一起吊装作业引起的坍塌事故

    2002年10月，我省某一建筑施工企业在承建成都市污水处理厂工程时，由于现场管理混乱，加之施工现场条件与原施工方案不符，临时改变施工方案，由于考虑不周，措施不当，发生一起由吊装作业引起坍塌，造成三死二伤的重大事故，现将事故的原因予以剖析供同行参改、汲取经验教训，杜绝此类事故的发生。
　　一、 事故经过
　　该工程是成都市府南河综合治理的配套工程，施工内容为土挖、填并在河床以下埋没及安装污水混凝土管道。施工河道深3.5m，埋管沟槽位于河床深约2.5m（见图1）。管道为PCCP混凝土管道，

图1 河道截面示意图

　　长5m，外径D＝2.1m，内经d＝1.8m，壁厚150mm，重约11.8t。该工程施工现场地形和周边情况复杂，为混凝土管道吊装工作造成一定困难。针对现场的地形情况，项目部在编制施工组织设计时提出用两台起重机进行混凝土管道”双机“抬吊作业，并编制了《双机抬吊起重吊装施工方案》。
　　根据工程吊装施工需要，项目部租用了QL40轮胎起重机及QY50汽车起重机各一台，并由机械出租方的两个单位承担管道吊装作业，起重吊装司机及班组人员均由上述两个单位安排。
　　至2002年10月15发生事故前，混凝土管道尚剩56m未安装，该段施工现场地形和周围情况较为复杂，河堤两岸土质疏松、在K117+58~K117+80段河堤无堡坎（系QL40汽车起重机作业位置区），河堤距离公路公有6m。在K117+50～K117+65段上方有高压线斜的穿过河堤两岸、高度距地面不足7m，且河堤边种植有树，吊车距混凝土管道中心约14m。根据施工员的安排；受地形影响，一次吊运不能到位，由QL40汽车起重机停在街上，把混凝土管道运到QY50汽车起重机吊运位置，再由QY50汽车起重机接转吊运到施工现场。在已将3根管道转到施工现场河堤边后，由于受地形及周边条件的限制而无法用两台汽车起重机将混凝土管抬吊至沟槽内安装。现场施工员及两吊车司机等一起商议决定，由QL40汽车起重机单车将混凝土管运到河道底部的沟槽内。两位司机在察看地形后选定QL40汽车起重机的吊装位置，放下支腿，其中后支腿距河堤边坡约1m，并用2000×1500×20mm钢板作为QL40轮胎起重机的支腿垫板以增大受力面积。当第一、二根管道顺利吊装到位且安装试压完毕，QL40汽车起重机准备将已吊装入沟槽底的第三根砼管道安装就位时，突然QL40起重机所处作业位置河堤边发生垮塌，约20余立方米垮塌的条石和砂土撞击在即将安装就位的第三根砼管道上，该管道随即滚动移位，正在沟内的万三名管道安装工即被挤压在混凝土管和沟壁之间，经抢救无效死亡，另两名普工受伤（见图2）

