Полная. Научно образовательный материал безопасность жизнедеятельности
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
РАЗДЕЛ III. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 3.1. РЕШЕНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА В ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ Безопасность проведения строительных работ базируется на качественной разработке вопросов охраны труда в проекте организации строительства (ПОС ), проекте производства работ ( ППР ), технологических картах ( ТК ) и картах трудовых процессов ( КТП ). К сожалению, не все аспекты безопасного производства находят себе место в проектной документации. Так, по исследованию НИИМосстроя основной причиной происхождения половины несчастных случаев в строительстве являются недостатки в разработке проектных решений (см. параграф 1.9). Отсутствие должного внимания к «мелким» вопросам технологического характера приводит к тому, что несчастный случай происходит на стройплощадке, но, нередко, местом его рождения становится проектная мастерская. В организационно-технологической документации должны быть отражены следующие мероприятия. 1. Подготовительные работы на стройплощадке – размещение бытовок, механизмов, подъездные пути, инженерные коммуникации, ограждение и освещение территории и пр. 2. Основные работы, Проектные решения должны предусматривать максимально возможное снижение опасных и вредных факторов, создание объективно безопасной производственной среды, обеспечение удобного и производительного рабочего места. Особое внимание следует уделять эксплуатации грузоподъемных механизмов, обеспечению электробезопасности, организации рабочего места на высоте и пр. В странах Евросоюза принят специальный документ, который устанавливает разработчику проектной документации последовательность реализации проектного задания, чтобы получить на «выходе» максимально 36 безопасную технологию или оборудование. Документ предусматривает три этапа проектирования – интегральная, дополнительная и указательная техника безопасности, причем переход на следующий этап следует в том случае, если все возможности предыдущего реализованы максимально. Этап I. Интегральная техника безопасности. Элементы, определяющие безопасность, должны быть неотъемлемой частью техники или оборудования. Это означает, что при устранении данных элементов технологический процесс или эксплуатация механизма не может осуществляться. Например, выносные опоры передвижного строительного крана повышает его грузовую устойчивость – пока опоры не выставлены, лебедка крана не заработает. Этап II. Дополнительная техника безопасности. Предусматривает дополнительные защитные средства и устройства, повышающие безопасность работника. Являются дополнительными элементами к технологии или оборудованию, их можно изымать без последствий для эксплуатации. Эти защитные устройства нередко ухудшают удобство работы, что провоцирует работника к их изъятию. Например, установка выносных опор строительного крана требует определенных трудоёмких действий и усилий машиниста, но отсутствие опор никак не остановит работу крановой лебедки. Этап III. Указательная техника безопасности. Предусматривает разработку инструкций по безопасному проведению работ, инструкции персонала. В комплексе проектных решений каждый этап по своему важен и нужен. Этап 1 формирует объективный фактор безопасности, он наиболее эффективный из всех этапов, при этом из-за технических сложностей его использование не может быть широким. Дополнительные защитные устройства имеют массовое применение, но на их эффективность негативно влияет поведение персонала, т.е. субъективный фактор. Инструктивные положения проектной документации являются неотъемлемой частью защиты работника, однако они никак не влияют на снижение уровня опасности. Поэтому ценность трёх этапов проектирования состоит в их комплексном использовании, позволяющим недостатки одних компенсировать достоинствами других этапов. 3.2. САНИТАРНО-БЫТОВОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ НА СТРОЙПЛОЩАДКЕ 37 Специфика строительного производства обуславливает повышенное внимание к организации санитарно-бытового обслуживания ( СБО ). С одной стороны оно должно быть мобильным, т.е. обладать способностью к быстрому перемещению, а с другой – качественным. Качественное СБО уменьшает заболеваемость, текучесть кадров, потери рабочего времени, повышает качество и производительность труда. Подсчитано, что суммарные потери производства, вызванные бытовые этими причинами, в 4 раза превышают затраты на его организацию. Санитарно-бытовое обслуживание создается в: 1. инвентарных зданиях сборно-разборного или контейнерного типа, перевозимого автотранспортом либо на собственной тележке. Под нужды нефтегазового комплекса в стране была создана индустрия производства инвентарных зданий с достаточным уровнем комфорта, их широко применяют и строители; 2. существующих бытовках на промышленных предприятиях. Логично, если строительная организация, работающая на территории промпредприятия, использует его стационарные бытовые помещения; 3. здания на стройплощадке, подлежащие сносу. Это характерно для застройки старого жилого района, когда в одном из сносимых в будущем зданий оборудуются бытовые помещения должного качества; 4. строящиеся здания, временно приспособленные для СБО. Например, многосекционный дом возводится захватками, в одном из подъездов устраиваются бытовые помещения. После окончания строительства в в этих квартирах выполняется косметический ремонт; 5. исходя из экономической целесообразности возможны комбинации разных способов. Бытовые помещения следует максимально приближать к рабочим местам, но, с другой стороны, они не должны располагаться вблизи открытых земляных разработок, ж.