施 洲,紀(jì) 鋒,楊仕力,呂大財(cái)

(1.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院,成都 610031； 2.中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司 南京鐵路樞紐工程建設(shè)指揮部,南京 200142)

引言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)程逐漸加快，大型橋梁工程作為線路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其重要性毋庸置疑。然而在橋梁施工過程中卻頻發(fā)工程事故，造成了巨大的損失，給橋梁發(fā)展蒙上了陰影。為科學(xué)合理控制工程施工中的風(fēng)險(xiǎn)，國內(nèi)外學(xué)者相繼展開了橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，早年國外學(xué)者M(jìn)ARK[1]基于可靠性對(duì)橋梁風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估，而我國早在2004年，有研究者采用定性方法對(duì)蘇通大橋的索塔及上部結(jié)構(gòu)施工方案施工階段的風(fēng)險(xiǎn)完成評(píng)估工作；阮欣[2]針對(duì)橋梁施工中的風(fēng)險(xiǎn)問題，在橋梁工程領(lǐng)域初步建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。時(shí)至今日橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論已經(jīng)形成定性和定量評(píng)估兩種類型，蔡筱波[3]應(yīng)用專家調(diào)查表法定性對(duì)某鋼桁梁橋在運(yùn)營期間的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行研究，并成功應(yīng)用于工程實(shí)踐，此外鄧維斌[4]等基于正交實(shí)驗(yàn)對(duì)頭腦風(fēng)暴法開展研究，提出因素篩選的方法，豐富了橋梁風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別理論。韓國學(xué)者Taejun Cho[5]等利用主纜線斷裂的最終極限狀態(tài)來定量評(píng)估懸索橋的施工階段風(fēng)險(xiǎn)；韓興等[6]基于失效概率理論定量的對(duì)橋梁運(yùn)營過程中地震風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了細(xì)致研究；丁閃閃等[7]采用蒙特卡羅法定量的對(duì)橋梁施工過程中風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了成功評(píng)估。從上述橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的實(shí)際應(yīng)用可知，定性方法和定量方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，其中以專家調(diào)查法[8]為代表的定性方法具有簡(jiǎn)便高效等特點(diǎn)，但其局限性在于受人為因素影響顯著；而以可靠度計(jì)算[9]為代表的定量方法具有定量取值困難、樣本少、風(fēng)險(xiǎn)概率及后果損失確定困難等問題。針對(duì)上述問題， Hassan Hashemi等[10]提出一種混合專家調(diào)查和置信區(qū)間的方法，較為精確計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生概率和損失值；此外基于作業(yè)分解(WBS)-風(fēng)險(xiǎn)分解理論(RBS)具有既能把握項(xiàng)目整體風(fēng)險(xiǎn)，又能兼顧局部工程風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)點(diǎn)[10-11]，辛望等[11]在重慶沿江高速公路蘇家溝特大橋項(xiàng)目應(yīng)用工作分解結(jié)構(gòu)-風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)(WBS-RBS)方法對(duì)施工期安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，分析得出的各個(gè)作業(yè)單元施工安全主要影響因素及其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，優(yōu)化了施工風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別程序，降低風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定中人為因素的干擾。隨著大型橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，其施工階段工藝愈加復(fù)雜，工程風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，在施工階段開展系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作并控制實(shí)際施工中的風(fēng)險(xiǎn)顯得越來越重要。

新建五峰山長江特大橋主橋規(guī)模龐大、施工工藝十分復(fù)雜，很多分項(xiàng)分部工程并無借鑒案例，施工階段面臨的風(fēng)險(xiǎn)顯著。為提高五峰山特大橋工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的系統(tǒng)性、效率和水平，并指導(dǎo)實(shí)際工程施工，也為后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究提供基礎(chǔ)；采用通過WBS-RBS方法識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)源，并采用層次分析法(AHP)[12-14]和專家調(diào)查法結(jié)合的方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，全面識(shí)別施工階段風(fēng)險(xiǎn)源，并評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)重大風(fēng)險(xiǎn)源提出專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)控制措施以降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)至可接受范圍，確保該橋施工安全。

