孟煒（新疆匯通水利電力工程建設(shè)有限公司　新疆　烏魯木齊　830000）

基于模糊評價(jià)法的廠房橋式起重機(jī)安裝安全評估探析

孟煒
（新疆匯通水利電力工程建設(shè)有限公司新疆烏魯木齊830000）

文章針對水電站廠房橋式起重機(jī)安裝施工作業(yè)中存在的安全問題，結(jié)合橋式起重機(jī)安裝安全事故的特征，通過構(gòu)建基于模糊評價(jià)法的安裝作業(yè)安全狀態(tài)評估指標(biāo)體系，建立了相應(yīng)的綜合評估模型。應(yīng)用構(gòu)建的模型評估新疆下坂地水利樞紐工程電站廠房橋式起重機(jī)安裝作業(yè)安全狀態(tài)，綜合評估結(jié)果為“較安全”。研究可為同類型大型水電站起重設(shè)備安裝作業(yè)的安全評估提供決策依據(jù)。

橋式起重機(jī)；模糊理論；評估指標(biāo)；安全評估

引言

橋式起重機(jī)作為一種大型起吊設(shè)施，在工礦業(yè)、道路橋梁、房地產(chǎn)以及水利水電工程等基礎(chǔ)設(shè)施以及工業(yè)生產(chǎn)活動中得到廣泛的應(yīng)用。橋式起吊設(shè)施普遍應(yīng)用于水電站廠房中，作為大型水輪機(jī)與機(jī)電設(shè)備的主要起吊轉(zhuǎn)運(yùn)工具。然而，橋式起重機(jī)在產(chǎn)品的安裝與調(diào)試使用過程中涉及環(huán)節(jié)眾多，尤其針對水電站廠房重型設(shè)備的起吊作業(yè)危險(xiǎn)性大，任何一個安裝環(huán)節(jié)的不良問題都可能引發(fā)起重設(shè)備的損壞并嚴(yán)重威脅水電站工程技術(shù)人員的人身安全［1］。本文以新疆下坂地水利樞紐工程廠房橋式起重機(jī)為例，通過構(gòu)建電站廠房橋式起重機(jī)安裝安全綜合評估模型，采取模糊評價(jià)法評估橋式起重機(jī)在該工程安裝過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，以期為同類型橋式起重機(jī)安裝作業(yè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有益借鑒。

1　橋式起重機(jī)安裝風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)體系構(gòu)建

安裝工程安全檢查表作為我國安裝作業(yè)安全性評估工作普遍使用的工具，已在大量安裝工程中取得了良好的應(yīng)用效果。因此，可在安裝工程安全檢查表基礎(chǔ)上，結(jié)合安全系統(tǒng)工程的方法與原理，從而綜合分析與辨識安裝工程在施工作業(yè)過程中影響橋式起重機(jī)安全的有害要素與風(fēng)險(xiǎn)［2］。同時(shí)，可通過構(gòu)建影響橋式起重機(jī)安裝作業(yè)安全的一級指標(biāo)如安裝技術(shù)、安裝管理以及安裝許可，并在一級指標(biāo)范圍內(nèi)設(shè)置二級風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，水電站廠房橋式起重機(jī)安裝安全評估指標(biāo)體系構(gòu)建如表1所示。

1.1安裝技術(shù)指標(biāo)

（1）起重機(jī)基礎(chǔ)施工。針對水電站廠房橋式起重機(jī)基礎(chǔ)的作業(yè)施工主要包括橋式軌道的檢查與校正，此外，應(yīng)合理設(shè)置軌道防護(hù)設(shè)施以及軌道終端止擋設(shè)備，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照安裝規(guī)范以確保起重機(jī)起吊設(shè)施滑觸線的安裝質(zhì)量。

（2）設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)單元安裝。針對水電站廠房橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)單元的安裝作業(yè)主要包括天錨吊裝、吊車吊裝、起重機(jī)頂升安裝、鋼絲繩固定、纜機(jī)主索安裝以及各結(jié)構(gòu)部件的聯(lián)結(jié)與焊接［3］。

（3）設(shè)備機(jī)械機(jī)電單元安裝。針對水電站廠房橋式起重機(jī)機(jī)電單元的安裝作業(yè)主要包括操作控制系統(tǒng)、安全控制裝置、電器元件與電氣設(shè)備、警示信號燈、防觸電及防火設(shè)備、高壓保護(hù)開關(guān)等單元的安裝。

