转体桥工程安全风险识别和管控措施

 李永民

中国铁路济南局集团有限公司       山东济南        250000

摘要：随着我国交通的发展，道路立交化已是大势所趋。尤其是在已修建的铁路上修建桥梁，随着铁路运营速度的提升，特别是进入21世纪进行了四次大提速，列车运营速度越来越快，同时运营密度也相应增大，铁路运营已趋于饱和，铁路部门无法提供出足够的天窗保证施工进度。在此背景下，采用上跨桥转体工艺因施工过程受铁路影响小，可减小对铁路运营的影响，进入21世纪后发展迅速。在依据铁路行业相关标准下，跨铁路桥梁转体结构在施工过程中仍存在一系列的风险因索。本文主要在简述跨铁路桥梁转体施工工艺的基础上，从跨铁路桥梁的转体结构风险评估及因索出发，积极探讨跨铁路桥梁转体结构风险因素的防控策略。从而，为我国跨铁路桥梁转体结构的完善和施工提供良好的前提条件。

关键词：工程应用;施工技术;工程安全;

一、转体桥的发展

在20世纪70年代，我国在四川省就采用了转体方法建设桥梁，从那以后，桥梁转体施工技术开始大量研究。为了进一步满足我国大跨度的桥梁发展，在80年代实验成功了四川省的无平衡重转体施工方法。在1993年，我国首次使用竖转与平转相结合的转体施工技术，建成了安阳钢管混凝土拱桥，其跨径为150米。转体施工技术在我国的斜拉桥和刚构桥中得到广泛应用尤其表现在跨线桥的施工上。原有架梁施工工艺每月必须申请多日铁路Ⅱ级施工，不但施工进度受到道路行车运营情况的严重制约，而且也会影响繁忙的道路正常运营，同时也对道路的安全构成严重威胁。

二、转体桥施工工艺简述

跨铁路转体桥结构主要由桩基础、转体系统、墩身及预应力钢筋混凝土梁体组成。桩基础一般采用冲击钻机或旋挖钻机成孔工艺施工，水下灌注混凝土工艺成桩；基坑一般按照先降水防护再开挖的顺序施工；墩身为钢筋混凝土结构，采用钢模板整体浇筑；预应力钢筋混凝土梁体一般采用满堂盘扣式支架作为受力体系，支撑上部钢筋混凝土结构。在跨铁路转体桥施工节段，存在多种风险因素，如研判评估不到位，过程中不但会对施工人员造成人身伤害，更会对铁路运营安全造成影响。

三、铁路安全风险识别

1、风险源辨识

风险识别的方法主要有核对表法、专家调查法、头脑风暴法和层次分析法。施工现场一般采用核对表法及层次分析法。按照桥梁施工所采用的的施工方案、施工工艺，结合施工时采用的机械、工序作业特点和外部环境因素列表显示其风险源，以山东省内某高速公路上跨京沪铁路转体桥为列，其风险源主要有：

施工工序名称	采用机械设备	风险源
桩基础施工	旋挖钻机、汽车吊	1、施工时机械倾覆；
		2、吊装时钢丝绳断裂，造成吊物侵限；
		3、桩基塌孔，造成铁路路基沉降。
基坑开挖	挖机	1、基坑坍塌，造成铁路路基沉降。
梁体现浇	汽车吊	1、支架坍塌；
		2、高空坠物侵限；
		3、易漂浮物侵限。
转体	牵引千斤顶	1、牵引设备损坏，延点作业；
		2、转体过程落物侵限；
		3、线路上遗留停车牌。

2、风险事件等级判定

依据《铁路桥梁工程风险管理技术规范》3.3节，铁路桥梁工程风险分级应根据风险事件发生概率的等级、风险事件发生后果的等级，将风险事件分为四个等级——极高风险、高度风险、中度风险、低度风险。

表3.1 风险事件发生概率等级判定

施工工序名称	风险源	发生概率	概率等级
桩基础施工	1、施工时机械倾覆；	极不可能发生	1
	2、吊装时钢丝绳断裂，造成吊物侵限；	很少发生	2
	3、桩基塌孔，造成铁路路基沉降。	很少发生	2
基坑开挖	1、基坑坍塌，造成铁路路基沉降。	很少发生	2
梁体现浇	1、支架坍塌；	极不可能发生	1
	2、高空坠物侵限；	偶然发生	3
	3、易漂浮物侵限。	可能发生	4
转体	1、牵引设备损坏，延点作业；	可能发生	4
	2、转体过程落物侵限；	很少发生	2
	3、线路上遗留停车牌。	极不可能发生	1

表3.2 风险事件发生后果等级判定

施工工序名称	风险源	严重程度	后果等级
桩基础施工	1、施工时机械倾覆；	很严重	4
	2、吊装时钢丝绳断裂，造成吊物侵限；	很严重	4
	3、桩基塌孔，造成铁路路基沉降。	严重的	3
基坑开挖	1、基坑坍塌，造成铁路路基沉降。	严重的	3
梁体现浇	1、支架坍塌；	灾难性的	5
	2、高空坠物侵限；	严重的	3
	3、易漂浮物侵限。	严重的	3
转体	1、牵引设备损坏，延点作业；	严重的	3
	2、转体过程落物侵限；	较大的	2
	3、线路上遗留停车牌。	较大的	2