1 施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

1.1 施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序

五峰山長江大橋因其龐大的規(guī)模，施工階段工序繁多并相互影響，系統(tǒng)化、程序化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作是準(zhǔn)確識(shí)別并評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。在對(duì)大橋勘測(cè)資料、地勘報(bào)告、橋梁設(shè)計(jì)圖、施工組織設(shè)計(jì)、各類專項(xiàng)施工方案、監(jiān)控措施等資料詳細(xì)分析調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)五峰山長江大橋整個(gè)項(xiàng)目過程采用WBS-RBS方法以識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)源，并根據(jù)專家調(diào)查意見從風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率、風(fēng)險(xiǎn)后果損失兩方面結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，最后采用針對(duì)性的控制措施將風(fēng)險(xiǎn)降低至可接收的程度。大橋施工階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具體流程如下。

(1)成立評(píng)估小組，收集相關(guān)工程地勘報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙、施工組織設(shè)計(jì)文件、專項(xiàng)施工組織方案、監(jiān)測(cè)方法等，以及相關(guān)類似橋梁工程風(fēng)險(xiǎn)案例等資料。

(2)依據(jù)橋址環(huán)境、橋梁結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、施工組織方案及監(jiān)控措施、運(yùn)維管理等方面分析該橋特點(diǎn)，運(yùn)用WBS-RBS方法將大橋施工按照分項(xiàng)工程分解至基礎(chǔ)工序，并按風(fēng)險(xiǎn)性質(zhì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分解，程序化排查潛在風(fēng)險(xiǎn)源，并匯總成初步的風(fēng)險(xiǎn)源表。

(3)將初步的風(fēng)險(xiǎn)普查表制成專家調(diào)查表，邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營管理等相關(guān)部門的專家進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源增補(bǔ)和調(diào)整，并對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行概率等級(jí)、風(fēng)險(xiǎn)損失等方面充分調(diào)查與評(píng)估。

(4)評(píng)估小組依據(jù)專家調(diào)查表，運(yùn)用層次分析法(AHP)分析風(fēng)險(xiǎn)損失并采用公式計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)概率等級(jí)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判斷矩陣，以此對(duì)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)接受等級(jí)較高的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行控制措施分項(xiàng)研究。

大橋施工階段的風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別與評(píng)估流程如圖1所示。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程

1.2 施工階段風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別

風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的基礎(chǔ)，可通過故障樹分析、事故推演分析、專家調(diào)查等方法得到，在進(jìn)行大型工程全系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)源篩選和甄別研究時(shí)，需根據(jù)工程特點(diǎn)及全過程施工工藝，組織化和程序化地對(duì)復(fù)雜工程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別；另一方面，將工程所涉及的各方面未知風(fēng)險(xiǎn)及潛在因素聯(lián)系，與行業(yè)專家的經(jīng)驗(yàn)、分析與思考相結(jié)合。WBS-RBS可將工程程序化的細(xì)化工序分解并系統(tǒng)識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)源。WBS-RBS法識(shí)別思路在于：通過構(gòu)建一個(gè)工作、風(fēng)險(xiǎn)雙維度的分解框架，其結(jié)構(gòu)中每個(gè)遞減級(jí)別代表了項(xiàng)目工作及風(fēng)險(xiǎn)的各層級(jí)的定義，據(jù)此在不同層次上對(duì)風(fēng)險(xiǎn)完成匯總分析，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)研究的初步識(shí)別。結(jié)合橋梁工程施工特點(diǎn)，WBS分解結(jié)構(gòu)分解應(yīng)當(dāng)從施工步驟、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，按照橋梁工程層次的順序依次進(jìn)行，RBS分解可以從周邊環(huán)境、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、施工工藝、運(yùn)營影響4個(gè)方面出發(fā)，進(jìn)一步細(xì)化為地質(zhì)狀況、周邊建筑物、環(huán)境交通、工程機(jī)械、結(jié)構(gòu)方案、人員組織管理、施工方案直至運(yùn)營維護(hù)等多個(gè)方面，并結(jié)合施工工序逐項(xiàng)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)源存在與否。據(jù)此建立工程風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)分解框架，可得到如圖2所示的風(fēng)險(xiǎn)分解矩陣，矩陣的橫、縱向分別代表工作分解和風(fēng)險(xiǎn)分解狀況，每個(gè)矩陣元素表示1處風(fēng)險(xiǎn)源，包含具體的工作、風(fēng)險(xiǎn)信息。在此基礎(chǔ)上通過專家調(diào)查對(duì)矩陣風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容進(jìn)行檢查，判斷該處風(fēng)險(xiǎn)是否存在，必要時(shí)調(diào)整、補(bǔ)充相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)源。經(jīng)上述程序，施工階段的所有潛在風(fēng)險(xiǎn)能夠充分識(shí)別，并按類放置在風(fēng)險(xiǎn)矩陣RBM中[15-16]。

