高勇

【摘要】近年來國內外環(huán)保要求日漸嚴格，我國亦將“綠水青山，就是金山銀山”納入基本國策。從中國進入習近平新時代以來，國家大力推動綠色可持續(xù)發(fā)展，裝配式建筑、綠色建筑、被動式建筑、近零能耗建筑技術蓬勃發(fā)展，帶動產業(yè)升級、技術改造。習近平向世界承諾2060年前實現(xiàn)碳中和，踐行“綠水青山就是金山銀山”。目前我國在建工地均要求標準化建設，實施場地裸露地面全面覆蓋防塵網，采取工地進出車輛沖洗車輪等措施降低施工揚塵，減少施工隊環(huán)境的影響。而且我國煤礦相關企業(yè)也早已禁止露天堆放煤堆，必須建設煤棚、庫房等全封閉式建筑以滿足環(huán)保要求。

【關鍵詞】綠色；環(huán)保；煤炭；改造；鋼結構；安全

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.095

1、西北地區(qū)工業(yè)園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

受限于自然條件惡劣和地理位置偏僻，西北地區(qū)經濟發(fā)展主要以重工業(yè)為主輕工業(yè)為輔，以開采煤炭、石油、天然氣等資源為代價發(fā)展經濟。產業(yè)比較落后，污染也較大，轉型極為困難。近年來，國家大力發(fā)展風力發(fā)電、光伏發(fā)電技術，得利于西北地區(qū)豐富的風力、太陽光資源，這些新興產業(yè)遍地開花，發(fā)展勢頭強勁。一直以來傳統(tǒng)煤炭企業(yè)煤堆露天堆放，不僅浪費資源，也污染環(huán)境，更對環(huán)保事業(yè)提出了挑戰(zhàn)。隨著環(huán)保要求越來越嚴格，目前相關工業(yè)園區(qū)已禁止露天堆放煤堆，必須建設煤棚、庫房等全封閉式建筑以滿足環(huán)保要求，否則主管部門不允許其開展生產業(yè)務。

2、煤炭相關企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

煤炭是重要的能源資源，也是不可再生資源。我國的煤制油工業(yè)近年來發(fā)展順利已至世界前列，煤化工工業(yè)也發(fā)展的很好。煤化工工業(yè)中產物聚丙烯經過融化、塑型，就可成為制造醫(yī)用無紡布的原料高熔指聚丙烯纖維，疫情期間保障了我國口罩供應，形成了從煤炭到口罩的華麗轉身。煤礦開采屬于高危行業(yè)，每年發(fā)生的人員傷亡事故居高不下，為此國家關停了部分管理不規(guī)范的中小煤礦，有效遏制了事故的發(fā)生數量，安全生產也是國家關注的重中之重。當下世界極端天氣頻發(fā)，而環(huán)境污染也是一個重要誘因，環(huán)境保護刻不容緩。環(huán)境保護成為世界發(fā)展新趨勢，為了滿足環(huán)保要求，相關企業(yè)積極配合整改，加緊建設煤棚、庫房等建筑以滿足環(huán)保要求。

3、本次安全排查原因

目前我國各地市、縣住建局管轄范圍均不包含工業(yè)園區(qū)，工業(yè)園區(qū)內工廠、辦公、住宿用房的規(guī)劃、審批、建設、驗收等相關事宜均由工業(yè)園區(qū)管理委員會監(jiān)督管理。工業(yè)園區(qū)的建設管理相對缺失，缺乏有效監(jiān)管。由于工業(yè)園區(qū)相關技術人員較為缺乏，加之眾多煤炭相關企業(yè)集中整改，管理更為混亂。由于某企業(yè)加蓋的庫房部分垮塌，引發(fā)安全擔憂。為了摸清該工業(yè)園區(qū)煤棚、庫房等建筑的安全狀況，各相關企業(yè)負責人自行聘請第三方技術公司摸底排查，查清隱患，以便后期整改。

4、安全排查情況

我司也參與了該工業(yè)園區(qū)的摸底排查工作，了解該園區(qū)內實際情況。改造或新建的煤棚、庫房中從建設程序是否合規(guī)來說有嚴格按照建設程序建設的，也有直接承包給公司或個人代建的，也有直接找工人施工作業(yè)的，質量也相差甚遠。從圖紙設計是否合規(guī)來說有正規(guī)設計院蓋章出圖的，有設計院出具藍圖但未蓋章的，有不明來源白圖的，也有全憑經驗搭建的。從施工質量來說有嚴格按照圖紙施工的，有偷工減料的，也有完全將圖紙當擺設的，更有先施工后補圖紙，現(xiàn)場與圖紙完全不相符的。當然也有完全符合建設程序，符合現(xiàn)行設計標準，符合現(xiàn)行施工工藝要求的。本文僅探討發(fā)現(xiàn)的質量安全隱患。

