基于指標(biāo)體系法的長江干線武安段6 m水深航道整治工程總體安全風(fēng)險評估

呂永興，馬 一

(1.中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510221；2.長江航道局，湖北 武漢 430010)

風(fēng)險評估作為建設(shè)項目安全生產(chǎn)風(fēng)險管理的重要組成部分，是有效控制工程風(fēng)險、預(yù)防和減少事故發(fā)生的重要手段之一；交通運輸部2014年印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)安全生產(chǎn)風(fēng)險管理的意見》[1]，推動行業(yè)安全生產(chǎn)理念和管理模式的轉(zhuǎn)變；2017年印發(fā)《公路水路行業(yè)安全生產(chǎn)風(fēng)險管理暫行辦法》[2]，進(jìn)一步明確了安全風(fēng)險辨識及評估方式和程序等。

目前，風(fēng)險評估在交通行業(yè)中已得到一定程度的運用。鄧君等[3]以荊江航道整治工程拋石施工為依托，采用模糊綜合評價法進(jìn)行了施工風(fēng)險評價；李杰[4]針對水運工程風(fēng)險特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出風(fēng)險分級管控的措施與建議；馬兆祥等[5]對隧道工程施工風(fēng)險成因進(jìn)行研究，提出了安全風(fēng)險管理的優(yōu)化措施；李國強[6]通過嘗試引入風(fēng)險管理理念，構(gòu)建長江深水航道工程風(fēng)險預(yù)防控制體系；陸建新[7]結(jié)合通揚線海安段航道工程進(jìn)行風(fēng)險分析，提出了相應(yīng)的管控措施。但是，長江航道整治工程在開展總體風(fēng)險評估方面研究較少。

本文以長江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程(簡稱“武安段工程”)為依托，采用指標(biāo)體系法，對影響武安段工程總體安全風(fēng)險的主要因素進(jìn)行分析，評估結(jié)論可用于指導(dǎo)該項目開展風(fēng)險防控和工程安全管控工作。

1 風(fēng)險評估理論及方法

指標(biāo)體系法是根據(jù)影響航道整治工程總體安全風(fēng)險的主要因素，建立體現(xiàn)風(fēng)險特征的評估指標(biāo)體系，對各評估指標(biāo)進(jìn)行數(shù)值區(qū)間量化分級，綜合考慮各評估指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，對工程安全風(fēng)險作出評估和預(yù)測的一種方法[8]。

采用指標(biāo)體系法進(jìn)行航道整治工程總體風(fēng)險評估時，可根據(jù)影響航道整治工程施工安全風(fēng)險的主要因素，將指標(biāo)分為工程規(guī)模、工程復(fù)雜程度等6個類別，對各個類別細(xì)分提出若干評估指標(biāo)，從而建立評估指標(biāo)體系。

1.1 評估指標(biāo)分級

評估指標(biāo)取值首先根據(jù)工程實際情況和指標(biāo)分級情況，確定指標(biāo)所在的分級區(qū)間，然后，在分級區(qū)間的分值范圍內(nèi)，采用插值法等方法專家集體討論確定。在確定指標(biāo)所在的分級區(qū)間時，遵循最不利原則，越不利的情況取值越大；各項評估指標(biāo)的權(quán)重通過層次分析法獲得。

在準(zhǔn)則層中，將該層次中的各元素相對于上一層中的總目標(biāo)元素進(jìn)行兩兩重要性比較，并將比較的結(jié)果構(gòu)造為一個判斷矩陣。用數(shù)字1～9作為尺度，表述上述兩兩因素間的比較，數(shù)字從小到大表示程度由低到高，再構(gòu)造出風(fēng)險評估因素的比較判斷矩陣。

1.2 建立指標(biāo)體系

針對航道整治工程進(jìn)行總體風(fēng)險評估，建立的指標(biāo)體系見表1。

表1 施工總體安全風(fēng)險評估指標(biāo)

續(xù)表1

續(xù)表1

1.3 總體風(fēng)險計算

項目總體安全風(fēng)險按以下公式計算確定：

F=∑Xij

(1)

Xij=Rijγij

(2)

式中：F為總體風(fēng)險評估分值；Xij為評估指標(biāo)的分值，i=1，2，…，6，j=1，2，…，n，n為對應(yīng)第i個項別包括的評估指標(biāo)的數(shù)量；Rij為評估指標(biāo)的基本分值；γij為評估指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。

計算出F后對照表2確定施工總體安全風(fēng)險等級[9]。

表2 總體風(fēng)險評估分級標(biāo)準(zhǔn)

2 武安段工程基本情況

2.1 工程規(guī)模

武安段工程上起武漢天興洲長江大橋，下迄安慶皖河口，全長約386.5 km，航道建設(shè)等級為Ⅰ級，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為6.0 m×200 m×1 050 m(深×寬×轉(zhuǎn)彎半徑)，部分重點礙航灘段航寬不低于110 m，保證率為98%。

工程自上而下整治湖廣—羅湖洲、沙洲、戴家洲、鯉魚山、張家洲、馬當(dāng)、東流等7個礙航灘段，建設(shè)護(hù)灘帶24道、護(hù)底帶4道、壩體5道，高灘守護(hù)15.4 km，護(hù)岸加固13.3 km，基建疏浚477萬m3，配套建設(shè)助航標(biāo)志63座，改造現(xiàn)有航行標(biāo)志和助航標(biāo)志75座，并實施生態(tài)建設(shè)工程[10]。工程總投資37.44億元，工期42個月。

