模板坍塌事故是建筑施工中極易引發(fā)群體傷亡的危險源之一，尤其隨著(zhù)城市現代化的發(fā)展，大層高的建筑越來(lái)越多，一些高度大于4.5m，且采用扣件式鋼管模板支撐架的模板工程頻頻發(fā)生了坍塌事故，造成重大的人身傷亡和財產(chǎn)損失。

　　2000年11月16日某紡織公司正在澆筑砼的鍋爐房屋面平臺突然發(fā)生壩塌事故，造成11人死亡、2人重傷、1人輕傷，直接經(jīng)濟損失達257.5萬(wàn)元。該屋面排架支撐采用Φ48×3.5的鋼管搭設。熱電廠(chǎng)架搭設基本以主梁軸線(xiàn)為基準，距梁軸線(xiàn)0.5m左右兩側設置兩根立桿，其余部分以間距不超過(guò)1.8m為原則平均分配立桿間距，立桿間距實(shí)際最大值為1.7m左右，水平桿的豎向間距為1.8m左右。立桿大部分采用對接扣件上下搭接，僅在接近屋面板模板部位，為了調整高度而采用兩個(gè)旋轉扣件作搭接。據勘查，水平桿在縱橫方向每隔一個(gè)步距均缺設一根，排架支撐中沒(méi)有設置連續的豎向和水平剪刀撐。排架搭設沒(méi)有設計計算文件及指導施工的書(shū)面技術(shù)文件。

　　據屋面結構平面分析，得出排架支撐最大受載區域大體為3.25平方米（2.5×1.3m），其下部支撐立桿為2根Φ48×3.5的鋼管。下面按《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規范》（JGJ130—2001）對架體進(jìn)行力學(xué)分析：

　�。ㄒ唬┖奢d分析

　�。�1）結構靜荷載

　　主梁 0.4×1.5×1.3=0.78立方米

　　次梁 0.25×0.9×2.5=0.563立方米

　　樓板 [（2.5×1.3）- （0.4×1.3）-（2.1×0.25）]×0.12=0.27立方米

　�。�0.78+0.563+0.27）×25000=40325N ……………①

　�。�2）木模板荷載

　　3.25×300=975N ……………………………………②

　�。�3）施工活荷載

　　3.25×1000=3250N …………………………………③

　　1.2[①+②]+1.4③=54110N

　　傳遞至單根立桿的荷載為27055N

　�。ǘ�）穩定分析

　　有鋼管、扣件作排架的支撐設計必須進(jìn)行詳細的受力分析和計算，是施工安全管理中的強制性要求，這對于本安全支撐高度大于4.5m的高支撐架尤為重要。而模板支撐的實(shí)際搭設處理與理論計算假定是否相近又是極其重要的計算依據。由于采用扣件相互連接，各個(gè)節點(diǎn)都存在一系列的可變因素，如偏心、位移、堅固扭矩不足等，這些因素均影響到計算中桿件長(cháng)細比的確定。長(cháng)細比的難以確定直接影響桿件的穩定分析。因此，實(shí)際工程中的計算模式的假定必須嚴格按最有利于安全的角度出發(fā)。

　　由于軸心受壓桿件的長(cháng)細比按規范要求應限制在λ=150之內，也就是當考慮鋼管的計算長(cháng)度l0≤2370mm時(shí)，才能符合規范要求。若要滿(mǎn)足此要求，就必須在計算桿件兩端形成良好的鉸接狀態(tài)（如安裝水平剪刀撐，形成水平剛度較強的狀態(tài)）、本案例支撐水平桿步距雖要求為1800mm，但實(shí)際水平桿“在縱橫方向每隔一個(gè)步距均缺設一根”，因此按2步高作為“良好的鉸接狀態(tài)”進(jìn)行驗算，則λ=（2×1800）/15.78=228，查表等于0.146.

　　穩定驗算：N/（A）=378.8N/m平方米>f=205N/m平方米.

