水闸施工过程危险因素辨识与安全检查分析.docx
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水闸施工过程危险因素辨识与安全检查分析
摘要
水闸能够利用闸门开闭控制流量和调节水位,是一种很重要的水工建筑物。
同时,它能够预防洪水、充分利用水资源,并且能够解决灌溉问题,从而很大程度上降低旱情所带来的灾害。
有些水闸的作用是雍高水位为城市进行供水,有些水闸的作用是设置在公园的河道中,形成水景观供游客欣赏,有些水闸的作用是为了排涝。
水闸施工的安全问题一直都是水利工程建设的重要问题,因此必须重视水闸施工的安全性。
在水闸施工过程中,及时发现安全隐患,并采取相应措施阻止事故的发生。
通过对水闸基坑施工进行安全检查,能够及时发现危险因素,并及时控制或消除。
本文以广东省珠海市高栏港经济区平沙新城生态公园在建水闸为工程实例,进行水闸施工过程危险因素辨识与安全检查分析,主要研究内容包括:
结合水闸工程的施工特点,以及危险源辨识,总结影响水闸工程施工安全的主要危险有害因素;通过总结水闸工程施工现场的危险因素,进一步对危险因素进行风险分析,并选择合适的风险分析方法,对水闸基坑施工进行安全评价;通过对水闸施工现场进行安全检查,并选择合适的安全检查方法,对水闸施工进行安全检查;对水闸建设工程进行总结,提出合理可行的控制措施,提高水闸工程的安全管理水平。
关键词:
水闸;安全检查;危险源辨识;风险分析
Abstract
Thesluicecancontroltheflowandadjustthewaterlevelbyopeningandclosingthegate,whichisaveryimportanthydraulicstructure.Atthesametime,itcanpreventfloods,makefulluseofwaterresources,andsolveirrigationproblems,soastogreatlyreducethedisasterscausedbydrought.Somesluicesareusedtoprovidewaterforthecityatahighwaterlevel.Somesluicesaresetintherivercourseoftheparktoformawaterlandscape.Somesluicesareusedtodrainwaterandsoon.
Thesafetyofsluiceconstructionhasalwaysbeenanimportantissueintheconstructionofwaterconservancyprojects,sowemustpayattentiontothesafetyofsluiceconstruction.Intheprocessofsluiceconstruction,safetyhazardsshallbefoundintime,andcorrespondingcontrolmeasuresshallbeimplementedtopreventaccidents.Throughthesafetyinspectionofthesluicefoundationpitconstruction,theriskfactorscanbefoundintimeandcontrolledoreliminatedintime.TakingthesluiceunderconstructioninPingshanewtownecologicalparkofgaolangangEconomicZoneinZhuhaiCity,GuangdongProvinceasanexample,thispaperanalyzestheriskfactorsidentificationandsafetyinspectionintheconstructionprocessofthesluice.Themainresearchcontentsinclude:
combinedwiththeconstructioncharacteristicsofthesluiceproject,aswellasthehazardsourceidentification,themainriskandharmfulfactorsaffectingtheconstructionsafetyofthesluiceproject;throughsummarizingtheconstructionofthesluiceproject, theriskfactorsofthesite,furtherriskanalysisoftheriskfactors,andtheselectionofappropriatesafetyevaluationmethods,thesafetyevaluationofthesluiceconstruction;throughthesafetyinspectionofthesluiceconstructionsite,andtheselectionofappropriatesafetyinspectionmethods,thesafetyinspectionofthesluiceconstruction;thesummaryofthesluiceconstructionproject,putforwardreasonableandfeasiblecontrolmeasurestoimprovethewaterSafety.
