对机械进行操作时, 由于人员对机械性能的了解程度不同, 其操作技能也有差异,容易由于操作不当导致机械伤害等安全事故。
因此施工用电的安全是提、运、架设备重要的危险源,设置专职的电工和电器工程师对线路进行维护和检查, 发现隐患及时处理, 才会避免发生触电事故。
2. 2. 5 其他因素
在人机相互配合进行提、运、架梁作业时,许多作业工序需要人员对部分机械进行操作或对部分钢构件进行搬运等工作。能否顺利地开展工作,必须有一定的先决条件, 必须消除不安全因素。具体有以下几个方面因素。
(1)自然条件因素的影响。如遇到大风、大雨、大雾等恶劣天气,使得设备或人员在这种环境下作业,存在安全隐患或容易造成导致安全事故, 如高空坠落、物体打击等。
(2)夜间光线不明或昏暗的条件下作业。在能见度、光照度低的条件下进行作业, 使得人员无法清晰辨别事物, 无法准确定位, 更不能掌握周围作业环境,且容易产生视觉疲劳, 这样可能产生安全事故。最常发生的事故有: 误操作、误指挥, 特别是在架梁过程中, 高空作业人员易发生高空坠落事故等。
(3)作业空间的不足。作业空间的必须满足人员和施工机具的安全进入并能顺利退回, 若作业环境比较狭窄, 易造成人伤害或物体打击, 而导致安全事故。
(4)根据作业人员掌握技能的熟练程度不同、身体状况及灵活程度等方面存在差异, 容易诱发轧伤、挤压等机械伤害。
综上所述,对于高速铁路提、运、架设备, 应从人的不安全行为、设备本身的安全、高空作业、施工用电、环境等方面的危险源进行监控, 采取有效、有针对性的防护措施, 才能确保铺架作业快速、高效、安全进行。
3 架梁作业安全影响因素及控制措施
3. 1 人对安全的影响因素以及控制措施
人员管理是一个系统、全面的过程, 特别是高危行业人员的安全管理, 更不是一件容易的事情。通过对高速铁路的考察、研究, 人员的安全管理主要应从以下几个方面进行控制。
(1)建立健全管理组织机构网络, 完善安全管理体系。管理组织机构和安全管理体系是保证企业正常工作的先决条件。有了这个机构和体系, 才能确保企业政策、管理有效实施运行, 才能进一步明确各主要领导层、各部门、各作业班组在工作中所应承担的责任和义务, 才能根据国家的法律法规制定出能保持企业持续稳定的管理制度。
(2)对人力资源进行优化、合理配置。一个企业的成败,关键是看其是否拥有人才, 但人才的吸收和培养靠的是企业的实力和一个完备的人力资源管理, 通过多方面吸引高素质的技术及管理人才,并不断优化人员结构, 让管理层很好服务于作业层,使得管理层和作业层形成良性的互动, 这样才能最大程度地创造经济效益。
(3)劳动人员的选择与培养。高速铁路架梁作业环境的危险性较大, 必须选定责任心强、接受能力强的人员。对人员要有针对性地进行选用,而不是胡子眉毛一把抓。具体做法如下。
①在开工前,应根据作业的性质、种类及规模,确定项目所需要的工种及人员数量, 避免人员重复进出。
②根据作业的难易程度,配备与其相适应的技术管理力量。高速铁路架梁作业, 技术含量较高,必须配备具有高水平、高素质的技术人才, 并对这些人才进行合理的优化和配置, 使其能快速、有效地掌控该新型设备或施工工艺, 并能采取相应措施进行维护和管理。
③成立员工教育培训办公室, 对作业中出现的新材料、新工艺、新技术、新设备及时进行吸收和消化,全面掌握,然后通过技术教育培训, 及时组织作业人员进行培训学习, 并严格考核, 确保作业人员熟练掌握和应用。
