試論大跨度剛構(gòu)橋施工階段的風(fēng)險管理分析

張 雷

(中鐵十六局集團軌道公司，北京 101100)

我國公路交通“五縱七橫”通道建設(shè)和五大跨海工程的啟動，使得大跨度剛構(gòu)橋的建設(shè)逐漸增多，修建規(guī)模也不斷增大。剛構(gòu)橋是一種橋跨結(jié)構(gòu)與墩臺整體相連的橋梁，其跨度受施工水平及材料工藝的影響，大跨度剛構(gòu)橋在施工階段也可能因施工或材料等因素出現(xiàn)施工風(fēng)險問題，為保證施工安全，對大跨度剛構(gòu)橋在施工階段的風(fēng)險管理尤為重要。

1 工程概況

本文以深圳前海合作區(qū)夢海前灣河橋(下文簡稱前灣河橋)為例，該工程位于深圳市夢海大道上，跨越前灣河水廊道，工程北接前灣四路，南接前灣河西街。前灣河橋的通航凈空設(shè)計為18m×3.5m，同時，根據(jù)深圳市的規(guī)劃要求，前灣河橋附近有兩條城際隧道通過，在設(shè)計橋梁基礎(chǔ)時，應(yīng)為此兩條隧道預(yù)留空間。前灣河橋的橋梁起點樁號為K0+182.39，終點樁號為K0+343.61，橋梁全長為161.22m，橋梁范圍內(nèi)全橋等寬為46.5m，采用計算跨徑為155.5m的拱梁組合體系鋼橋，鋼梁總重為5 600t。

2 大跨度剛構(gòu)橋施工風(fēng)險層次模型的構(gòu)建

在大跨度剛構(gòu)橋施工階段的風(fēng)險管理中，由于施工風(fēng)險存在不確定性，以人力難以完全預(yù)測施工過程中的各種風(fēng)險問題。因此，可利用層次分析法構(gòu)建大跨度剛構(gòu)橋施工風(fēng)險層次模型，以此分析其施工階段的風(fēng)險管理問題，進一步提高施工安全，保證施工進度[1]。層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是一種將與決策有關(guān)的元素分解成多個層次，并在此基礎(chǔ)上進行定性和定量分析的決策方法；在大跨度剛構(gòu)橋施工風(fēng)險層次模型的構(gòu)建中，需要根據(jù)施工階段的施工工序，確定每個施工工序中的危險源，并通過對危險源的評價，給出危險源管理措施，以此建立施工風(fēng)險層次模型[2]。

2.1 施工工序調(diào)查

首先對前灣河橋的橋梁結(jié)構(gòu)及安裝方法進行分析，并以此分析大跨度剛構(gòu)橋的施工工序。前灣河橋包括主梁、外側(cè)吊桿、鋼架梁等結(jié)構(gòu)，其中，橋梁的支撐體系共12段，包括各6段的圓鋼支撐體系，橋梁最高點為23.382m，主拱分為13段。橋梁的部分結(jié)構(gòu)需施工人員攀爬至頂部平臺安裝，為保證施工安全，平臺設(shè)置硬質(zhì)護欄隔離，使用軟質(zhì)鋼絲繩隔離，同時，自下向上每隔3.6m設(shè)置一處防墜網(wǎng)，用以保護施工人員的高空作業(yè)安全[3]。

根據(jù)以上對前灣河橋的橋梁結(jié)構(gòu)及安裝方法的分析，參考道路工程施工定額的分類方法，將整個施工過程劃分為多個施工工藝流程，并確定其施工工序。前灣河橋的施工工藝可初步劃分為基礎(chǔ)工程、臨時支架工程、水上與高空作業(yè)等[4]。通過對施工工藝的分析，給出其所包含的施工工序，表1為重要施工工藝所包含的施工工序。