　　以上分析不難看出事故的技術(shù)原因主要是：

　　1.本案例屋面設計標高較大，離地面達21m，與二層平臺（標高+4.50m）間距達16.5m.因此，支撐豎向高度較大，采用？48×3.5鋼管作豎向立桿，水平間距1.0~1.7m明顯過(guò)大，水平桿上下間距1.8m，沒(méi)有設置連續的豎向和水平剪刀撐，導致支撐系統整體性極差，即沒(méi)有形成可靠的空間受力結構。

　　2.在未計入施工中泵送砼直接對模板支撐的沖擊力時(shí)，支撐立桿受力已達27kN以上。假設鋼管立桿的計算長(cháng)度為3600mm，則鋼管穩定驗算中的計算值已達378.8N/m平方米，此值已大大超過(guò)~235鋼的設計強度值205N/m平方米和屈服強度值235Nm平方米.因此支撐立桿已不穩定，發(fā)生坍塌事故已是必然。

　　在我國，扣件式風(fēng)管模板支撐架是建筑施工中常用的支撐方式，但因為缺少相對應的設計計算專(zhuān)業(yè)標準，使現有的設計計算存在著(zhù)不確定、不安全的因素，尤其是對于支撐高度大于4.5m的梁板模板支撐架，更是由于安全技術(shù)和事故預案的不完善，導致模板坍塌事故頻頻發(fā)生。加上施工現場(chǎng)缺乏必要的緊急救援系統，無(wú)法在坍塌事故發(fā)生后及時(shí)施救，以至于造成大量的人員傷亡，為預防模板坍塌事故的發(fā)生，確�？奂�式鋼管模板支撐架的使用安全和施工人員安全，有必要對同類(lèi)事故的預案編制內容和緊急救援系統的建立進(jìn)行分析及探討。

　　第一部分 預案編制

　�。ㄒ唬┍ＷC架體穩定的構造措施

　　關(guān)于扣件式鋼管模板支撐架的設計計算，僅在近期頒布實(shí)施的《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規范》（JGJ130-2001）中5·6條作了一些計算規定，但規定是借鑒了國外近似“幾何不可變桿系結構”力學(xué)模型的計算方法，由于我國現行相關(guān)標準對常用的扣件式鋼管模板支撐架的構造要求沒(méi)有國外標準那樣嚴格，加上扣件鋼管的安裝質(zhì)量受人為因素的影響較大，使得按規定傳統習慣搭設的扣件式鋼管模板支撐架不易達到“幾何不可變桿系結構”的力學(xué)要求。因此，若按現行規范設計計算支撐架，還必須通過(guò)構造手段來(lái)提高架的整體剛度，以保證架體的使用安全。

　�。�1）必須設置縱橫向掃地桿和梁下縱橫向水平桿。因為根據有關(guān)試驗，如不設置這二項桿件，立桿的極限承載能力將下降11.1%.設置時(shí)應注意：縱向掃地桿應采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm處的立桿上，橫向掃地桿慶采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上。

　　為保證立桿的整體穩定，還必須在安裝立桿的同時(shí)設置縱、橫向水平桿。

　�。�2）支撐架的步距以0.9~1.5m為宜，且最大不能超過(guò)1.8m.因為支撐架步距的大小與立桿的極限承載力之間存在近似反比的線(xiàn)性關(guān)系，當施工荷載較大時(shí)，適當縮小縱橫向水平桿的步距，以減少立桿的長(cháng)細比，則可充分發(fā)揮鋼管的強度，使其更為經(jīng)濟合理。根據測算，桿件的計算長(cháng)度增大一倍則其極限承載力將降低50%~70%.

