关键词:装配式建筑,安全管理,隐患分析,措施
0引言
预制装配式建筑是指将建筑物的部分或者全部构件在工厂完成预制,然后运输到施工现场以可靠连接方式组装而成的建筑物[1]。最早的预制装配式建筑由巴黎ED.Coigent公司在建造1891年提出[2],迄今已发近130余年。我国预制装配式建筑在建国初期就已有雏形,当时主要以大板房屋、大模板房屋等房屋建造体系为主,在经历了20世纪80年代后期突然停止期后,在本世纪初又重新兴起[3]。2013年国务院办公厅《关于转发国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》中第(八)项中提出推动建筑工业化,提高建筑工业化技术集成水平,我国预制装配式建筑迎来快速发展。
目前,预制装配式建筑结构主要分为纯PC结构和PC与现浇共存结构两种。相比传统建筑来说,预制装配式建筑有建造速度快、节约成本、现场湿作业少等特点,但新技术在推广过程中仍然面临着一些问题。尤其在施工现场安全管理方面,新工艺新技术的应用改变了传统的施工组织和安全风险,而目前对国家预制装配式建筑并无针对性的安全管理规范标准。在装配式建筑施工现场安全管理方面,我们仍面临很大的挑战。
1安全管理研究现状
很多学者都对预制装配式建筑施工现场安全管理进行了分析研究。刘巽全、邱迪[4]等人从安全管理体系层面指出现阶段安全相关政策措施、规范标准同实际发展不相匹配等问题,相关政策措施的滞后,导致安全监管针对性不强、未突出装配式建筑的重难点问题,同时,相关人员体系的不健全,使现场安全管理存在很大的不足;李月霞、欧迪枢[5][6]等人从装配式建筑施工工序工艺分析了装配式建筑现场施工存在的安全风险,主要有预制构建运输、构件吊装拼装可能导致机械伤害、物体打击、触电及高处坠落等事故的风险隐患;陈伟、付杰、熊付刚、杨劼[7]通过建立灰色聚类测评模型对影响装配式建筑工程施工安全的因素进行评价排序,在对现场安全人员配置、工人专业操作水平等28项等影响因素进行综合计算评价后,最终得出工人专业操作水平、吊装作业气候条件、构建运输临时固定措施、构建出厂前质量安全检验4项对安全的影响最大的结果;李颖、李峰、邹宇等人[8]使用事故树分析法对预制装配式建筑施工过程中的危险源进行识别,利用层次分析法通过专家打分的方式对识别结果进行量化评估,得出预制装配式建筑施工过程主要有预制构件装载和运输、构件堆放、现场塔机布置等8项危险源;田黎、罗杰、宋发柏、赵文虎等[9][10][11]以工程实际为案例,结合装配式建筑施工的特点和难点,从施工的全过程角度分析了各个作业工序的安全隐患及管理要点,一一阐述了装配式建筑施工从构件运输出厂到最后安装成型过程中每项工序的安全管理要点,十分全面;李高锋、施佳呈等人[12]以“人、机、料、法、环”为分类,对预制装配式建筑施工中存在的安全风险进行分析并提出了相对应的管控措施。
2安全隐患分析
预制装配式建筑目前正处于快速发展的阶段,预制装配式建筑的施工项目也出现井喷式的增加。作为新的建筑施工技术,具备更节能、更高效、更优质等优点,预制装配式建筑的推广是顺应时代发展的潮流,可以将建筑施工的发展推向工业化和精细化,无论是对社会还是从业者来说,都是大有裨益的事情。可目前我国预制装配式建筑尚处于初期发展阶段,各方面的管理措施尚未成熟,在安全管理方面,也存在一些需要加强的地方。笔者根据从事装配式施工施工现场管理工作的经验,综合其他学者的研究意见,发现预制装配式建筑在现阶段安全管理方面存在一些尚需完善的问题。
2.1管理人员意识