圖2 WBS-RBS分解識(shí)別源識(shí)別示意

1.3 施工階段風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別過程完成后，在此基礎(chǔ)上采用專家調(diào)查表與層次分析法(AHP法)相結(jié)合的方法開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。根據(jù)回收的專家調(diào)查表，匯總專家們對(duì)各風(fēng)險(xiǎn)源發(fā)生概率、風(fēng)險(xiǎn)損失及后果的評(píng)估內(nèi)容，并引入AHP法，應(yīng)用其在權(quán)重系數(shù)取值方面的系統(tǒng)性優(yōu)勢(shì)，綜合評(píng)估各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源的損失等級(jí)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)判斷矩陣，以評(píng)估各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)。具體的評(píng)估方法及流程如下。

(1)基于WBS-RBS的專家調(diào)查：基于WBS-RBS以分部工程為單位的風(fēng)險(xiǎn)分解識(shí)別結(jié)果編制專家調(diào)查表，邀請(qǐng)專家對(duì)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)因子、發(fā)生概率及風(fēng)險(xiǎn)損失等進(jìn)行評(píng)判。其中風(fēng)險(xiǎn)損失評(píng)定時(shí)，應(yīng)包括風(fēng)險(xiǎn)損失權(quán)重判斷，并采用1-9 標(biāo)度法賦值。在實(shí)際操作中，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估調(diào)查表與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別調(diào)查同步進(jìn)行，除此之外還需附上該橋項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)控等相關(guān)資料等供專家參考。填表時(shí)根據(jù)表1中概率等級(jí)描述對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生概率等級(jí)做出判斷，如“可能發(fā)生”、“偶然發(fā)生”等；同時(shí)風(fēng)險(xiǎn)損失分為人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境影響三方面，其等級(jí)是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后所造成影響程度確定，據(jù)此損失等級(jí)可劃分為輕微、較大、嚴(yán)重、很嚴(yán)重、災(zāi)難性5個(gè)部分，分別對(duì)應(yīng)等級(jí)1～5并填表。

表1 風(fēng)險(xiǎn)概率等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

(2)專家調(diào)查表處理：在專家調(diào)查表回收后，評(píng)估小組對(duì)調(diào)查表進(jìn)行結(jié)果匯總，運(yùn)用公式逐個(gè)對(duì)各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)損失進(jìn)行計(jì)算與匯總。分析時(shí)應(yīng)需考慮不同技術(shù)人員的主觀偏差，故采用考慮加權(quán)效應(yīng)處理公式進(jìn)行處理。其中風(fēng)險(xiǎn)源概率值計(jì)算依據(jù)表1所示的概率等級(jí)描述，如“可能發(fā)生”、“偶然發(fā)生”所對(duì)應(yīng)中心值B計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)事件概率，并以概率范圍A為準(zhǔn)判斷最終風(fēng)險(xiǎn)事件概率等級(jí)；其中風(fēng)險(xiǎn)事件j的概率Pj計(jì)算公式

(1)

式中,n為所邀請(qǐng)專家總?cè)藬?shù)，ni為認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生概率等級(jí)i的專家人數(shù)，Bi為概率等級(jí)i的中心值。損失評(píng)定時(shí)由專家給出等級(jí)判斷值，采用加權(quán)平均分別計(jì)算出三方面風(fēng)險(xiǎn)損失等級(jí)值。

(3)AHP法權(quán)重分析：風(fēng)險(xiǎn)損失在環(huán)境、人員、經(jīng)濟(jì)三方面進(jìn)行相互比較，基于1-9標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣，并根據(jù)判斷矩陣求解出的最大特征值和對(duì)應(yīng)的歸一化特征向量，對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[17-18]，保證結(jié)果的可靠性。

(4)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)計(jì)算：根據(jù)AHP法獲得的權(quán)重，可獲得綜合風(fēng)險(xiǎn)損失等級(jí)值，與風(fēng)險(xiǎn)概率等級(jí)組合成判斷坐標(biāo)，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)所構(gòu)建的判斷矩陣，考慮工程實(shí)際綜合評(píng)定出相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，劃分一般(中低)風(fēng)險(xiǎn)源和重大風(fēng)險(xiǎn)源?；贏LARP風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則[19-20]，結(jié)合專家意見，構(gòu)建本工程風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)，如圖3所示。

