水下焊接与切割的安全技术.doc

行业资料：_水下焊接与切割的安全技术单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 11 页水下焊接与切割的安全技术水下焊接与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。它们常被用于海上救捞、海洋能源、海洋采矿等海洋工程和大型水下设施的施工过程中。一、水下焊接与切割的事故原因水下焊接与切割的致险因素的特点是：电弧或气体火焰在水下使用，它与在大气中焊接或一般的潜水作业相比，具有更大的危险性。水下焊接与切割作业常见事故有，触电、爆炸，烧伤、烫伤、溺水、砸伤、潜水病或窒息伤亡。事故原因大致有以下几点：(1)沉到水下的船或其他物件中常有弹药、燃料容器和化学危险品，焊割前未查明情况贸然作业，在焊割过程中就会发生爆炸。(2)由于回火和炽热金属熔滴烧伤、烫伤操作者，或烧坏供气管、潜水服等潜水装具而造成事故。(3)由于绝缘损坏或操作不当引起触电。(4)水下构件倒塌发生砸伤、压伤、挤伤甚至死亡事故。(5)由于供气管、潜水服烧坏，触电或海上风浪等引起溺水事故。二、水下焊接与切割安全措施(一)准备工作水下焊接与切割安全工作的一个重要特点是：有大量、多方面的准备工作，一般包括下述几个方面：(1)调查作业区气象、水深、水温、流速等环境情况。当水面风力小于6级、作业点水流流速小于0103ms时，方可进行作业。(2)水下焊割前应查明被焊割件的性质和结构特点，弄清作业对象内是否存有易燃、易爆和有毒物质。对可能坠落、倒塌物体要适当固定，尤其水下切割时应特别注意，防止砸伤或损伤供气管及电缆。(3)下潜前，在水上，应对焊、割设备及工具、潜水装具，供气管和电缆、通讯联络工具等的绝缘、水密、工艺性能进行检查试验。氧气胶管要用15倍工作压力的蒸汽或热水清洗，胶管内外不得粘附油脂。气管与电缆应每隔05m捆扎牢固，以免相互绞缠。入水下潜后，应及时整理好供气管、电缆和信号绳等，使其处于安全位置，以免损坏。(4)在作业点上方，半径相当于水深的区域内，不得同时进行其它作业。因水下操作过程中会有未燃尽气体或有毒气体逸出并上浮至水面，水上人员应有防火准备措施，并应将供气泵置于上风处，以防着火或水下人员吸入有毒气体中毒。(5)操作前，操作人员应对作业地点进行安全处理，移去周围的障碍物。水下焊割不得悬浮在水中作业，应事先安装操作平台，或在物件上选择安全的操作位置，避免使自身、潜水装具、供气管和电缆等处于熔渣喷溅或流动范围内。(6)潜水焊割人员与水面支持人员之间要有通讯装置，当一切准备工作就绪，在取得支持人员同意后，焊割人员方可开始作业。(7)从事水下焊接与切割工作，必须由经过专门培训并持有此类工作许可证的人员进行。(二)防火防爆安全措施(1)对储油罐、油管、储气罐和密闭容器等进行水下焊割时，必须遵守燃料容器焊补的安全技术要求。其他物件在焊割前也要彻底检查，并清除内部的可燃易爆物质。(2)要慎重考虑切割位置和方向，最好先从距离水面最近的部位着手，向下割。这是由于水下切割是利用氧气与氢气或石油气燃烧火焰进行的，在水下很难调整好它们之间的比例。有未完全燃烧的剩余气体逸出水面，遇到阻碍就会在金属构件内积聚形成可燃气穴。凡在水下进行立割，均应从上向下移，避免火焰经过未燃气体聚集处，引起燃爆。(3)严禁利用油管、船体、缆索和海水作为电焊机回路的导电体。(4)在水下操作时，如焊工不慎跌倒或气瓶用完更换新瓶时，常因供气压力低于割炬所处的水压力而失去平衡，这时极易发生回火。因此，除了在供气总管处安装回火防止器外，还应在割炬柄与供气管之间安装防爆阀。防爆阀由逆止阀与火焰消除器组成，前者阻止可燃气的回流，以免在气管内形成爆炸性混合气，后者能防止火焰流过逆止阀时，引燃气管中的可燃气。换气瓶时，如不能保证压力不变，应将割炬熄灭，换好后再点燃，或将割炬送出水面，等气瓶换好后再送下水。(5)使用氢气作为燃气时，应特别注意防爆、防泄漏。(6)割炬点火可以在水上点燃带入水下，或带点火器在水下点火，前者带火下沉时，特别在越过障碍时，一不留神有被火焰烧伤或烧坏潜水装具的危险，在水下点火易发生回火和未燃气体数量增多，同样有爆炸的危险，应引起注意。(7)防止高温熔滴落进潜水服的折迭处或供气管，尽量避免仰焊和仰割，烧坏潜水服或供气管。(8)不要将气割用软管夹在腋下或两腿之间，防止万一因回火爆炸、击穿或烧坏潜水服，割炬不要放在泥土上，防止堵塞，每日工作完用清水冲洗割炬并凉干。