
摘 要︱海洋石油工程涉及海洋油气的开采、炼化、输送等,其生产平台产品形式多样、集成度高,尤其涉及LNG、FPSO等产品的建造,离不开脚手架的支持。相应的,其脚手架作业环境复杂,亦关系着多个专业、多个工种、多处平台的本质安全,安全地位十分重要。本文围绕海洋石油工程产品建造过程中脚手架施工作业的潜在安全风险,引入“鱼骨刺法”模型,从人机料法环等多个方面进行安全技术分析,结合实际施工案例剖析其典型风险类型,旨在促进海洋石油工程脚手架技术进步、安全管控提升完善,保障脚手架临时施工平台的稳定性、可靠性和安全性。
关键词:海洋石油工程;脚手架;鱼骨刺法;安全技术分析
摘 要︱海洋石油工程涉及海洋油气的开采、炼化、输送等,其生产平台产品形式多样、集成度高,尤其涉及LNG、FPSO等产品的建造,离不开脚手架的支持。相应的,其脚手架作业环境复杂,亦关系着多个专业、多个工种、多处平台的本质安全,安全地位十分重要。本文围绕海洋石油工程产品建造过程中脚手架施工作业的潜在安全风险,引入“鱼骨刺法”模型,从人机料法环等多个方面进行安全技术分析,结合实际施工案例剖析其典型风险类型,旨在促进海洋石油工程脚手架技术进步、安全管控提升完善,保障脚手架临时施工平台的稳定性、可靠性和安全性。
关键词:海洋石油工程;脚手架;鱼骨刺法;安全技术分析
0 引言
随着海洋石油工程行业的蓬勃发展,海洋油气的勘探和开发逐步从浅海走向深海,油气开采和生产模块的建造日趋呈现大型化、复杂化、多功能化等特点。在海洋石油工程模块建造过程中,脚手架作为其不可或缺的临时设施,虽然不构成工程项目的实质主体,但其质量安全却深刻影响着工程项目全建造周期以及海上安装、海上油气初加工的进度和安全。目前,虽然有多部脚手架安全技术规范,但是缺乏针对海洋石油工程行业脚手架特点的标准规范,而其面向的多形式结构、多连续工序、多安全风险,使得我们有必要从安全技术角度不断总结、不断复盘。脚手架专业一旦发生安全事故,往往伴随着群死群伤、工期延误、巨大经济损失等情况,所以深入剖析脚手架安全风险并积极制定应对措施,十分重要且必要。
本文引入“鱼骨刺法”模型,旨在更加直观的剖析海洋石油工程脚手架施工或使用过程中隐患产生的可能原因。该模型可以实现图形化分析,以“看板”的方式展现问题产生的原因。本文基于“鱼骨刺法模型”,结合海洋石油工程脚手架专业安全管理、技术管理要求,希望从诸多可能的因素中,能更加全面的帮助脚手架管理人员辨识出主要因素和次要因素,进而制定和完善针对性措施,提升海洋石油工程脚手架专业管理的高效性、安全性。
1 海洋石油工程脚手架特点
不管是扣件式钢管脚手架安全技术规范,还是盘扣式、碗扣式等系统架安全技术规范,其适用范围多为房屋建筑工程和市政工程,脚手架也多应用在桥梁、房屋、船舶等多行业建造过程中。这部分脚手架面向的产品类型和结构形式相对单一或高度相似,与海洋石油工程产品的结构形式大相径庭。
海洋石油工程脚手架面对的产品类型多样、功能迥异,例如导管架、井口平台、LNG管廊、FPSO浮式生产储卸油轮、海上风电项目等;其施工过程需要考虑油气过滤成撬、脱硫化氢系统、二氧化碳等气体压缩模块、承压管线等。总之,海洋石油工程用脚手架相比于常规建筑行业用脚手架,其施工工艺更加复杂,结构形式更加多样,作业难度也更大,这些特性由海洋石油工程的行业特点和项目单体差异性所决定。海洋石油工程不同产品,其结构差异巨大,其层高、层数、设备样式、设备布局、管线走向、仪表分布等均有不同,所以脚手架附着结构、形式更加综合化、交叉化,明显区别于建筑行业相对“同质化”的特点。
脚手架专业作为主结构之外的辅助施工平台,从项目开工伊始就要介入,到最终交付才收尾,其广泛服务于各阶段、各专业,贯穿于整个项目的建造周期,明显区别于建造过程中的其他专业。另外,由于多种专业的需求多样化,海洋石油工程脚手架还承担着其他临时性功能,例如焊机平台、物料存放棚、设备临时防护框架、气体防护棚等。
图1 预制阶段脚手架
图2 总装阶段脚手架
2海洋石油工程脚手架安全技术分析
海洋石油工程脚手架安全隐患受多种因素、多个方面的影响,既有主观因素的驱动,也有客观因素的制约。一种主要因素或多种次要因素的叠加,都可能造成脚手架的安全质量问题,任由其肆意发展将造成不可挽回的安全事故。
