徐少鯤，文靖斐

（1.中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，廣東 廣州 510230；2.中國港灣工程有限責(zé)任公司，北京 100027）

0 引言

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，中國經(jīng)濟(jì)開始飛速發(fā)展。憑借加入世貿(mào)組織等一系列契機(jī)，中國一躍成為全球第二大經(jīng)濟(jì)體，中國工程建設(shè)行業(yè)也在這一時期內(nèi)取得了迅猛的發(fā)展。伴隨著中國國際地位的提高和海外投資的加大，中國建設(shè)企業(yè)的工程項目在短短數(shù)十年間遍布了以亞非地區(qū)為主的世界各地。

然而需要正視的是，盡管業(yè)務(wù)量和技術(shù)水平都取得了迅猛的增長，但整個建筑行業(yè)的安全管理水平卻仍有待進(jìn)一步提高。在國內(nèi)，工程建設(shè)行業(yè)的安全事故發(fā)生率一直高居各大行業(yè)第二位，僅次于釆礦業(yè)[1]。而在海外，中國承包商不夠規(guī)范的安全管理體系也常常為外方業(yè)主和主管部門所詬病。而水運工程作為建設(shè)行業(yè)中直面惡劣水文、氣象條件的特殊領(lǐng)域之一，更是處于安全事故發(fā)生的高風(fēng)險地帶。

盡管中國建設(shè)者們做了大量的努力，但受過去幾十年的傳統(tǒng)思想和經(jīng)驗的影響，工程師們對于安全風(fēng)險管理的理解仍然停留在設(shè)計、施工、運營各自為戰(zhàn)的狀態(tài)。這種割裂的安全風(fēng)險管理模式對于建筑工程安全風(fēng)險的降低和預(yù)防起到了一定作用，但受邊際效應(yīng)逐漸遞減的影響，各參與方最終會陷入不論如何加大安全管理的投入也無法顯著降低事故發(fā)生率的局面。因此，有必要從全局角度來重新審視工程建設(shè)項目的安全風(fēng)險，并將各個階段的安全風(fēng)險管理工作進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。而進(jìn)行這項全局評估和結(jié)合的最佳時機(jī)無疑就是項目的設(shè)計階段。

1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

世界傳統(tǒng)發(fā)達(dá)國家的工程師們已經(jīng)意識到了盡早進(jìn)行安全風(fēng)險管理的重要性，并開展了大量的工作以研究各管理要素間內(nèi)在的聯(lián)系。多國的實踐研究表明，如果建立起一套管理體系，在設(shè)計階段即采取適當(dāng)?shù)拇胧?，對工程項目實體就施工安全風(fēng)險進(jìn)行評估和審核，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有針對性的設(shè)計改進(jìn)，可以避免施工階段大量安全事故的發(fā)生，該管理體系即為“安全設(shè)計”[1]。

為了切實有效的推進(jìn)安全設(shè)計工作，一些國家的安全管理部門也相應(yīng)地制定了各種規(guī)定：如英國的健康安全局（HSE）早在1994年即首次頒布了《建筑（設(shè)計及管理）規(guī)定》來規(guī)定包括設(shè)計在內(nèi)的各項目參與方在建設(shè)項目各方的安全責(zé)任，并在2007年通過法案發(fā)布了新版《建筑（設(shè)計及管理）規(guī)定2007》[2]；而澳大利亞的國家職業(yè)健康和安全委員會則把“在設(shè)計階段（安全設(shè)計）消除危害”作為2002—2012年國家職業(yè)健康與安全戰(zhàn)略的五大優(yōu)先領(lǐng)域之一[3]，并通過2011年的職業(yè)健康和安全法案通過了并發(fā)布了《結(jié)構(gòu)安全設(shè)計規(guī)范》[4]。這些規(guī)定的核心思想是一致的，即要求設(shè)計人在工程建設(shè)項目前期的設(shè)計中即對勘察、設(shè)計、施工、運營、維護(hù)乃至改擴(kuò)建和拆除過程中的安全風(fēng)險給予考慮，盡可能將其消除或減輕，并將其作為方案選擇的重要評價因素。