5、該工業(yè)園區(qū)煤棚、庫房結構類型

該工業(yè)園存在時間較長，由于各企業(yè)發(fā)展情況不同，管理理念也不同。園區(qū)內廠房、煤棚、庫房等建筑結構類型較多，有管桁架結構、網架結構、門式剛架結構、排架結構、張弦梁結構、混合結構等，其中鋼結構占絕大多數。部分建筑結構類型事似而非，沒有經過正規(guī)設計、正規(guī)施工而建成，有種粗制濫造、東拼西湊的既視感。近年來門式剛架結構在我國廣泛應用，該工業(yè)園區(qū)內門式剛架結構也相對正規(guī)，也說明設計、施工、加工、安裝人員對門式剛架結構理解較深。但一些不常用的結構類型，還是有不少與計算模型不相符的情況，存在極大的安全隱患。如大跨度張弦梁結構，設計時采用鋼索張拉施加預應力，撐桿受壓向上頂起鋼梁，從而減小鋼梁整體受荷撓度。而排查中發(fā)現(xiàn)部分張弦梁結構體系中鋼索及鋼撐桿均以鋼筋替代，其一是無法有效施加預應力；其二是鋼筋若受壓會退出工作，無法減小梁整體撓度；其三是受力后桿件工作原理完全不同，存在安全隱患。再比如某些管桁架結構煤棚、庫房中，將常用的倒三角桁架體系隨意替換為正三角桁架體系?？此频谷腔蛘哒求w系影響不大，但其平面外穩(wěn)定情況相差較多。同時梁上部受壓，下部受拉，而鋼材抗拉能力明顯大于抗壓能力，故管桁架倒三角體系材料利用更充分。

6、發(fā)現(xiàn)的質量安全隱患。

在為期一個多月的現(xiàn)場排查過程中，發(fā)現(xiàn)了一些質量安全隱患，本著對業(yè)主負責的態(tài)度，我們也詳細報告了發(fā)現(xiàn)的隱患。這些質量隱患總體上從基礎到上部結構，從柱間支撐系統(tǒng)到屋面支撐體系，千奇百怪五花八門。

6.1 場地地質情況較好。

該工業(yè)園區(qū)位于山腳，經查閱相關勘察資料，該園區(qū)場地以卵石層為主，地質情況良好，不需額外作地基處理。持力層承載力足以支撐煤棚或庫房的建設。從現(xiàn)場排查情況來看，確實與資料相符，尚未發(fā)現(xiàn)由于地基不均勻沉降而導致的安全隱患。

6.2 基礎安全隱患。

現(xiàn)場排查中發(fā)現(xiàn)該工業(yè)園區(qū)內，基礎隱患問題較多。有基礎尺寸明顯不足的，也有埋深偏淺的；有不設置基礎，鋼柱直接由后置錨栓錨固于場地混凝土地坪的，也有鋼柱直接錨固于廠區(qū)圍墻頂的。而選擇這么做的大多是小企業(yè)，他們缺乏相關專業(yè)管理人員，一味追求價格低，也無正規(guī)設計圖紙，未找正規(guī)施工單位。而往往基礎出現(xiàn)安全隱患的煤棚、庫房，還存在梁柱等上部結構構件截面尺寸不足、支撐系統(tǒng)不完善、結構整體性不佳等各種安全隱患。

6.3 梁柱構件安全隱患。

現(xiàn)場排查中發(fā)現(xiàn)部分廠區(qū)梁、柱構件截面尺寸明顯偏小，部分構件銹蝕比較嚴重，梁柱節(jié)點連接也不規(guī)范。存在鋼柱柱腳底板懸空，未灌實混凝土的現(xiàn)象；也存在地腳螺栓未安裝螺母，或雖安裝螺母但未采取措施防止螺母松動的；有未安裝柱腳加勁板的，還有直接將鋼梁搭在老舊廠房柱子上的。

梁柱連接節(jié)點是本次排查問題最多的地方，連接比較隨意，無法保障節(jié)點安全。螺栓連接的存在連接板縫隙較大，螺栓未擰緊，高強螺栓無法發(fā)揮其作用的現(xiàn)象；也存在螺栓漏擰現(xiàn)象。部分煤棚利用回收廢舊鋼材拼裝而成，銹蝕較嚴重，且長度不足時隨意切割焊接，危險性較大，應重點整治。

