2002年10月,我省某一建筑施工企業在承建成都市污水處理廠工程時,由于現場管理混亂,加之施工現場條件與原施工方案不符,臨時改變施工方案,由于考慮不周,措施不當,發生一起由吊裝作業引起坍塌,造成三死二傷的重大事故,現將事故的原因予以剖析供同行參改、汲取經驗教訓,杜絕此類事故的發生。
一、 事故經過
該工程是成都市府南河綜合治理的配套工程,施工內容為土挖、填并在河床以下埋沒及安裝污水混凝土管道。施工河道深3.5m,埋管溝槽位于河床深約2.5m(見圖1)。管道為PCCP混凝土管道,
圖1 河道截面示意圖
長5m,外徑D=2.1m,內經d=1.8m,壁厚150mm,重約11.8t。該工程施工現場地形和周邊情況復雜,為混凝土管道吊裝工作造成一定困難。針對現場的地形情況,項目部在編制施工組織設計時提出用兩臺起重機進行混凝土管道”雙機“抬吊作業,并編制了《雙機抬吊起重吊裝施工方案》。
根據工程吊裝施工需要,項目部租用了QL40輪胎起重機及QY50汽車起重機各一臺,并由機械出租方的兩個單位承擔管道吊裝作業,起重吊裝司機及班組人員均由上述兩個單位安排。
至2002年10月15發生事故前,混凝土管道尚剩56m未安裝,該段施工現場地形和周圍情況較為復雜,河堤兩岸土質疏松、在K117+58~K117+80段河堤無堡坎(系QL40汽車起重機作業位置區),河堤距離公路公有6m。在K117+50~K117+65段上方有高壓線斜的穿過河堤兩岸、高度距地面不足7m,且河堤邊種植有樹,吊車距混凝土管道中心約14m。根據施工員的安排;受地形影響,一次吊運不能到位,由QL40汽車起重機停在街上,把混凝土管道運到QY50汽車起重機吊運位置,再由QY50汽車起重機接轉吊運到施工現場。在已將3根管道轉到施工現場河堤邊后,由于受地形及周邊條件的限制而無法用兩臺汽車起重機將混凝土管抬吊至溝槽內安裝。現場施工員及兩吊車司機等一起商議決定,由QL40汽車起重機單車將混凝土管運到河道底部的溝槽內。兩位司機在察看地形后選定QL40汽車起重機的吊裝位置,放下支腿,其中后支腿距河堤邊坡約1m,并用2000×1500×20mm鋼板作為QL40輪胎起重機的支腿墊板以增大受力面積。當第一、二根管道順利吊裝到位且安裝試壓完畢,QL40汽車起重機準備將已吊裝入溝槽底的第三根砼管道安裝就位時,突然QL40起重機所處作業位置河堤邊發生垮塌,約20余立方米垮塌的條石和砂土撞擊在即將安裝就位的第三根砼管道上,該管道隨即滾動移位,正在溝內的萬三名管道安裝工即被擠壓在混凝土管和溝壁之間,經搶救無效死亡,另兩名普工受傷(見圖2)
圖2事故現場平面圖
二、 事故原因分析
1、 直接原因
(1) 項目施工前未對原河堤及地質情況作詳細了解,對兩臺吊車自重及吊重所產生的壓力,河堤能否承受未作細致科學的考慮,因此溝槽開挖未按規范要求進行放坡和對河堤采取任何加固措施,也未按吊車使用說明書的要求對支承地面做耐力探測,吊裝作業人員臨時改變原定雙機抬吊方案,由QL40吊車單車起吊,使荷載更加集中,終因支承吊車地面處的壓力大于河堤所能承受的側壓力,導致河堤及堡坎垮塌,造成事故。
(2) 兩名吊車司機憑經驗將吊車停在距河堤邊坡1m的地方進行吊重,距離過近,促使堤邊坡坍塌。
