陳 崢， 黎浩宇

(湖南省交通水利建設(shè)集團(tuán)有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 420008)

0 引言

近年來(lái)，內(nèi)河航運(yùn)樞紐比例逐步上升，水運(yùn)工程施工環(huán)境日益復(fù)雜，專業(yè)化碼頭、改擴(kuò)建和危險(xiǎn)貨物碼頭越來(lái)越多，施工安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題凸顯，為有效管控施工安全風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)水運(yùn)工程施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行專業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與管控。

城陵磯巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)是建設(shè)在城陵磯港旁邊的一座大型倉(cāng)庫(kù)，全部采用鋼結(jié)構(gòu)建造，且是長(zhǎng)江流域首個(gè)巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)，具有單跨跨徑大(跨徑湖南省內(nèi)第一，全國(guó)第二)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高等特點(diǎn)。在建設(shè)過(guò)程中，該項(xiàng)目工期短、質(zhì)量要求高、安全隱患大、施工工藝復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)因素較多、風(fēng)險(xiǎn)管控難度大。如果對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)不加以管控，易造成安全事故與財(cái)產(chǎn)損失。散貨料倉(cāng)的設(shè)計(jì)工藝與施工方案是目前的主流研究方向，如徐軍[1]通過(guò)分析鋼結(jié)構(gòu)罩棚施工過(guò)程中存在的現(xiàn)場(chǎng)安裝、施工條件有限、高空拼接難度大等問(wèn)題，列舉了移動(dòng)腳手架、桅桿起重機(jī)吊裝、桅桿起重機(jī)分裝等3種施工方案，從安全、工期進(jìn)度控制等角度比選了散貨堆場(chǎng)罩棚的安裝方案；劉澤敏等[2]系統(tǒng)分析了料場(chǎng)地質(zhì)條件，研究了高邊坡、長(zhǎng)距離等特征料場(chǎng)的施工方案。以上研究均為針對(duì)料場(chǎng)建設(shè)工藝及開(kāi)挖方式的論述，對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)研究涉及較少。為有效分析散貨料倉(cāng)施工風(fēng)險(xiǎn)，本文以岳陽(yáng)城陵磯老港巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)為工程背景，引入指標(biāo)體系法與多級(jí)可拓評(píng)估模型等理論方法對(duì)施工前后散貨料倉(cāng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，并提出有效的安全管控建議，可為后續(xù)同類型施工項(xiàng)目改進(jìn)施工技術(shù)措施與提升安全管理水平提供參考。

1 工程概況

城陵磯老港歷史悠久，港區(qū)設(shè)施陳舊落后、自動(dòng)化程度低、環(huán)境臟亂差。2019年進(jìn)行環(huán)保提質(zhì)改造，主要針對(duì)鐵礦石散貨堆存區(qū)進(jìn)行全封閉處理。新建巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)470m、寬110 m、高46.5 m，建筑面積49236m2，為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架大棚。結(jié)構(gòu)示意如圖1。

2 施工工藝

首先將巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)的網(wǎng)架鋼構(gòu)件按照型號(hào)與編號(hào)分批次運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，然后將不同型號(hào)的鋼構(gòu)件在地面拼裝好后進(jìn)行起步吊裝，最后進(jìn)行高空散裝即利用大型雙臺(tái)吊車將大部件在空中合攏，實(shí)現(xiàn)拼裝。施工工藝如流程圖2所示。

分塊吊裝結(jié)合高空散裝法安裝施工是項(xiàng)目施工的重點(diǎn)難點(diǎn)，也是項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)較大的施工工藝之一。

圖1 巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 散貨料倉(cāng)施工工藝流程圖

分塊吊裝結(jié)合高空散裝法是指各地面拼裝起步網(wǎng)架利用吊車完成高空對(duì)接，且在起步網(wǎng)架合攏形成穩(wěn)固單元之后，再用吊車將原先在地面已組裝好的小單元三角錐在高空順延起步網(wǎng)架沿兩軸兩側(cè)方向?qū)由⒀b(見(jiàn)圖3)，逐步形成整體網(wǎng)架，再進(jìn)行屋面板拼接。

a) 地面組裝小拼單元

b) 空中散拼小單元形成網(wǎng)架

該工序需要多臺(tái)吊車同時(shí)與空中 “蜘蛛人”輪流在高空精細(xì)作業(yè)，且必須高度默契的協(xié)作。精度和安全控制是重中之重，因此，需系統(tǒng)地探究巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)在施工前與施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)情況，對(duì)不同時(shí)期的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估。

3 施工前總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

為研究巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)施工前的總體風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)文獻(xiàn)研究、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、專家論證等方法，建立了每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)不同分值的分類標(biāo)準(zhǔn)，形成了新的評(píng)估體系，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查情況評(píng)定了各評(píng)估指標(biāo)的實(shí)際分值，得到了散貨料倉(cāng)施工前的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，如表1所示。