圖3 風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)

(5)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策制定及殘余風(fēng)險(xiǎn)分析：根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制定控制措施，一般風(fēng)險(xiǎn)源主要涵蓋項(xiàng)目建設(shè)條件中如地質(zhì)、氣象、人員、常規(guī)機(jī)具等風(fēng)險(xiǎn)；施工工藝中如安全裝置缺位、高空墜落、操作不當(dāng)、工程機(jī)械傷害等風(fēng)險(xiǎn)。一般風(fēng)險(xiǎn)源的控制措施主要是依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全管理要求并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際制定，所制定的風(fēng)險(xiǎn)控制措施應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單明確、重點(diǎn)突出，同時(shí)明確安全措施、管理意見等方面的內(nèi)容并確保在橋梁施工過程中各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)控制措施得到落實(shí)。重大風(fēng)險(xiǎn)源的控制對(duì)策應(yīng)制定專項(xiàng)預(yù)案，其控制措施主要涵蓋：各分部工程專項(xiàng)技術(shù)方案研究、各分部工程結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)測(cè)控制措施、施工中動(dòng)態(tài)的技術(shù)分析總結(jié)、監(jiān)控分析評(píng)估、施工技術(shù)調(diào)整、風(fēng)險(xiǎn)制度管理等。對(duì)施工工藝中施工方案造成的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)制定專項(xiàng)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)方案。采用控制方案后，對(duì)重大風(fēng)險(xiǎn)源重復(fù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估程序，驗(yàn)證其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于可接受狀態(tài)。

2 五峰山長江大橋施工階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.1 工程概況

新建五峰山長江特大橋是連云港至鎮(zhèn)江鐵路的關(guān)鍵性和重難點(diǎn)工程，主橋?yàn)?84+84+1092+84+84) m跨徑布置，結(jié)構(gòu)采用雙塔柱五跨鋼桁梁懸索橋形式，全橋布置形式如圖4所示。大橋?yàn)楦咚勹F路及公路兩用橋，設(shè)雙層橋面，下層四線鐵路為客運(yùn)專線，上層為雙向八車道高速公路。大橋設(shè)南、北兩個(gè)錨碇，錨碇結(jié)構(gòu)組成為基礎(chǔ)、錨體、大纜錨固系統(tǒng)及相關(guān)附屬設(shè)施。北錨碇采用沉井?dāng)U大基礎(chǔ)，其尺寸為100.7 m(長)×72.1 m(寬)×56 m(高)；錨體采用“U”形方式布置，尾部橫寬為70.2 m，前端相分離，每側(cè)橫寬為10 m，錨體順橋向長度為83.3 m，高度為56.6 m。南錨碇采用長大地連墻圍護(hù)現(xiàn)澆圓形擴(kuò)大基礎(chǔ)，錨體形狀布置在平面前部呈圓端形、尾部矩形，橫向?qū)?1.0 m，順橋向長度為88.0 m，錨塊高度為31 m。主纜錨固系統(tǒng)作用在于將主纜所受拉力由主纜傳遞并轉(zhuǎn)由錨碇承擔(dān)，結(jié)構(gòu)組成分為后錨梁和錨桿，錨體內(nèi)部通過澆筑混凝土安裝后錨梁，錨桿兩端與后錨梁上和大纜索股相連接。大橋主塔墩采用梅花式布置的群樁基礎(chǔ)，樁長65～128 m，鉆孔施工并澆筑成型；承臺(tái)形狀呈啞鈴型，圓形部分直徑40 m，厚9.5 m，采用鋼板樁圍堰澆筑施工。兩邊主塔均采用鋼筋混凝土門式框架類型，北主塔高度為203 m，南主塔高度為191 m；主塔塔柱采用爬模法澆筑施工，上下橫梁用支架施工，塔頂安裝主纜鞍座和鞍座罩房。大橋主纜采用預(yù)制平行高強(qiáng)鋼絲索股(PPWS)結(jié)構(gòu)，每根主纜包含352根索股，每根索股由127根φ5.5 mm鍍鋅鋁高強(qiáng)鋼絲組成，其長度約1 933.6 m，主纜擠圓后理論直徑為1.3 m。大橋主梁采用了板桁結(jié)合鋼桁梁的形式，桁高16 m，節(jié)間距14 m，主桁橫向中心距30 m，按照兩節(jié)間大節(jié)段整體設(shè)計(jì)制造，最重施工節(jié)段質(zhì)量為1 760 t，標(biāo)準(zhǔn)施工節(jié)段質(zhì)量為1 400 t。