图2事故现场平面图

　　二、 事故原因分析
　　1、 直接原因
　　（1） 项目施工前未对原河堤及地质情况作详细了解，对两台吊车自重及吊重所产生的压力，河堤能否承受未作细致科学的考虑，因此沟槽开挖未按规范要求进行放坡和对河堤采取任何加固措施，也未按吊车使用说明书的要求对支承地面做耐力探测，吊装作业人员临时改变原定双机抬吊方案，由QL40吊车单车起吊，使荷载更加集中，终因支承吊车地面处的压力大于河堤所能承受的侧压力，导致河堤及堡坎垮塌，造成事故。
　　（2） 两名吊车司机凭经验将吊车停在距河堤边坡1m的地方进行吊重，距离过近，促使堤边坡坍塌。
　　原因分析：第一点，根据《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33－2001）第4.3.1条”起重机行驶和工作的场地应保持平坦坚实，并应与沟渠、基坑保持安全距离。“由于起重机的规格、型号、作业支承地面土质的不同，该规程没有列出距沟渠、基坑边应保持距离的具体数据。但我们可对照该标准第5.2.5条：“……在拉铲或反铲作业时，履带距工作面边缘距离大于1.0m，轮胎距工作面边缘应大于1.5m”可知，轮胎式单斗挖掘机距工作面起码应大于1.5m（小型挖掘机同样应遵循）。而WY160型单斗旋压挖掘机（斗容量1.6m3，在国产挖掘机中算较大的），其自重为38t，与本案中QL40或QY50自重相似（分别为37.23t和38.7t）。何况，QL40起重机的吊重远大于WY160的土方荷重（1.6m3），照此类比、QL40吊车距河堤边坡仅1m，肯定太近了。另可直接参阅《建筑施工安全检查标准实施指南》第141页，（六）2条：“……应与沟渠、基坑保持与5mm外……”，且支垫牢靠才符合“安全距离”的要求。
　　第二点，《规程》第4.3.1条所要求的“平坦坚实”应怎样理解和掌握。《规程》中第4.3条关于汽车、轮胎起重机中没有给出具体数据，我们首先应按该机的使用说明书要求，也可以类比其他条款来考虑，《规程》第7.1.3条“（履带式三支点打桩机）施工现场应按地基承载力不小于83kpa的要求进行整体压实……。”本案中的河堤是天然杂填土或素填上加堡坎，估计地耐力大致为83～100kpa，因履带式接地面积大，故轮胎式比履带式的地耐力要求高。
　　在本案中，QL40吊车（自重37.23t）加上荷重11.8t，共重49.3t，接地面积按1.5×2/2=1.5m＜sup＞2＜/sup计（所支垫钢板不可能整块呈刚性），平均接地比压至少329kpa。大大超过吊车支承地面的地耐力，使土坎迅速位移，最终坍塌。而且起重机如在不是非常平坦的地面作业时，经常出现三点支承的情况，即当吊臂回转到某一角度时，一个支承腿离地、仅三个点受力（如图3），在这种情况下，C点受力最大，约为四点平均受力值的1.5倍，接地比压可能达450～500kpa，在这种压力下，河堤坍塌不可避免。

图3 三点支承示意图

　　第三点，吊车的支垫也显不足。20mm的钢板够不够，我们也可对照《规程》第7.4.2条，“打桩机的安装场地应平坦坚实，当地基承载力达不到规定的压应力时，应在履带下铺设路基箱或30mm厚的钢板，……”对比这一条，起重吊装机械（大、中型机械）在作业时，应不低于上述要求。以笔者经验，大、中型吊车在支承面地耐力较差时作业，支腿下最好用路基箱支垫（用10号以上工字钢并排连接，上、下翼缘用16~20mm厚钢板，组成若干组合箱型截面），才能承压较大的集中荷载。
　　2、 间接原因
　　（1） 施工组织设计编制较粗糙，安全措施针对性不强，对吊车离河堤边坡距离未仔细研究、无明确要求。企业主管部门对施工组织设计未进行审查和审核。当现场施工条件发生改变后原施工方案不能有效、正确地指导项目施工。
　　（2） 施工现场管理混乱。人员分工不明、职责不清，无各项安全生产责任制及安全措施，未形成安全生产保证体系。教育流于形式，职工安全意识较差。施工前未按规定对操作人员进行书面安全技术交底，施工中无安全防护措施和防护设施，管道吊装无专人统一协调指挥。
　　（3） 项目经理部在选择吊装分包单位时，未严格审查其资质，其中有一家不具备起重安装资质的单位参与吊装作业。并任命无管理经验、素质较差和无任职资格的人员担任项目施工管理人员，安排不具备特种作业人员资格者从事管道吊装及安装工作。
　　（4） 企业主管部门及监理公司现场监管不力，现场管理严重失控、对项目班子人员的任命审查机关不严，现场监理无监理资质证，吊装业务不熟悉，对现场安全监管不到位，致使施工现场管理混乱。
　　3、 结束语
　　这是一桩本不应该发生的事故，其根源仍是企业（包括项目部）安全管理混乱、思想上重视不够、组织上（安保体系）把关不严，有关规范理解不透所致，这个教训是深刻的。企业从领导到工人（包括民工），必须树立“安全第一”的观念，工作要细致方法要稳妥，才能杜绝或减少安全事故的发生。