而在國內(nèi)方面，如前所述，盡管我國政府已經(jīng)對安全工作給予了高度的重視，并通過頒布各項法規(guī)從制度上和實踐上推動安全管理工作，但對于設(shè)計在安全生產(chǎn)管理中的意義、責(zé)任和方法，工程建設(shè)行業(yè)仍然缺乏系統(tǒng)的研究，目前僅GB/T 50358—2005《建設(shè)項目工程總承包管理規(guī)范》中有所涉獵[5]。行業(yè)內(nèi)通常將安全風(fēng)險歸為施工企業(yè)的責(zé)任，而設(shè)計企業(yè)對于安全風(fēng)險的控制則流于規(guī)范規(guī)定或者原則性描述[6]、設(shè)計審查中也往往缺乏指導(dǎo)性的意見。這種情況無形中將安全風(fēng)險管理拆分成了多個獨立的子項，使得項目各參與方對于安全風(fēng)險控制都抱著自掃門前雪的態(tài)度，而從設(shè)計階段全面考慮安全風(fēng)險更是無從談起。

2 安全設(shè)計理論分析

鼓勵甚至強(qiáng)制自設(shè)計階段即全面考慮安全風(fēng)險，即“安全設(shè)計”，對于減少事故、尤其是重大事故的發(fā)生是非常必要的。其原因可以通過安全風(fēng)險管理領(lǐng)域著名的海因里希事故因果連鎖過程理論和海因里希法則來分析。

海因里希把工業(yè)傷害事故的發(fā)生、發(fā)展過程描述為具有一定因果關(guān)系的事件的連鎖發(fā)生過程[7]，其基本組成為“遺傳及社會環(huán)境→人的缺點→人的不安全行為或物的不安全狀態(tài)→事故→損害或傷害”。

從海因里希提出的事故因果連鎖過程可以看出，對于任何一個項目，由于其參與者的遺傳及社會環(huán)境是給定的，因此其固然存在的各種性格、素質(zhì)、技能上的缺點就會為事故埋下各種各樣的隱患。而隱患如果不加以控制，就會迅速的沿著連鎖過程推進(jìn)并最終造成事故，即海因里希法則所述的：“當(dāng)一個企業(yè)有300個隱患或違章，必然要發(fā)生29起輕傷或故障，在這29起輕傷事故或故障當(dāng)中，有1起重傷、死亡或重大事故”[8]。因此，海因里希認(rèn)為，企業(yè)安全工作的中心就是防止人的不安全行為、消除機(jī)械的或物質(zhì)的不安全狀態(tài)、中斷事故連鎖的進(jìn)程而避免事故的發(fā)生。

對于建設(shè)工程項目的安全風(fēng)險管理來說，可以通過海因里希事故因果鏈分析不同階段的特點：

1）項目的施工、運營、維護(hù)、改擴(kuò)建和拆除階段

在這些階段中，由于具備了形成事故鏈的全部要素，因此安全風(fēng)險是潛在于各處并隨時有可能發(fā)生的。這個階段的安全風(fēng)險管理的對象只能是海因里希的“人的不安全行為或物的不安全狀態(tài)”，即采用傳統(tǒng)意義上的安全措施，這種風(fēng)險控制是相對被動的。盡管可以通過加強(qiáng)管理來應(yīng)對，但面對著可能存在的大量隱患，安全管理的成本難以控制且其成效會出現(xiàn)明顯的邊際遞減。

2）項目的設(shè)計階段

在這個階段，擬建設(shè)的結(jié)構(gòu)物仍然停留在紙面，而其施工、運營、維護(hù)、改擴(kuò)建和拆除過程也都只在計劃狀態(tài)，因此更便于事故的及早識別和預(yù)防。

墨菲定律說明：小概率事故發(fā)生的可能性往往比主觀預(yù)計的要大的多[9]。而當(dāng)某項事故具有多重誘因時，海因里希事故因果鏈中“人的錯誤”幾乎是不可避免的[10]。因此，當(dāng)某種工法或作業(yè)存在大量事故誘因時，與其逐項篩查和預(yù)防，不如考慮其他能夠?qū)崿F(xiàn)相同效果但具有更少誘因的替代方案，從而通過設(shè)計方案的改變來將相應(yīng)工序發(fā)生安全風(fēng)險的概率完全消除，而不是在即將實施之前被動地做一些預(yù)防措施。

綜上所述，設(shè)計階段才是建設(shè)工程壽命周期中最佳的安全風(fēng)險控制階段。安全設(shè)計才是真正主動、經(jīng)濟(jì)的安全風(fēng)險控制方式。