　�。�3）模板支撐架立桿應優(yōu)先使用對接接長(cháng)的方式。立桿接長(cháng)的方式有對接和搭接兩種，根據有關(guān)測試，對接的最大承載力是搭接的3倍多。

　　此外，值得注意的是當頂部立桿使用搭接接上時(shí)，由于模板上的荷載是直接作用在支撐架頂層橫桿上，并通過(guò)扣件與鋼管間接的磨擦力將力傳到立桿上的，又因為扣件所能傳遞的力較小，且有一定的偏心，致使支撐架整體受力性能較差。此時(shí)搭接接長(cháng)的構造要求是：扣件間距應大小800mm，且每根立桿的允許荷載以小于12kN為宜。

　　在搭設支撐架時(shí)還應注意，立桿和水平桿的接長(cháng)位置應做到相鄰桿錯開(kāi)，且不在同一步跨內。

　�。�4）立桿的間距不得超過(guò)支撐設計規定，且最大不超過(guò)1m，并應符合現行行業(yè)標準《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規范》（JGJ130-2001）的規定。

　　立桿底部支承結構必須具有支承上層荷載的能力。當用樓板作支承結構時(shí)，由于模板支承立桿所承受的施工荷載往往大于樓板的設計荷載，因此要以計算確定保持兩層或多層立桿。為合理傳遞荷載，立桿底部應設置木墊板，并且使上下層立桿處在同一垂直線(xiàn)上。

　�。�5）必須合理設置剪刀撐。剪刀撐有利于提高架體的整體穩定，特別是支撐高度大于4.5m的支撐架，合理設置剪刀撐能有效防止泵送砼對模板支撐的沖擊所造成的架體整體失穩。根據相關(guān)試驗表明，合理設置剪刀撐的支撐體系其極限承載能力可提高17%.因此，滿(mǎn)堂的模板支承架應沿架體四周外立面滿(mǎn)設豎向剪刀撐，豎向剪刀撐均由底至頂連續設置。支撐架較高時(shí)，或者高寬比≥6時(shí)，為提高架體的整體剛度，在架體頂部、底部設掃地桿處、以及中部每隔4~6m處必須設置滿(mǎn)堂水平剪刀撐，剪刀撐必須與立桿相連接。

　�。�6）嚴格控制支撐架的變形，確保架體的穩定性。除架體承載引起架體變形外，還有地基的不均勻沉降導致立桿受力不均發(fā)生局部失穩。模板下部的支撐梁變形過(guò)大，也會(huì )引起支撐架的變形。

　　當特殊結構施工或支撐荷載較大時(shí)，支撐架要盡可能通過(guò)已具備一定強度的相鄰構件（墻、柱等）實(shí)施卸載，并盡量與建筑物實(shí)現可靠連接。

　�。ǘ�）保證施工安全的管理措施

　�。�1）模板支撐工程必須做到先設計后施工。設計內容應包括：

　　a.支撐系統強度計算

　　計算時(shí)應考慮：

　�、倌０寮爸�撐重量

　�、陧偶颁摻钭灾�

　�、凼┕と藛T和設備荷載

　�、茼艃A倒和振搗產(chǎn)生的荷載

　�、蒿L(fēng)荷載

　　并按荷載的最不利狀態(tài)和組合計算。

　　還必須以單扣件抗滑力小于8.5kN、雙扣件抗滑力小于12kN，對扣件連接點(diǎn)進(jìn)行驗算。

　　b.支承模板支撐系統的樓、地面等的強度計算。

　　c.支撐材料的選用、規格尺寸、接頭方法、水平桿步距和剪刀撐設置等構造措施。

　　d.繪制支撐布置圖、細部構造大樣圖。

　　e.砼澆筑方法及程序、模板支撐的安裝拆除順序以及其他安全技術(shù)措施。

　　f.支撐系統安裝驗收方法和標準。

　�。�2）將模板支撐工程施工列入危險作業(yè)管理范圍。在簽發(fā)“砼澆筑令”前，除對模板體系驗收外，還必須對支撐體系實(shí)施整體驗收，且技術(shù)設計人員必須參與驗收。

　�。�3）精心設計砼澆筑方案，確保模板支撐均衡受載，并優(yōu)先考慮從中部開(kāi)始向四周擴展的澆筑方法。在砼澆筑過(guò)程中，應派專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員觀(guān)測模板、支撐系統的應力、變形情況，發(fā)現異常應立即停工排險。