д. путей, зон монтажа, не ближе 50м от источников пыли, шума и других вредностей. Туалеты должны располагаться не далее 100м от рабочих мест, помещения для обогрева – 150м. Местоположение группы зданий СБО выбирается также с учетом нахождения постоянных инженерных коммуникаций, входа – въезда на стройплощадку, розы ветров и пр. Расчет потребности в бытовых зданиях производится на базе графика движения рабочей силы на объекте, а также общего числа работающих. Нормативы площадей задают минимальную вместимость, их устанавливают на бригаду из 10 человек. Например: гардероб – 9 кв.м душевая – 4,3 кв.м умывальня – 0,5 кв.м сушилка – 2 кв.м туалет – 0,7 кв.м помещения для обогрева – 10 кв.м и т.д. для других помещений. Как правило, здания СБО группируются в бытовые городки на 80-300 человек и более ( рис. 3.1 ). Такое решение и экономически, и организационно, и эстетически выгодно. В состав больших бытовых 38 городков наравне со служебными зданиями включают столовую, медпункт, парикмахерскую и пр. Бытовые городки оснащаются централизованными системами электро- и водоснабжения, канализации. При эксплуатации бытового городка серьёзное внимание уделяется пожарной безопасности, т.к. вероятность возгорания временных зданий достаточна высока. В частности, при численности городка более 250-300 человек его территорию следует разделять противопожарными экранами на отсеки для локализации огня. Рис.3.1 ГЛАВА III.1 БЕЗОПАСНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ 3.3. ПРИЧИНЫ ТРАВМАТИЗМА ПРИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТАХ При производстве возможно обрушение грунтовых масс на человека. И хотя такие случаи не так часты, однако их тяжесть превосходит инциденты при других строительных работах. Так по статистике 10% всех несчастных случаев в строительстве с тяжелым исходом происходят именно при разработке грунта. Тяжелые последствия обусловлены тем, что у человека, попавшего в земляной завал, серьезно травмируется опорно-двигательный аппарат, а отсутствие воздуха более 3 минут вызывает необратимые изменения в крови. Причинами обрушения грунта являются: 39 1. Разработка грунта с недостаточно устойчивыми откосами. Потеря устойчивости стенки котлована вызвана превышением угла откоса, внешней нагрузкой на бровку и др. 2. Разработка грунта без крепления с превышением критической высотывертикального откоса Н . У каждого вида грунта своя Н , она зависит от силы сцепления между его частичками. КРИТ КРИТ 3. Неправильного устройства конструкций крепления вертикальной стенки. Несущая способность крепления должна выдерживать давление земляного откоса. 4. Нарушение правил разборки крепления. Для каждого типа крепления существует последовательность его разборки. Существуют и другие причины, влияющие на безопасность земляных работ. 3.4. УСТОЙЧИВОЕ СОСТОЯНИЕ СТЕНКИ ОТКОСА Рассмотрим силовые и геометрические параметры уступа выемки ( рис.3.2 ). Рис.3.2 Н – высота уступа, м ; α - угол откоса ; АВС – призма обрушения; ϕ - угол обрушения; с – сила сцепления частичек грунта, кПа; АС – плоскость скольжения. Для составления уравнения равновесия выделим разнонаправленные силы. Обрушение грунта происходит пол действием массы грунта Р в призме обрушения АВС, которую раскладываем на касательную Т и нормальную N к плоскости скольжения призмы АС. Устойчивость стенки 40 откоса обеспечивается силой сцепления грунта с, распределенной по плоскости АС, а также силой трения между частичками грунта. Из уравнения равновесия рассчитываются параметры устойчивого откоса. В частности, критическая высота вертикального откоса составляет Н = 2с/ КРИТ γ , м где γ - объемная масса данного грунта, т/ м . 3 3.5. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ УСТУПА Основными элементами уступа открытой разработки грунта являются высота уступа, угол откоса или крутизна и форма уступа – плоская, ступенчатая и криволинейная ( рис.3.3.). Комбинации из основных элементов может обеспечить устойчивость откоса в нескольких сочетаниях. высота уступа плоская форма ступенчатая форма криволинейная форма Рис.3.3 Выбор элементов устойчивого уступа осуществляется в зависимости от категории грунта – несвязные, связные и лессовые. а) Несвязные представлены грунтами, в которых отсутствуют силы сцепления между частичками – чистые пески, гравийные и галечные композиции. В насыпном состоянии такой грунт принимает форму конуса с углом основания, равным углу естественного откоса ( рис.3.4.). Крутизну несвязного грунта принимают по углу естественного откоса. 