超高层建筑施工防台风安全控制与预警.docx
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超高层建筑施工防台风安全控制与预警
1.1防台、防汛的安全管理技术
在气象学上，按世界气象组织定义：
台风是热带气旋中的一类，其中心持续风速在12级至13级（即每秒32.7米至41.4米），是自然灾害性气候的一种形式。
台风具有群发性强、活动范围广、危害程度大等特点，其群发性强主要表现在台风在登陆后能够诱发强对流、汛期暴雨、雷电等群发性自然灾害。
其中，强对流天气指的是发生突然，常以雷雨大风和局部强降雨等方式出现的灾害天气，通常会造成城市构筑物、景观树木等的损毁；汛期暴雨指的是在洪涝灾害发生前期的频繁降雨现象，最终会诱发凌汛和洪涝灾害的发生，对建筑物而言，主要是地下室结构造成堵塞和破坏；雷电天气雷电是伴有闪电和雷鸣的自然放电现象，其雷电感应效应会形成高压电场放电，击毁现场的建筑电气及机械设备。
总而言之，台风时期的所有气候灾害联合起来，会对城市建筑物和城市居民造成不可复原的损伤。
然而，从另一方面来说，台风在时空分布上具有一定的规律性，借助气候预测技术能够较为准确地测量其预警期，从而为采取科学可行的防台防汛控制措施提供可能性。
1.1.1防台防汛的安全管理特点概述
在超高层建筑的安全管理方面，由于超高层建筑具有结构超高、规模庞大、系统复杂和周期漫长等特点，台风的灾害作用会在超高层建筑的施工过程中会更加凸显，结构破坏、高空坠物、设备倾覆都是超高层防台防汛中必须关注的问题，这是安全管理技术的新挑战。
因此，根据台风时期的安全管理特点和超高层建筑安全控制WBS，建立超高层建筑的防台防汛安全预警体系，采取具有针对性的分级安全控制措施，是防台防汛安全管理技术的关键。
（1）防台防汛的安全管理WBS
依据现有的国家安全控制方针政策，结合超高层建筑施工的实际经验，本课题以上海中心大厦工程为超高层建筑防台防汛安全管理的范例，通过对台风时期超高层建筑的安全管理关键环节的结构分解，分析和归纳安全管理关键控制点中的各个重要的安全控制环节。
此外，列出每个环节在台风或暴雨出现时可能发生的危险情况（即危险源），为下文构建超高层防台防汛预警体系提供完整的分析框架。
超高层建筑主体构造主要包括巨柱、钢梁、钢板、桁架、等结构构件；幕墙、涂料、二结构等装饰性构件；水、暖、电、通、网等管线及机电设备。
此外，为了完成超高层建筑的施工，需要大量的临时附着物作为施工辅助及保障工具，包括大型施工机具、脚手架系统、模板系统、施工消防和用电设备、临时维护设施等
当发生台风和暴雨灾害时，根据超高层建筑的结构和体型特点，超高层建筑主体构造及临时附着物中主要存在着三类重大危险源主体。
它们分别是：
大型施工机具、脚手架系统和玻璃幕墙系统，每类重大危险源主体又分别对应不同的子危险源，每种子危险源均有分级别的安全预警体系和有针对性的预防控制措施。
这些危险源主体都是防台防汛的安全控制关键节点。
基于上述的几点，本文以上海中心大厦为例，建立针对台风灾害的安全管理WBS，如表4.2所示：
表4.2.1超高层建筑防台防汛安全管理WBS及危险源一览表
（以上海中心大厦工程为例）
分部工程
关键控制点（分项/设施/活动）
安全控制环节
潜在危险源
核心筒结构
巨型塔吊群
设备构造及位置
1、塔吊由于爬升框系统和支撑系统的结构失稳可能导致整体性倾覆；
2、塔吊自身结构节点发生松动，结构破坏；
3、塔吊之间发生碰撞现象；
杂物及附着物
塔吊附墙框平台上的杂物没有及时清理，导致高空坠落
避雷设施
塔吊接闪器或防雷接地体未符合安全设计规范要求
整体爬升钢平台
设备构造及位置
1、外挂脚手底部与墙面节点发生松动；门洞部位外挂脚手与内筒架节点发生松动
2、外挂脚手架的扣件发生松动的情况
围护设施
钢平台的围网出现破损现象；