五峰山長江特大橋承載巨大，結(jié)構(gòu)規(guī)模龐大，沉井基礎(chǔ)面積、主纜直徑及主纜力、主梁承載等參數(shù)遠(yuǎn)超出同類型橋梁，并采用了眾多新設(shè)備及新工藝參與施工，施工中可借鑒的工程案例較少，大橋施工全過程中面臨的挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)顯著。為實(shí)現(xiàn)大橋安全、順利、高質(zhì)量施工，在施工全過程中，開展施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估十分必要。

圖4 五峰山長江特大橋主橋立面布置(單位：m)

2.2 風(fēng)險(xiǎn)源的識(shí)別

全橋采用WBS-RBS方法初步分析大橋中分項(xiàng)工程及分部工程風(fēng)險(xiǎn)源。首先將五峰山長江大橋項(xiàng)目施工分解到各分項(xiàng)工程，共分解為北錨碇巨型沉井基礎(chǔ)施工、南錨碇地連墻擴(kuò)大基礎(chǔ)施工、大直徑高低樁基礎(chǔ)施工、南北錨體安裝施工、南北主塔柱施工、主/散索鞍安裝、主纜貓道平臺(tái)架設(shè)、1.3 m大直徑主纜架設(shè)施工、大節(jié)段板桁結(jié)合梁施工、公/鐵路橋面及附屬設(shè)施施工10個(gè)分項(xiàng)工程；各分項(xiàng)工程可進(jìn)一步進(jìn)行相應(yīng)工作分解至各基本工序總計(jì)78項(xiàng)。在工作分解之后，在縱向結(jié)合工程實(shí)際開展風(fēng)險(xiǎn)分解，從周邊環(huán)境、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝、運(yùn)營影響4個(gè)方面出發(fā)，進(jìn)一步細(xì)化為地質(zhì)狀況 、周邊建筑物、環(huán)境交通、結(jié)構(gòu)開裂、結(jié)構(gòu)幾何姿態(tài)、施工工藝(如沉降開挖、主纜絲股架設(shè)等)、施工控制、施工機(jī)具及人員、長期變形、噪聲影響、運(yùn)營維護(hù)等15個(gè)風(fēng)險(xiǎn)分解子項(xiàng)，結(jié)合橫向各基礎(chǔ)工序，對(duì)每個(gè)基礎(chǔ)工序逐項(xiàng)檢查潛在的風(fēng)險(xiǎn)源并列入表中，可實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)源初步識(shí)別。五峰山長江大橋施工項(xiàng)目中，采用這種識(shí)別方法即可完成風(fēng)險(xiǎn)初步識(shí)別。其中工作分解以主纜和主梁架設(shè)為例，從工程層次得工作分解結(jié)構(gòu)如表2所示。

表2 主纜架設(shè)及主梁架設(shè)的WBS分解(部分)

風(fēng)險(xiǎn)分解過程以主纜和主梁架設(shè)風(fēng)險(xiǎn)分解為例，從建設(shè)環(huán)境、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝、運(yùn)營影響等角度出發(fā)，可識(shí)別如表3所示的風(fēng)險(xiǎn)分解結(jié)構(gòu)。

表3 主纜架設(shè)及主梁架設(shè)的RBS分解(部分)

在WBS-RBS風(fēng)險(xiǎn)初步識(shí)別結(jié)果的基礎(chǔ)上，引入工程事故類比法，即在分項(xiàng)工程基礎(chǔ)上通過調(diào)研以往類似工程風(fēng)險(xiǎn)事故案例，結(jié)合本工程實(shí)際工程情況，并進(jìn)一步補(bǔ)充各項(xiàng)工程活動(dòng)中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)源，并以此制作初步的風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查表，并經(jīng)過專家調(diào)查意見增補(bǔ)、調(diào)整后匯總風(fēng)險(xiǎn)源。經(jīng)過相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別程序，識(shí)別出五峰山長江大橋施工階段風(fēng)險(xiǎn)源共610項(xiàng)。其中15項(xiàng)建設(shè)條件風(fēng)險(xiǎn)源，207項(xiàng)結(jié)構(gòu)方案風(fēng)險(xiǎn)源，369項(xiàng)施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)源，19項(xiàng)運(yùn)營階段影響風(fēng)險(xiǎn)。鑒于橋梁施工過程中嚴(yán)格按照施工階段進(jìn)行，故根據(jù)施工過程將識(shí)別的RBS風(fēng)險(xiǎn)匯總，形成層次分析法目標(biāo)層和準(zhǔn)則層，便于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析，其中主纜架設(shè)及主梁架設(shè)分項(xiàng)中的部分風(fēng)險(xiǎn)源結(jié)果見表4。