本文将结合“鱼骨刺法”模型,重点从人、机、料、法、环和其他等因素切入,分析其安全风险和原因。
2.1 人员因素
人员资质:脚手架施工作业属于登高作业,是特种作业的一种,从业人员必须经过专业培训和考核合格,具备专业从业资质,持证上岗。
经验技能:在此基础之上,从业人员还要拥有熟练的技能和从业经验,该技能和经验与建筑行业要求不同,所以从业人员应尽快转变其建筑行业的脚手架施工思想和意识,尝试并不断提升其在海洋石油工程行业的施工技能和从业经验,积极学习本行业对脚手架的特殊要求和安全管理,包括但不限于脚手架个性化方案、内部脚手架作业指导书、化工设备的保护、受限空间作业等。
人员结构:因为涉及高风险作业,尤其受限空间惰性气体防护,需要架子工与架子工、架子工与辅助工、辅助工与辅助工之间的相互配合,这就不得不对人员结构提出要求,通过设置合适的架子工和辅助工比例,才能提高施工效率,减少人工的浪费;同时,此类侧重于力量劳动的工作,工人的年龄结构、个体健康状况结构等难以直观衡量的结构搭配和优化也不容忽视。
人员分布:海洋石油工程产品其各类机管电设备高度集成,在建造过程具体施工中不可避免的存在受限空间、交叉作业等特殊情况,即便在常规的满堂架、双排架等架体施工中,人员的分布也至关重要,这不仅涉及脚手架从业人员自身安全,还涉及其他专业人员、设备等安全,所以要充分考虑人员分布和合理站位,降低潜在风险。
沟通协调:面对各专业复杂的用气需求(尤其是切割气、氧气等易燃易爆气体)、用电需求、焊接需求、涂装需求等,只有充分的沟通才能更大的发挥人的主观能动性,才能更好地协调相关专业、相关人员,进而推动工作良性开展。
只有多措并举、多管齐下,不断提升人员的安全意识和辨识安全风险的能力,才能做到“不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害、保护他人不受伤害”。
2.2 工机具因素
状态良好且适合的工机具将极大地提升工作效率和安全质量。
吊笼及索具:海洋石油工程囿于其产品的大型化、模块化形态,脚手架材料的竖向倒运往往需要借助大型吊机,利用机械设备挂扣吊笼和索具,尤其是在脚手架大面积集中拆除过程中,采用吊笼的方式极大地提高了下料效率,这也要求吊笼和索具需要保持结构良好、性能稳定,具备检验标定合格证书。施工过程中,重点关注其余产品的碰撞问题,尤其是油气设备、配电设备及相关附属管线。
滑轮和麻绳:若是零星散料及部分构配件的竖向倒运,一般采取滑轮和麻绳的手动方式。
扳手:作为架子工,其随身携带且使用率最高的工具一般为棘轮扳手,其在扣件式钢管脚手架的施工作业中具有重要地位,关系着扣件拧紧力矩的达标与否。另外,处于提高效率的需要,部分施工阶段允许采用电动扳手。但是,在检验拧紧力矩的时候,需要采用力矩扳手进行抽检。
2.3 材料因素
海洋石油工程行业所用脚手架以扣件式钢管脚手架为主,本文讨论脚手架材料时主要以该类材料为模型,其他系统脚手架可供参考。
材料不合格:使用不合格材料往往是造成事故的主要因素,其主要表现在:(1)钢管不合格:钢管材质不符合要求,以低牌号钢材代替高牌号材质;壁厚不符合要求,钢管被打孔,锈蚀严重,变形严重等。(2)扣件不合格:扣件抗滑性能不足、螺栓滑丝、扣件有裂纹等。(3)脚手板不合格:脚手板锈蚀严重、底部加劲肋缺失或损坏、脚手板变形扭曲等。(4)其他构件不合格:如底座、直梯、大跳等,锈蚀严重或被损坏。
材料失效:脚手架搭设完成中,在使用过程中受天气影响或长期使用振动,导致扣件与钢管的配合逐渐失效;或过渡使用,例如管线安装前临时放置于脚手架平台,或者未采取有效保护措施在脚手架平台上拖拉重型设备等,导致脚手架材料变形或损坏,进而导致部分材料失效。
材料维护:脚手架材料作为周转材料,应当及时维修维护,避免不合格材料流入施工现场。
2.4 方法工艺因素
方案设计失误:脚手架方案设计过程中,未充分考虑多专业的影响或未充分辨识可能存在的交叉影响,或者各专业理论需求难以充分调和,导致设计的脚手架结构形式存在缺陷或者临时结构不合理,例如传力路径混乱、立杆或横杆间距过大、斜支撑或连墙件缺失、连墙件形式不符合要求、悬挑距离过大、理论计算不通过、方案施工顺序错误等。虽然较大的跨距和层高方便设备侧进、管线和阀门的移动等,但是不合理的结构将导致极大的安全风险。对于海上维修相关作业,还要考虑设备或管线的残余油气和压力。