安全管理中,安全文化和安全意识的养成,被视为最行之有效的管理办法,可在建筑施工的安全管理过程中,因为管理对象的特殊性和流动性,安全意识养成方面的管理尤其薄弱。在预制装配式建筑发展的初期阶段,多数学者从制度措施层面和技术层面分析建筑施工安全管理的隐患点,在对“管理人员概念技能”这一影响因素的概念定义中,局限技术层面,而未上升到管理意识层面。
管理人员意识对安全方面的影响主要集中在两方面:一是在项目立项初期,因为预制装配式建筑尚未形成相对成熟的施工工艺和流程,因此工期方面较传统建筑长短上仍未明确,容易导致对装配式建筑提高效率的片面理解而盲目缩短工期现象。建筑施工过程中施工进度对安全管理的影响是极其巨大的,如果施工工序不能合理的匹配安全设施的同步建设,将对施工安全造成致命的影响。二是管理人员传统建筑施工安全管理思维的影响,目前具备预制装配式建筑现场管理经验的人员数量极少,多数管理人员均是首次接触预制装配式建筑。预制装配式建筑同传统建筑相比,增加构件现场堆放和吊装作业环节,增加塔吊使用频次。这些差异性改变了现场安全管理的侧重点,在目前尚未出台相关安全管理规范和标准的现状下,管理人员管理意识和思维的转变,对安全管理有着十分关键的影响。
目前,以上两个管理人员意识层面的影响是成负向的,并且在各类安全评价和分析中,这一点是无法进行量化分析的。因此,从各方学者的研究成果看来,管理人员意识对现场安全管理的影响较小,但是从现场管理的成效看来,管理人员意识对施工现场安全管理的影响是根本性的。
2.2构件安装
预制装配式建筑同传统建筑相比,最大的差异在预制构件安装工序的增加,预制构件自身的主要安装工序是(1)构件运输及现场堆放→(2)构件吊装→(3)临时固定件安装→(4)模板、钢筋及混凝土作业。其中(1)、(2)、(3)三道工序都有新的隐患点。
2.2.1构件运输及现场堆放
预制构件由专门的运输车辆运输到施工现场,经过暂时的现场堆放后,进行构件的吊装作业。出于提高施工效率,减少不必要工序考虑,多数装配式建筑工地通过合理的工序排序,直接将构件从运输车辆起吊安装,而免去构件现场堆放环节。此种施工组织方案,提高了现场使用率,缩短了安装过程,但是却对构件运输车辆和现场部署提出了更高的要求。第一是运输车辆临时停放位置的安全问题,运输材料和构件相对其他建筑材料而言,体积、质量相对较大,如果停放位置不佳或相关固定措施不到位,极易出现倾覆。第二是构架起吊过程的安全问题,构件起吊需作业人员将塔吊吊钩和构件预埋吊点连接,然后进行起吊工序。吊钩与吊点的连接位置多是超出两米以上的高处作业,而目前缺乏对构件运输车辆的统一规范标准,导致连接过程作业人员高处作业无防护,且无安全带挂点问题,存在高处坠落风险。
2.2.2构件吊装
构件吊装是整个构件安装过程安全风险最大的环节。大量的构件吊装作业,高频次的塔吊使用,构成了构件吊装的主要危险源,主要有:一对塔吊设备的安全要求,高频次的塔吊使用,从作业安全风险性评价法(LEC法)对作业风险评价的影响因素来看,增加了暴露于危险环境的时间,提高了事故发生的可能性,最终增加了吊装作业的安全风险。主要隐患点在塔吊机械设备的可靠度和吊具的可靠度上。二是如果存在群塔作业,增加了工序流程的部署难度,极易产生碰撞事故,这是吊装过程中的影响是致命的。
2.2.3临时固定设施
构件吊至作业面后需临时固定设施暂时固定,待混凝土浇筑完成,整体墙体及屋面强度达到设定要求后方可拆除。固定设施的作用在于保证构件在安装到强度达到要求这一过程中的稳固性,主要的固定设施有斜撑杆、七字码等,同构件的连接方式为螺栓。临时固定设施的安装不到位易导致构件倒塌,存在导致物体打击甚至坍塌的安全隐患。
