3D模擬還原｜解讀江西宜春豐城電廠工地倒塌事故的背后原因

2017-01-07  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

3D視頻模擬|還原豐城電廠冷卻塔施工平橋吊倒塌事故現(xiàn)場(chǎng)

2016年11月24日,這個(gè)美帝等西方國(guó)家的“感恩節(jié)”。

早7時(shí)40分左右,江西省豐城電廠三期在建冷卻塔施工平橋吊倒塌,造成橫板混凝土通道坍塌。截止現(xiàn)在,事故已造成74人死亡,2人受傷,最后1名失蹤者已被救出。豐電三期項(xiàng)目由贛能股份出資,河北億能煙塔公司承建。此次所有傷亡人員均來自河北億能。該公司自2016年4月開始施工,9月曾舉行“協(xié)力奮戰(zhàn)一百天”動(dòng)員大會(huì),公司負(fù)責(zé)人承認(rèn)有趕工期。工地正處在24小時(shí)施工狀態(tài)。 河北億能豐城項(xiàng)目部工作人員高士超對(duì)澎湃新聞?wù)f,懷疑“可能是混凝土強(qiáng)度沒達(dá)到造成”。

新京報(bào)動(dòng)畫

傍晚舉行的新聞發(fā)布會(huì)上,“11·24”事故救援指揮部總指揮長(zhǎng)、江西省副省長(zhǎng)李貽煌宣讀的事故情況通報(bào)中,豐城電廠三期擴(kuò)建工程位于豐城市尚莊街道石上村,由江西贛能股份有限公司投資建設(shè)、中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司總承包。監(jiān)理單位是上海施耐迪工程咨詢有限公司,施工單位是河北億能煙塔工程有限公司。

以上信息及視頻來源:澎湃新聞、新京報(bào)

以下信息是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的回顧:

新華社江西豐城11月24日專電 豐城電廠“11·24”事故現(xiàn)場(chǎng)搜救基本結(jié)束,截至20時(shí),事故造成67人死亡,3人受傷,其中1人正在搶救。善后工作正在緊張進(jìn)行中。

24日早上7時(shí)40分許,江西豐城電廠三期在建冷卻塔施工平橋吊發(fā)生倒塌,造成橫版混凝土通道倒塌。當(dāng)日上午11時(shí)左右,新華社記者趕到豐城電廠三期事故現(xiàn)場(chǎng)。記者在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn),內(nèi)徑125米、高70多米的在建冷卻塔內(nèi),施工平橋吊坍塌在地上,鋼筋扭曲疊雜在一起?，F(xiàn)場(chǎng)救援人員正迅速地用液壓剪等工具,剪斷糾纏在一起的鋼筋,清理現(xiàn)場(chǎng),搜救仍被壓在底層的工人。搜救犬正在逐一搜尋現(xiàn)場(chǎng)有無生命跡象。

11時(shí)40分左右,陸續(xù)有十五六具遇難者遺體從坍塌現(xiàn)場(chǎng)抬出。死亡人員主要來自河北、湖北兩省。

至記者19時(shí)發(fā)稿時(shí),現(xiàn)場(chǎng)清理搜救仍在進(jìn)行中,確認(rèn)遺體身份、家屬接待安置等工作正在緊張進(jìn)行中。

“不知道發(fā)生了什么,我逃出來以后就嚇傻了。”記者在豐城市人民醫(yī)院見到了目前在接受治療的事故幸存者王搖勝。他和當(dāng)時(shí)也在現(xiàn)場(chǎng)、現(xiàn)在醫(yī)院照顧他的幾名工友回憶了那驚恐的一刻。

24日一早剛過7時(shí),他們10多位工友就到達(dá)冷卻塔內(nèi),進(jìn)行零班與早班的交接。在他們頭頂上方70多米的高處,搭建有施工平臺(tái),那里還有幾十名工人。大概五分鐘后,他們突然聽到頭頂上方有人大聲喊叫,接著就看見上面的腳手架往下墜落,砸塌水塔和安全通道。在地面層工作的工人迅速往冷卻塔外跑。短短十幾分鐘的時(shí)間內(nèi),整個(gè)施工平臺(tái)完全坍塌下來。