设备电源
钢平台动力系统在台风来临时期电源没切断
避雷设施
塔吊接闪器或防雷接地体未符合安全规范要求
附着物及杂物
1、钢平台上的施工设备（如布料机、氧气瓶、电焊机）等机位出现滑移
2、钢平台内外的电线电缆发生破损和滑移等现象
外围结构
脚手架系统
架体结构及位置
脚手架结构节点发生松动，导致坍塌；
围护结构
脚手架操作平台、脚手通道和围护等设施不符合安全规范
附着物及杂物
脚手架的附着物、悬挂物脱离架体或架体上的杂物没有及时清理。
钢结构（梁、柱等施工）
吊装节点
未及时根据气象预警，停止吊装作业
结构构造及节点
1、钢梁和钢柱之间的节点发生松动，
2、钢结构立焊连接产生明显的裂缝
压型钢板
吊装节点
1、未拆封的钢板未与主体结构绑扎固定或未下吊至首层平台；
结构构造及节点
2、已铺设的钢板未有进行电焊加固的操作
3、钢板边角料未有进行集中放置
小型施工器具
设备电源
1、用电设备在台风发生前没有切断电源；
设备构造及位置
1、用电设备未安置妥当，随意摆放；
2、接火盘、防火布随意摆放
防火涂料（涂料的施工）
架体结构及位置
脚手架没有靠边停靠和制动；
围护设施
施工段内的安全防护网绑扎不牢固；
附着物及杂物
小宗或轻质材料未集中堆放
临边防护设施
围护设施
栏杆高度和绿网覆盖度未达到搭设的要求
幕墙系统（包括外幕墙支撑体系、外幕墙工程、内幕墙工程）
外幕墙板块
不安全行为
在台风来临的时期进行安装作业
设备构造及位置
运输吊笼的各部分（主架构、耳板、支脚和卡环）发生松动的情况；
结构构造及节点
幕墙龙骨未采取加固措施
板块在水平滑移的过程中产生严重摇摆；或与楼板发生磕碰
附着物及杂物
小宗或轻质材料未集中堆放
悬挂式操作平台
设备构造及位置
升降式平台未与结构柱固定
围护设施
安全防护设施（如栏杆、侧网和平台网）等未达到搭设的要求
避雷设施
避雷措施未符合安全规范要求
轨道式悬臂吊机
不安全行为
在台风来临时期进行安装作业；
设备构造及位置
悬臂吊机及其吊装装置未固定；
设备电源
吊机电源未切断
双层吊篮
不安全行为
在台风来临时期，工人在吊篮上进行安装作业；
设备构造及位置
双层吊篮未与支撑钢结构连接固定
内幕墙移动式旋臂起重机
不安全行为
在台风来临时期进行安装作业；
板块专用架
设备构造及位置
1、专用架上的板块未安置妥当
2、专用架之间未连接固定
脚手架系统
架体结构及位置
1、悬挑脚手架的万向轮未刹住；
2、脚手架的结构连接点未得到加固；
围护设施
脚手架外侧密目网未全部拆除
擦窗机（轨道施工、擦窗机预埋件施工）
设备电源
台风来临时期，设备未切断电源；
附着物及杂物
临边零散材料、小型施工设备随意堆放，未固定到特点位置；
机电安装工程
综合管线
设备构造及位置
1、风管、电线管槽、排水管和暖通管没有加设支架固定；
2、强电管线螺栓固定处未加垫片
移动设施及材料
架体构造及位置
脚手架没有靠边停靠和制动；
附着物及杂物
小宗或轻质材料未集中堆放
临边防护设施
围护设施
施工区段内未进行全封闭防护措施
特殊：
防汛工程（是否应该单列？
）
地下室结构
防水设施
进水部位没有得到有效的封堵和围挡；
上部楼层结构
防水设施
进水部位没有得到有效的封堵和围挡；排水口堵塞严重
（2）安全管理关键节点一览
图4.2.1防台防汛物资准备
（一）图4.2.2防台防汛物资准备
（二）
图4.2.3增加现场风力监测图4.2.4设备层洞口封闭
图4.2.5吊机移动到一侧固定
（3）安全管理特点归纳
依据上述的防台防汛安全管理WBS图，本课题围绕着在台风或暴雨等特殊时期超高层建筑的三类重大危险源主体，对其安全管理的特点归纳如下：
1）对于大型施工机具而言，由于它种类繁多，机械构造复杂，并长期处于运行的状态中，工作面会不断发生变化，且涉及的工作人员较多。
在台风的条件下会施工运作的危险程度会大大增加。