(4)现场施工人员安全管理及监督管理。对于高危作业场所,必须按照国家有关规定设置专门的安全机构, 并配齐专职 (兼)安全管理人员, 安全管理人员必须对施工作业现场危险源进行有效管理,对现场出现的违规操作、违章指挥等不安全行为进行及时制止,以避免安全事故的发生。
(5)人员的劳动保护及安全的投入。为避免作业人员遭受不必要的伤害,或避免因作业环境危险而导致发生严重的安全事故, 因此在施工前, 应对作业人员的区域进行危险源辨识和评价, 对重大危险源制定相应的保证措施:如为作业人员配备必要的安全防护用品, 如安全帽、安全带以及绝缘手套等;对于高空作业场所, 增设防护栏或作业平台并拉挂安全防护网等手段, 以消除安全隐患, 确保作业人不受伤害。这些安全保护措施的实施, 都需要大量资金作保证,因此,只有保证必要的安全投入,才能确保施工生产安全、顺利地进行。
3. 2 机械(物 )对安全的影响因素以及控制措施
3. 2. 1 机械(物)对安全的影响
在机械化程度越来越高的今天, 机械逐渐从人机共体转化为以机械为主体;人从机械设备的操作者和控制者, 转化为机械工作的监视者和管理者; 人机系统的安全性从取决于人机功能分配的合理性、机器的本质安全性及人为失误, 转化为机器的本质安全性、机器的盈余系统失灵以及人处于低负荷时应急反应变差等。但人在系统中始终起着核心和主导的作用, 机械起着安全可靠的保证作用,因此,解决安全问题的根本是实现生产过程的机械化和自动化,从根本上将人从危险作业环境中彻底解放出来,实现安全生产。
3. 2. 2 机械(物)不安全状态的成因
机械(物)不安全状态的主要诱因来源于机械设计本质安全、机械失效安全、机械部件的定位安全、机器的安全装置等方面, 由于在工作中失去相应的保护功能所引起的不安定因素,机械设备和装置的技术性能降低, 刚度不够、结构不良、磨损、老化、失灵、腐蚀、物理和化学性能达不到规定, 导致机械出现不安全因素和状态, 严重时会诱发重大安全事故。
3. 2. 3 保证机械(物)安全应采取的控制措施
机械安全是指机器在按使用说明书规定的预定使用条件下, 执行其功能和在对其进行运输、安装、调试、运行、维修、拆卸和处理时对操作者不发生损伤或危害其健康的能力。机械安全包括系统性、防护性、友善性、整体性等方面的特性。
为了避免因机械诱发安全事故,应从全过程对机械进行监控和管理, 具体应从三个阶段进行控制:机械设计阶段控制; 机械设备加工、组装及验收阶段控制;机械设备运行阶段控制。其中任何一个阶段出现问题,都将会带来极大的安全隐患。
3. 3 环境因素对安全的影响以及控制措施
除人的不安全行为和物的不安全状态之外, 环境也是诱发生产安全事故的主要因素之一。在施工作业过程中, 因环境的不利因素, 人或物的正常工作状态受到影响,甚至诱发严重后果或突发性安全事故。因此在考虑危险因素时,除人为因素和机械本质安全外, 应把环境因素作为重要因素加以控制。
3. 3. 1 环境因素影响安全
实践证明,采光照明、环境温度、作业空间、现场环境以及色彩的设置等施工作业安全的影响不可低估。
(1)采光照明问题。作业现场的采光照明, 既要保证生产正常进行, 又要减少人的疲劳和不舒适感,还应适应视觉明、暗的生理反应。这是因为当光照条件改变时,眼睛需要通过一定的生理过程对光的强度进行适应, 方能获得清晰的视觉。所以,当由强光现场进入暗环境,或由暗环境进入强光现场时,均需经过一定时间, 使眼睛逐渐适应光照强度的改变, 然后才能正常工作。因此, 要求作业人员要熟知这一生理现象, 当光照强度产生极大变化时作短暂停留; 在黑暗场所加强人工照明; 在耀眼强光下操作戴上墨镜,可减少事故的发生。
