第1章前言在過去的二十年中，隨著城市人口的急劇增加，原有的公交系統愈發承受不了龐大的日?？土髁?。許多城市開始加快地鐵建設以緩解城市交通。一般來說，地鐵項目的投資建設規模較大，而且施工水文地質條件復雜，工期緊張。因此安全問題是地鐵項目建設過程中的主要建設重點之一，此外，由于地鐵工程的施工條件多處于地下，其風險天然比其他種類的工程風險高，因此，地鐵施工現場需要盡可能避免施工過程中因人員行為不當和機械操作不當造成的安全事故。隨著地鐵建設規模的擴大，建設部和鐵道部等部門相繼對目前較為零散的地鐵施工安全標準進行整合，并發布一些有關地鐵建設的安全標準，然而這些標準的對象僅僅針對地鐵建設的某些特殊項目，對施工現場缺乏綜合的安全要求。這樣不僅增加建設方的管理難度，同時還可能因安全規范標準的不一致導致施工方對施工作業要求理解差異之后造成一定的安全隱患。而且一旦地鐵施工發生安全事故，由于交通問題，很可能造成救援不及時，造成額外的損失。因此，需要建立一套科學的安全管理方法，防止操作不當造成的安全事故。

第2章影響施工現場起重機械安全的因素影響地鐵施工安全的因素很多，大致可以分為外部環境和內部影響。在地鐵建筑危險源系統中，結合地鐵站的施工環境，對起重機械的特點進行分析可以初步將起重機械的安全因素分為環境、技術、機械、操作者四方面的進行考量。2.1環境因素由于地鐵建設的目的是減輕城市交通壓力，這就意味著地鐵項目的實施地點往往處于城市中心地帶，容易受到周圍環境的限制。影響施工安全的主要環境因素具體可以分為以下三個。（1）施工現場平面布置作為施工組織計劃的組成部分之一，施工現場往往在施工準備階段變開始準備，并且始終由監督單位執行。一般來說，施工現場的大小以及主體結構決定了施工現場最終的位置和形狀，區域之間用封閉墻進行分割，同時標明機械和材料、場地出入口以及項目主體結構的所在位置等等，其中施工現場的主要道路由于承載較重，因此需要進行一定的加固工作，為后續的建設提供基本的材料供應。（2）工地地基承載力施工現場的地基承載力對機械設備的影響尤為明顯，尤其是起重機械提升過程中，對地基的壓力增大，此時對地基承載力的考驗愈發明顯。在國家和行業標準中可以看出，地基的基礎條件和起重機的接地比壓是影響起重機械能夠穩定工作的兩個主要因素，從GB/T14560-2011要求中也明確表明起重機工作時，地面應堅實且平穩，同時在工作全過程中不能下陷，同時傾斜角不大于1％。當地基承載力無法滿足起重機的工作條件時，需要采取對應的措施以保證滿足承載能力。另外，由于不同情況下，起重機的重心的位置也不同，可能會導致起重機的接地壓力分布不均，使機器重心的偏移，最終導致起重機主體傾斜。2.2技術因素地鐵建設屬于城市地下建設，這種類型的工程往往由于地下的環境特殊性和隱蔽性產生一些不可預測的工程障礙，以地質和水文條件為主，為此施工方因根據實際情況選擇不同的施工工藝，同時還要即時針對特殊的子項目制定特殊的技術方案。以地鐵施工為例，由于工期，主體結構形式，車站埋深和開挖寬度等因素的限制。主要分明挖和暗挖這兩種施工方法，以明挖法為例，具體流程圖如圖2.1.圖2.1明挖法地鐵車站施工流程圖一般來說，地鐵車站明挖法的施工具有以下特點：第一，水平工作范圍大。與地鐵段的施工相比，地鐵站的施工場地的物料運輸路線較長，致使起重機械操作頻繁。因此在明挖地鐵站的建設中，通常采用分段建設的方法減少短時間內對起重器械的頻繁調動。不管哪一種建設方法，都需要起重器械駕駛者注意現場條件，并按照安全要求進行機械操作。第二，在地鐵站的建設中，維護結構的建設通常需要起吊大型重物，而且這些組件吊裝和提升時，通常需要兩個或更多的起重機同時工作，可能會對多個起重設備之間的合作提出一定的操作挑戰。2.3機械因素（1）設備選型地鐵工程中常用的起重機種類較為豐富，起重履帶式起重機由于起重能力大，履帶的接地比亞較小，逐漸成為目前我國地鐵站建設過程中主要的垂直運輸工具。由于不同機械設備的控制參數是不同的，例如，履帶起重機的主要技術控制參數是起重量，起升高度和起升半徑等，選擇起重機械時，應根據工程的實際起吊距離和起重量選擇合適的起重機類型和額定起重能力。（2）機械可靠性可靠性是指器械在指定條件下和指定時間內的執行能力，對于起重機械而言主要從環境調查，設備檢查，金屬零件檢查和機械檢查這四個方面進行可靠性的量化，在項目建設過程中，檢查部門除了對上述四個方面的因素做重點排查之外還要根據實時的天氣情況進行設備的重點維護核保養，確保工作誤差保持在允許的誤差范圍之內。（3）起重荷載核算地鐵項目地下連續墻的鋼筋籠的寬度通常為4至6米，長度隨著地下連續墻的深度而變化，其實際重量通常高達幾十噸。單個履帶起重機在起重過程中需要實時注意起重載荷，一般來說履帶起重機的起重重量設計值以70％為最佳，最大不得超過80％，否則起重機械可能因組件的重量產生重心不穩定，對施工安全造成負面影響。當起重物重量較大時，往往需要多個起重機械合作施工，在這一過程中要根據每個起重機械的受力情況以及起重重量設計值確保合理的起重方案，確保每個起重機械所受到的分力不超過其起重重量設計值的80%。