Keyword:
sluice;safetyinspection;hazardidentification;riskanalysis
1.4技术路线4
第3章水闸基坑施工现场施工方案分析10
第1章绪论
1.1研究背景与意义
1.1.1研究背景
水闸是一种能够控制流速、水位线以及水的储存量的建筑物,在过去的几十年中,中国已经修建了许多的水闸,这为中国的水利事业做出了巨大的贡献。
随着中国国民经济的快速发展以及人民生活水平的显著提高,对水闸工程建设的安全性也提出了更高的标准。
在水闸工程施工过程中,对施工过程进行安全检查和分析,不仅能够迅速有效地发现安全隐患,还可以及时预测安全隐患造成的经济损失。
如果安全隐患所造成的损失无法避免和阻止,需尽快采取快速可行的控制和消除措施,降低由于安全隐患所导致的事故造成的损害,将损害降至最低,并尽可能将所造成的损失挽回,这有助于提升施工的安全管理水平,对于水闸建设有着积极的作用。
因此有必要识别水闸施工过程中存在的风险因素,对水闸施工过程进行危险源识别与安全检查分析。
这些年来,国内外也有很多专家教授对于重大水工建筑物的有害因素辨识与安全检查分析的研讨工作进行比较多的研究,并对多种大型水工建筑物进行了大量的安全评估。
中国具有悠久的修建水闸的历史,在辽阔的平原、河流和灌溉区建设了许多水闸项目,特别是长江,亚洲最长的河流,华东的淮河,华北的黄河和海河流域,修建了许多水闸工程。
水闸在运行期间,由于阳光、空气、污染、强风、大浪、大雨、暴雪等自然因素以及人为因素的长期作用和影响之下,水闸的各个关键部位逐渐受到其影响,部位老化或局部损坏等问题日益变得严重,水闸的安全性和稳定性也严重下降,已经不能够正常的保证水闸的运行。
经过很多年的工作,许多水闸由于自然因素和人为因素而受到破坏,导致水闸主体严重损坏,墙体已经脱落甚至报废,并且年久失修、破烂不堪,已经无法安全运行。
这些问题可能会导致水闸成为防洪的威胁。
近年来,水工建筑物的作用越来越明显,它们的重要性也日益凸显,因此水工建筑物的安全性越来越受到人们的重视。
因此,加强对水闸主体的安全检查、维修与加固是水利投资的重中之重。
1.1.2研究意义
本文的主要目的是确定水闸施工过程的危险有害因素,并对水闸基坑施工过程进行安全检查分析。
明确水闸基坑施工现场的危险源辨识和安全检查的重要性及水闸安全检查的方法,这对于提高我国水闸工程施工建设的生产安全性具有一定的参考意义。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外水闸施工过程危险因素辨识与安全检查分析研究现状
国外的一些发达国家在很早的时候就开始认识到保证水闸能够正常安全运作的重要性,也高度重视水闸施工过程的安全管理体制的规范化和水闸施工风险预警体系的建立。
许多西方国家的专家、学者以及研究组织在对水闸施工过程安全性方面进行了广泛的研究。
赛尔斯•埃尔斯特和布鲁斯•艾伦伍德对水闸的裂缝发展进行了大量研究,并建立了水闸裂缝发展模型[1]。
CH.Maierthofer,M.Krause,H.Wiggenhauser等人探讨了利用雷达和超声脉冲检测水闸的技术[2]。
艾伦•爱斯特等人对水闸桁架式人字门基于现场检测结果的可靠性进行了研究[3]。
在众多专家学者对水闸施工安全性进行研究的同时,许多国家也建立了一系列针对安全性问题的公司、机构。
1974年,英国设立安全与健康执行委员会,这是英国的主要安全管理机构,它具有独立性、权威性、可靠性,该委员会有权检查安全性,同时它有权利下令停止不安全的生产,并惩罚这种不安全行为。
2000年,美国荧光公司建立了详细的安全健康与环境管理体系。
安全、健康、环境的识别与管理是通过风险管理技术实现的。
2014年,科氏格利奇公司成立,科氏格利奇公司总裁表示:
“公司要邀请员工参加协议,进行工作隐患分析并撰写安全报告,以确保公司员工安全。
系统不能总是确保安全,因此,必须通过这种方法来确保安全。
”
国外非常重视在水工建筑物安全检查方面的研究,尤其是美国、日本、德国,他们在水闸检查与可靠性研究方面取得了大量研究成果,研究重点包括相关理论的研究和技术发展。
国外对于水闸工程相关研究大致分为三个阶段:
二十世纪中期探索与实践阶段,国外重点研究病害产生原因和病险部位修补方法,二十世纪六十到七十年代,国外开始重点研究结构构件检测与评价方法,并取得了大量研究成果,二十世纪八十年代以后,国外才比较重视对评价标准的研究与制定[4]。