(三)防触电安全措施(1)焊接电源须用直流电，禁用交流电。因为在相同电压下通过潜水员身体的交流电流大于直流电流。并且与直流电相比，交流电稳弧性差，易造成较大飞溅，增加烧损潜水装具的危险。(2)所有设备、工具要有良好的绝缘和防水性能，绝缘电阻不得小于1M。为了防海水、大气盐雾的腐蚀，需包敷具有可靠水密的绝缘护套，且应有良好的接地。(3)焊工要穿不透水的潜水服，戴干燥的橡皮手套，用橡皮包裹潜水头盔下颌部的金属钮扣。潜水盔上的滤光镜铰接在盔外面，可以开合，滤光镜涂色深度应较陆地上为浅。水下装具的所有金属部件，均应采取防水绝缘保护措施，以防被电解腐蚀或出现电火花。(4)更换焊条时，必须先发出拉闸信号，断电后才能去掉残余的焊条头，换新焊条，或安装自动开关箱。焊条应彻底绝缘和防水，只在形成电弧的端面保证电接触。(5)焊工工作时，电流一旦接通，切勿背向工件的接地点、把自己置于工作点与接地点之间，而应面向接地点，把工作点置于自己与接地点之间，这样才可避免潜水盔与金属用具受到电解作用而致损坏。焊工切忌把电极尖端指向自己的潜水盔，任何时候都要注意不可使身体或工具的任何部分成为电路。第 5 页 共 11 页水下隧道安全风险管理从生存需要的角度出发，人类选择了依水而建的原则，几千年的人类文明史也是人类不断征服江河湖海的历史。江河湖海一方面为人类提供了种种便利，另一方面它也极大地限制了人类活动的空间，特别当今社会，如何消除江河湖海的阻碍成为社会的必然需求，因此水下隧道的应用就逐渐成为地下工程领域的一个重要发展方向。而水下隧道的高风险也成为人们最为关注的问题，因此良好的风险管理成为水下隧道成果如否的关键因素。1水下隧道的发展概况水下隧道的发展可以追溯到公元前2180前2160年的古巴比伦，那时候古巴比伦就修建了一条穿越幼发拉底河的人心隧道。近代水底隧道始建于英国。18xx年英国在伦敦动工修建连接泰晤士河两岸的人行隧道，我国从1960年开始也陆续修建了很多的隧道，尤其是进入二十一世纪以来，在中国水下隧道的建设呈现了迅猛发展的态势。2风险分析在工程领域，隧道安全风险高于其他工程是一个公认的事实，而在隧道工程中，水下隧道施工的安全风险又被认为是极高的。总的来说存在着以下风险：认知风险。目前的技术水平与工程理论对工程风险的认识和分析尚处于起步阶段，很多理论只是停留在假说的基础尚，存在着很多不确定性和不准确性。而对工程客观风险认知的不确定性和不准确性则会对一个工程项目的风险管理产生很大的影响，在决策和设计阶段，高估风险会使设计过于保守，增大投资风险，复杂的工程措施也增加了施工风险；低估风险会因减少必要的工程措施而人为增大工程风险；在施工阶段，对工程客观风险认知的不确定性和不准确性将使得处于施工现场的工程技术人员和管理人员产生困惑，继而对一些工程理论或者检测手段、管理模型等产生不信任感，而是更偏重于现场第一感觉，倚重感觉去进行风险管理，增加管理风险。决策风险。在目前的建设环境下，尽管决策风险主要来自于建设单位，但是并不意味着其他参与各方不需要承担决策风险责任。每个参建单位都存在决策问题，即使是在无法从源头扭转建设单位决策风险情况下，也必须在力所能及的范围内，以积极的态度做好本单位的风险管理决策，降低水下隧道工程风险。以良好的风险管理控制来逐步扭转建设单位或者其他单位的观念，为工程的顺利开展创造条件。管理风险。管理风险不仅仅存在于施工单位，对于建设、设计、监理等单位同样存在，如果某一方的风险管理存在问题，都有可能增加水下隧道工程风险。我们所面临的一个客观现象是：很多人一提起安全风险管理，就把所有的责任全部推给施工单位，片面的要求施工单位不惜代价采用超出合同和设计的工程措施来保证安全。从管理学角度分析，这种行为极大挫伤了施工单位风险预防的积极性，表面上减少了其他参建单位的风险，实际上增加了工程的整体风险。从法理和道德两个层面分析，一旦水下隧道出现重大工程事故，任何一方都不会因其采取了推卸、逃避责任的手段而会减轻其应当承担的责任，甚至有可能加重。“掩耳盗铃”和“鸵鸟政策”都属于消极的方式，不利于安全风险管理，与己与人与单位都是毫无意义的，应当坚决地摒弃之。地质风险。水下隧道的地质风险主要来自水下地质情况的复杂性和不确定性，不同的水下隧道施工工法对于工程地质和水文地质环境要求差别很大，在施工的过程中如果稍不注意就可能产生极大风险。