根据表3.1、表3.2，跨铁路转体桥风险事件等级判定如下表所示：

表3.3风险事件等级判定

施工工序名称	风险源	风险等级
桩基础施工	1、施工时机械倾覆；	中度
	2、吊装时钢丝绳断裂，造成吊物侵限；	高度
	3、桩基塌孔，造成铁路路基沉降。	中度
基坑开挖	1、基坑坍塌，造成铁路路基沉降。	中度
梁体现浇	1、支架坍塌；	中度
	2、高空坠物侵限；	高度
	3、易漂浮物侵限。	高度
转体	1、牵引设备损坏，延点作业；	高度
	2、转体过程落物侵限；	中度
	3、线路上遗留停车牌。	低度

四、管控措施

在施工过程中，极高风险是不可接受的，必须高度重视并采取措施进行规避；高度风险是不期望的，应重视并采取有效处置措施，加强风险监测；中度风险是可接受的，应采取有效处置措施并加强风险监测；低度风险可不采取措施但需关注，防止风险等级上升。根据各等级风险控制原则，对各风险源制定管控措施如下。

1、大型施工机械管控措施

（1）大型机械进场前施工平台必须经过推平、碾压，并检测合格。施工区域内地下无孔洞及管道，否则应对地面进行处理。

（2）施工用的汽车吊等大型设备，作业时应垂直铁路支设，汽车吊大臂长度应小于汽车吊至铁路安全限界的距离，当无法满足时，吊装作业应在天窗时段内进行。

（3）吊装作业前，对起重吊装设备、钢丝绳、揽风绳、链条、吊钩等各种机具进行检查，必须保证安全可靠，不准带病使用。机械操作人员必须取得国家承认的操作证书，进场后进行铁路（邻近）营业线施工培训并考试合格后方可上岗。

（4）吊装作业前安排吊车空吊，模拟施工状态，确定是否侵限，确认后在地面做明显标识，并安排持证人员指挥。

（5）吊装起重作业时，现场防护员接到驻站联络员行车通过的通知后，应要求现场停止吊装作业。

（6）严格执行相关的吊装作业规程、标准。

2、防止桩基塌孔管控措施

（1）根据施工地质情况，合理选择施工机械、施工工艺，确保施工安全。

（2）合理安排施工工期，尽量避免在雨季施工，当无法避免时，应在桩基施工区域设置施工平台，施工平台高出四周地面不小于50cm，施工时确保场地排水畅通。

（3）施工时采用优质膨润土+火碱造浆，根据不同地质、施工工艺选择合适的泥浆比重，施工过程中始终保持泥浆液面高出地下水位线不下于2.0m。

（4）当遇到砂层等软弱土层时，应减缓钻进速度，控制钻进速度为3~5m/h并增大泥浆比重。

3、防止基坑坍塌管控措施

（1）严格按照设计方案及施工方案设置防护，基坑开挖前，先施工四周截水沟，截水沟采用砂浆抹面，防止雨水冲刷，基坑开挖后及时施做坡面防护；

（2）基坑内设置集水井及排水泵，及时抽排基坑渗水，防止浸泡基坑，造成坑壁不稳；

（3）基坑四周顶面做成4%反坡，疏导水流，防止地表水流入基坑。

（4）当地下水位较高时，采取井点降水措施，抽取的地下水严禁外排，应在基坑以外设置回水井，将抽取的地下水回灌入地下，防止因抽取地下水造成铁路路基沉降。

4、防止支架坍塌的管控措施

（1）梁体承重支架应请有资质的第三方进行专项设计计算，对于进场的支架材料加强验收，确保材质、规格、型号与设计方案一致。

（2）支架搭设时严格按照设计方案、审批的施工方案及国家规范组织施工，按照规范组织验收。

（3）靠近线路侧支架必须进行封闭，使用大横杆和剪刀撑将支架连成一个整体，采用钢丝绳设地锚将支架四面拉紧。

（4）支架在施工时间应加强现场巡查，雨后及时对支架基础进行检查，发现问题及时处理整改。混凝土浇筑前再次对支架进行检查，浇筑过程中应安排有经验的工人检查支架，确保支架稳定。

5、高空坠物、易漂浮物管控措施

（1）高空作业使用的工具要放在工具袋内。常用的工具应系在身上。

（2）凡2m以上悬空、陡坡和无平台处作业要佩带安全带，挂妥安全带钩。所有临边要安装好防护栏杆和安全网，防止跌落。

（3）高空作业人员，所有材料严禁并严禁上下抛掷，必须采用吊装设备进行。

（4）高处和双层作业时不准向下方抛掷料具，无隔离设备时，严禁双层同时垂直作业。

（5）邻近营业线施工混凝土养护采用土工布覆盖，并定期洒水，土工布采用铁丝 预埋护栏钢筋上。