“當(dāng)時(shí)上下施工平臺(tái)用的電梯,一起坍塌了。除了地面層的工友,在上面的人全部墜落,被鋼筋等材料壓在下面?！?/span>王搖勝說。

從地面層成功逃生的工人王耀龍說,地面層的工人除了兩人輕傷外都安全逃生,他們主要來自甘肅天水市。

記者了解到,發(fā)生事故的工地全稱是“豐城電廠三期擴(kuò)建工程”,建設(shè)單位是江西贛能股份有限公司豐城三期發(fā)電廠,總承包單位是中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司,主體施工單位分別由4家公司分別中標(biāo)建設(shè)。發(fā)生事故的是由河北億能煙塔工程有限公司負(fù)責(zé)的D標(biāo)段工程,即冷卻塔與煙囪施工項(xiàng)目。

豐城電廠三期擴(kuò)建工程是江西省重點(diǎn)工程,本期工程投資總額76.7億元。發(fā)生事故的冷卻塔今年4月份開工建設(shè),計(jì)劃建設(shè)高度156米。

冷卻塔與煙囪施工項(xiàng)目的工程部工程師廖輝壽介紹說,冷卻塔是雙曲線建設(shè)工程,屬于復(fù)雜的建筑種類。冷卻塔外壁薄,施工平臺(tái)跟隨施工進(jìn)度抬升。發(fā)生事故時(shí),冷卻塔已建設(shè)到70多米。據(jù)介紹,河北億能煙塔工程有限公司,是專業(yè)從事冷卻塔、煙囪、環(huán)保工程建設(shè)施工及項(xiàng)目改造的一家公司。

事故現(xiàn)場(chǎng)航拍畫面

搜救現(xiàn)場(chǎng)

事故現(xiàn)場(chǎng)

救援現(xiàn)場(chǎng)

搜救犬進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)搜救

據(jù)豐城政府網(wǎng)介紹,江西豐城電廠位于豐城市西面石上村銅鼓山,廠區(qū)距豐城市區(qū)8公里,距南昌市約60km,南臨贛江約0.5km,東距豐高公路約0.6km,北距豐城水泥廠2.8km。(圖為資料圖片)

事故發(fā)生后,國(guó)家安全監(jiān)管總局黨組書記、局長(zhǎng)楊煥寧率工作組于24日下午趕到現(xiàn)場(chǎng),指導(dǎo)協(xié)助地方工作。

24日上午,江西省委書記鹿心社、省長(zhǎng)劉奇趕赴豐城電廠事故現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)救援工作,召開現(xiàn)場(chǎng)會(huì),組織指揮現(xiàn)場(chǎng)救援和善后等工作。鹿心社要求現(xiàn)場(chǎng)指揮部加大對(duì)現(xiàn)場(chǎng)救援人員、設(shè)備、物資上的投入,解救被困人員,最大限度減少損失。江西省政府已啟動(dòng)省級(jí)安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案,副省長(zhǎng)李貽煌已趕赴事故現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)搶險(xiǎn)救援工作。

記者抵達(dá)時(shí),現(xiàn)場(chǎng)已有373人參加救援,投入22臺(tái)設(shè)備、7部吊車。截至16時(shí)50分,江西武警總隊(duì)共組織協(xié)調(diào)宜春、南昌、新余、吉安4個(gè)支隊(duì)部分力量增援,調(diào)派32輛消防車、212名官兵、9條搜救犬、2臺(tái)無人機(jī)、7套生命探測(cè)儀和7套3G單兵圖傳設(shè)備到場(chǎng)處置。

24日中午,江西省成立現(xiàn)場(chǎng)指揮部,下設(shè)現(xiàn)場(chǎng)救援組、醫(yī)療組、安全保衛(wèi)組、輿情組、善后處理組、技術(shù)組和后勤保障組等7個(gè)組,把搶救人員放在第一位;目前相關(guān)部門正盡快核清事故發(fā)生時(shí)現(xiàn)場(chǎng)人數(shù),一一核對(duì)傷亡人員個(gè)人信息;對(duì)每名死難者安排一個(gè)工作組,做好死難者家屬接待、服務(wù)和心理疏導(dǎo)等工作。

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什么是冷卻塔?