作为水下隧道工程最为关注的是与水有关的地质条件，是在工程进展的各个阶段必须密切关注的问题，可以简单分为两类：一类是与隧道施工阶段安全有直接关系的，如透水性、地质构造、围岩整体性、水压等；另一类是隧道运营后的安全有关系的，如地震情况、地下腐蚀环境、水位变化等。细致和准确的地质勘探是成功化解地质风险的前提。运营风险。由于目前工程施工技术存在着比较大的局限性，水下隧道投入运营后可能会与由于地质条件变化、突发灾害性事件等而引起水下隧道主体工程状态发生变化，进而诱发安全风险。3不同工法的风险特点水下隧道的修建方式呈现多样性发展，以国内目前正在施工的隧道为例，广深港狮子洋隧道采用盾构法施工，一般地铁过江隧道也采用盾构法施工；厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道均采用钻爆法施工；广州生物岛市政的两个隧道采用沉管法施工；一些城市在穿越一些小型河流或湖泊时则采用围堰明挖法施工。在工程界存在着对水下隧道究竟哪种工法更为安全的争论，笔者一直认为这类争论没有什么实际意义，个人认为：最合适工法的就是最安全的工法！所以问题的关键在于如何选择最合适的工法，在准确掌握水下隧道所处区域地质条件的基础上，根据不同工法的工程特点比选安全风险小、投资少的施工工法。下面介绍一下各种工法所面临的风险。钻爆法：钻爆法存在的主要风险包括涌水、突水、围岩坍塌以及主体结构渗漏水等。盾构法：盾构法存在的主要风险有高水压、盾构不适应围岩条件、设备坏损被困、以及主体结构渗漏水等。沉管法：沉管法存在的主要风险包括涉水作业风险、防水结构失效、岸上段维护结构等。围堰明挖法：此法存在的主要风险包括基础处理、维护结构、防水结构失效等。冻结法：冻结法的最大风险是冻结失效或局部失效。铣挖法：该工法对围岩条件要求非常高，围岩透水性差、岩石硬度适于机械破碎切割等，因此应用较少，一般可以采用铣挖法施工的隧道原则上都可以采用钻爆法施工。悬浮法：悬浮法是一个处于理论探索阶段的新理论，其核心是将隧道分成若干管段（类似沉管），连接为一个隧道主体，悬浮在一定深度的水中，并通过锚索等锚固手段将隧道拉锚在水底岩层上，悬浮法最大工程风险在于能否解决工程材料问题和隧道姿态控制问题。4全面风险管理常规隧道施工过程中一旦出现某种事故，造成停顿，一般可以通过一定的工程处理措施，在原址上重新通过，对工程项目的建设不会造成根本性的影响。但水下隧道则不同，一旦出现防水措施失效，造成涌水进入，往往会形成极为恶劣的后果，严重影响工期、造成巨大经济损失，甚至造成整个工程项目的废弃、直至重新选址再建。决策阶段。此阶段对于水下隧道的安全风险影响巨大，一旦某个环节出现决策失误将会对工程建设产生严重影响。决策阶段的风险管理应注意以下几个问题：避免“先入为主”的思想；做好地质勘查工作；做好专家评审工作，尽可能规避地质风险；合理的投资控制；必要的冗余设计理念。施工阶段。进入施工阶段，施工单位自然成为水下隧道安全风险管理的主要责任主体，对于施工单位如何进行风险管理的问题，大家已经谈了很多，本文只简要谈两个问题，不局限于施工单位。地质复勘。考虑到每个工程施工单位的施工能力、施工水平等存在一定的差异性，在工程进行施工前，应根据施工单位的具体情况和工程地质勘探的情况，有针对性的适当安排地质复勘或者补充地质勘测，在制订工程概算时如能列入地质复勘，将有助于降低工程风险，特别是复杂的水下隧道工程项目建设单位应鼓励施工单位开展地质复勘。反应迅速的动态管理。由于地下工程存在较强的时空效应现象，特别是水下隧道处于水底的环境，出现特殊工况后，必须迅速应对处理，否则一旦贻误处理时机，可能会酿成严重后果。运营阶段。此阶段的风险管理可以按照三个方面进行。工程状态监测。主要包括工程本体的状态监测、外部环境监测以及工程运营状况监测三个方面。本体状态监测应在渗漏水情况、实体耐久性、工况环境等方面设置必要的手段进行监测；外部环境监测是对隧道本体所在区域环境条件进行监测的过程；运营状况监测则应在隧道内通行情况、空气质量等方面进行实时监测。建立相应的应急机制。成立专门的应急机构，并制定出各类具有针对性的应急预案。准备好相应的应急人员、设备、物资。根据应急预案进行人员、设备、物资等方面的准备工作，特别是要对有关应急人员开展定期的应急训练，以确保发生突发事件时，能够迅速投入使用，将事件控制在初发阶段，最大限度减少灾害损失。第 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