41 Рис.3.4 б) Связные грунты и лессовые. СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве» устанавливает нормы безопасной крутизны откосов глубиной до 5 метров ( табл.3.1 ). Таблица 3.1 Крутизна откоса при глубине выемки не более, м Вид грунта 1,5 3,0 5,0 Насыпной неслежавшийся 1 : 0,67 1 : 1 1: 1,25 Песчаный 1 : 0,5 1 : 1 1 : 1 Супесь 1 : 0,25 1 : 0,67 1 : 0,85 Суглинок 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,75 Глина 1 : 0 1 : 0,25 1 : 0,5 Лёссовый 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,5 Крутизна откоса – это отношение его высоты к заложению Критическая высота вертикального откоса составляет: для песка – 1,0м; в супесях – 1,25м; в суглинках и глинах 1,5м. При глубине выемки более 5м нормы требуют принимать элементы уступа из расчета, а не по таблице СНиПа. Или переходить на ступенчатую форму откоса с высотой ступени до 5м, что позволяет использовать табличные данные для определения крутизны уступа. 3.6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ 42 Устранение причин обрушения грунта обеспечит безопасность проведения земляных работ. Основными мероприятиями по реализации устойчивости стенки откоса являются: 1. Производство работ с образованием откосов по СНиП 12-04-2002 либо принятых по расчету. Подробнее см. параграф 3.2. 2. Исключение внешней нагрузки на бровку котлована. Вдоль бровки котлована размещаются землеройные машины, краны, складируются конструкции и пр. Это создает дополнительную нагрузку на уступ котлована, что может вызвать потерю его устойчивости. Нормы определяют наименьшее допустимое расстояние от подошвы откоса глубиной до 5м до ближайшей опоры – шпалы рельса, гусеницы крана и т.д. ( рис.3.5 ). Это расстояние зависит от вида грунта и высоты уступа, для песка l составляет 1,3–6,0м, для глины – 1,0-3,5м. П рис.3.5 3. Разработка грунта с устройством крепления. При повышении критической высоты вертикального откоса Н необходимо устраивать крепление уступа. Повышать устойчивость откоса следует и при снижении сцепления грунта, например, из-за увлажнении грунтовыми водами, вибрационного воздействия, а также из-за внешней нагрузки на призму обрушения. КРИТ По конструкции крепления бывают консольные, распорные, подкосные и анкерные ( рис.3.6 ). Консольный тип наиболее распространен, он может быть 43 Рис.3.6 горизонтальным, вертикальным и шпунтовым. Сначала выполняют забивку стоек, по мере углубления пространство заполняют щитами или досками. Распорные крепления устанавливают после разработки экскаватором грунта. Подкосные и анкерные крепления применяют в котлованах. По характеру ограждающих элементов крепления делятся на горизонтальные, вертикальные и шпунтовые ( рис.3.7 ). Наиболее распространенным является горизонтальное крепление, где доски ограждения располагаются параллельно поверхности земли . Его устраивают в грунтах естественной влажности, за исключением сыпучих. В грунтах повышенной влажности и сыпучих выполняют вертикальное крепление, где доски ограждения перпендикулярны поверхности земли. В грунтах при сильном притоке грунтовых вод или при большой глубине разработки применяют шпунтовое крепление. Рис.3.7 Конструкция крепления рассчитывается на активное давление грунта и на дополнительные нагрузки, которые могут находиться на призме обрушения ( рис. 3.8 ). На заводах из дерева, металла или из их комбинаций по этим расчетам изготавливают инвентарные крепления. При глубине выемки более 3м нормы требуют проводить дополнительные проверочные расчеты прочности и устойчивости для конкретных условий. 44 Рис.3.8 ГЛАВА III.2 БЕЗОПАСНОСТЬ МОНТАЖНЫХ РАБОТ 3.7. АНАЛИЗ ПРИЧИН ТРАВМАТИЗМА В строительстве самым травмоопасным и по количеству и по тяжести несчастных случаев является монтаж строительных конструкций. Работа на высоте с тяжелыми и длиномерными элементами, использование грузоподъемных механизмов создает дополнительные риски таким процессам. В отличии от земляных работ, где основная причина инцидента – обрушение грунта, при монтаже выделяют большой перечень основных причин, которые можно разделить на 5 групп. 1. Недостатки архитектурно-конструктивного проектирования. Это: а) недостаточная устойчивость каркаса здания; б) недостаточная технологичность конструкции, т.е. неудобство её монтажа; в) потеря прочности конструкции при её транспортировки или при подъеме краном. 2. Недостатки в ПОС, ППР и ТК по последовательности проведения монтажа, временному закреплению конструкций, выбору такелажных приспособлений, обустройству рабочего места на высоте, определению размеров опасных зон, освещению рабочих участков и пр 3. Недостатки при изготовлении конструкций на заводах. Нарушение технологического процесса приводит к занижению проектной прочности бетона, плохой заделке монтажных петель, недостаточному преднапряжению арматуры, дефектам сварочного шва и пр. 45 4. Недостатки при проведении монтажа на строительной площадке. Основной недостаток – отклонение смонтированных конструкций от проектного положения – невертикальности колонн, нарушения соосности, небрежный монтажный стык и пр. В проектах следует указывать допустимые значения этих отклонений. За критерий вертикальности при установки колонн принимают угловой параметр γ = γ 0,0018 Н n 6 , 0 − где n – количество колонн на участке; Н –высота колонн, м. Погрешность соосности определяют по величине вероятного монтажного эксцентриситета е = 0,018 Н + 2 с 6 , 0 − где с – величина допуска на несоосность колонн, указывается в проекте. 