3 安全設(shè)計的基本要求和流程

3.1 設(shè)計人在安全設(shè)計中的責(zé)任

作為設(shè)計工作的執(zhí)行者，設(shè)計人毫無疑問是安全設(shè)計的核心。為了實現(xiàn)安全設(shè)計，設(shè)計人應(yīng)能夠滿足以下基本要求：

1）充分了解安全設(shè)計的重要性以及設(shè)計人的責(zé)任；

2）掌握足夠的知識、技能，并擁有適當(dāng)?shù)馁Y源來識別設(shè)計中所有涉及安全風(fēng)險的因素；

3）確保業(yè)主了解其在安全風(fēng)險控制中承擔(dān)的責(zé)任；

圖1 安全設(shè)計一般流程圖Fig.1 Typical flowchart of safety design

4） 在設(shè)計階段即對設(shè)計方案進(jìn)行全面的評估，以識別其所對應(yīng)的勘察、設(shè)計、施工、運營、維護(hù)乃至改擴(kuò)建和拆除過程中的安全風(fēng)險，并通過設(shè)計方案的優(yōu)化和調(diào)整將其消除、或在無法消除的情況下盡可能減輕其影響[2]。

5）提供給所有項目參與方與重大安全風(fēng)險相關(guān)的信息，并與其他參與方溝通協(xié)作以最大化風(fēng)險管理和控制的效果。

在這些要求中，最為重要的就是設(shè)計人對安全設(shè)計和自身責(zé)任的了解。我國的國情決定了中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中的強(qiáng)制性條文所占比例較高、條文規(guī)定也相比國際規(guī)范更詳細(xì)。這一方面促進(jìn)了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、并提高了設(shè)計效率，但另一方面也使得設(shè)計人員產(chǎn)生了只要按規(guī)范設(shè)計就不會承擔(dān)后續(xù)階段安全責(zé)任的思想；再加之傳統(tǒng)安全風(fēng)險管理多集中在施工階段，使得設(shè)計人員的安全風(fēng)險管理意識淡薄、也不愿意花心思去進(jìn)一步了解安全設(shè)計。我國在此領(lǐng)域應(yīng)借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗及早出臺相關(guān)規(guī)定，以從制度上促進(jìn)設(shè)計方安全觀念的轉(zhuǎn)變。

3.2 安全設(shè)計一般流程

安全設(shè)計的流程就是設(shè)計人員在設(shè)計中完成其基本任務(wù)的過程。一般的安全設(shè)計流程如圖1所示。

1） 方案提出

即設(shè)計人把設(shè)計構(gòu)想拆分成多個設(shè)計子項，提出各子項所對應(yīng)的初步方案。

2） 風(fēng)險源的識別

設(shè)計人應(yīng)全面審視所設(shè)計的子項，并將可能產(chǎn)生風(fēng)險的方面列為風(fēng)險源。除設(shè)計人外，業(yè)主、施工方等也應(yīng)積極參與其中，以利用其特有的經(jīng)驗和視角提出其對風(fēng)險識別的建議。

一般來說，風(fēng)險源的識別應(yīng)關(guān)注以下作業(yè)：

①大量使用人工的作業(yè)；

②使用危險工種的作業(yè)；

③面臨惡劣自然條件的作業(yè)；

④需要頻繁人工操作的作業(yè)；

⑤可能影響周邊安全的作業(yè)。

而對于設(shè)計階段無法預(yù)計的風(fēng)險，如施工階段因疏于管理而產(chǎn)生的風(fēng)險、不可抗力導(dǎo)致的安全風(fēng)險等，設(shè)計人則可不必過分關(guān)注。

3） 對策分析

針對風(fēng)險源識別出的設(shè)計子項的風(fēng)險，設(shè)計人應(yīng)利用其所擁有的知識、技能和資源審慎地評估其影響程度和應(yīng)對策略，而多方參與也是此過程取得良好效果的關(guān)鍵。

對于評價為后續(xù)階段可消除或者可減弱至可接受程度的安全風(fēng)險，設(shè)計人可保持原方案。而對于因項目條件限制、無法顯著減輕安全風(fēng)險的方案，則應(yīng)考慮安全風(fēng)險較小的替代方案。

