2017年3月25日7时55分,广州市从化区鳌头镇潭口村在建的广州市第七资源热力电厂项目垃圾储坑厂房屋面防腐板安装操作平台发生高处坍塌坠落事故,造成平台上作业人员9人死亡、2人受伤,直接损失1065万元。
该项目名称为从化固体废弃物综合处理中心(广州市第七资源热力电厂)项目。项目建成后垃圾处理能力达到1000吨/日(两台处理能力500吨/日的机械式排炉,配套两台12kw的汽轮发电机组;年焚烧生活垃圾36.5万吨,年发电量1.42亿千瓦时)。项目占地面积131153.333平方米,土建建筑面积为29928.17平方米,建设规模1.270803亿元,结构类型为框架剪力墙、钢结构。事发时,已完成工程总量的80%。
钢结构工程施工包括1#焚烧炉、2#焚烧炉车间的钢管格构柱、梁及φ325×10联系桁架、钢网架屋架,以及垃圾储坑顶部钢结构、钢网架屋面(板)、屋面防腐板安装等工程。
钢结构工程属于危险性较大分部分项工程,因此黎剑锋聘请的项目副总工李培荣于2016年7月3日组织编制提交了《钢结构工程专项施工方案》。该方案通过了建设单位组织的专家评审,经监理单位和建设单位确认同意实施。
但该钢结构工程专项施工方案针对的部位是1#焚烧炉、2#焚烧炉车间位置的距离地面高度52.7米的钢管格构柱、梁及φ325×10联系桁架、钢网架屋架,并未涉及垃圾储坑顶部钢结构、钢网架屋面和屋面防腐板部位的施工内容。
经技术专家核查所有项目相关的专项施工方案证实,事发屋面防腐板安装工程并无制订专项施工方案。
1、发生高处坍塌坠落的事发操作平台位于垃圾储坑厂房屋面已安装完成的钢结构上,距垃圾储坑地面约45.5m,主要用于安装屋面防腐板,而消防工程烟感设备安装也借用该操作平台实施。
屋面钢结构南北向长度约71.2m,东西向宽度约30m,共有13榀钢桁架(下称“屋面桁架”)。屋面桁架的跨度为东西向,平行布置,水平间距不均等。
屋面防腐板安装施工的主要内容为作业人员站在临时搭设的操作平台上安装屋面的防腐板,事发前已经完成第1列至第7列的屋面防腐板的安装。而该位置消防工程安装施工主要为安装烟感设备等警示装置。
据调查,操作平台于2017年3月13日首次搭建,平台作业面标高45.5米。3月16日,屋顶防腐板安装作业正式开始,直至事故发生前尚未完成。
事发的屋面防腐板安装工程是垃圾储坑厂房顶部的钢结构工程施工内容之一,属于危险性较大分部分项工程,并未制订相关专项施工方案。
为确定施工方式,2017年3月初,施工队5人集中开会,决定制作简易钢桁架(下称“简易桁架”)和搭设事发操作平台;且为了降低成本,采取局部搭设方式,操作平台随作业位置移动搭设。简易桁架无设计图纸,李应宏在花都三华五金店加工厂购买材料后,在广州宏威钢结构有限公司的厂房内,指导其余4名同乡共同制作,然后由杨培军带领作业人员负责搭建。为适应不同间距的状况,李应宏决定将简易桁架做成活动式,在下弦杆相应位置开缺口,用扁钢代替缺口的方钢,便于拆除扁钢后就可直接搭放在屋面桁架下弦杆上。
事故发生前,现场共有5个完整的、3个拆除或部分拆除的操作平台,以及40榀简易桁架。事故发生后尚有4个完整的操作平台,第8列的部分操作平台上集中堆放着一些竹排和简易桁架。
事发操作平台位于第8列最西侧部位,其尺寸约6.5m×7.0m。该平台顶上的屋面防腐板已安装完毕,第8列以后的屋面防腐板未安装。
单个操作平台由22-23片竹排和5榀简易桁架组成,各榀简易桁架之间无横向钢构件连系。单片竹排的大小约6800mm×260mm(长×宽),简易桁架长约7000mm,高约370mm。
部分竹排的头尾两端用铁丝与部分简易桁架绑扎铺设于简易桁架上,形成操作平台,搭放在屋面桁架上。搭放使用支座的形式有三种:固定半圆形鞍座、可移动半圆形鞍座和缺口支座。
施工作业是从南往北推进,即从第1列向第12列的方向推进,逐列安装操作平台,然后安装屋面防腐板,操作平台周转使用。每列可布置4个独立的操作平台a、b、c、d,操作平台的宽度随屋面桁架水平间距变化,详见表1。
简易桁架长约7000mm,高约370mm,由方钢管构成。上弦杆方钢管规格为40*40*2.0mm,下弦杆和直腹杆为30*30*2.0mm,斜腹杆为30*20*2.0mm。