5. Недостатки, связанные с эксплуатацией установленных конструкций. Чаще всего это повышенные нагрузки или другой вид нагружения. По данным НИИМосстроя основными причинами несчастных случаев являются недостатки конструктивно-планировочного и технологического проектирования, их доля составляет 50% и более от остальных факторов. Поэтому тщательная проработка проектных решений, касающихся монтажной оснастки, рабочего места на высоте, режима опасных зон и других факторов, которые формируют объективный фактор безопасности, позволит снизить травмоопасность монтажных работ. 3.8. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КОНСТРУКЦИЙ НА МОНТАЖЕ Между установкой конструкции в проектное положение и фиксацией её постоянными связями проходит непродолжительный отрезок времени, в течении которого следует обеспечить элементу временную или монтажную устойчивость. Для временного крепления используют приспособления удерживающего типа – подкосы, расчалки, распорки; ограничители в виде упоров и фиксаторов; универсального типа – кондукторы и связи. Безопасность операций обусловлена правильным выбором монтажных приспособлений, а также проверочным расчетом их несущих способностей. 1. Колонны. Устойчивость против опрокидывания определяется по величине коэффициента монтажной устойчивости 46 к = .У М ∑ М / УДЕР ∑ М ОПР к не нормируется, однако при к ≥ 1,5 монтажную устойчивость можно считать достаточной. .У М .У М Опрокидывающий момент определяется из ветровой нагрузки, причем каждые 10м высоты ветровой напор повышается ( рис.3.9 ). Рис. 3.9 Удерживающий момент складывается из собственной массы колонны относительно ребра опрокидывания, а также усилий либо в парных расчалках (рис.3.9), либо в кондукторах, либо в монтажных клиньях. По величине разрывного усилия S подбирают необходимый диаметр троса расчалки. 2. Фермы. При монтаже фермы фиксируются два вида потери устойчивости: а) потеря плоской формы изгиба при подъёме или установке фермы на опоры. Под действием собственной массы она может выгибаться в ту или иную сторону вследствии недостаточной жесткости поясов ферм; б) опрокидывания фермы от ветровой нагрузки при установке её на опоры. Проверка устойчивости от опрокидывания начинается с определения ветровой нагрузки на ферму, она будет увеличиваться с высотой W = W · k · c · , кПа О В ϕ где W - нормативное значение ветрового давления для данного ветрового района , кПа; О 47 к - коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте ( 1,0 – 1,5 ); с - аэродинамический коэффициент, в первом приближении с = 1,4; - коэффициент надежности по ветровой нагрузки, = 1,4. В ϕ В ϕ Устойчивость для первой фермы пролета выполняется чаще всего парными расчалками ( рис.3.10 ). Последующие фермы раскрепляются либо постоянными Рис.3.10 и распорками по нижнему и верхнему поясу фермы, либо временными с колонной при помощи кондуктора ( рис.3.11 ). Устойчивость достигается также симметричной укладкой и закреплением плит покрытия. Рис.3.11 3.9. БЕЗОПАСНОСТЬ ТАКЕЛАЖНЫХ РАБОТ Такелажные работы включают в себя подъём конструкции и установка её в проектное положение. От правильного выбора типа такелажного 48 приспособления и обеспечения его должной несущей способности зависит безопасность монтажных операций. Для такелажных работ используют следующие приспособления: а) канаты разного типа, в основном стальные; б) грузозахватные устройства – стропы, траверсы, такелажные скобы; г) грузоподъемные устройства – монтажные мачты и стрелы. Наибольшее распространение имеют грузозахватные приспособления – гибкие стропы и траверсы. 1. Гибкие стропы. В зависимости от массы и габаритов груза используют 1 – 6 ветвей. Безопасность обеспечивается расчетом необходимого диаметра стропа, воспринимающего усилие S в одной ветви стропа ( рис.3.12 ): Рис.3.12. S = Q / m· Cos α , кН где Q - масса поднимаемого груза, Кн; m - число ветвей стропа. С увеличением угла α снижается Cos α , а следовательно, усилие S возрастает, что может привести к обрыву ветви или вырыву монтажной петли. Поэтому нормы ограничивают угол , а угол о 45 ≤ α о 90 ≤ β Разрывное усилие в ветви стропа R = к · S кН З где к - коэффициент запаса, к = 5-6. З З По разрывному усилию подбирают в сортаменте тип и диаметр каната. Срок службы гибких строп составляет 2-3 месяца. 2.Траверсы или жесткие стропы. В длинномерных и крупногабаритных элементах при подъеме их гибкими стропами могут 49 возникать от собственной массы опасные напряжения, чреватые деформациями и потерей прочности. Использование траверс позволяет применить множество точек строповки конструкции, что обеспечивает уменьшение собственных напряжений, а, следовательно, безопасность операции ( рис.3.13 ). Рис.3.13 Траверсы бывают сквозного сечения и балочного типа. Балочные траверсы разнообразны по сечению: двутавр, швеллер, труба или составное сечение рис.3.14 ). Конфигурации траверс повторяют геометрию поднимаемого Рис.3.14 груза - плоскую или пространственную ( рис.3.15 ). Рис.3.15 Различают два типа балочных траверс – работающие на сжатие и работающие на изгиб. Безопасность их эксплуатации реализуется , в том числе, расчетом несущей способности критического элемента – сечения балки или диаметр ветви троса. 