1.2.2国内水闸施工过程危险因素辨识与安全检查分析研究现状
近些年来,中国的生产水平提高飞快,中国的水闸建筑业的发展也突飞猛进。
中国专家和学者对工程建设安全也进行了大量的研究,主要致力于安全评价与管理的研究,并不断研究和探索安全检查与分析的新理论和新方法。
国内许多专家和学者在施工风险预警研究方面也取得了许多研究成果。
2003年,杨振宏教授及其团队确定了安全预评估系统的相关因素,所采用的分析方法为灰色关联分析法。
2007年,周剑岚及其研究团队对水利水电工程的安全管理中存在的缺陷进行了大量的分析和研究,并将BIM技术成功引入到安全管理中,对水利水电工程的安全管理影响很大。
2010年,郑霞忠讨论了事故隐患与危险源的关系,指出了事故隐患的成因,提出预防、控制事故隐患的措施[5]。
2010年,撒占友等人将LEC评估方法应用于危险源识别,用此方法获得的风险源建立了安全评估指标体系。
运用灰色系统理论对建筑施工进行了安全分析,并应用JAVA语言开发了建筑施工安全管理系统[6]。
中国在水闸建设方面更加重视危险源识别与安全检查分析,国家自然科学基金委设立了重点项目“水工混凝土建筑物危险有害因素辨识与分析研究”,调查了该项目水闸施工过程中的危险因素和风险,并建立了水闸的安全检查和评价标准。
近年来中国发布了《水闸工程管理通则》、《水闸工程设计管理规范》、《水闸技术管理规程》、《水闸工程管理设计规范》、《水闸设计规范》、《水闸安全鉴定规定》等一大批规范规定,对中国水闸建设具有重要的指导作用。
1.3本文的主要研究内容
本文主要以水闸施工过程危险有害因素辨识与安全检查分析为研究内容,以广东珠海市高栏港经济区平沙新城生态园水闸为例,对水闸施工进行危险源辨识、安全评价和安全检查,最后提出有效的控制措施。
主要内容如下:
(1)水闸施工影响因素分析
结合水闸工程的施工特点,以及危险源辨识,总结影响水闸工程施工安全的主要危险有害因素。
(2)水闸工程施工现场危险有害因素风险性分析与安全评价
通过总结水闸工程施工现场危险有害因素,进一步对危险有害因素进行全面的风险分析,并选择合适的安全评价方法,对水闸施工进行安全评价。
(3)针对该水闸施工现场安全检查,选用适用的安全检查方法
通过对该水闸施工现场进行安全检查,并选择合适的安全检查方法,并对安全检查方法进行细致全面的分析。
(4)水闸工程安全管理水平提高及控制措施
通过对水闸建设工程进行总结,提出可行的控制措施,提高水闸的安全管理水平。
1.4技术路线
本文技术路线如图1-1所示:
图1-1技术路线
第2章水闸工程概况及安全管理分析
2.1项目工程概况
2.1.1总体工程概况
施工现场位于广东省珠海市高栏港经济区平沙新城生态公园,项目地理位置如图2-1所示。
该项目将建设以湿地为基础,生态恢复为核心的生态公园,规划总面为积2.07平方公里,其中包括27公顷的硬地,1.05公顷的建筑物,61.73公顷的绿地,以及128.27公顷的水系统面积。
建设内容包括周边绿色植被种植、花园道路、景观桥梁、建筑物、室外项目等。
公园区域水闸采用传统的直闸水闸。
为满足园区的进、排水要求,共需修建11座水闸,其中2座单孔水闸,9座双孔水闸。
施工现场的照片如图2-2、图2-3所示。
图2-1项目地理位置
图2-2施工现场照片
图2-3施工现场照片
2.1.2气候条件
该地区属亚热带海洋性气候,四个季节之间的变化温差不大,年平均气温为21.2〜22.6℃,每日最高的天气温度在下午1点左右,温度为37.6℃,最低的天气温度在凌晨3点左右,温度为2.3℃,光照充足,雨量充沛,年降雨量1773〜2268mm,多雨和干旱季节不同,每年降雨量的80%集中在4月份至9月份,而干旱季节是10月份至次年3月份。
夏季东南风大,冬季东北风大,7月至11月会出现多个台风,八级强风平均每年登陆一次或影响该地区一次。
图2-4为施工现场生态环境。
图2-4施工现场生态环境
2.1.3水文地质
施工现场开发了地表水系统,同时也开发了河网,排水系统也十分快速有效,很少会发生洪水;施工场地周围都是鱼塘,河流纵横交错。
施工现场周围的地表水补给大部分来自通海河道的海水,小部分补给来自于季节性降雨,地表水深度的变化幅度范围大约为2.00m。