2.3作业环境
构件安装的主要环境是建筑主体结构的作业层。主要存在的安全隐患是临边、洞口的防护不到位,容易造成高处坠落事故,尤其是各施工预留洞口、楼梯临边处。施工现场的现状是缺乏标准统一、安装高效的作业面安全防护措施,作业工序的多变性导致安全防护无法长时间保留,从而产生大量的重复性工作,影响施工进度和安全。
2.4交叉工序
构件安装固定以后即进入模板和混凝土工序,主要问题是模板支撑体系对构件固定设施的影响。在有限的作业空间内,要同时容纳模板支撑体系和构件固定设施,并且两者都有一定的位置要求。不同作业班组的交叉施工,后续作业人员对前一道工序的不了解,容易改变构件的固定设施,造成构件失稳甚至影响整体强度。
3建议措施
预制装配技术作为建筑施工的新型技术,其优越性已不言而喻,装配式建筑的发展,有利于提高整体建筑施工水平,并持续发展。但是所有新技术应用初期,都存在适应的过程,预制装配式建筑的发展同样。目前装配式建筑施工现场安全管理暴露出的问题,其根本原因是缺乏统一的管理标准和实施细则,使得装配式流程中的各个环节不够规范。但就目前施工现场的安全管理而言,是有几点是可以进一步改善的。
3.1合理规划工期
预制装配式建筑的市场使用尚处于初期,尚未形成成熟的施工流程,多数施工单位均是第一次接触装配式建筑。因此在工期规划上,需合理考虑各类条件的影响因素,合理安排部署施工流程,形成相对冗余的施工工期,以保证能够在施工初期有充分的时间适应和摸索装配式施工工艺,增强各作业流程配合熟练度。
3.2增强起吊设备管理
预制装配式建筑施工中,起吊设备的使用频次爆发式增加,对起吊设备的监管,是保证安全生产,避免重大人员伤亡事故发生的必要措施。首要的是要做到起吊设备能够满足构件吊装作业的荷载,其次是增加起吊设备日常维保频次,同时每次吊装作业前对吊具进行检查并试吊。通过高频次的安全检查,将安全隐患消除去萌芽状态。
3.3加强重大危险源管理
构件运输车辆和大体量构件,可以视为施工现场内的临时重大危险源,因此需着重管理,重点可能造成构件倾覆和人员高处坠落的隐患点,并实现本质安全。这就要做到保证构件临时堆放时其固定设施严禁拆除,并划设禁止靠近区域,消除即使发生构件倾覆时不会造成人员伤害的情况。并对起吊过程进行重点监管,消除高处无防护作业。
3.4完善验收环节
构件安装完毕、模板安装完成均需通过验收合格后方可进入下一工序。模板验收在传统的建筑施工中已完全成熟,但构件的验收目前仍存在差异性,存在针对性不强、验收点不全面的问题。因此通过完善对构件安装环节的验收项目,发现其中安全隐患并及时消除。
4小结及展望
预制装配式建筑是建筑施工发展的新方向,也必将逐步取代传统建筑施工,将我国建筑施工带上一个新的台阶。笔者整合装配式建筑施工现场安全管理经验和其他学者研究成果,对现阶段预制装配式建筑施工现场安全管理存在的不足提出一些不一样的观点。当前预制装配式建筑施工安全管理的重点是尽快出台统一标准和规范,但在目前这一空窗期,装配式建筑施工现场的安全管理重点就是两类重大危险源的管理,一是构建的现场堆放,二是起吊设备的重点监管。
但与此同时,相关安全管理规定还需进一步完善,统一包括构件生产运输在内的装配式建筑施工管理标准,形成覆盖整个生产、加工、使用、装配全过程的管理要求,全面提高安全管理水平。
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