第3章施工現場起重機械容易產生的問題3.1案例介紹武漢地鐵四號線的第二階段是地鐵過長江后在武昌的第一站，位于武昌臨江大道與張之洞路的交匯處。其主要功能是通風，防火和緊急通道。全長約25米，寬約11米，深約48米。從我國地鐵項目建設的歷史上來看，其無疑是最深的豎井。此外，由于地面臨江的環境限制加上地質大部分為細砂和粉末層，需要在項目建設過程中實時注意器械的使用情況。武漢地鐵4號線第二期基坑開挖和結構施工計劃的開始日期為2013年3月30日，在具體的挖掘過程中根據每層鋼筋框架的位置進行分層土方開挖，然后完成鋼筋混凝土施工，直至達到結構混凝土強度設計要求之后才繼續挖掘土方的下層，通過反復的操作打牢施工地基。在設計要求上，武漢地鐵4號線第二期工程的風井主要以地下連續墻作為護結構，具體分為內墻和外墻，內壁厚1.5m，深60m，外壁厚lm同時墻身進入中縫巖層1m，內測鋼筋混凝土墻間距為20cm。3.2安全隱患分析上文總結了可能影響地鐵車站起重機械施工過程中安全運行的客觀因素。然而在實際施工過程中，事故的發生往往不是單一因素的結果。從系統安全事故原因理論角度來看，事故發生的必要因素是危險源的存在以及和觸發事件的同時發生。例如，基坑開挖和支護結構的設計和施工是安全的，然而同時開挖和樁基工程可能會導致危險事故。因此，在總結了地鐵車站的起重和吊裝作業的安全性單因素之后，本文結合武漢地鐵4號線第二期建設項目對起重器械的施工安全進行素綜分析。（1）行為人危險源行為人的危險源是指參與施工的工人管理人員于自身能力導致地鐵施工事故。主要分為以下幾種情況：第一，項目管理人員缺乏安全管理意識，第二，特殊建筑工人沒有上崗證書，特別是特殊建筑機械的操作員沒有使用機械的能力，或者上班前沒有足夠的崗前安全培訓。對于地鐵項目來說，由于建設周期長，其參與的建筑工人數量繁多，一旦安全事故的識別能力和應變能力較弱很容易產生嚴重的事故，因此在實際建設過程中需要實時注意安全管理核培訓，營造良好的施工環境保障工人的施工安全，同時以安全教育加強工人在施工過程中的自我保護的意識，在保證自身安全的同時，還能保證工程質量的穩定。（2）機械器具危險源工程機械和工具設備是工程建設機械化的基礎，大大提高了施工速度。然而機械設備也對工程建設構成威脅。地鐵施工機械設備的風險，地鐵施工過程中的危險源包括由于施工機械設備使用不當引起的設備性能不穩定，機械設備缺陷和安全防護設施缺陷。首先是機械設備本身的缺陷。該項目中使用的大多數起重器械都是通用設計的，可能存在機械設備不匹配的情況。其次，由于地質條件的影響，細砂和粉末層侵入履帶式起重機可能增加起重機的磨損速度。（3）施工環境危險源地鐵項目屬于技術含量高，危險源多，施工難度大的項目類別。地鐵工程的施工危害主要來自兩個方面：物體的不安全狀態和人員的不安全行為。其中不安全狀態主要包括復雜的施工環境，機器的異常操作，場地狹窄對機械操作的限制等。不安全行為則主要指建筑工人對器械的錯誤操作。因此可以對操作工作進行一定的安全教育和認為監督手段，減少施工環境的危險源。（4）環境對器械的限制工程環境與工程機械的關系主要體現在工程機械對工程機械的約束條件上，在本次地鐵項目建設過程中，有限的周圍建筑條件的限制會在一定程度上影響機器的工作空間。客觀上存在對施工現場的其他人員和物體造成機械損壞的危險，此外還包括一定量的施工附帶影響，諸如器械振動以及噪聲產生的影響，尤其是在鬧市區，需要對施工時間段做合理的把控和安排，建減少施工對周圍環境的不利影響。