（4）設(shè)備調(diào)試負(fù)荷試驗(yàn)。針對水電站廠房橋式起重機(jī)設(shè)備的調(diào)試負(fù)荷試驗(yàn)應(yīng)包括靜載試驗(yàn)、動載試驗(yàn)、額定荷載試驗(yàn)以及空載試驗(yàn)等規(guī)程。

1.2安裝管理指標(biāo)

（1）專職安全監(jiān)管。針對水電站廠房橋式起重機(jī)的專職安全監(jiān)管主要涵蓋企業(yè)技術(shù)人員安全培訓(xùn)教育、專職安全監(jiān)管人員的配置、安裝作業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人及起重機(jī)生成安全監(jiān)管專人的上崗資格培訓(xùn)，同時(shí)應(yīng)注重對起重機(jī)械特種安裝作業(yè)人員的操作考核及專業(yè)技能的定期培訓(xùn)。

表1　　廠房橋式起重機(jī)安裝安全評估指標(biāo)體系

（2）安裝作業(yè)技術(shù)交底。針對水電站廠房橋式起重機(jī)的安裝作業(yè)技術(shù)交底主要包括安裝施工作業(yè)組織設(shè)計(jì)交底、安裝圖紙技術(shù)交底、分項(xiàng)安裝工程技術(shù)交底以及設(shè)計(jì)變更交底等環(huán)節(jié)［4］。

（3）安裝隱患排查及整改。在水電站廠房橋式起重機(jī)安裝施工作業(yè)中，物品的不安全狀態(tài)、人的不安全行為以及管理工作中的安全監(jiān)管缺陷均易誘發(fā)安全事故。因此，針對上述安裝隱患實(shí)施排查并整改是降低事故發(fā)生概率、消除事故隱患的重要基礎(chǔ)性工作。

（4）事故應(yīng)急預(yù)案。安裝施工作業(yè)中應(yīng)急救援準(zhǔn)備工作的核心內(nèi)容即是事故應(yīng)急預(yù)案的編制與實(shí)施，有效的事故應(yīng)急預(yù)案可有序、及時(shí)且高效地指導(dǎo)開展現(xiàn)場應(yīng)急救援工作。針對水電站廠房橋式起重機(jī)制定的安裝事故應(yīng)急預(yù)案，可明確安全事故發(fā)生之前、發(fā)生全過程以及事故結(jié)束后安裝安全事故的責(zé)任主體，同時(shí)有利于事故救援工作相應(yīng)資源的配備與策略制定。

表2　　安裝施工作業(yè)安全評估等級劃分

表3　　一級指標(biāo)層判別矩陣

表4　　安裝工程綜合評估指標(biāo)權(quán)重值

1.3安裝許可指標(biāo)

（1）設(shè)備與隨機(jī)文件。水電站廠房橋式起重機(jī)械設(shè)備應(yīng)為經(jīng)國家許可且具有起重機(jī)械生產(chǎn)資質(zhì)的廠家提供的合規(guī)合格產(chǎn)品，橋式起重機(jī)生產(chǎn)廠家應(yīng)提供設(shè)備生產(chǎn)許可證，同時(shí)應(yīng)隨機(jī)附上符合起重設(shè)備安全技術(shù)規(guī)程要求的產(chǎn)品質(zhì)量合格證、設(shè)計(jì)文書、產(chǎn)品檢驗(yàn)監(jiān)督證明以及設(shè)備安裝維護(hù)使用說明書等必要文件［5］。

（2）安裝人員資格證明。水電站廠房橋式起重機(jī)的安裝作業(yè)人員應(yīng)向特種設(shè)備監(jiān)察機(jī)構(gòu)申請?jiān)S可，相關(guān)安裝施工作業(yè)人員再取得授權(quán)頒發(fā)的特種安裝作業(yè)資格證書后方可承擔(dān)安裝作業(yè)。

（3）安裝作業(yè)安全措施方案。承擔(dān)水電站廠房橋式起重機(jī)安裝施工作業(yè)的單位，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)起重設(shè)施的安裝維護(hù)說明書、設(shè)計(jì)圖紙以及安裝作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程等資料，編制安裝施工作業(yè)安全措施方案，該方案主要包括安裝施工組織方案、安裝詳圖、作業(yè)指導(dǎo)書以及安裝施工安全技術(shù)措施等文件，同時(shí)相關(guān)安裝施工作業(yè)安全措施方案應(yīng)取得相關(guān)部門核準(zhǔn)批復(fù)后方可實(shí)施。