为使简易桁架可以在不同跨度时均能使用,采用了主要特征为“两半圆四缺口”的可调节跨度的简易桁架:简易桁架的一端为固定的半圆形鞍座,另一端为可移动的半圆形鞍座或缺口支座。1、2、3、4号缺口用两片扁钢借助螺栓螺母与方钢管连接形成下弦杆,打开时形成缺口支座,即1号缺口打开作为支座对应4.0m的跨度;2号缺口打开(1号缺口闭合)适应4.5m的跨度;3号缺口打开(1、2号缺口闭合)适应5.0m的跨度;4号缺口打开(1、2、3号缺口闭合)适应6.0m的跨度;采用可移动鞍座(1、2、3、4号缺口闭合)适应6.5m的跨度。
1、2、3、4号缺口位置对应的桁架单元为梯形或矩形,每榀简易桁架存在4个梯形单元或矩形单元。
2017年3月25日7时左右,饶龙发等15名作业人员前往工地,于7时20分左右到达垃圾储坑卸料平台,因下雨,作业人员在卸料平台避雨未进入作业场所。
7时45分左右停雨后,除了2名作业人员杨诚和马超通过楼梯步行前往作业地点外,饶龙发等13名作业人员乘坐施工项目人货梯提升至7层楼面,再从7层楼面陆续下落至事发操作平台。他们陆续下落操作平台的位置处于屋面板最低点,是该列屋面板所有下落点中距离施工区域操作平台最近最方便的地方,落差约1.3m,该事发操作平台上集中堆放了前一天从相邻列拆除的竹排。
建安公司作业人员陈勇华和余宗桦事先佩戴好了安全带,登上事发操作平台后,陈勇华将安全带扣在事发操作平台简易桁架上,余宗桦移动到另一块操作平台为陈勇华传递施工材料和工具;屋面防腐板安装作业的部分人员由于前一天下班时他们将安全带放在该操作平台上,未事先佩戴好安全带,他们在到达事发操作平台后再佩戴安全带,站位相对集中。
2017年3月25日7时55分,第1名作业人员余宗桦已经移动到另一块操作平台上正准备给陈勇华递送工具,第2名人员陈勇华在事发操作平台正准备接余宗桦递过来的工具,饶龙发等10名屋面防腐板安装作业人员正在进行作业准备工作,第13名人员宁加友正准备登上事发操作平台,此时事发操作平台发生失稳坍塌。
饶龙发等10名作业人员随平台一起坠落地面,另外3名作业人员宁加友、余宗桦和杨位祥未坠落:宁加友及时抱住上方屋面桁架东西走向的钢管未坠落;余宗桦未在事发操作平台故而未坠落;杨位祥在事发操作平台坍塌前发觉平台摇晃得厉害,及时采取自救措施,向位于平台下方的消防管跳去,因抱住消防管未坠落到地面,但因剧烈碰撞而受重伤。
坠落地面的10名作业人员中:饶龙发等9名作业人员当场死亡;陈勇华因事先佩戴了安全带,坠落过程中安全带卡在竹排上,落地前,因竹排垂直先着地,陈勇华吊在竹排上得到缓冲,落地后仅受轻伤。事故发生时,施工员、安全员、监理员均未在事故现场。
事发操作平台的5榀简易桁架的变形量见表2,其中自编2#简易桁架的变形量最大,达到1110mm。见图2。
从平台上坠落的作业人员、物料、工具及其数量可知,该平台上的荷载为:
(1)50片竹排,经现场称量并考虑事故前吸收雨水增重的因素,每片竹排25kg~30 kg,50片重约1250kg~1500kg;
(2)11名工人,重约715kg;
(3)5榀简易桁架,重约225kg;
(4)3袋螺栓螺母垫片、可燃气体报警仪、信号线盒,重约100kg;
(5)冲击钻、电动工具7台,小计重15kg~20kg;
(6)手工焊焊条,重约20kg;
(7)其他辅助材料,重约100kg;
荷载合计,重约2425kg~2680kg。
在事发操作平台垂直坠落下方的水泥防渗地面上,形成一个面积约为5.1m2的撞击损伤区域,它距西边侧墙2300mm~4000mm范围,长度3000mm。在撞击损伤区域内存在大小不等的21个撞击坑,撞击坑的深度20mm~80mm,最大长度约900mm。
坠落的人员中有7名作业人员坠落在单边长度小于3米的倒V形范围内,3袋物料的落点集中,坠落竹排的撞击坑痕迹呈近似直线形态分布,竹排大部分沿东西取向,4榀简易桁架坠地后大体上沿南北取向,且比较集中在靠近西侧垃圾储坑边缘。
坠落物中安全带有6套(其中有1套与施工材料一起装在编织袋里),其中5套完整,1套明显受力后断裂。另外,6套中双钩的1套,单钩的5套。
操作平台未见兜底安全网、生命绳,未见临边防护,操作平台周围未见安全及限载警示。
事故造成9人死亡,2人受伤(两名伤者均已治愈出院)。
事故调查组依据《企业职工伤亡事故经济损失统计标准》(GB67211-1986),核定事故造成直接经济损失1065万元。其中人身伤亡后支出的费用948万元,善后处理费用12万元,财产损失价值5万元,其他损失100万元。