冷卻塔是將循環(huán)冷卻水在其中噴淋,使之與空氣直接接觸,通過蒸發(fā)和對(duì)流把攜帶的熱量散發(fā)到大氣中去的冷卻裝置。冷卻塔的作用是將挾帶熱量的冷卻水在塔內(nèi)與空氣進(jìn)行換熱,使熱量傳輸給空氣并散入大氣,冷卻塔中水和空氣的換熱方式之一是,流過水表面的空氣與水直接接觸,通過接觸傳熱和蒸發(fā)散熱,把水中的熱量傳輸給空氣。用這種方式冷卻的稱為濕式冷卻塔。缺水地區(qū)或在補(bǔ)充水有困難的情況下,也可采用干式冷卻塔。干式冷卻塔中空氣與水的換熱是通過由金屬管組成的散熱器表面?zhèn)鳠?將管內(nèi)水的熱量傳輸給散熱器外流動(dòng)的空氣。

發(fā)電廠冷卻塔有何作用?

發(fā)電廠首先要由鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽,然后送入到汽輪機(jī),通過汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)的排氣進(jìn)入到一個(gè)叫凝汽器的冷端設(shè)備,凝結(jié)成水,由凝結(jié)水泵送往給水泵,再進(jìn)入鍋爐,這樣就構(gòu)成一個(gè)熱力循環(huán)。發(fā)電廠就是依靠這個(gè)過程不斷的循環(huán)發(fā)電。 發(fā)電廠冷卻塔的作用就是利用從下往上流動(dòng)的空氣去冷卻從上往下流動(dòng)的水。 冷卻后的水最主要的作用是送到凝汽器里把在蒸汽輪機(jī)中做過功的蒸汽冷凝成水再送回鍋爐中去加熱。 如果沒有這個(gè)冷卻塔蒸汽就無法冷凝成水再送回鍋爐,發(fā)電廠的熱力循環(huán)就無法建立,工質(zhì)也無法回收。

電廠冷卻塔為什么要修成雙曲型?

冷卻塔做成雙曲線形的原因之一是為了提高冷卻的效率,底部有最大的圓周,可以最大限度地進(jìn)入冷空氣,冷空氣到達(dá)最細(xì)部位時(shí),接觸熱水,這時(shí)首先由于管徑變小,空氣流速加快,可以盡快的帶走熱水中的熱量,其次由于管徑變小,冷空氣的體積也受到壓縮,故壓力也有增加,而壓力增加流體的含熱能力會(huì)隨之增加,于是在細(xì)腰部冷空氣可以最大限度的吸收熱水的熱量從而使熱水冷卻。到了最上部,管徑再次擴(kuò)大,已攜帶了大量熱量的空氣由于速度減慢,壓力減小,又將所含的熱量釋放出來形成白色的水蒸氣。

雙曲冷卻塔結(jié)構(gòu)示意圖

另外一方面,修建雙曲冷卻塔也是出于對(duì)成本控制的考慮。冷卻塔的單葉雙曲面是一種直紋曲面,這一點(diǎn)可以形象化地簡(jiǎn)單的理解為把一根直線繞著與它異面的一個(gè)軸旋轉(zhuǎn),這個(gè)直線劃過的曲面就是一個(gè)單葉雙曲面。一個(gè)建筑如果采用單葉雙曲面的造型,那么它的主體可以只由直的鋼梁來建造。而生產(chǎn)直的大型鋼梁成本遠(yuǎn)低于生產(chǎn)玩去的大型鋼梁,同時(shí)安裝和運(yùn)輸也更方便。這樣既可以減少風(fēng)的阻力,又可以用最少的材料來維持結(jié)構(gòu)的完整性。

發(fā)電廠冷卻塔究竟有多大?

以華電鄒縣四期2×1000MW機(jī)組為例,其冷卻塔采用逆流式雙曲線自然通風(fēng)冷卻塔,冷卻面積12000m2,塔高165m。在超大型冷卻塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究方面,需要針對(duì)具體工程有針對(duì)性地開展冷卻塔結(jié)構(gòu)選型、風(fēng)工程特性研究、有限元對(duì)比分析、屈曲穩(wěn)定分析、施工期穩(wěn)定分析、塔筒幾何非線性影響評(píng)價(jià)、塔芯超長(zhǎng)構(gòu)件設(shè)計(jì)等在內(nèi)的一系列專題研究,這些研究成果是工程超大型冷卻塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工的重要依據(jù),也是未來電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

雙曲冷卻塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣?