50 Рис.3.16 В траверсе, работающей на изгиб ( рис.3.16 ), возникает изгибающий момент М = 1,1 · к · Р · а / 2 ИЗГ д где 1,1 – коэффициент перегрузки; к - коэффициент динамичности, д к = 1,2. д Момент сопротивления сечения траверсы составит W = M / m · R · , см ИЗГ ИЗГ Б ϕ 3 m - коэффициент условий работы, m = 0,85; R - расчетное сопротивление стали при изгибе, Па; ИЗГ - коэффициент устойчивости при изгибе. Б ϕ По величине W в сортаменте подбирают соответствующий стальной прокат либо формируют составное сечение. В траверсе, работающей на сжатие, несущая способность определяется диаметром одной ветви ( рис.3.17 ) для восприятия растягивающего усилия S 51 Рис.3.17 S = P / m · Cos α , кН где m - число ветвей стропа траверсы; P - масса груза, кН C учетом коэффициента запаса к = 5 ÷ 6 рассчитывают разрывное усилие, по которому подбирают диаметр троса. З Траверса на изгиб является тяжелой по массе из-за развитого сечения, но обеспечивает большую высоту подъема. Траверса на сжатие более легкая, но требует дополнительной высоты подъема крюка. 3.10. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА НА ВЫСОТЕ Если рабочее место имеет отметку выше 1,3м от любого основания или ближе 2м по горизонтали до перепада высот, то оно квалифицируется как рабочее место на высоте. Верхолазные работы начинаются с отметки 5,0м. Примерно 50% всех несчастных случаев при монтажных работах происходят из-за падения людей с высоты. Как правило, это вызвано недостатками в обустройстве рабочего места. Для безопасного проведения монтажных работ используют следующие приспособления: 1.Ограждения. Разнообразные конструкции ограждения должны удовлетворять трем требованиям: - удерживать горизонтальную нагрузку в 400Н , приложенную к поручню; - иметь высоту не менее 1,1, т.е. быть выше центра тяжести человека; - обладать удобством монтажа и демонтажа. К сожалению, оптимальные конструктивные решения пока отсутствуют и это создает на практике сложности в ограждении монтажного горизонта. 2. Монтажные подмости. Разделяются на ( рис.3.19 ): 52 Рис.3.18 - приставные лестницы с рабочими площадками, применяются на высотах до 12м; - подвесные подмости в виде лестниц или площадок с ограждением, они крепятся к конструкции и поднимаются вместе с ней; - навесные подмости, навешиваются на уже установленные конструкции, что менее удобно, чем крепление на земле; - самоходные подмости с перемещением по вертикали. На рис.3.19 показан вариант обустройства рабочего при монтаже фермы на стальную колонну, где используются различные типы монтажных подмостей. 3. Страховочный канат. Натягивается на конструкции и служит для закрепления карабина пояса монтажника ( рис.3.20 ). Например, с помощью каната при Рис. 3.19 монтаже фермы ведется работа по устройству постоянных связей по её верхнему поясу. Канат позволяет монтажнику на высоте переходить с одного рабочего места на другое. Канат и его крепление рассчитываются на одновременное падение 2-ух людей. 4. Предохранительный пояс с ловителем. Относится к индивидуальным средствам, изготавливается из прочной ткани и несгораемого фала чтобы исключить его пережог при сварочных работах. Пояса могут снабжаться амортизаторами, защищающие позвоночник при динамической нагрузке в результате случайного падения. 53 Предохранительный пояс ухудшает удобство работы и производительность труда, поэтому его использование обоснованно для кратковременных и индивидуальных процессов. В остальных случаях следует применять коллективные средства защиты – см. позиции 1 и 2. ГЛАВА III. БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СРОИТЕЛЬНЫХ КРАНОВ 3.11. АНАЛИЗ ПРИЧИН ТРАВМАТИЗМА Аварии при работе со строительными кранами обычно сопровождаются случаями тяжелого травматизма с серьезными экономическими последствиями. Поэтому за эксплуатацией грузоподъемных машин и механизмов грузоподъемностью более 1т ведет надзор государственный орган в лице Ростехатомнадзора. Причинами травматизма являются: а) конструктивные недоработки строительных кранов; б) неисправное состояние машин, самопроизвольное перемещение элементов, разрыв тросов; в) потеря грузовой или собственной устойчивости кранов; г) недостатки в определении границ опасной зоны, нарушения в режиме опасной зоны. Существуют и другие технические и организационные причины травматизма. 3.12. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КРАНОВ Устойчивость строительных кранов характеризуется отношением суммарных моментов сил удерживающих к моментам сил опрокидывающих относительно ребра опрокидывания ( рис.3.20 ) 54 Рис.3.20 / ∑ М УД ∑ ОПР М = коэффициент устойчивости Удерживающий момент башенных кранов включает действие сил от массы машины и противовеса. Опрокидывающий момент складывается из: а) основной нагрузки – это массы поднимаемого груза; б) динамической нагрузки – она появляется при начале и окончании любого движения: тележки, стрелы или груза; в) дополнительных нагрузок – воздействие ветра, уклон пути, инерции груза и т.п. Эти нагрузки могут изменяться в большом диапазоне, что создает неопределенность в их оценке. Ростехатомнадзор разделяет устойчивость на грузовую и собственную. Грузовая устойчивость характеризуется коэффициентом грузовой устойчивости к = / У Г ∑ УД М ∑ ОПР М Грузовая устойчивость башенного крана обеспечена, если выполняются два условия: 1. к ≥ 1,15 при учете сил а) + б) + в) ; У Г 2. к ≥ 1,4 при учете сил а) + б) , т.