4）方案比選與決策

與一般方案比選類似，設(shè)計人必須將各方案對應(yīng)的安全風(fēng)險作為比較項并給予其合適的權(quán)重，以便獲得綜合比較下更優(yōu)的結(jié)果。

4 水運工程項目中的安全設(shè)計

4.1 需要考慮的典型風(fēng)險源

水運工程因其所面臨臨海、臨江的自然條件而比一般土建工程具有更多的風(fēng)險源。在水運工程設(shè)計中，盡可能全面的考慮風(fēng)險源對于安全設(shè)計尤為重要。水運工程中的典型風(fēng)險源見表1所示。

表1 水運工程典型風(fēng)險源列表Table 1 Typical risk sourcesin waterway transportation construction project

4.2 水運工程安全設(shè)計應(yīng)用實例

將識別的風(fēng)險源按前文所述應(yīng)用于設(shè)計流程，即可開展針對水運工程的安全設(shè)計。在此列出幾個實際設(shè)計項目中的安全設(shè)計案例供參考。

4.2.1 調(diào)整勘察方式以降低鉆探安全風(fēng)險

西非某海港擴(kuò)建工程擬延長原有防波堤。原參考數(shù)據(jù)顯示該區(qū)域可能存在下臥巖層，因此設(shè)計人的初步技術(shù)要求是通過間距較密的鉆孔來研究擬探明的地質(zhì)。但隨后水文資料顯示該海域常年受到長周期涌浪的侵襲，而航道外段及防波堤外延段均屬開敞海域，且經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)該國及周邊國家都無大型頂升平臺可用，因此勘察人員將不得不使用小型鉆探船甚至浮排實施這些外海鉆孔，這將帶來勘察人員的安全風(fēng)險。

因此設(shè)計人經(jīng)過評估后，改為了在原防波堤掩護(hù)水域鉆較少的孔、并擇時開展物探，從而在獲得相近資料的情況下顯著降低了勘察作業(yè)的安全風(fēng)險。

4.2.2 優(yōu)化設(shè)計方案以減少陸路交通、海上施工人員和潛水員的使用

西歐某沿海城市擬在高潮差近岸海域（最大潮差約10 m）建設(shè)較長的砂芯深水防波堤。由于當(dāng)?shù)丨h(huán)保的要求，該防波堤只能使用塊石護(hù)面，因此需要開采和運輸大量的石料。

對于防波堤堤心，由于石料價格昂貴，因此設(shè)計方的初版設(shè)計方案采用了充填大砂袋的方案。該方案最大限度地利用了項目范圍內(nèi)出產(chǎn)的疏浚砂、減少了石料的用量。但該方案每條砂袋的鋪設(shè)都需要大量的人員處于海上環(huán)境中進(jìn)行縫口和定位等作業(yè)，加之當(dāng)?shù)貙儆诟叱辈畎肴粘焙Ｓ颍@種方案大大增加了砂袋施工人員出現(xiàn)安全風(fēng)險的幾率。因此在經(jīng)過方案對比后，設(shè)計方最終選擇了小塊石圍埝的方案。

對于小塊石圍埝方案中常年水下的部分，設(shè)計方從降低整體費用的考慮最初提出了采用多梯級設(shè)計的方案。但經(jīng)過與施工方的討論，發(fā)現(xiàn)較多的梯級將增加大量水下施工和驗收的工序，而這些工序只能使用潛水員完成。為了避免大量使用潛水員這一高危險工種，設(shè)計方最終選用了較大斷面的梯形塊石圍埝來使得斷面可以通過駁船水拋以一次出水。盡管該方案需要較多的石料，但無疑顯著降低了水下施工的強(qiáng)度和工作量。

5 結(jié)語

本文介紹了發(fā)達(dá)國家推進(jìn)安全設(shè)計的經(jīng)驗，通過理論分析探討了在設(shè)計階段即開始安全風(fēng)險管理的重要性，結(jié)合國內(nèi)外安全設(shè)計的研究成果總結(jié)了設(shè)計人在安全設(shè)計中的責(zé)任和安全設(shè)計的一般流程，并結(jié)合水運工程的特點提出了水運工程項目安全設(shè)計所需要考慮的典型風(fēng)險源，同時還結(jié)合實際項目給出了多個水運項目中安全設(shè)計的實例。對我國水運建設(shè)項目推行安全設(shè)計具有一定的參考價值。