原因分析:第一點,根據《建筑機械使用安全技術規程》(JGJ33-2001)第4.3.1條”起重機行駛和工作的場地應保持平坦堅實,并應與溝渠、基坑保持安全距離。“由于起重機的規格、型號、作業支承地面土質的不同,該規程沒有列出距溝渠、基坑邊應保持距離的具體數據。但我們可對照該標準第5.2.5條:“……在拉鏟或反鏟作業時,履帶距工作面邊緣距離大于1.0m,輪胎距工作面邊緣應大于1.5m”可知,輪胎式單斗挖掘機距工作面起碼應大于1.5m(小型挖掘機同樣應遵循)。而WY160型單斗旋壓挖掘機(斗容量1.6m3,在國產挖掘機中算較大的),其自重為38t,與本案中QL40或QY50自重相似(分別為37.23t和38.7t)。何況,QL40起重機的吊重遠大于WY160的土方荷重(1.6m3),照此類比、QL40吊車距河堤邊坡僅1m,肯定太近了。另可直接參閱《建筑施工安全檢查標準實施指南》第141頁,(六)2條:“……應與溝渠、基坑保持與5mm外……”,且支墊牢靠才符合“安全距離”的要求。
第二點,《規程》第4.3.1條所要求的“平坦堅實”應怎樣理解和掌握。《規程》中第4.3條關于汽車、輪胎起重機中沒有給出具體數據,我們首先應按該機的使用說明書要求,也可以類比其他條款來考慮,《規程》第7.1.3條“(履帶式三支點打樁機)施工現場應按地基承載力不小于83kpa的要求進行整體壓實……。”本案中的河堤是天然雜填土或素填上加堡坎,估計地耐力大致為83~100kpa,因履帶式接地面積大,故輪胎式比履帶式的地耐力要求高。
在本案中,QL40吊車(自重37.23t)加上荷重11.8t,共重49.3t,接地面積按1.5×2/2=1.5m<sup>2</sup計(所支墊鋼板不可能整塊呈剛性),平均接地比壓至少329kpa。大大超過吊車支承地面的地耐力,使土坎迅速位移,最終坍塌。而且起重機如在不是非常平坦的地面作業時,經常出現三點支承的情況,即當吊臂回轉到某一角度時,一個支承腿離地、僅三個點受力(如圖3),在這種情況下,C點受力最大,約為四點平均受力值的1.5倍,接地比壓可能達450~500kpa,在這種壓力下,河堤坍塌不可避免。
圖3 三點支承示意圖
第三點,吊車的支墊也顯不足。20mm的鋼板夠不夠,我們也可對照《規程》第7.4.2條,“打樁機的安裝場地應平坦堅實,當地基承載力達不到規定的壓應力時,應在履帶下鋪設路基箱或30mm厚的鋼板,……”對比這一條,起重吊裝機械(大、中型機械)在作業時,應不低于上述要求。以筆者經驗,大、中型吊車在支承面地耐力較差時作業,支腿下最好用路基箱支墊(用10號以上工字鋼并排連接,上、下翼緣用16~20mm厚鋼板,組成若干組合箱型截面),才能承壓較大的集中荷載。
2、 間接原因
(1) 施工組織設計編制較粗糙,安全措施針對性不強,對吊車離河堤邊坡距離未仔細研究、無明確要求。企業主管部門對施工組織設計未進行審查和審核。當現場施工條件發生改變后原施工方案不能有效、正確地指導項目施工。
(2) 施工現場管理混亂。人員分工不明、職責不清,無各項安全生產責任制及安全措施,未形成安全生產保證體系。教育流于形式,職工安全意識較差。施工前未按規定對操作人員進行書面安全技術交底,施工中無安全防護措施和防護設施,管道吊裝無專人統一協調指揮。
(3) 項目經理部在選擇吊裝分包單位時,未嚴格審查其資質,其中有一家不具備起重安裝資質的單位參與吊裝作業。并任命無管理經驗、素質較差和無任職資格的人員擔任項目施工管理人員,安排不具備特種作業人員資格者從事管道吊裝及安裝工作。
(4) 企業主管部門及監理公司現場監管不力,現場管理嚴重失控、對項目班子人員的任命審查機關不嚴,現場監理無監理資質證,吊裝業務不熟悉,對現場安全監管不到位,致使施工現場管理混亂。
3、 結束語
這是一樁本不應該發生的事故,其根源仍是企業(包括項目部)安全管理混亂、思想上重視不夠、組織上(安保體系)把關不嚴,有關規范理解不透所致,這個教訓是深刻的。企業從領導到工人(包括民工),必須樹立“安全第一”的觀念,工作要細致方法要穩妥,才能杜絕或減少安全事故的發生。
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