6.4 柱間支撐系統(tǒng)安全隱患。

鋼結構構件并不僅僅是強度控制，很多時候是由穩(wěn)定性控制的，所以穩(wěn)定性是鋼結構設計的靈魂。往往一些結構設計工程師、施工技術人員、結構鑒定人員容易忽視此問題而過分注重承載力。鋼柱的平面外穩(wěn)定性與其平面外計算長度息息相關，而減少其平面外計算長度就尤為重要。結構設計一般要滿足建筑使用凈空要求，即柱子高度是已知且固定的，那么合理設置剛性系桿就成為了減少鋼柱的平面外計算長度的有效方法。

現(xiàn)場排查中發(fā)現(xiàn)該工業(yè)園區(qū)內部分煤棚、庫房未設置柱間支撐，且其柱腳連接為鉸接形式，無法有效傳遞縱向水平力，容易引發(fā)倒塌事故。新聞中所見到的鋼結構工廠建設過程中的倒塌事故，多是由于施工順序不當，未設置好柱間支撐及屋面支撐，結構不成體系，平面外失穩(wěn)所致。該工業(yè)園區(qū)內某些庫房凈空過高，而柱子間未設置剛性系桿，且該庫房內柱子截面過小，平面外穩(wěn)定性不足，存在安全隱患。

6.5 屋面支撐體系安全隱患。

本文前面提到穩(wěn)定性設計是鋼結構設計中的重中之重，而鋼梁平面外穩(wěn)定性關系整個屋面系統(tǒng)的安全。從整體排查情況來看，屋面支撐體系問題也較多。排查中發(fā)現(xiàn)有剛性系桿設置不足的，有剛性系桿設置不連續(xù)的，也有根本未設置剛性系桿的。屋面支撐作為有效傳遞屋面水平力，使屋面體系整體受力的重要構件，在鋼結構里的作用舉足輕重。排查中發(fā)現(xiàn)某些庫房屋面支撐設置不合理、不連續(xù)、不成體系，部分支撐松弛未張緊，使結構難以整體受力，存在薄弱環(huán)節(jié)。

按照現(xiàn)行設計標準及行業(yè)共識，屋面檁條不能給屋面梁提供平面外支撐，無法減少屋面梁平面外計算長度，只有同時連接屋面梁與檁條的隅撐能提供平面外支撐，有效減少屋面梁平面外計算長度?！堕T式剛架輕型房屋鋼結構設計規(guī)范》 GB51022-2015中明確隅撐支撐的梁的平面外計算長度不小于2倍隅撐間距，以往工程做法為隅撐布置隔一布一，按現(xiàn)行設計標準要求應每排檁條均設置隅撐。但由于該工業(yè)園區(qū)年代較長，只能以舊的標準為依據排查。大多企業(yè)隅撐設置能滿足舊的標準要求，但仍有部分企業(yè)煤棚、庫房尚未設置隅撐，存在安全隱患。

6.6 墻面圍護系統(tǒng)安全隱患。

墻面圍護系統(tǒng)主要由墻梁及彩鋼板組成，而墻梁根據其跨度不同一般須設置一道或兩道拉條，靠近屋面板處應設置撐桿及斜拉條?，F(xiàn)場排查中發(fā)現(xiàn)，部分煤棚、庫房墻梁已明顯彎曲，墻梁間拉條松弛，也未設置撐桿及斜拉條，檢查發(fā)現(xiàn)墻梁截面尺寸明顯偏小。雖然圍護系統(tǒng)對整個主體結構影響較小，但也應積極整改，防止脫落傷人事故發(fā)生。

7、園區(qū)安全排查隱患總結

本次園區(qū)安全排查隱患總體分為承載能力安全隱患和體系構造安全隱患。承載能力安全隱患分為：礎基尺寸不足，基礎埋深偏淺，梁、柱構件截面尺寸不足，構件銹蝕，梁柱節(jié)點連接不規(guī)范，連接板縫隙大螺栓未擰緊等。體系構造安全隱患分為：剛性系桿、柱間支撐、屋面支撐、隅撐等設置不合理，屋面支撐松弛等。

8、結論及建議

從本次工業(yè)園區(qū)摸底排查情況來看，有的企業(yè)管理規(guī)范，存在的安全隱患較少，而有的企業(yè)管理混亂，安全隱患相對較多。建議各相關企業(yè)認真整改，消除隱患，實現(xiàn)安全生產。建議住建局和工業(yè)園區(qū)管理委員會理清管理職責，聯(lián)合督查整治，嚴格按照相關報建程序，嚴把質量關，將安全生產風險消弭于無形。助力安全生產，助力綠水青山，為廣大人民群眾謀福祉。

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