2.2 工程復(fù)雜程度

本工程的建筑物結(jié)構(gòu)類型較多，主要包括D型聯(lián)鎖塊軟體鋪設(shè)、拋石、拋透水框架和疏浚等常規(guī)結(jié)構(gòu)，局部采用了無砂六角混凝土塊、透空格柵魚巢等新結(jié)構(gòu)?？偟膩砜矗箱伵?、拋石等施工工藝較成熟，施工難度不大。

水上施工設(shè)備主要包括鋪排船、浮吊船、運輸船、挖泥船等，陸域施工設(shè)備主要包括挖掘機(jī)、履帶吊、裝載機(jī)等。工程施工主要集中在枯水期，工程量較大，工期緊張，施工船機(jī)設(shè)備投入較大，高峰期600 t以上船舶在300艘以上。

2.3 水文氣象

工程河段冬季盛行偏北風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)和南風(fēng)，大風(fēng)主要出現(xiàn)在春、夏兩季，大于6級風(fēng)的年平均天數(shù)為15 d；年平均霧日為30 d，多集中在冬春季。工程河段一般7—9月為高水期，1—3月為枯水期。三峽水庫蓄水前后，水位年內(nèi)變化規(guī)律沒有大的改變，但三峽蓄水運用后枯季(1—3月)月平均水位較蓄水前有所抬高，10—11月則明顯降低。

2.4 地質(zhì)條件

工程高灘(岸坡)守護(hù)段共有15處，其中湖廣—羅湖洲河段、沙洲水道岸坡由黏性土與砂性土呈互層狀或夾層透鏡狀，這類岸坡一般因其中部或下部砂性土易被河水沖蝕而掏空，最終導(dǎo)致上部土體失穩(wěn)崩塌。此外，局部岸坡分布有強度較低的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，其抗沖性能及自穩(wěn)能力較差，其他灘段(水道)岸坡穩(wěn)定性較好。

2.5 施工環(huán)境

工程河段所在航區(qū)為B級航區(qū)，部分護(hù)岸、護(hù)灘施工區(qū)域緊鄰主航道，疏浚施工位于航道內(nèi)，部分運輸材料的船舶須穿越主航道，施工與通航矛盾較為突出；工程河段已建及在建跨江大橋10座，規(guī)劃過江通道11處，主要架空管線8處；工程河段內(nèi)共有渡口49個，已建錨地14處，規(guī)劃錨地19處；有5個國家級水產(chǎn)種植資源保護(hù)區(qū)、2個自然保護(hù)區(qū)以及1個湖北省生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)。

3 武安段工程總體風(fēng)險評價

根據(jù)武安段工程的氣象、地質(zhì)、水文等環(huán)境條件和施工規(guī)模、施工工藝等特點，利用層次分析法對風(fēng)險權(quán)重值進(jìn)行計算。通過yaahp軟件建立層次結(jié)構(gòu)模型，輸入各項決策層的重要性比較結(jié)果后，即可得到施工總體風(fēng)險的各項指標(biāo)權(quán)重值計算結(jié)果。

yaahp是一款層次分析法輔助軟件，為使用層次分析法的決策過程提供模型構(gòu)造、計算和分析等方面的幫助。

3.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

首先依據(jù)指標(biāo)體系建立層次結(jié)構(gòu)模型，使用yaahp軟件繪制層次模型見圖1。

圖1 武安段總體風(fēng)險層次結(jié)構(gòu)模型

3.2 構(gòu)建矩陣及重要性比較

建立層次結(jié)構(gòu)模型之后，yaahp軟件據(jù)此進(jìn)行解析并生成判斷矩陣，將對各準(zhǔn)則層重要性比較結(jié)果輸入判斷矩陣，可以通過拖動滑動條來完成輸入，也可以直接鍵入自定數(shù)據(jù)，見圖2。

圖2 判斷矩陣數(shù)據(jù)輸入

3.3 指標(biāo)賦值及權(quán)重計算

通過yaahp軟件即可得到各項指標(biāo)權(quán)重值計算結(jié)果，同時依據(jù)工程實際情況對各評估指標(biāo)進(jìn)行賦值[11]，見表3。

根據(jù)層次分析法的權(quán)重計算和賦值結(jié)果，并參照表4的風(fēng)險等級劃分依據(jù)，計算得出F=∑Xij=53.48，屬于較大風(fēng)險(Ⅲ級)。

4 結(jié)論

1)基于指標(biāo)體系法對武安段工程進(jìn)行總體安全風(fēng)險評估，確定項目總體風(fēng)險等級為較大風(fēng)險。

2)運用指標(biāo)體系法開展航道整治工程總體風(fēng)險評價，可建立層次結(jié)構(gòu)模型，使用較為簡單易行的重要性排序法，將各評估指標(biāo)按重要性從高到低依次進(jìn)行排序，權(quán)重系數(shù)計算簡單合理，便于評估者計算項目風(fēng)險得分，為項目風(fēng)險控制提供依據(jù)。

3)總體風(fēng)險評估結(jié)論可作為完善武安段工程施工組織設(shè)計的依據(jù)，也可為建設(shè)單位的項目組織實施、安全管理力量投入、資源配置、施工單位選擇、工程保險投保等方面提供決策支持。

4)本項目實施過程中，可根據(jù)評估結(jié)論，從準(zhǔn)入控制、教育培訓(xùn)、安全設(shè)施、安全警示、勞動保護(hù)、作業(yè)許可、現(xiàn)場監(jiān)管和應(yīng)急準(zhǔn)備等方面采取相應(yīng)的控制措施，降低事故發(fā)生的可能性，最終把安全生產(chǎn)風(fēng)險降低到可容許的限度。