表4 主纜及主梁分項(xiàng)工程典型風(fēng)險(xiǎn)源(部分)

2.3 風(fēng)險(xiǎn)源的等級(jí)評(píng)定

五峰山長江大橋工程各分項(xiàng)工程中風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定以風(fēng)險(xiǎn)源發(fā)生概率等級(jí)和損失等級(jí)評(píng)定為基礎(chǔ)，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)接受標(biāo)準(zhǔn)共同確定，這一過程通過專家調(diào)查并結(jié)合層次分析法(AHP法)來實(shí)現(xiàn)。以主纜施工分項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)評(píng)定為例，首先將風(fēng)險(xiǎn)綜合損失的二級(jí)分解元素，即將人員傷亡R1、經(jīng)濟(jì)損失R2、環(huán)境影響R3組成3階判斷矩陣，并使用1-9標(biāo)度值進(jìn)行重要性相對(duì)程度賦值，得到判斷矩陣如表5所示。計(jì)算得矩陣最大特征值λmax=3.018 3，相容性指標(biāo)C.I.=0.000 91，一致性比率C.R.=0.015 8<0.1，矩陣結(jié)果滿足一致性要求，計(jì)算元素權(quán)重W=(0.32，0.56，0.12)。其次計(jì)算出主纜施工中各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源的發(fā)生概率、風(fēng)險(xiǎn)損失等級(jí)，并結(jié)合表5權(quán)重計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)綜合損失等級(jí)，依據(jù)圖3中風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，最終匯總專家調(diào)查表結(jié)果可得大直徑主纜施工部分風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)定結(jié)果，如表6所示。

表5 風(fēng)險(xiǎn)損失判斷矩陣

表6 大直徑主纜施工風(fēng)險(xiǎn)源等級(jí)評(píng)估(部分)

按照相同的方法，五峰山長江大橋全橋施工階段識(shí)別出的610項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源，經(jīng)過相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估程序，共評(píng)估出低度風(fēng)險(xiǎn)源528項(xiàng)，中度風(fēng)險(xiǎn)源67項(xiàng)，高度風(fēng)險(xiǎn)源15項(xiàng)，極高度風(fēng)險(xiǎn)源0項(xiàng)。鑒于該橋的復(fù)雜性及施工面臨的挑戰(zhàn)，在詳細(xì)制定施工組織設(shè)計(jì)的同時(shí)還引入多種第三方監(jiān)控措施等，降低了可能存在的“極高風(fēng)險(xiǎn)”，但仍存在中度及以上風(fēng)險(xiǎn)82項(xiàng)?？紤]到該橋的重要性等級(jí)及其影響力，將其中部分涉及特殊復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及施工新工藝等的Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)(中度風(fēng)險(xiǎn))及Ⅲ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)(高度風(fēng)險(xiǎn))歸納為重大風(fēng)險(xiǎn)源。重大風(fēng)險(xiǎn)源是指具有極大復(fù)雜性，產(chǎn)生后果嚴(yán)重性較大的風(fēng)險(xiǎn)源，該風(fēng)險(xiǎn)源必須從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、環(huán)境影響、施工工藝等方面進(jìn)行重點(diǎn)控制和防范。因此在評(píng)定主纜線形偏差重大風(fēng)險(xiǎn)源之外，考慮五峰山長江大橋1.3 m大直徑主纜的緊纜纏絲施工新工藝的特殊性，以及大節(jié)段板桁結(jié)合梁制作精度高的要求，將緊纜機(jī)及纏絲機(jī)性能、板桁結(jié)合梁制作及運(yùn)輸這兩項(xiàng)Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)納入重大風(fēng)險(xiǎn)源，結(jié)合既有的高度風(fēng)險(xiǎn)，共評(píng)定全橋重大風(fēng)險(xiǎn)源17項(xiàng)，如表7所示。