经调查认定,本起事故的直接原因为: 用于安装垃圾储坑屋面防腐板的操作平台存在整体稳定性差的结构缺陷;用于组成操作平台的简易桁架存在明显构造缺陷;事发操作平台上的荷载较大且载荷分布不均匀;在雨天环境、人员站位相对集中的情况下简易桁架发生了平面外屈曲失稳,位于45.5m高处的操作平台坍塌,而平台上人员要么未佩戴安全带,要么未正确使用安全带,人员连同物料发生高处坠落导致伤亡事故。
具体分析如下:
(1)作为操作平台重要支撑构件的各个简易桁架之间基本无横向连系,简易桁架上铺的竹排仅有部分首尾与简易桁架绑扎固定,对增加简易桁架间横向连系作用极为有限,各简易桁架独立受力承载,操作平台的整体性差,特别是侧向稳定性差。
(2)简易桁架上铺设的竹排柔性大,竖向刚度不足。当人员走动、搬运材料等振动荷载作用在竹排上面时,竹排振动弯曲对简易桁架产生侧向推力,容易造成简易桁架侧向失稳。
(3)当同一块操作平台的五榀简易桁架中有一榀发生较大变形或侧向失稳时,荷载重新分布,其余四榀的变形将随之增大或随之发生侧向失稳,产生“多米诺骨牌”现象,导致操作平台整体坍塌。
坠落的5榀简易桁架均呈平面外弯曲变形,变形方向一致,印证了上述判断。
(1)简易桁架下弦杆的4个缺口由于采用2片扁钢通过螺栓螺母连接,结构完整性差,不满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)第2.1.25条[20]主管在节点处连续贯通的要求。
(2)简易桁架的上、下弦钢杆的壁厚为2mm,不满足《钢结构设计规范》(GB50017-2003)第8.1.2条[21]壁厚不宜小于3mm的要求。
(3)简易桁架在缺口处未设斜腹杆,缺口闭合后形成梯形或矩形单元,此时缺口处桁架的上弦杆、下弦杆不是纯轴向受力,而是同时承受弯扭、剪切作用,造成桁架的承载能力严重削弱。
(4)简易桁架两端的半圆形鞍座未能与屋面桁架之间形成可靠连接,也未设锁紧或保险装置,一旦简易桁架产生大的变形,就容易从屋面桁架脱落。坠落的事发操作平台中的自编2#简易桁架缺失固定半圆形鞍座,更容易发生侧向失稳,事故中变形也最严重。
(1)事发操作平台上的荷载较大且载荷分布不均匀。事发前,从另一块平台拆除的竹排堆放在事发操作平台上,竹排因雨天吸水而增加了重量;屋面防腐板安装作业人员在登上平台后为了佩戴安全带集中在事发操作平台的局部位置;平台上还堆放有其它物料和工具。
(2)事发操作平台搭设需要使用简易桁架的跨度为6.5m,是事发简易桁架的最大使用跨度,受力要求最高;而且此时简易桁架4个缺口部位均用扁钢闭合代替方钢参与承载受力,受力薄弱点最多,处于最不利的受力状况。
经现场核查:一是45.5m高处位置的事发操作平台未设置相关安全警示标志,提醒作业人员小心高处坠落;二是事发操作平台没有设置相关的临边防护和兜底防护,现场未见兜底安全网和临边防护栏杆、扶梯,既无法防止施工物料的飞溅掉落,也无法防护人员失足坠落;三是事发操作平台未设置限载标识,提醒作业人员操作平台的最大荷载和限定允许作业人数,以防止超载情况发生。上述情况不符合《建设工程安全生产管理条例》第二十八条第一款[22]、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2016) 第3.0.4条[23]、第6.1.3条[24]、第6.1.4条[25]的有关规定。
经现场核查和调查询问:一是事发操作平台未设置生命绳,高处作业现场没有稳固的位置可挂扣安全带;二是事故中有10人坠落至地面,但坠落现场仅发现六条安全带,而且五条是单钩安全带,作业人员安全带配备数量明显不足,且未按要求配备双钩安全带;三是屋面防腐板安装作业人员登上高处操作平台才佩戴安全带做法错误。上述情况不符合《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ80-2016) 第3.0.5条[26]的有关规定。
经调查认定,广州市从化区广州市第七资源热力电厂项目“3?25”较大坍塌事故是一起生产安全责任事故。
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桥梁工程
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