依據(jù)湖南省交通運(yùn)輸廳頒布的橋梁與隧道工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估細(xì)則[3]，風(fēng)險(xiǎn)取值為14≤R<20，則散貨料倉(cāng)施工總體風(fēng)險(xiǎn)為Ⅲ級(jí)(高度風(fēng)險(xiǎn))。

表1 散貨料倉(cāng)施工前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表評(píng)估指標(biāo)分類分值說(shuō)明實(shí)際分值說(shuō)明建筑面積10萬(wàn)(含)m2以上, 且跨度在60 m(含)以上4建筑面積10(含)萬(wàn)m2以上, 或跨度在60 m(含)以上3建筑面積A建筑面積10萬(wàn)m2以下, 或跨度在60 m以下2建筑面積10萬(wàn)m2以下, 且跨度在60 m以下0～1建設(shè)規(guī)模(A1)建設(shè)規(guī)模A1取值為建筑面積A與高H之和。7建筑面積小于10萬(wàn)m2,跨度大于60 m,建筑高度28 m≤H<100 m。H≥100 m528 m≤H<100 m4高度H16.8 m≤H<28 m38.4 m≤H<16.8 m22.8 m≤H<8.4 m0～1

續(xù)表1 散貨料倉(cāng)施工前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表評(píng)估指標(biāo)分類分值說(shuō)明實(shí)際分值說(shuō)明項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域處于滑坡、巖溶等比較容易或經(jīng)常發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的地段4～6地質(zhì)條件(A2)存在一些特殊地質(zhì)條件(巖土)致使災(zāi)害不頻發(fā),對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)影響不大32項(xiàng)目區(qū)域存在軟土地基,但對(duì)施工安全影響較小地質(zhì)災(zāi)害很少發(fā)生,對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)影響很小2地質(zhì)條件不影響施工安全風(fēng)險(xiǎn)0～1氣候條件復(fù)雜多變,極易發(fā)生多種災(zāi)害,對(duì)施工安全影響極大6極端復(fù)雜的氣候條件存在且經(jīng)常發(fā)生,可能會(huì)對(duì)施工過(guò)程安全風(fēng)險(xiǎn)造成極大的影響5氣候環(huán)境條件(A3)偶然發(fā)生一種或兩種極端天氣事件,對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)可能造成較大的影響4主要指自然災(zāi)害類型2氣候?qū)κ┕た赡艽嬖谝欢ㄓ绊?但影響較小氣候環(huán)境條件對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)影響可能有部分影響3氣候環(huán)境條件對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)影響可能有些影響,但不顯著2對(duì)施工安全風(fēng)險(xiǎn)完全無(wú)影響0～1地形條件(A4)施工建設(shè)場(chǎng)地不平緩,部分地段存在高度差20經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,施工區(qū)域地勢(shì)平整施工建設(shè)場(chǎng)地平坦0～1在施工區(qū)邊界線以外0.5H范圍內(nèi)有地表建筑物、公路交通或人流量33在施工區(qū)邊界線以外0.5H范圍內(nèi)有地表建筑物、公路交通或人流量周邊環(huán)境(A5)在施工區(qū)邊界線以外1.0H范圍內(nèi)有地表建筑物、公路交通或人流量2在施工區(qū)邊界線以外1.5H范圍內(nèi)有地表建筑物、公路交通或人流量1設(shè)施位于上述范圍以外0施工工藝各項(xiàng)程序是在國(guó)內(nèi)或者施工企業(yè)首次應(yīng)用,施工人員無(wú)任何經(jīng)驗(yàn)3工程施工工藝較為成熟,在國(guó)外及施工單位本身均已有應(yīng)用施工工藝成熟度(A6)施工工藝各項(xiàng)程序是在國(guó)內(nèi)或者企業(yè)首次應(yīng)用,施工人員中負(fù)責(zé)人有相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)2應(yīng)考慮施工企業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)1施工工藝在國(guó)內(nèi)有運(yùn)用多次,有成熟的經(jīng)驗(yàn)0～1需要將很多工序頻繁轉(zhuǎn)換,施工工藝較復(fù)雜3施工工藝復(fù)雜性(A7)施工工序不需要進(jìn)行頻繁轉(zhuǎn)換2應(yīng)考慮施工企業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)2工程施工涉及構(gòu)建預(yù)制、吊裝、高空散裝,工藝中工序較多,但沒(méi)有較多工序轉(zhuǎn)換與交叉作業(yè)施工工藝比較簡(jiǎn)單0～1發(fā)生安全生產(chǎn)事故后,應(yīng)急救援物資或者救援隊(duì)伍不能及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)救援3施工所在地為城市,交通發(fā)達(dá)便利,事故發(fā)生后,各種救援能迅速開(kāi)展事故救援的可開(kāi)展性(A8)施工現(xiàn)場(chǎng)位置處在交通較為發(fā)達(dá)地段,發(fā)生生產(chǎn)安全事故后,應(yīng)急救援物資或者救援隊(duì)伍能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)救援2應(yīng)結(jié)合工程所在地實(shí)際情況1施工現(xiàn)場(chǎng)位置處在城市或交通發(fā)達(dá)地段,生產(chǎn)安全事故發(fā)生后,應(yīng)急救援力量能夠迅速開(kāi)展救援0～1