交叉作业:特殊情况下,交叉作业不可避免时,未明确优先级,未进行充分的安全交底,使得两个及以上专业相互干扰。
施工不当:脚手架从业人员面对较为复杂的施工环境,其任何一步施工不当都将可能造成安全事件。例如施工作业的隔离防护、受限空间的测氧测爆、拆除作业的拆除顺序和方式方法、连墙件的拆除等。
超载:超载是造成安全事故的另一重要因素,载荷超过脚手架极限承载能力后,将发生“无征兆”的坍塌,由于其发生时间短、危害面积大,人员逃生的机会窗口非常狭窄。实际施工过程中,应当严禁超载使用。
2.5 环境因素
自然影响:海洋石油工程施工多处于滨海环境或近海环境,其受强风、海浪、盐雾、雨雪、高温或低温等自然气象环境影响较大。恶劣天气时,宜禁止进行室外施工,避免偶然因素影响超出可控制范围。而且,滨海的潮湿环境,将加速脚手架材料的化学腐蚀。
相关专业影响:受工期和成本影响,各专业施工时都会采取相应防护措施,这将挤占本就受限的施工区域,加之各专业人员的活动和施工过程产生的噪音、烟雾、火星、通风等,都会直接或间接的影响着施工环境。
2.6 其他因素
监管不到位:海洋石油工程脚手架往往受到各个工序实际进度的影响,不可避免的出现修改、反复搭拆的情况,这就使得施工面广、施工点多,易出现监管不足现象。
职责不清晰:脚手架施工通常是以班组为单位进行,另外需要监护人员、安全人员等,职责不清晰将导致人浮于事,不仅造成人员的浪费还会造成责任的缺失。
其他因素:应急措施不到位,应急物资短缺等,万一发生危险情形难以采取有效措施。
3 安全管理措施及建议
基于上述“鱼骨刺法”模型的安全技术原因分析,可得出以下安全管理措施及建议:
3.1人员管理措施
加强培训:强化技术引领,制定培训计划,立足于标准规范、基本原理的讲解,组织作业人员和管理人员参加技能培训,利用考核方式检验培训成果。
强化安全意识:加强自检、互检,记录并定期通报典型隐患,开展脚手架安全宣传活动,并对典型案例进行剖析,强化作业人员和使用人员的安全意识。
规范人员行为:建立健全安全监督机制、BBS观察卡机制等,及时纠正人的不安全行为,为违规人员实行惩罚、约束机制。
3.2 物的状态管理措施
强化工机具管理:建立健全工机具管理台账,探索改进高空作业用吊笼。
物料的选用:物料采购时严格验收,日常周转时强化维修维保,材料选用时加强现场检查,杜绝使用不合格或自制材料。
3.3 方法工艺管理措施
方案的优化:根据产品特点编制个性化脚手架方案,合理设置悬挑架或吊式脚手架,通过对模型的比对、现场的勘察,优化脚手架方案,减少现场改动量。
加强施工检查:施工过程中加强监督检查,及时纠正不合理的施工方式、改善结构形式,加强过程管控。
加强结构形式检查:检查员在架体完善后检查脚手架的结构形式、搭设布局等,注重其基础、立杆、斜支撑、连墙件、扣件力矩等本质安全,避免出现“倒塔状”结构。
3.4 其他管理措施
强化施工组织:建立健全施工组织,厘清各层级、各板块职责,加强施工的秩序性,加强各阶段安全性的齐抓共管。
明确应急流程:制定应急演练计划,固化应急流程,明确应急物资的位置和使用方法。
关注气候气象:及时关注自然环境,对恶劣天气、极端气候等情况进行提前预警,做好防护。
4结语
海洋石油具备丰富的油气资源,一直是石化行业的重要组成部分,在国际化石油化工领域占据一席之地。中国海洋石油经过多年的发展,已达国际领先水平,海洋石油工程脚手架专业不仅具有“工民建”行业脚手架的高空作业特点,还具有施工环境复杂、自然环境复杂的专有特点,尤其是半潜式生产平台和FPSO,集生产、储存和运输石油于一体,FPSO更是被称为“海上移动化工厂”。其整体布局及建造工艺特点与常规多种平台更是相去甚远。本文试图通过引入“鱼骨刺法”模型,以可视化的方式对海洋石油工程脚手架进入深入剖析,力求找出其面向不同产品、不同工艺存在的共同安全技术风险点,明确隐患产生的原因,以期制定和采取尽可能多、尽可能全的措施,管控主要风险、关注次要风险,努力营造安全生产的环境,打造安全可靠的脚手架平台。
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