е. без учета момента от дополнительных нагрузок. У Г Собственная устойчивость характеризуется коэффициентом собственной устойчивости и рассчитывается для неработающего крана, в 55 том числе и по климатическим ограничениям – ветер, обледенение, туман и пр. Собственная устойчивость башенного крана обеспечена, если к ≥ 1,15 при учете только моментов от дополнительных нагрузок. У С Башенные краны оснащаются контрольными и блокирующими устройствами, а при необходимости выполняется их раскрепление расчалками, чтобы выполнить условие собственной или грузовой устойчивости. 3.13. ПРОЧНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КРАНОВ Для безаварийной работы крана важным фактором является конструктивная прочность всех элементов крана, включая тросы, а также надежность систем управления и контроля. В процессе эксплуатации уровень прочности и надежности объективно снижается. Регламентами Ростехатомнадзора установлены процедуры технического освидетельствования и регистрации строительных кранов. До пуска в работу и периодически примерно раз в три года все краны проходят эти процедуры, которые включают, в том числе, статические и динамические испытания (рис.3.21 ). Рис.3.21 При статических испытаниях контрольный груз в 1,25Р, где Р - грузоподъемность крана, поднимается на 10-20см и выдерживается не менее 10 минут. При динамических испытаниях груз в 1,1Р несколько раз поднимается и опускается, После испытаний проверяется состояние и 56 работа устройств крана, визуальный осмотр возможных остаточных деформаций. 3.14. ОПАСНЫЕ ЗОНЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КРАНОВ Вокруг строительных машин при эксплуатации возникают опасные зоны постоянного или периодического действия. Для кранов характерна периодическая опасная зона с переменной опасностью. Ошибки в определении границы опасных зон создают условия для несчастных случаев. Для стрелового крана граница опасной зоны включает величину предполагаемого отлета груза S при обрыве стропа, вырыве петли или падении стрелы ( рис.3.22 ). Из-за ветреной погоды и большой парусности груза отлет его возрас- Рис. 3.22 тает. Размер возможного отлета зависит от высоты подъема груза и составляет 4-10м при высоте 10-70м. Размер опасной зоны для башенного крана на рельсовом пути равняется R = 2( L + D + S ) + l , м О З где L - длина стрелы, м ; D - длина груза, м ; 57 S - размер предполагаемого отлета груза, м; l - длина подкранового пути, м. Опасная зона кранов, как правило, не ограждается, но указывается знаками с предупредительными надписями. Для машин с постоянной опасной зоной устраиваются постоянное или съемное ограждение. ГЛАВА IV. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 3.14. ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Электроэнергия, с одной стороны, приводит в действие машины и инструмент, обеспечивает освещение рабочих мест и отопление в бытовых помещениях, а, с другой стороны, является сильным поражающим фактором. Специфика строительства усиливает степень поражения человека, поэтому Энергонадзор относит эти рабочие места к 3-ему классу – особо опасные. Примерно каждый 7 – 8 случай поражения током в строительстве заканчивается смертельным исходом. Функционирование человеческого организма связана с прохождением биотоков по нервной системе от головного мозга к периферии. В случае воздействия тока на человека биотоки перестают нормально функционировать, в результате этого человек не может сделать безопасного движения, затрудняется его дыхание и наступает удушье, поражается судорогой сердечная мышца. Степень поражения человека зависит от следующих условий: 1. Параметров электрической цепи: величины тока – это главный поражающий фактор, а также напряжения, частоты и рода тока, сопротивления человеческого тела. Из закона Ома Y = U / R следует, что для снижения силы тока человеку важно иметь высокое сопротивление. Наибольшим сопротивлением обладает верхний слой кожи – до 200000 Ом, однако при её увлажнении, загрязнении и нарушении сплошности ( ссадины, царапины и 58 пр.) сопротивление человека снижается до 1000 Ом и ниже. Внутренние органы обладают сопротивлением 300 – 500 Ом. В нормах установлено расчетное сопротивление человека в 1000 Ом. Степень поражения человека снижается в 2 – 3 раза при повышении частоты тока выше 1000 Гц или при снижении частоты менее 20 Гц, а также при действии постоянного тока. 2. Пути прохождения тока через тело человека. Эти пути зависят от схемы включения человека в электрическую сеть. При прикосновении человека к одной фазе сети ( однофазное включение ) ток потечет в землю и, как правило, не затронет жизненно важных органов человека. На величину тока положительно скажется высокое сопротивление пола, обуви, резинового коврика. При случайном касании одновременно двух фаз ( двухфазное включение ) ток потечет между этими фазами и затронет жизненно важные органы. Изоляция человека от земли в виде резиновой обуви и коврика не уменьшат степени поражения. При двухфазном включении величина тока, приходящего через человека, в 1,73 раза будет выше, чем при однофазном включении. 3. Продолжительности воздействия тока. Снижение времени понижает степень поражения, это широко используется в отключающих сеть защитных устройствах. 