其主要的安全控制环节主要包括：
设备构造及位置、杂物及附着物、围护设施和避雷设施等。
2）对于脚手架系统而言，它具备种类多、分布广泛、装卸频次高的特点。
施工人员在脚手架上发生的不安全行为相当频繁，高处坠落是脚手架系统中最常见的事故。
当台风来袭更加增添了脚手架架体坍塌、人员高空坠落的安全风险。
鉴于此，脚手架系统在台风时期的安全控制环节应包括架体结构及位置、杂物及附着物、围护设施等。
3）对于玻璃幕墙系统而言，它的复杂性决定其涉及的构配件和细部节点较多，包括玻璃板块、龙骨、擦窗机轨道、吊篮和各种吊具等。
玻璃幕墙的构配件或细部节点的灵活度较大，分布范围密集，环环相扣，所以可能会造成多米诺骨牌式的安全事故。
特别在台风来临时期，超高层的玻璃幕墙系统直接承受着风力所带来的侧向荷载，其形变程度陡增，最终导致结构脱落或整体失稳。
因此必须作为防台防汛的重点控制对象。
1.1.2防台防汛的安全应急管理思路
超高层建筑防台防汛应具备自身一套完整的安全应急管理体系，能够直接体现项目管理者对于安全管理的目标、总体思路和具体实施原则，使得防台防汛措施在工程项目中能够安全和有效地运作。
该安全应急管理体系应使得超高建筑施工能够顺利度过台风灾害时期，而使得人员无伤亡、工期不滞后、质量不下降。
因此，针对超高层建筑在台风期和汛期中的重大危险源节点，笔者针对防台防汛的工作，从应急预案工作机制、组织结构的设计以及应急保障机制，总结出一套完整的安全管理思路，其中包括组织机构的设计、应急预案工作机制的设计和应急保障措施的实施。
（1）应急预案工作流程机制
为了顺利实现防台防汛的安全目标，应急预案工作共分作6个步骤，每个步骤紧密相连，相互影响，能够形成完善而有效的防台防汛安全管理机制。
具体流程如如图4.2.6所示：
危险源的二次分析
编制应急预案
调配应急物资、设备
负责人
根据预警体系履行预防措施
实施应急预案
应急知识教育培训
成立抢险领导小组
组建抢险、救护队
进行评审和修订
台风未发生
台风已发生
图4.2.6防台防汛应急预案工作流程
1）危险源的二次分析
在《防台防汛危险源识别与分析一览表》的基础上，结合台风的风向、风速、风压等特点，针对可能发生的危险工况对超高层建筑的潜在危险源进行二次分析。
本二次分析结果能够成为编制应急预案的基础。
2）编制应急预案
项目负责人以及项目总工程师（技术负责人）应该根据现场实际情况和其他分部分项工程的防台防汛安全技术措施方案，编制整体性和系统性的项目防台防汛应急预案
3）组建抢险组织
项目负责人在政府安全监督部门的指导下组建应急抢险组织，该组织应该包括应急领导小组和抢险队以及医疗小组，并设计组织架构，分配组织内部人员的职能与职责；
4）调配应急物资
在应急领导小组的组织与指挥下，领导小组的负责人各施其职，负责制定防台防汛的物资和人员计划，并调配应急物质到现场就位；
5）实行应急知识教育
在抢险救援工作启动之前，建立应急知识的课程体系，分别对现场施工人员和抢险救援的人员进行应急教育，普及现场安全以及应急知识；
6）实施或调整应急预案
当台风暂未来临时，根据现场的外部环境条件（风速、施工进度、气温、湿度、能见度等）调整预警体系及分级控制措施；当台风来临时，应贯彻实施应急预案，并在抢险救援的过程中根据实际情况对方案进行不断的调整和更新。
（2）组织机构
在台风或暴雨时来临前，项目部应提前成立防台防汛应急领导组织，负责应急救援工作的计划、实施、检查和纠偏。
为防台防汛应急救援体系提供切实可行的组织保障。
防台防汛应急领导小组组织架构如图4.2.7所示。
应急领导小组组长
应急领导协助组长
物资组负责人
安全组负责人
抢险组负责人
技术组负责人
医疗组负责人
防台、防汛现场安全
负责人
防台、防汛安全人力调
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