表7 全橋重大風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)定結(jié)果

3 五峰山長江大橋施工階段風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

3.1 中低度風(fēng)險(xiǎn)源控制措施

五峰山長江大橋的施工過程中，存在數(shù)量龐大的中低度風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)源相對(duì)簡(jiǎn)單，與其他常規(guī)工程的常規(guī)風(fēng)險(xiǎn)類似，屬于運(yùn)用一般風(fēng)險(xiǎn)控制措施即可控制。

3.2 重大風(fēng)險(xiǎn)源控制措施

針對(duì)五峰山長江大橋的重大風(fēng)險(xiǎn)源控制，以主纜施工為例，主纜施工分項(xiàng)中的重大風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策中制定的專項(xiàng)控制方案：首先通過專項(xiàng)仿真分析計(jì)算影響主纜長度的各種因素，并考慮測(cè)量誤差分析其可能的誤差范圍，為主纜絲股下料提供理論依據(jù)；在架設(shè)過程中，以定位絲股為參照，精確控制絲股間相互位置并充分考慮溫度的影響，通過詳細(xì)的計(jì)算分析索股錨固位置、主塔偏位、主塔塔頂高程、架設(shè)溫度等因素，并制定施工過程專項(xiàng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)限值等，在實(shí)際施工中及時(shí)對(duì)各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)分析與信息反饋，掌握施工中針對(duì)性監(jiān)測(cè)對(duì)象的變形情況，及時(shí)分析計(jì)算結(jié)果并修改設(shè)計(jì)，以達(dá)到指導(dǎo)施工的目的，確保對(duì)主纜絲股架設(shè)進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)和控制。在大直徑主纜緊纜、纏絲施工機(jī)具重大風(fēng)險(xiǎn)源控制方案中，提前研發(fā)技術(shù)達(dá)標(biāo)且性能可靠的纏絲機(jī)和緊纜機(jī)，確保施工順利推進(jìn)，避免工期延誤而產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在實(shí)施重大風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策后，再次制定專家調(diào)查表評(píng)估或邀請(qǐng)專家開會(huì)研討風(fēng)險(xiǎn)控制效果，并重復(fù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，確認(rèn)殘余風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)在可接受范圍。按照相同程序，全橋施工階段重大風(fēng)險(xiǎn)源的控制對(duì)策及殘余風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定結(jié)果如表8所示，確保原所有重大風(fēng)險(xiǎn)源降低至Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)可接受的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

表8 主要風(fēng)險(xiǎn)源控制措施及殘余風(fēng)險(xiǎn)分析

4 結(jié)論

針對(duì)連云港至鎮(zhèn)江鐵路五峰山長江大橋在施工階段的工程風(fēng)險(xiǎn)問題，在大量資料調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用WBS-RBS法及專家調(diào)查法，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)接受標(biāo)準(zhǔn)，識(shí)別并評(píng)估該橋施工階段中的風(fēng)險(xiǎn)，得到如下結(jié)論。

(1)基于工作分析-風(fēng)險(xiǎn)分解(WBS-RBS)并結(jié)合專家調(diào)查法，建立了五峰山長江特大橋施工階段的風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別及評(píng)估對(duì)策體系，提高了風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)估的系統(tǒng)性及評(píng)估效率。

(2)對(duì)五峰山長江大橋全橋施工階段展開工作分解及風(fēng)險(xiǎn)分解，將施工全過程細(xì)化為10大分項(xiàng)78個(gè)子項(xiàng)工序；風(fēng)險(xiǎn)分解為“建設(shè)條件”、“結(jié)構(gòu)方案”等5類共15個(gè)風(fēng)險(xiǎn)類型。

(3)五峰山長江特大橋施工階段共識(shí)別出610項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源，評(píng)估出中度及以上等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源82項(xiàng)，其中17項(xiàng)為重大風(fēng)險(xiǎn)源。

(4)針對(duì)重大風(fēng)險(xiǎn)源提出專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)控制及對(duì)策，基于該橋施工工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)引入專項(xiàng)監(jiān)測(cè)、計(jì)算控制對(duì)策、應(yīng)急預(yù)案等技術(shù)措施，將17項(xiàng)重大風(fēng)險(xiǎn)源降為能夠接受的中低度風(fēng)險(xiǎn)源，為五峰山長江大橋施工的安全性和經(jīng)濟(jì)性提供了保障，并為類似工程的施工管理提供參考。