2　橋式起重機(jī)安裝作業(yè)安全綜合評估模型構(gòu)建

考慮到水電站廠房橋式起重機(jī)安裝施工作業(yè)安全評估指標(biāo)體系的多層次性，應(yīng)同時(shí)將主體對客體認(rèn)知評估的模糊性納入考慮范疇，可依據(jù)組合模型評估法的基本原理，建立安裝施工作業(yè)指標(biāo)體系，構(gòu)建橋式起重機(jī)安全施工作業(yè)的綜合評估模型。

2.1權(quán)重集合構(gòu)建

權(quán)重可用來表示各影響指標(biāo)針對評估客體的相對重要程度，同時(shí)可采取層次分析法求得相應(yīng)權(quán)重值?？梢罁?jù)表1所示的指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)構(gòu)建因素指標(biāo)判斷矩陣，相關(guān)的判別矩陣可采用專家咨詢法量化各指標(biāo)因素間的相對重要性［6］。水電站廠房橋式起重機(jī)安裝作業(yè)的安裝程度可劃分為非常安全、較安全、一般安全、不安全以及極不安全，并采取9標(biāo)度法量化各安全程度水平。具體步驟可概括為：①計(jì)算各層次指標(biāo)因素相對上層指標(biāo)因素的重要程度；②計(jì)算各判別矩陣的特征向量與特征根，同時(shí)實(shí)施一致性檢驗(yàn)；③求得具備一致性的判別矩陣所對應(yīng)特征向量的分量即為各指標(biāo)因素的權(quán)重值。

2.2多層次模糊綜合評估實(shí)施

可將各層次指標(biāo)因素集S=｛S1，S2，…，Sn｝作為一級評估指標(biāo)，評估集E=｛E1，E2，…，En｝所對應(yīng)的權(quán)重集合表示為M=｛M1，M2，…，Mn｝。將一級指標(biāo)集合中的各指標(biāo)要素Si劃分為t個子集合，因此二級指標(biāo)要素集Ui=｛Ui1，Ui2，…，Uit｝所對應(yīng)的權(quán)重集合即為Mi=｛Mi1，Mi2，…，Mit｝，Si的單指標(biāo)要素的評估矩陣可表示為Hi。針對一級指標(biāo)層的模糊綜合評估即為對各子指標(biāo)要素結(jié)合Si分別實(shí)施綜合評估，同時(shí)依據(jù)公式Bi=Mi×Hi對模糊矩陣的計(jì)算并進(jìn)行歸一化處理［7］。針對二級指標(biāo)層的模糊綜合評估即為采取一級評估的結(jié)果Li來建立各層次指標(biāo)要素集S的單指標(biāo)要素評估矩陣Hi，從而求得二級指標(biāo)層綜合評估結(jié)果B=M×H。

3　實(shí)例工程評估分析

3.1安裝工程概況

新疆下坂地水利樞紐工程是以生態(tài)補(bǔ)水和春旱供水為主，結(jié)合發(fā)電的綜合性水利樞紐工程。該工程水電站廠房內(nèi)裝設(shè)三臺單機(jī)出力為50MW的立軸混流式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為150MW。主廠房內(nèi)裝有1臺80+80T橋式起重機(jī)，雙梁跨度達(dá)15.8m，滑觸線為帶絕緣護(hù)套的安全滑觸線［8］。因此，可設(shè)定該橋式起重機(jī)安裝作業(yè)安全評估對象集A=｛廠房橋式起重機(jī)安裝作業(yè)安全評估狀態(tài)｝。

3.2安裝工程評估集及層次因素集確立

可將該水電站廠房橋式起重機(jī)安裝施工作業(yè)安全評估集合E=｛E1，E2，…，En｝劃分為5各評價(jià)等級，并采取10分制賦值各層次指標(biāo)要素，評估等級如表2所示，同時(shí)可構(gòu)建各層次指標(biāo)因素集S=｛S1，S2，S3｝=｛B1，B2，B3｝。