　�。�4）對重點(diǎn)防范部位必須制訂事故預案。

　　扣件式鋼管模板支撐架坍塌重點(diǎn)防范部位一般包括：

　�、僦�撐高度大于4.5m或者高寬比≥6的支撐架

　�、谏鐣�(huì )影響較大工程。如市區中心、市民密集區、重大公共設施項目等。

　�、厶厥饨Y構工程如大跨度、大截面框架梁、大截面懸挑梁板、大跨度大面積澆筑的梁板結構等。

　�、茏鳂I(yè)環(huán)境惡劣、施工人員集中、施救困難的工程。

　�。ㄈ�）扣件式鋼管模板支撐架坍塌事故預案編制的基本內容和要求

　�。�1）預案的基本內容

　�、僦攸c(diǎn)防范部位概況

　　a.重點(diǎn)防范部位所處的區域位置、周?chē)�環(huán)境、施工通道。

　　b.重點(diǎn)防范部位作業(yè)性質(zhì)、作業(yè)人數、使用工具、作業(yè)方法等。

　�、谥攸c(diǎn)防范部位施工順序

　　詳細列出每項作業(yè)操作程序以及所涉及的工種。

　�、壑攸c(diǎn)防范部位施工過(guò)程中的隱患

　　a.施工過(guò)程中每一行為可能造成的不良后果，以及可能引發(fā)的事故類(lèi)型。

　　b.事故可能波及的范圍。

　�、芸刂拼胧┘柏熑稳�

　　針對隱患進(jìn)行安全分析，制定出對應的控制措施以確保作業(yè)安全。為保證控制措施的落實(shí)，還須明確相應的責任人。

　�、菔┚却胧�

　　a.針對不同的施工行為、人員數量和事發(fā)類(lèi)型、部位，制定出相應的施救方法。

　　b.對事發(fā)后可能出現的各種情況制定出預防事態(tài)擴大的措施。

　　c.針對事故發(fā)生的不同階段可能出現的各種情況制定出預防事態(tài)惡化的措施。

　　d.確定施救和疏散人員、物資的辦法和路線(xiàn)，以及緊急聯(lián)絡(luò )與通訊的方法。

　　e.施救過(guò)程中應注意的事項。

　�。�2）預案的基本要求

　�、僖�有針對性和實(shí)用性

　　要針對不同的工程特點(diǎn)、不同的施工方法、不同的施工機具、不同的作業(yè)性質(zhì)和不同的施工環(huán)境。預案要貫穿施工全過(guò)程，力求細致全面、具體。措施要簡(jiǎn)單易行，具有較強的操作性和實(shí)用性。

　�、诖_定最不利狀態(tài)，進(jìn)行科學(xué)的計算和分析。

　　在廣泛調研的基礎上，確定重點(diǎn)防范部位，以假設的最不利狀態(tài)對模板支撐架進(jìn)行強度計算和穩定性分析。并對可能出現的事故危害作出科學(xué)的評價(jià)，為施救措施的制訂提供準確的依據。

　�、劾L制預案實(shí)施網(wǎng)絡(luò )圖

　　根據假設的事故情況，確定所采取的預防手段，并以此繪制出預案實(shí)施網(wǎng)絡(luò )圖，以便操作和實(shí)施。預案制訂后要進(jìn)行審核，合格后才能投入應用。

　�、軕�隨施工情況的變化而及時(shí)修訂

　　預案經(jīng)審定投入應用后若施工情況發(fā)生變化，要及時(shí)進(jìn)行修訂，以適應新情況下的安全需要。

　　第二部分 緊急救援系統的建立

　　由于模板支撐架坍塌發(fā)生后，施工人員常發(fā)生因異物吸入造成呼吸功能衰竭而死亡，本文案例11個(gè)死亡人員中因異物吸入致死的8人，占73%.從中可知事故發(fā)生后不能有效施救是造成慘案的又一原因，因此緊急救援系統的建立是減小傷亡的有效措施。模板支撐架坍塌事故緊急救援系統應包括：