第4章改善施工現場起重機械安全使用的對策4.1合理安排起重機械活動空間第一，由于起重機械的正常工作需要較大的操作空間，因此首先就要確定施工現場的空間是否可以滿足機械驅動和操作的要求，在器械運行過程中實時計算和反饋起重機本身占用的空間大小、操作所需的空間以及運動路徑。同時施工前必須對實際場地進行測量，以確保實際空間容量滿足起重機械的基本操作要求。一般來說，起重機的占地面積與起重機本身的結構以及動臂的長度和高度有關。這就需要有關人員在實際場地測量以及器械調動過程中明確起重機的具體型號，從而確定起重機所占據的平面區域的大小。另外，在進行起重機占據的平面區域界定過程中需要根據吊臂的長度和施工期間的舉升角度來確定最大活動空間。另外，起吊工作所需的空間基本確定了塔式起重機和龍門起重機的工作范圍。這時就需要考慮履帶式起重機等自行式起重機的機械停車位置，從停車位置到起吊位置需要進行一定的規劃，盡量保證中間路段的人流車流較少。在起吊過程中，起吊位置還與起重物料的尺寸有關，這時候還要根據不同類型、不同形狀、同材料的起吊物進行起吊方案的設計，確保在現有的起吊空間內保證起重機行進路徑，即行進路徑要基本滿足其寬度應大于起重機機身的寬度；其高度應高于吊臂或桅桿頂的高度，以滿足可能存在的拐彎起吊過程。4.2建立起重機械運動趨勢估計系統隨著工程建設領域信息技術的發展，可以使用一些3D建模的技術方法模擬起吊機在實際施工過程中的起吊路徑，通過預先安裝傳感器來定位起重機械的關鍵部件，利用激光測距用于確定起重機與周圍物體之間的距離以及起重機移動的速度，最后反饋到3D模型里面，來實時監控起吊過程是否會發生碰撞。此外，還可以計算出空間和實時距離的比較分析，以方便起重機械操作員對機械的實時操作調整。在起重機的操作程序中，規定了起重機與基坑之間的距離，起重機部件或起重物料之間的距離以及周圍環境，根據測量結果和計算空間，判斷實際空間是否滿足施工要求。最后，整個3D模型還需要擬定一定的安全監控器，模擬、比較現場的實際空間和設計空間并設定一定的安全閾值，一旦發現危險區域的起重機應立刻實施反饋和制止，確保施工安全。4.3施工工序質量管理控制點的設置（1）設置原則設置過程質量管理控制點是實施過程質量管理控制的有效途徑。然而，一個施工過程涉及多個過程內容，因此，施工過程中質量管理控制點的設置需要選擇有代表性的工程內容。一般來說，其原則如下:第一，關鍵工序應設置質量管理控制點；第二是為起重機械的起重作業等施工環節的薄弱環節設置質量控制點；三是在新行哈的起重機械的施工環節設置質量管理控制點。第四，對于惡劣自然環境下的施工過程應設置質量管理控制點。（2）施工工序質量管理控制的措施實施施工過程質量管理控制措施的前提是明確質量管理控制點的控制對象，主要控制五大主導因素，區分哪個因素主導施工過程。正確區分施工過程中人、材料、設備、環境和施工方法的實際操作精度。施工過程中實施質量管理控制的具體措施是首先進行過程質量預控，通過文字、表格、圖形等實現質量預控的針對性。施工過程中應進行質量檢查，加強現場監督檢查。例如，在初期的起重過程中出現的微小失誤操作很可能在后續的施工工期里面統一出現，造成工程事故。因此，在施工過程中應注意質量管理控制和及時整改。同時，為了檢查施工過程的質量，還需要對施工過程進行協同管理。

第5章結語地鐵項目是一個復雜的高風險建設項目，大多數建設工作都是在復雜的環境和惡劣的施工條件下完成的。此外，施工場地環境因素的復雜性也決定了建設工作的風險。隨著施工技術和施工技術的提高，對器械使用的安全監控手段也需要與時俱進。本文以地鐵施工的危險規律為出發點，分析影響起重機械安全使用的施工風險。提出以下意見：（1）影響地鐵車站起重機械安全的主要因素可分為環境，技術和機械三個方面。并且這些因素之間存在一定的相互作用，危險因素的發生往往是多種因素公共造就的，有必要從系統安全的角度進行地鐵施工安全管理的建設。（2）為了應對起吊作業中可能存在的施工安全隱患，需要首先分析和識別危險源，同時遵守相關的施工技術安全規定、采取科學的管理方法，確保施工準備工作符合起重機操作的要求，加強安全管理，避免發生事故。（3）借助大量的距離傳感器構建起重機械的3D運行軌跡模型，實施監控和反饋起重機械的運動，一方面有利于操作人員后續的操作調整另一方面還可以有效減少突發情況造成的操作食物。

參考文獻[1]齊凱,王新華,何成忠,eta