4. Окружающих условий – влажности и температуры воздуха, материала пола. Они влияют на влажность кожи, а следовательно на сопротивление пути прохождения тока. Среди оснований преимущество имеет сухой деревянный пол. 3.15. КРИТЕРИИ БЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Существуют теоретические положения, при выполнении которых на практике обеспечивается защита человека от действия электрического тока. Они называются критериями безопасности электрического тока и формулируются следующим образом: Человек находится в безопасности, если будет обеспечен хотя бы один из трёх следующих критериев безопасности: первый критерий - если обеспечивается допустимая сила тока. Длительно допустимый переменный ток частотой 50Гц ограничивается величиной 10мА, кратковременный допустимый в зависимости от продолжительности действия тока изменяется от 65Ма ( для 1с ) до 250мА ( до 0,2с ). 59 второй критерий - если обеспечивается допустимое напряжение прикосновения, которое определяется из закона Ома и расчетного сопротивления человека в 1000Ом U = Y ДОП ДОП ⋅ R = 1000 ЧЕЛ ⋅ Y ДОП третий критерий – если обеспечивается безопасная продолжительность воздействия тока. Определяется на основании первых двух критериев безопасности. Все практические меры по защите человека реализуют хотя бы один из критериев безопасности. 3.16. ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ Защитные меры в электроустановках регламентируются Правилами устройства электроустановок ( ПУЭ ) в зависимости от степени опасности рабочего места. По этому фактору ПУЭ разделяет все помещения с электроустановками на 3 класса: без повышенной опасности,с повышенной опасностью и особо опасные. Помещения 1-ого класса без повышенной опасности – сухие, беспыльные, с изолирующими полами ( например деревянными ) с нормальными метеорологическими условиями. Помещения второго класса характеризуются наличием одного из 5 условий: - относительная влажность воздуха > 75%; - температура воздуха > 30 С; о - наличие токопроводящей пыли; - наличие токопроводящих полов; - возможность одновременного контакта человека с корпусом электроустановки и другим металлическим предметом. К особо опасным помещениям 3-его класса относятся те, что имеют в наличии: - относительную влажность воздуха, близкую к 100%; - содержат в атмосфере вещества, разрушающие изоляцию проводов; - одновременного наличия не менее двух условий из характеристики помещений с повышенной опасностью; - территорию открытых электроустановок. Большинство строительных работ и эксплуатация электроустановок проходят под открытым небом, поэтому эти рабочие места считаются особо опасными. Основными защитными мерами являются следующие: 60 1. Работа при малых напряжениях. В опасных и особо опасных помещениях напряжение на ручном на ручном инструменте ограничивается 42В , на переносных светильниках 12В. Из-за технических и экономических сложностей на устройство протяженных сетей малого напряжения, область их применения ограничена. В данной мере реализуется 2-ой критерий. 2. Контроль электроизоляции. В соответствии с ПУЭ для электроустановок напряжением до 1000В изоляция проводов должна быть не менее 5 10 Ом. Изоляция проводов обеспечивает минимальную величину тока, проходящего через человека. Изоляция проводов периодически испытывается на повышенные напряжения. ⋅ 5 3. Недоступность электрических сетей. Обеспечивается устройством механических ограждений, блокировок, расположением токоведущих частей в труднодоступных местах. Для открытых строительных площадок эти требования реализуются в минимальной высоте подвески воздушного кабеля, равной 6м, а также расположением подземного кабеля под проезжей частью в защитном коробе. 4. Устройство защитного заземления. Рассмотрим в отдельном параграфе. 5. Устройство защитного зануления. Рассмотрим в отдельном параграфе. 6. Существуют и другие способы защиты человека – защитное отключение, блокировочные устройства, а также индивидуальные средства защиты. 3.17. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ Под защитным заземлением понимают преднамеренное соединение с землей нетоковедущих металлических частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением ( рис 3.23 ). При наличии заземляющего устройства ток с 61 Рис.3.23 корпуса пойдет по двум параллельным ветвям: корпус-человек-земля и корпус-заземлитель-земля. Ток с корпуса распределяется по двум ветвям в зависимости от их сопротивления, на участке с меньшим сопротивлением пойдет больший ток и наоборот. Следовательно, заземлитель обеспечивает защиту, если его сопротивление будет существенно меньше расчетного сопротивления человека – 1000 ОМ. Поэтому основным требованием к заземляющему устройству является ограничение по величине его сопротивления. Правила устройства электроустановок ( ПУЭ ) устанавливает допустимые значения сопротивления R ЗАЗ ДОП в зависимости только от мощности источника тока ( трансформатора или генератора ), питаю- щего сеть. Для электроустановок с напряжением до 1000В с изолированной нейтралью при N ТР > 100 кВ ⋅ А R ЗАЗ ДОП ≤ 4 Oм при N ТР > 100 кВ ⋅ А R ЗАЗ ДОП ≤ 10 Ом Защитное заземление снижает до безопасного значение напряжение прикосновения, В частности, при R ЗАЗ = 4 Ом напряжение прикосновения не превышает 12В. 3.18. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ Защитное заземление требуется для всех открытых металлических нетоковедущих частей электроустановок напряжением выше 50В переменного тока и выше 120В постоянного тока. В помещениях с 62 повышенной опасностью и особо опасных заземлению могут подлежать установки напряжением 25В переменного тока и 60В постоянного тока. В качестве заземлителя можно использовать находящиеся в земле металлические элементы и арматуру железобетонных конструкций, металлические трубы, за исключением отопительных и канализационных труб, трубопроводов с горючими жидкостями и газами. Искусственные заземлители состоят из стержней и соединительной полосы, которые выполняются из труб, полосы, прутков и другого металлопроката ( рис. 3.24 ). Для создания благоприятных условий току стекания в землю стержни имеют длину 200-300см, расстояние между ними не менее 200см. Из- за имеющей место коррозии толщина полосы не должна быть менее 0,4см, минимальное заглубление в грунт составляет 50см. В щебеночных и других трудно Рис.3.24 разрабатываемых грунтах устраивают горизонтальные заземлители, где стержни и полоса располагаются параллельно поверхности земли на глубине 50-80см. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать значений ПУЭ. Заземляющее устройство рассчитывается на количество стержней и их возможное сопротивление. В соответствии с законом Ома для параллельно соединенных проводников с увеличением количества стержней общее сопротивление заземлителя уменьшается. 3.19. ЗАЩИТНОЕ ЗАНУЛЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ 63 При защите занулением нетоковедущие части электроустановок, которые могут случайно оказаться под напряжением, присоединяют к неоднократно заземленному нулевому проводу ( рис. 3.25 ). Зануление позволяет перевести замы- Рис.3.25 ание на корпус в однофазное короткое замыкание, при котором резко возрастающая сила тока вызывает срабатывание защиты и отключение поврежденного участка цепи. В качестве защиты используются плавкие предохранители, магнитные, магнитные пускатели с тепловой защитой и др. При занулении не обеспечивается полная безопасность человека, т.к. в момент короткого замыкания в нулевом проводе возникает опасное напряжение, сохраняемое до срабатывания защиты и отключения электроустановки. Поэтому нулевой провод повторно заземляют, что снижает напряжение в момент короткого замыкания, а также при возможном обрыве нулевого провода. Защитное зануление является самым распространенным способом защиты человека от поражениям электротоком при эксплуатации электрооборудования. Его применяют в пяти-и четырехпроводных электрических сетях напряжением до 1000В с глухозаземленной нейтралью. Для повышения уровня безопасности нередко на электроустановках устраивают и защитное зануление и защитное заземление. 3.20. ЗАЩИТА ОТ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА 64 Сильным поражающим фактором обладают разряды атмосферного статического электричества. Сверхвысокие сила и напряжение тока, огромная температура молниеразряда вызывает мгновенный нагрев воздуха и конструкций, что приводит к образованию мощной ударной волны, повреждению элементов здания, возникновению пожара, выходу из строя электрических установок. Идея защиты состоит в том, что молния поражает в первую очередь возвышающие и заземленные металлические сооружения. Поэтому молниезащита состоит из высокорасположенного молниеприемника, токоотвода и заземлителя ( рис.3.25 ). Проектирование и устройство молниезащиты осуществляется по Рис.3.25 инструкции СО 153-34.21.122-2003. В соответствии с ней все объекты разделяются на: а) обычные – жилые и общественные здания высотой не более 60м, а также производственные здания с неопасной технологией; б) специальные – здания химических, ядерных производств, электростанций, пожароопасных производств. Для каждого вида объектов определяют требуемый уровень защиты от прямых ударов молнии. Например, для зоны Москвы в 1кв.м поверхности фиксируется 3 удара молнии при интенсивности грозовой деятельности 20- 40 часов в год. 65 Уровень защиты объекта устанавливают от I до IY, надежность защиты от прямых ударов молнии составит для этих уровней от 0,98 до 0,8 соответственно. При проектировании защиты стремятся к тому, чтобы зона защиты молниеотвода, т.е. пространство, при попадании в которое молния не минует молниеприемника ( рис.3.26 ), перекрывала бы крышу защищаемого объекта. Рис.3.26 В зависимости от площади и конфигурации защищаемого объекта применяют три типа молниеприемника – стержневой, тросовый и сетчатый (рис.3.27). Для стержневого и тросового молниеприемника зона защиты будет зависеть от высоты их установки. Сетчатые молниеприемники состоят из металлической сетки с ячейкой 5 × 5м, укладываемую на крышу под слой гидро-и теплоизоляции. Сечение элементов молниеприемников должно быть не менее 50мм . 2 Токоотводы обеспечивают перенос электрического заряда в землю, их количество от одного и более зависит от конструкции молниеприемника. Токоотводы соединяются горизонтальными поясами через каждые 20м по высоте здания. По возможности они прокладываются вблизи углов здания, минимальное сечение токоотводов 50мм . 2 |