3.3一級指標(biāo)層及二級指標(biāo)層權(quán)重集合計(jì)算

針對同一層次各指標(biāo)要素實(shí)施兩兩比較從構(gòu)建判別矩陣，一級指標(biāo)層的判別矩陣如表3所示。

針對上述指標(biāo)層的判別矩陣進(jìn)行層次單排序及一致性檢驗(yàn)，由CI=（λmax-n）/（n-1），計(jì)算可知，CI=0.00004，RI=0.56。CR=CI/RI＜0.1，即為相應(yīng)判別矩陣滿足一致性檢驗(yàn)要求。同時(shí)，結(jié)合專家咨詢結(jié)果以及該安裝工程橋式起重機(jī)設(shè)備的安裝資料，可采用上述方法求得各二級指標(biāo)層對應(yīng)一級指標(biāo)層的相對權(quán)重值并對各二級指標(biāo)要素評分賦值，如表4所示。

3.4模糊綜合評估計(jì)算

通過各二級指標(biāo)要素權(quán)重Mi與其所對應(yīng)單指標(biāo)要素矩陣Hi實(shí)施一級模糊綜合評估計(jì)算可得，

同理可計(jì)算另2個一級指標(biāo)層各要素及其所對應(yīng)的評估等級隸屬度，如表5所示。

表5　　各一級指標(biāo)對應(yīng)各評估等級的隸屬度

依據(jù)一級指標(biāo)層的模糊綜合評估計(jì)算結(jié)論，實(shí)施針對二級指標(biāo)層的模糊綜合評估

因此，針對上述模糊綜合評估進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，從而得出橋式起重機(jī)安裝工程施工作業(yè)安全狀態(tài)綜合評估值：E=0.39×10+0.32×8+0.16×7+0.11×5+0.02× 1=8.15，因?yàn)镋=8.15∈（8.9～8），所以新疆下坂地水利樞紐工程水電站廠房內(nèi)橋式起重機(jī)安裝施工作業(yè)安全狀態(tài)綜合評估為“較安全”。

4　結(jié)語

通過構(gòu)建基層模糊評價(jià)法的水電站廠房橋式起重機(jī)安裝作業(yè)安全狀態(tài)評估指標(biāo)體系，構(gòu)建各層級間的成對比較矩陣，探析了安裝技術(shù)指標(biāo)、安裝管理指標(biāo)以及安裝許可指標(biāo)等要素對橋式起重機(jī)安裝安全的影響程度，有助于現(xiàn)場安裝施工作業(yè)人員依據(jù)綜合評估結(jié)果針對性地采取安全改進(jìn)措施。針對水電站廠房橋式起重機(jī)安裝施工作業(yè)工程安全狀態(tài)的評估實(shí)例充分說明，層次分析法作為有效解決多層次綜合評估的多屬性決策方法，對起重設(shè)備安裝工程安全狀態(tài)的評估具有較強(qiáng)的適用性。陜西水利

［1］龔云平.新時(shí)期環(huán)境下水利工程機(jī)電設(shè)備安裝與施工管理優(yōu)化探究 ［J］.陜西水利，2015，S1:98-99.

［2］金燕，蘇茂福，姜威.固定橋式起重機(jī)基座高位超大型預(yù)埋件安裝技術(shù) ［J］.施工技術(shù)，2013，（14）:51-53.

［3］呂密鴿.淺談水工金屬結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量控制［J］.陜西水利，2009，S1:68.

［4］任玉清，姚杰，張飛成，王庸凱.安全檢查表法在漁船救生設(shè)備安全評價(jià)中的應(yīng)用［J］.漁業(yè)現(xiàn)代化，2015，（1）:72-75.

［5］張明明，夏飛，華勇.模糊綜合評價(jià)法在水質(zhì)評價(jià)中的應(yīng)用［J］.陜西水利，2013，（2）:148-149.

［

6］柴俊.新疆下坂地地下廠房已澆筑巖壁吊車梁混凝土旁爆破監(jiān)測 ［J］.科技傳播，2012，（17）:124-125.

［7］郭濤.淺談下坂地水電站水輪機(jī)的安裝

［J］.水利水電技術(shù)，2012，（10）:40-41.

［8］周燕.淺談新疆下坂地水利樞紐工程建設(shè)質(zhì)量管理［J］.陜西水利，2014，S1:118-119.

（責(zé)任編輯：暢妮）

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