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        高速公路橋梁施工中安全風險識別與評估的應用

        2020-10-23 09:16:36劉佳
        工程建設與設計 2020年18期
        關鍵詞:客觀因素差錯腳手架

        劉佳

        (中鐵十五局集團第三工程有限公司,成都610000)

        1 高速公路工程可靠性研究

        1.1 工程簡介

        本工程合同段為G0511線德陽至都江堰高速公路項目DDTJ7標,起止點里程樁號為K50+790~K61+315,全長10.525km,主要施工內容為路基7.386km、挖方1.33×106m3,填方1.90×106m3;橋梁3.403km/14座,其中,包含特大橋1座(小石河特大橋)、人行天橋1座、框架橋1座、互通1處(葛仙山互通)、收費站1座、涵洞35座等工程。

        1.2 系統(tǒng)可靠性研究方法

        高速公路施工中常見的事故類型有高處墜落、坍塌、重物撞擊、觸電和機械傷害等幾種[1]。而這些事故種類中,高處墜落事故是造成死亡人數(shù)最多的事故,也是高速公路施工中安全管理的重點。為此,本文以該工程中高處墜落事故為研究對象,建立事故樹,對施工的可靠性進行評估。

        常規(guī)的事故樹分析法中先將事故因素分為客觀因素和人為因素,隨后使用THERP+HCR模式進行計算。但在實際操作中,由于客觀因素過于復雜,還應當采用概率統(tǒng)計和問卷調查法進行修正,最終加權求得事件發(fā)生的概率。計算過程如圖1所示。

        圖1 計算事件發(fā)生概率的過程

        2 高速公路施工高處墜落事故樹分析

        2.1 客觀因素失效概率

        客觀因素失效多指安全設備自身的失效導致的墜落事故,如腳手架長期處于超載狀態(tài)導致過度疲勞。在施工過程中,對安全設備的使用強度越大或越不注重養(yǎng)護,客觀因素失效的概率就越大。以腳手架為例,造成腳手架疲勞的壽命曲線模型為:

        式中,σα為腳手架材料受到的應力;N為材料在相應載荷下的使用壽命;C為材料常數(shù)。

        在本文的模型中,認為產品的壽命滿足威布爾分布,則產品的威布爾分布函數(shù)和可靠度分別為:

        式中,λ為比例參數(shù),λ=1/N;k為形狀參數(shù);t為產品壽命。

        2.2 人為因素失效概率

        當人員未能及時響應異常狀態(tài),即未能及時處理異常情況時,施工事故便有可能發(fā)生。而判定人員能否及時響應的概率的方式為HCR,將時間分為響應時間t和執(zhí)行時間T1/2,且同樣遵從威布爾分布,即:

        式中,α、β和γ是和人員行為類型相關的參數(shù)。

        人員行為出現(xiàn)差錯的概率在不同行業(yè)中是不同的,而人能夠承受的負荷和人的差錯率的關系相當密切。因此,在計算人為因素失效的概率之前,應當針對施工行業(yè)的特點,計算該行業(yè)從業(yè)人員出現(xiàn)差錯的概率以及其承受負荷的能力。

        通常來說,人在工作中的負荷承受能力和連續(xù)工作時間有著緊密聯(lián)系,連續(xù)工作的時間越長,人的承受能力就越差,工作中出現(xiàn)差錯的概率就越大。

        除了從業(yè)人員承受負荷的能力外,施工現(xiàn)場的管理水平也是影響安全事故發(fā)生概率的人為因素之一,管理水平越強,發(fā)生安全事故的概率就越小。而施工現(xiàn)場的管理工作內容包括安全培訓、安全檢查、現(xiàn)場監(jiān)督、組織方案和技術交底。將管理水平由高到低分為4個級別,從而明確不同管理水平對人為因素的修正值,如表1所示。

        表1 安全管理水平等級

        與時間相關的人為因素出現(xiàn)差錯的概率定義為he(t),則he(t)為:

        式中,Re(t)為總工作時間t時人的可靠度,即不出現(xiàn)差錯的概率,在時間0~t范圍內對式(5)進行積分可以得到:

        式中,BHEP為基本人為差錯概率;PSF為績效形成因子;μ(t)為負荷承受因子;m為材料常數(shù)。

        3 高速公路施工安全預警機制

        3.1 預警機制

        由于施工中造成安全事故的因素存在概率,因此,在建立預警機制時,應當劃分為多個安全等級,如果設置得過于嚴格,則頻繁發(fā)生錯誤的警報反而容易導致施工人員習以為常,最后放松警惕,而設置的過于寬松則容易遺漏危險因素。因此,本文中設置4個安全等級,按照發(fā)生事故的可能性為紅色100%、橙色99%、黃色95%和綠色90%。按照不同的安全等級,可以采用不同的管理方式,4種安全等級分別對應表1中的4種管理措施,從而最大限度地防止墜落事故的發(fā)生。

        3.2 危險源管控意見

        1)加強安全管理教育。施工單位應當加強對各施工隊和人員的安全教育,確保作業(yè)人員每年接受安全教育的時間不少于20h,從事危險作業(yè)的人員則不少于30h?,F(xiàn)場施工時應當派人監(jiān)督指導安全施工,并定期匯報施工情況。

        2)檢查腳手架。定期對腳手架進行檢查,對變形和破損的部位立刻更換,并督促在腳手架上施工的工人及時發(fā)現(xiàn)問題。

        3)檢查安全網。定期對安全網進行檢查,及時更換破損的安全網,并督促工人檢查安全網的潛在問題。

        4)控制工作時間。一線施工工人連續(xù)工作時間不得超過3.5h,工作3h后應當休息至少30min。在夏季施工時,應當為工人準備足夠的避暑物品,對于需要在高處施工的工人,在施工之前應當檢查其身體狀態(tài),在確保正常后方可進行施工。

        4 結語

        本文采用事故樹模型,對高速公路施工中的安全風險評估進行了分析,從客觀因素和人為因素2方面,分析了2種因素的失效概率并制訂了相應的預警機制和安全管控意見。

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