續(xù)表1 散貨料倉(cāng)施工前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估表評(píng)估指標(biāo)分類分值說(shuō)明實(shí)際分值說(shuō)明對(duì)施工質(zhì)量不進(jìn)行檢測(cè)且對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)未進(jìn)行全面監(jiān)控3施工質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)控(A9)對(duì)施工質(zhì)量只進(jìn)行檢測(cè)或?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)只進(jìn)行全面監(jiān)控兩者只執(zhí)行一種21項(xiàng)目施工將進(jìn)行全面檢測(cè)和監(jiān)控既對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢測(cè),又對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面監(jiān)控0～1總分R=A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7+A8+A9=19

4 施工過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

在施工前重點(diǎn)考慮了施工工藝、地形條件等風(fēng)險(xiǎn)因素，但散貨料倉(cāng)在建設(shè)過(guò)程有施工周期短、施工環(huán)境復(fù)雜、重型機(jī)械使用多等特點(diǎn)，一旦存在如施工人員心理、身體因素不佳、機(jī)械設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)不到位、安全管理制度未建立、安全培訓(xùn)未全覆蓋等風(fēng)險(xiǎn)因素就有可能造成施工安全事故。為系統(tǒng)分析施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素，通過(guò)深入現(xiàn)場(chǎng)多次調(diào)研，咨詢安全專家意見(jiàn)，構(gòu)建包括人的因素、物的因素、環(huán)境因素、管理因素等4個(gè)一級(jí)指標(biāo)以及施工人員身體素質(zhì)、安全管理機(jī)構(gòu)設(shè)置等18個(gè)二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的散貨料倉(cāng)施工過(guò)程可拓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，如圖4所示。

圖4 散貨料倉(cāng)施工安全可拓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系圖

4.1 散貨料倉(cāng)施工過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型

4.1.1評(píng)估模型選取

為計(jì)算評(píng)估指標(biāo)體系中人的因素、物的因素、環(huán)境因素、管理因素風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重情況，系統(tǒng)分析散貨料倉(cāng)在施工過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，結(jié)合大量文獻(xiàn)研究，借鑒參考多級(jí)可拓模型[4-7]，并將該模型運(yùn)用于施工過(guò)程中散貨料倉(cāng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，其具體程序如圖5所示。

圖5 多級(jí)可拓模型評(píng)估程序圖

4.1.2風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

將該散貨料倉(cāng)施工過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分為5級(jí)，包括危險(xiǎn)、較危險(xiǎn)、一般、較安全、安全，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)域?yàn)閁={Uj，j=1，2，3，4，5}，不同安全等級(jí)分值區(qū)間見(jiàn)表2。

表2 散貨料倉(cāng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)域的劃分Uj分值區(qū)間風(fēng)險(xiǎn)水平j(luò)=1 0,60 危險(xiǎn)j=2[60,70)較危險(xiǎn)j=3[70,80)一般j=4[80,90)較安全j=5[90,100)安全

本文以一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)人的因素(C1)及其包含施工人員身體素質(zhì)、心理狀態(tài)等二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)為計(jì)算應(yīng)用示例，按照多級(jí)可拓評(píng)估模型程序確定C1經(jīng)典域與節(jié)域如下：

1) 確定B1的經(jīng)典域?yàn)椋?/p>

2) 確定C1的節(jié)域?yàn)椋?/p>

3) 得到一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)人的因素(C1)權(quán)重值及關(guān)聯(lián)度(見(jiàn)表3)，其他以此類推，其中二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的權(quán)重值見(jiàn)圖6所示。

表3 散貨料倉(cāng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)實(shí)際取值及關(guān)聯(lián)度一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)指標(biāo)權(quán)重指標(biāo)權(quán)重實(shí)際分值關(guān)聯(lián)度j=1j=2j=3j=4j=5c110.2188-0.685 3-0.643 3-0.457 00.100 0-0.085 3C10.27c120.2081-0.570 0-0.432 0-0.130 00.125 0-0.318 7c130.2690-0.755 0-0.743 0-0.575 0-0.130 00.123 0c140.3391-0.820 0-0.734 3-0.635 0-0.200 00.353 3