土壤主要是三角洲沉积土壤,肥厚且富含有机质。
该地点位于潮间带,土壤含盐量高,且存在一定的盐碱化问题。
当前的植被主要是能够适应盐碱化土质且生长比较迅速的草药和灌木,但大型乔木比较少。
勘探单位提供的地勘调查报告表明,该场地埋地地层主要包括人工填埋层和第四纪海陆交替沉积岗岩。
水闸基坑开挖区包括人工填土层和第四纪海陆交替沉积层。
现在按从上到下的顺序描述上述层次,如下所示:
(1)人工填土层
人工填土层颜色为棕黄色,主要成分由粘性土和淤泥组成,少量植物根部夹在表层,该层是新堆积的,尚未完成自重固结,其密度不均匀,结构疏松。
该层主要位于河岸和山脊上,层厚度为0.20~5.10m,平均厚度为1.78m。
(2)第四系海陆交替沉积层
第四系海陆交替沉积层主要由粉砂、粉质粘土、淤泥质粘土和粗沙组成。
2.1.4施工条件
(1)该项目处于高栏港经济区,紧邻高栏港高速和正在建设中的三虎大道,交通非常快捷便利。
(2)工程周围通讯非常方便,基本可以解决水源和工厂用电的供应。
2.2施工工艺流程
水闸的施工步骤是:
测量和布置→垫层结构→闸室底板、闸墩、刺墙结构→消力池结构→翼墙结构→土方回填→砌石结构→交通桥结构→弯柱和提梁、提升机层施工→楼梯施工→闸门的生产与安装→提升机及其他辅助设备的安装调试。
2.3水闸施工安全管理的内容
水闸施工安全管理目的是通过控制人的不安全行为和物的不安全状态,减少或避免工程事故,确保水闸施工顺利进行。
水闸施工过程中采用严格的安全管理手段,可以大幅度降低由于人员误操作或者操作疏忽而导致事故的发生率以及机械故障或失灵而导致事故的发生率。
水闸工程施工现场是人员、机器、材料的聚集地,它具有各种工作的三维操作,并且人员的流动性高。
由于其自身的错误和外部环境的变化,它随时都可能受到危险因素的威胁和伤害。
因此,必须对水闸施工过程中的环境和人员以及机械进行严格的安全管理。
2.4水闸施工安全管理的原则
在水闸工程建设中,为了确保施工安全,必须从安全组织管理、现场设施管理、行为控制、安全技术管理方面采取严格的施工组织计划,正确处理好安全与隐患、施工、品质、速率、利益之间的关系,遵循安全第一、预防为主、目标明确、动态管理、在管理生产中强调控制、发展和改进管理的六项基本管理原则,控制生产中人的行为、物的状态和环境的条件[7]。
2.5水闸施工现场安全事故多发原因分析
影响安全施工的因素很多,工程建设项目的操作类型很多,经常有交叉作业、露天作业、高空作业。
因此,工有很多风险来源。
施工现场的安全管理受到作业区域地质、水文、气候气象条件的极大影响。
这些影响因素大多都具有不确定性,随时都有可能发生改变,很有可能造成严重的安全事故。
参与项目建设的单位和运营项目很多,水闸工程建设通常涉及施工单位、设计部门、监理单位、投资公司和工程分包单位,各种单位、部门、公司交织在一起,人员的数量也非常庞大,给施工现场的组织和管理带来很大困难,并经常造成施工安全管理的混乱。
工程建设项目的内容很多,不仅具有不同的施工技术和方法,而且对各项施工程序的衔接也有不同的要求,这给施工现场的安全管理带来了很大的困难。
水闸施工现场难以实施封闭作业且作业机械众多由于施工受到交通、地区限制,很难完全进行封闭作业。
此外,由于水闸的建设项目数量众多,施工现场的施工机械设备和工程操作种类繁多,如果管理人员管理不善或疏忽大意,都很容易导致重大安全事故的发生。
2.6水闸工程的安全管理
高栏港经济区平沙新城生态园水闸工程规模较大,在建水闸11座,其中有两座单孔水闸,有九座双孔水闸。
施工现场进行同时施工和作业的人数大约有一百五十人,场内机械设备也非常多且机型复杂,施工场地附近还有许多条通海河道,这导致该项目施工现场的安全管理也变得非常繁琐和复杂。
所以,必须要制定合理可行的安全规程,并制定安全生产责任制度,明确责任,切实执行。
高栏港经济区平沙新城生态公园水闸工程技术复杂,施工空间集中,三维作业和高空作业的结合极大的增加了施工组织和项目安全管理的复杂性。
根据项目情况,将坠落事故、触电事故、设备伤害事故作为主要事故控制点,并从完善管理制度等方面进行严格管理,加强监督检查,加强设备维护和施工人员安全管理。
项目部要定期组织开展安全生产月活动,让全体人员互相监督、互相进步,让班组进行安全文明施工竞赛,通过这种方法让人们了解安全生产在项目建设中所起到的积极作用。