表1 重要施工工藝所包含的施工工序

2.2 危險源調(diào)查

危險源調(diào)查是調(diào)查和分析在施工過程中可能導(dǎo)致施工人員傷亡或施工物質(zhì)財產(chǎn)損失，以及潛在的不安全因素的一種調(diào)查。危險源調(diào)查可以為施工風(fēng)險管理工作提供參考，使工作人員通過對施工危險源的管理實現(xiàn)對施工風(fēng)險的管理和控制。在前灣河橋工程施工過程中，采取拉爾斐法對施工過程中的危險源進行調(diào)查，危險源調(diào)查參考表1中的施工工序，根據(jù)不同的工序確定不同施工階段中的危險源。拉爾斐法又稱專家調(diào)查法，該調(diào)查法可根據(jù)某一主題和問題，通過征詢有關(guān)專家和權(quán)威人士的意見和看法，從而獲取到調(diào)查結(jié)果；利用拉爾斐法進行危險源調(diào)查的步驟如下：

(1)安排一名工作人員作為主持人來主持危險源調(diào)查工作，并建立專家小組；(2)根據(jù)本次工程的施工工序擬定調(diào)查提綱，并為專家小組提供工程建設(shè)的背景資料；(3)選擇專家小組成員，成員選擇應(yīng)有代表性，所選的專家應(yīng)了解此方面的知識，并具有較強的判斷和洞察能力，一般專家小組成員以10人～50人為宜；(4)由主持人組織輪番向?qū)＜倚〗M成員征詢意見，一般需要經(jīng)過三輪，第一輪提出問題，第二輪修改問題，第三輪進行最終的判定，在某些情況下，可根據(jù)實際需求增加征詢意見的次數(shù)；(5)整理調(diào)查結(jié)果并給出調(diào)查報告。根據(jù)拉斐爾法，給出前灣河橋施工階段鋼圍堰工程作業(yè)的施工風(fēng)險因素統(tǒng)計示范，如表2所示。

表2 前灣河橋施工階段鋼圍堰工程作業(yè)的施工風(fēng)險因素統(tǒng)計

2.3 危險源評價

利用危險源評價可評價施工過程中某項施工內(nèi)容或工序的危險性大小，前灣河橋工程的危險源評價采取LEC評價法。LEC評價法用于評價作業(yè)人員在具有潛在危險的作業(yè)中的危險和危害性，該評價法使用三種因素指標(biāo)來評價危險性，分別是L(Likelihood，事故發(fā)生的可能性)、E(Exposure，人員暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度)、C(Consequence，一旦發(fā)生事故可能造成的后果)，通過給L、E、C確定的不同的分值，以三者的乘積D(Danger，危險性)來評價作業(yè)的危險性。在本次危險源評價中，除L、E、C三個指標(biāo)外，還結(jié)合W(評分專家權(quán)重)指標(biāo)，危險源評價的計算公式為：

D=W×L×E×C

(1)

W、L、E、C指標(biāo)的分值判定標(biāo)準可根據(jù)實際的工程情況進行確定，并利用公式(1)的計算確定工程中某一項目的危險等級。根據(jù)本文案例，本文工程的危險等級評估情況如下(D為危險值)：當(dāng)320≤D，屬極度危險，風(fēng)險等級為5級；當(dāng)160≤D<320，屬高度危險，風(fēng)險等級為4級；當(dāng)70≤D<160，屬較高危險，風(fēng)險等級為3級；當(dāng)20≤D<70，屬一般危險，風(fēng)險等級為2級；當(dāng)D<20，基本無危險，風(fēng)險等級為1級。

2.4 危險源管理

根據(jù)危險源評價，針對不同的危險源風(fēng)險，應(yīng)設(shè)置不同的危險源管理措施，危險源管理措施等級如下(D為危險值)：當(dāng)320≤D，危險源管理措施等級為4級，采取措施為立即停止施工作業(yè)，直至控制住作業(yè)風(fēng)險；當(dāng)160≤D<320，危險源管理措施等級為3級，采取措施為以規(guī)避管理為主，控制管理為輔；當(dāng)70≤D<160，危險源管理措施等級為2級，采取措施為“控制管理+規(guī)避管理”；當(dāng)D<70，危險源管理措施等級為1級，采取措施為控制管理。