(2)环境温度问题。当环境温度接近体温时,人体热量难以散发就会感到不适,出现头晕、气喘,活动稳定性差, 手脑配合失调, 对突发情况缺乏应变能力,在高温环境、高处作业时, 就可能导致高空坠落、机械伤害等安全事故; 反之, 低温环境下, 人体散热量大, 手脚冻僵, 动作灵活性、稳定性差, 也易导致人员机械伤害或轧伤, 机械出现工作不稳定、部件出现脆断等事故。
(3)现场环境问题。现场布置杂乱无序, 视线不畅,沟渠纵横, 通信不畅, 交通受阻, 机械无防护装置,电器无漏电保护, 风尘飞扬、噪声刺耳等, 使得作业人员生理、心理难以承受, 或不能满足操作要求时 则必然会诱发事故。
(4)作业空间问题。作业空间的宽窄, 直接影响人机的协调关系, 如果由人机界面的空间设计不当,会使得操作人员和机械相接触造成能量逸出,将直接会导致事故发生。因此在人机工程设计时,应充分考虑人机的协调关系,监控界面应尽量设计成显示器, 可以长时间观察或监听而不易疲劳, 操纵机构应设计成在操作时需要的操作力不大,做到有手感而不沉重; 控制器和显示器应尽量少而集中,配置合理, 避免操作失误; 且设有联锁保护装置,做到即使误操作某一控制器也不会引起事故等
(5)色彩设置问题。色彩标志可提高人的辨别能力,控制人的心理,减少工作差错和人的疲劳。因此,对作业现场应根据不同不同的环境采用不同的色彩标志,如用红色的警示牌、绿色的安全网、白色的安全带、红白相间的栏杆等,都能有效预防事故。
3. 3. 2 消除环境因素不利影响的控制措施为了消除环境对安全的不利因素影响, 应采取积极主动的应对措施, 增强作业过程抵御安全风险能力,具体采取以下几个方面的应对措施:
(1)在项目开工前, 应对作业环境整体进行一次安全预评价, 对安全风险突出的部位, 制定相应的解决处理措施。
(2)设置专门的安全监察部门, 对整个作业现场进行全程监控,发现不安全因素及时采取措施予以消除。
(3)加强对职工的安全教育和技能培训力度,特别是对操作规程、施工工艺、检查方法等, 对作业人员进行详细的安全技术交底, 避免错误操作或冒险作业。
(4)严禁在恶劣的自然环境下强行作业, 必须在采取有效保护措施的情况下,进行作业。
(5)对作业环境进行有效管理, 避免因材料的私丢乱放而影响作业人员的作业视线或影响正常施工秩序。
(6)对施工现场进行有效监控和管理, 保障现场“三通一平”, 并保证积水、垃圾等及时得以排出或清理,确保现场畅通、整洁。
(7)施工现场作业环境要保持安静, 最大限度地减少噪声, 确保指挥、操作和监护人员之间的通信联络和指令畅通无阻。
(8)根据危险源制定相应的应急救援预案, 并做好应急材料的准备等预防工作。
(9)要确保作业人员的休息时间, 保证作业人员精力充沛,搞好作业人员搞好安全防护用品的发放、使用, 搞好作业人员的劳动保护。
(10)根据不同情况、时间, 结合实际,合理搞好员工激励措施, 营造良好的工作环境, 最大限度让员工保持愉快的工作心情。
4 结束语
本文重点解决人的不安全行为、机械 (物)的不安全状态和环境这三者的关系。提高高速铁路架梁作业安全管理的科学性、规范性,需要提高全员的安全意识、法制意识,建立一个严密、高效、以人为本的安全管理网络、机构和企业,实施从产品设计、鉴定验收、使用等全过程监督管理,确保整个过程和各个环节的可操控性、可靠性。这在安全管理科学中是一个重要课题,值得进一步深入研究和探讨。