為什么建筑施工領(lǐng)域易發(fā)事故

年底是建筑領(lǐng)域事故高發(fā)期,趕工期趕進(jìn)度,造成忽視安全生產(chǎn),極易造成事故發(fā)生。

大部分工程仍采用傳統(tǒng)的工藝和管理模式,手工作業(yè)多,安全管理精細(xì)化程度不足。

工程建設(shè)涉及總承包、專業(yè)承包、勞務(wù)分包等隊(duì)伍,加上設(shè)備租賃、材料供應(yīng)單位等,一個(gè)項(xiàng)目往往涉及到十幾家甚至幾十家單位,安全管理水平參差不齊。

建設(shè)單位安全職責(zé)無明確規(guī)定,責(zé)任不落實(shí);部分施工單位項(xiàng)目安全管理機(jī)構(gòu)不健全,安全教育、安全防護(hù)、文明施工的投入不足,不按方案施工;現(xiàn)場(chǎng)管理人員安全檢查不徹底,隱患整改不及時(shí);監(jiān)理單位未有效履行監(jiān)理職責(zé)等。

建筑工人從業(yè)門檻低,安全技能和安全素質(zhì)不高,加上用工緊缺,經(jīng)常在職業(yè)技能和安全教育培訓(xùn)缺失的情況下上崗。

建設(shè)單位存在隨意壓縮工期、造價(jià)的現(xiàn)象,施工單位非法分包和轉(zhuǎn)包,壓縮安全投入。塔吊、施工電梯等建筑施工特種設(shè)備租賃、維保行業(yè)門檻低,隱患較多。

信息化施工水平低,安全監(jiān)控手段和技術(shù)水平不足,難以把隱患完全消除在萌芽狀態(tài),安全管理較為被動(dòng)。

施工項(xiàng)目受天氣影響較大,出現(xiàn)極端惡劣天氣,應(yīng)及時(shí)停產(chǎn)停工,避免危險(xiǎn)發(fā)生。

1、材料和構(gòu)造應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定。腳手架高度超過規(guī)范時(shí),應(yīng)有專項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算,并經(jīng)審查批準(zhǔn)。

2、搭設(shè)與拆除應(yīng)有能指導(dǎo)施工的方案,并在搭設(shè)前進(jìn)行交底。

驗(yàn)收后方可使用。腳手架要經(jīng)施工負(fù)責(zé)人員檢查驗(yàn)收后,才能使用。使用期間應(yīng)該經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)維修和加固。

1、模板設(shè)計(jì)。模板工程施工前,應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行模板設(shè)計(jì),并經(jīng)上一級(jí)技術(shù)部門批準(zhǔn)。模板設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括:模板及支撐構(gòu)件的材料及類別與規(guī)格的選擇,受力構(gòu)件及地面承載力的計(jì)算,構(gòu)造措施等。

2、模板施工技術(shù)方案。施工應(yīng)根據(jù)模板施工技術(shù)方案進(jìn)行,方案的主要內(nèi)容有:模板的制作、安裝、拆除等的施工順序、方法及安全措施。施工方案需經(jīng)上一級(jí)部門批準(zhǔn)。

3、模板安裝。模板及支撐的安裝應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求和施工方案進(jìn)行施工。如設(shè)計(jì)存在問題或?qū)嵤┯欣щy時(shí),需向工地技術(shù)負(fù)責(zé)人提出,并經(jīng)上一級(jí)技術(shù)負(fù)責(zé)人同意后方可更改。

4、檢查驗(yàn)收。模板工程安裝完成后,必須按照設(shè)計(jì)要求,由工地負(fù)責(zé)人與安全檢查員共同檢查驗(yàn)收,確認(rèn)安全可靠后,才能澆灌混凝土。澆混凝土過程中,應(yīng)指定專人對(duì)模板所支撐的受力情況進(jìn)行監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)處理。

5、拆模。模板支撐的拆除,必須在確認(rèn)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)行,且拆除順序也應(yīng)嚴(yán)格按照模板施工技術(shù)方案的要求,嚴(yán)禁野蠻拆模。

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