根據(jù)危險源管理措施等級，結(jié)合常見的危險源類型，以打樁船作業(yè)為例，給出危險源管理方案如下：危險源為登船時危險、設(shè)備上船危險，其危險源管理措施等級為1(2)級，管理措施為嚴格檢查各設(shè)備的運行情況及使用情況，根據(jù)作業(yè)規(guī)范全程監(jiān)督、檢查；危險源為風(fēng)浪導(dǎo)致的作業(yè)船上施工人員受傷、設(shè)備損壞，其危險源管理措施等級為3級，管理措施為惡劣天氣應(yīng)停止作業(yè)，保證甲板清潔無水跡，作業(yè)船的駕駛?cè)藛T也應(yīng)遵守作業(yè)管理制度，并由安全員全程監(jiān)督；危險源為因個人原因(飲酒、頭暈等)失足落水，其危險源管理措施等級為2級，管理措施為保證作業(yè)人員生理、心理狀態(tài)處于正常狀況，嚴禁作業(yè)前作業(yè)人員飲酒，安全員全程監(jiān)督；危險源為水上作業(yè)過程中失足落水，其危險源管理措施等級為2級，管理措施為保證作業(yè)人員生理狀態(tài)正常，要求其按要求和制度規(guī)范進行作業(yè)，保證防護措施到位，安全員全程監(jiān)督；危險源為不遵守施工要求導(dǎo)致的爆炸、火災(zāi)等，其危險源管理措施等級為3(4)級，管理措施為作業(yè)各環(huán)節(jié)應(yīng)嚴格遵循相關(guān)規(guī)定，非作業(yè)相關(guān)人員不得登船，作業(yè)過程中各類機械設(shè)備由專人負責(zé)管理，安全員全程監(jiān)督。

2.5 施工風(fēng)險層次管理體系的構(gòu)建

通過以上對施工過程中危險源的分析，可建立施工風(fēng)險層次管理體系模型，利用該模型，可根據(jù)不同的工程施工類型，補充相應(yīng)的工藝流程、工序、危險源和管理措施信息，使其可提供針對該項工程的施工風(fēng)險層次管理體系模型，并為工程施工階段的風(fēng)險管理提供幫助。在使用該層次模型的過程中，工作人員可對施工階段的工藝流程進行劃分，依據(jù)工藝流程中的各個工序，確定不同工序中的施工危險源，施工危險源的確定應(yīng)根據(jù)危險源評價結(jié)果；同時，在施工時應(yīng)以標(biāo)記重點的工藝流程、危險源等加以重視，并重點進行管理和控制，從而避免在已知危險源的情況下造成的各種施工風(fēng)險。

3 結(jié) 語

在大跨度剛構(gòu)橋的建設(shè)中，受施工技術(shù)、材料質(zhì)量等多方面因素影響，在施工過程中可能導(dǎo)致各種施工風(fēng)險。為保證橋梁施工和工作人員的安全，應(yīng)對大跨度剛構(gòu)橋施工階段的風(fēng)險管理進行分析，根據(jù)本文的案例分析，通過對不同施工工序的危險源調(diào)查，主要的施工風(fēng)險來源是設(shè)備事故、未遵守施工規(guī)范引發(fā)的事故等?；诖?，對大跨度剛構(gòu)橋的施工風(fēng)險進行評價，給出風(fēng)險管理措施，并建立施工風(fēng)險層次管理體系，從而為大跨度剛構(gòu)橋的施工風(fēng)險管理提供參考，實現(xiàn)整個施工過程的風(fēng)險管理。