通过提高针对安全隐患采取的对应预防控制措施,能够有效的减少或避免隐患导致事故的可能性。
同时,对安全隐患采取合理可行的预防控制措施也是非常关键的,能够针对隐患的特性采取合理的预防控制措施,将隐患在未导致事故的时候及时消除,或将隐患产生事故所造成的危害性降到最小,这对于隐患的预防、控制和消除起到很大的用。
第3章水闸基坑施工现场施工方案分析
3.1总则
3.1.1编制依据
(1)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)
(2)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
(3)《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)
(4)《高栏港经济区平沙新城生态公园施工图》(水利工程)
(5)《实施性施工组织设计》
(6)施工总承包合同
(7)现场踏勘资料及其它相关技术资料
3.1.2编制原则
在综合考虑工程特点、工期和工程造价的基础上,对水闸基坑开挖的施工方案严格执行质量等级、技术指标和有关规范的要求。
制定合理可行的施工操作技术,以确保达到预期的工程工期、质量和各项施工指标。
水闸基坑开挖施工方案在现实、合理的前提下,严格遵守有关规范,为了满足合同的要求,按照平衡施工的原则和关键工序的保证来确定施工工序,各工序组织严密,相互联系,同流或交叉作业,合理安排设备、施工材料、人员的布置,最大程度地避免施工过程之间的干扰,从而确保按时完成。
3.1.3编制范围
该水闸基坑开挖施工方案范围涵盖水利工程设计中的水闸基坑开挖和钢板桩支护。
3.2钢板桩支护
3.2.1支护说明
水闸桩基的桩顶高程为-1.9m、-2.3m、-2.6m,工地施工面高程约为1.5m,开挖深度约为4.1m,根据调查单位的调查报告,可以知道施工区的土质由素填土、粉质黏土、淤泥、淤泥质黏土构成,考虑到土壤的特性以及施工期的天气和气候,即使基坑开挖的坡度为1:
3.5,也很容易造成大规模的滑坡。
为了避免施工过程中的安全隐患,需采用钢板桩支护。
3.2.2钢板桩支护工程量汇总
由设计图可以看出,单孔水闸钢板桩打桩范围为25m长,14m宽,双孔水闸钢板桩的打桩范围为25m长,17m宽,所采用的钢板桩规格均为拉森ⅢA型钢板桩,钢板桩的长度为12m,截面的宽度为40cm,工程量汇总如表3-1所示。
表3-1钢板桩支护工程量汇总
名称
规格
水闸类型
数量(根)
水闸数量
合计(根)
钢板桩
拉森ⅢA型
单孔
195
2
390
双孔
210
9
1890
钢管
直径50cm,壁厚10cm
单孔/双孔
6
11
66
钢管桩
直径60cm,壁厚10cm
单孔/双孔
2
11
22
3.2.3施工准备
(1)材料堆放
施工材料需在开阔、平坦、土质坚硬的场地堆放,且堆放时应按照种类进行分类堆放。
在堆放前,需考虑到不会影响到正常施工和需要材料时能够及时搬运等因素。
堆放场地须设置明显的材料堆放标牌,且材料的堆放高度不得超过1.5m,材料堆放场地闲杂人等不得入内。
(2)场地平整
首先,将施工场地进行平整确保桩机能够正常行走,工作面宽度必须确保打桩机正常施工。
合理安排施工现场,平整物料堆放场地,确保符合安全文明施工的要求。
(3)测量放线
在开挖边线每1~2m设置一个桩点。
用木桩将测量点打入地下,用小钉对点,在木桩周围浇筑混凝土固定木桩。
在测量了边线桩的找平高度后,应在边线外测量一些临时的找平点,以便在施工过程中进行指导和检查。
基坑的开挖只能在施工勘测完成并由监理工程师批准后才能进行。
3.2.4钢板桩施工
由于该项目中的钢板桩用于基坑的临时支撑,因此材料检查仅进行目视检查以纠正不符合形状要求的钢板桩,通过这种方法来减轻打桩过程中的困难。
具体施工方法如下:
(1)钢板桩的吊装
两点式起重机用于装卸钢板桩,起吊时,要起吊的钢板桩数量不宜过多,起吊时必须设有专人指挥,始终注意周围环境。
(2)钢板桩的打入
检测人员根据设计的要求进行测量放样,确定钢板桩的施工位置,并用除尘线标记。
在打桩时,使用单独打桩的打桩方法,即抬起第一个钢板桩,准确对准桩位置,用钢板桩机打入土层里,然后提起第二个钢板桩,靠近第一个钢板桩打入土
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