圖6 二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)權(quán)重值圖

同理類推，可計(jì)算出物的風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)、管理的風(fēng)險(xiǎn)等一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)關(guān)聯(lián)度K(Ci)(i=2，3，4，5)，如表3所示。

4) 目標(biāo)層關(guān)聯(lián)度計(jì)算，計(jì)算一級(jí)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度及目標(biāo)層的關(guān)聯(lián)度，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

5) 安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定:

表4 散貨料倉(cāng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)層多級(jí)可拓評(píng)估一級(jí)指標(biāo)權(quán)重關(guān)聯(lián)度j=1j=2j=3j=4j=5安全等級(jí)C10.27-0.682 7-0.629 3-0.455 5-0.046 00.063 45C20.20-0.670 3-0.523 1-0.346 30.069 5-0.123 14C30.18-0.432 8-0.295 1-0.043 70.018 76-0.283 74C40.35-0.528 7-0.403 2-0.076 20.019 8-0.278 94目標(biāo)層-0.607 1-0.476 6-0.227 70.001 4-0.170 04

根據(jù)Kj(N)=(max)kj(N)可知(max)kj(N)=K4(N)，得到其目標(biāo)層的等級(jí)特征值為j*=4.132，由此可知該散貨料倉(cāng)在施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)處于較安全狀態(tài)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為4級(jí)。

通過(guò)采用指標(biāo)體系法和多級(jí)可拓評(píng)估模型對(duì)巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)施工前與施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，得到施工前總體風(fēng)險(xiǎn)處于高度風(fēng)險(xiǎn)，施工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)為較安全等級(jí)，施工前的風(fēng)險(xiǎn)主要為固有風(fēng)險(xiǎn)建設(shè)規(guī)模與周邊環(huán)境。施工過(guò)程中管理的因素風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重值為0.35，影響最大，人的因素風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重為0.27，影響次之。其中人的因素風(fēng)險(xiǎn)中施工人員持證上崗率、物的因素風(fēng)險(xiǎn)中大型設(shè)備拆除與安全防護(hù)控制、環(huán)境因素風(fēng)險(xiǎn)中施工作業(yè)環(huán)境條件、管理因素風(fēng)險(xiǎn)中安全管理機(jī)構(gòu)設(shè)置等為二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)中影響較大因素。

5 風(fēng)險(xiǎn)管控建議

通過(guò)評(píng)估發(fā)現(xiàn)施工前期風(fēng)險(xiǎn)高于施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，說(shuō)明施工單位在工期正式開(kāi)工后，針對(duì)施工期人的風(fēng)險(xiǎn)、物的風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)采取安全措施進(jìn)行有效管控，可取得一定效果。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)因素與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果提出以下建議：

1) 從人的因素角度出發(fā)應(yīng)確保施工人員具備散貨料倉(cāng)施工安全知識(shí)及持證上崗率，確保施工人員身體、心理處于良好狀態(tài)。

2) 工程施工量大，高度、跨度較大，鋼結(jié)構(gòu)吊裝和安裝應(yīng)制定詳細(xì)的安全保障措施，鋼構(gòu)網(wǎng)架大棚安裝前應(yīng)將該區(qū)域采用圍擋進(jìn)行封閉施工管理，入口處設(shè)置專人值守，杜絕非本區(qū)域作業(yè)及管理人員進(jìn)入安裝現(xiàn)場(chǎng)，吊裝作業(yè)前必須嚴(yán)格檢查起重設(shè)備各部件的可靠性和安全性，并進(jìn)行試吊。

3)從物的因素方面應(yīng)保證施工機(jī)械設(shè)備按其技術(shù)性能的要求正確使用。缺少安全裝置或安全裝置已失效的施工機(jī)械設(shè)備不得使用。保證設(shè)備部件(附件)及安全防護(hù)裝置完整有效。

4)從管理因素方面應(yīng)設(shè)置合理的安全管理機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)施工人員安全培訓(xùn)，提高工人安全意識(shí)，增加現(xiàn)場(chǎng)安全檢查頻次，完善應(yīng)急處置機(jī)制。

6 結(jié)語(yǔ)

以岳陽(yáng)城陵磯老港巨型“膠囊”形散貨料倉(cāng)為工程應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)指標(biāo)體系法得到施工前總體風(fēng)險(xiǎn)為高度風(fēng)險(xiǎn)，利用可拓多級(jí)模型評(píng)估得到施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“可控的安全狀態(tài)”，并提出有效的安全風(fēng)險(xiǎn)管控措施，具備一定的參考價(jià)值。