　�。ㄒ唬┚o急設施

　�。�1）事故報警系統

　　事故發(fā)生時(shí)，現場(chǎng)用于救助的報警裝置。事故報警系統必須與工地的辦公區、值班室、門(mén)衛等主要崗位相連。

　�。�2）支撐應力監測及自動(dòng)預警系統

　　用于自動(dòng)監控模板支撐承載后的應力、變形，一旦應力、變形超出警戒值就予報警。

　�。�3）緊急救援工具

　　主要是用于清除壩塌物的起重的切割機具。如千斤頂、起重葫蘆、吊索具和金屬切割機等。

　�。�4）應急照明

　　用于事故現場(chǎng)緊急停電時(shí)以及救援時(shí)的照明。

　�。�5）緊急醫療救護的基本器材，如急救藥箱、擔架等。

　�。ǘ�）緊急聯(lián)絡(luò )與通訊

　　發(fā)生事故需要外部救援時(shí)，除起動(dòng)工地報警系統外，應撥打119報警和醫療救護120.同時(shí)按預案規定的通訊方法向有關(guān)部門(mén)聯(lián)絡(luò )。

　�。ㄈ�）緊急撤離方法

　　撤離時(shí)以人員安全為主，不要急于搶救財物，并針對現場(chǎng)具體情況有序地向安全區域撤離。

　�。ㄋ模┚o急工作組

　　緊急工作組的組成目的是對工地內可能發(fā)生的重大險情作出響應。其工作宗旨是減少人員傷亡，并關(guān)注財產(chǎn)損失和環(huán)境污染。緊急工作組成員必須經(jīng)過(guò)緊急醫療救護和事故預案等緊急救援知識的培訓，并能熟練掌握和運用。緊急工作組應經(jīng)常組織培訓和演習。

　　緊急工作組的組成和職責：

　�。�1）救援組：主要負責人員和物質(zhì)的搶救、疏散、排除險情及排除救援障礙。

　�。�2）事故處理組：按事故預案使用各種安全可靠的手段，迅速控制事故的發(fā)展。并針對現場(chǎng)具體情況，向救援組提供相應的救援方法和必要的施救工具及條件。

　�。�3）聯(lián)絡(luò )組：負責事故報警和上報，以及現場(chǎng)救援聯(lián)絡(luò )、后勤供應，接應外部專(zhuān)業(yè)救援單位施救。指揮、清點(diǎn)、聯(lián)絡(luò )各類(lèi)人員。

　�。�4）警戒組：主要負責安全警戒任務(wù)，維護事故現場(chǎng)秩序，勸退或撤離現場(chǎng)圍觀(guān)人員，禁止外人闖入現場(chǎng)保護區。

　�。ㄎ澹┚o急救援的一般原則

　　以確保人員的安全為第一，其次是控制材料的損失。緊急救援最關(guān)鍵是速度，因為大多數坍塌死亡者是窒息死亡，因此，救援時(shí)間就是生命。此外要培養施工人員正確的處險意識，凡發(fā)現險情要立刻使用事故報警系統進(jìn)行通報，緊急救援響應者必須是緊急工作組成員，其他人員應該撤離至安全區域，并服從緊急工作組成員的指揮。

　�。�六）急救知識與技術(shù)

　　鑒于模板支撐架坍塌事故所造成的傷害主要是機械性窒息引起呼吸功能衰竭和顱腦損傷所致中樞神經(jīng)系統功能衰竭，因此緊急工作組成員必須熟練掌握止血包扎、骨折固定、傷員搬運及心肺復蘇等急救知識與技術(shù)。

　　坍塌是建筑施工“四大傷害”之一，而模板支撐工程又是壩塌事故多發(fā)的主要危險源之一，為此建設部發(fā)布了《關(guān)于防止建筑施工模板倒塌事故的通知》，并要求作為施工安全專(zhuān)項治理的主要內容。本文僅從近期一起模板支撐壩塌事故分析入手，針對上海地區模板支撐工程的設計、構造和管理以及事故預案和救險作了一點(diǎn)分析和要求，以求模板支撐工程施工的安全技術(shù)更趨完善。