楊鑫

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511450）

1 引言

隨著基礎(chǔ)交通網(wǎng)的完善，公路橋梁的建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，施工風(fēng)險(xiǎn)控制也更加嚴(yán)格。橋梁工程（尤其是大橋和特大橋）往往具有施工時(shí)間長(zhǎng)、施工技術(shù)復(fù)雜、受外部環(huán)境影響大的特點(diǎn)，存在較多的施工風(fēng)險(xiǎn)，容易發(fā)生各種安全事故，造成工期延誤、人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失等。近年來(lái)，許多學(xué)者通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、數(shù)值模擬等手段進(jìn)行了橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)方面的研究，并提出一些有價(jià)值的研究成果，如張軍校[1]構(gòu)建了橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)因果模型，并將該模型應(yīng)用于高架橋樁基施工的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，取得了良好效果；吳業(yè)雄[2]以某山區(qū)公路橋梁為研究對(duì)象，運(yùn)用魚(yú)刺骨法匯總了橋梁施工期間的風(fēng)險(xiǎn)源和風(fēng)險(xiǎn)因素，并通過(guò)LEC 法計(jì)算出了各風(fēng)險(xiǎn)因素的安全等級(jí)；王麗[3]采用專家調(diào)查法對(duì)A 大橋的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別和打分，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法建立該大橋風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，并按照評(píng)估結(jié)果分析了施工風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生原因和防控措施。但是，施工人員在開(kāi)展橋梁施工期間，安全意識(shí)不足，施工方案以參考以往工程經(jīng)驗(yàn)為主，從而導(dǎo)致施工安全隱患大。因此，研究橋梁施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制研究是十分必要的。

2 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

2.1 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

不同專業(yè)領(lǐng)域?qū)︼L(fēng)險(xiǎn)的定義存在差異，但均將風(fēng)險(xiǎn)視為對(duì)不利事件發(fā)生概率及其導(dǎo)致事故嚴(yán)重程度的綜合評(píng)價(jià)，并用危險(xiǎn)度R 來(lái)表示[4]：

式中，pi為不利事件發(fā)生的可能性指標(biāo)，i=(1～n)；ci為不利事件所導(dǎo)致后果嚴(yán)重程度的指標(biāo)，i=(1～m)。

橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)與其結(jié)構(gòu)形式、材料特性、施工技術(shù)、所處的地質(zhì)環(huán)境等密切相關(guān)，具有規(guī)律性、關(guān)聯(lián)性、不確定性等特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在3 個(gè)方面：（1）規(guī)律性：橋梁上部結(jié)構(gòu)施工難度大，但作業(yè)工序較固定，施工風(fēng)險(xiǎn)也呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，可通過(guò)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案及時(shí)防控；（2）關(guān)聯(lián)性：橋梁結(jié)構(gòu)施工期間存在的各種風(fēng)險(xiǎn)并不是完全獨(dú)立的，而是相互影響的統(tǒng)一整體，甚至某個(gè)危險(xiǎn)因素的發(fā)生可能導(dǎo)致橋梁的停工整改；（3） 不確定性：由于橋梁結(jié)構(gòu)受施工技術(shù)和外部環(huán)境影響較大，難以計(jì)算出所有不利事件的發(fā)生概率，有時(shí)只可定性評(píng)估施工風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

準(zhǔn)確清晰地識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)是橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)管理的開(kāi)端，也是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和決策的前提。橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí)要遵循全面性原則、全員參與原則、動(dòng)態(tài)分析原則等，并根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)選擇層次分析法、頭腦風(fēng)暴法、事故樹(shù)法、檢查表法中的一種或多種方法來(lái)分析橋梁施工過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以編制風(fēng)險(xiǎn)源清單。橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的主要流程如圖1 所示[5]。

圖1 橋梁施工分析識(shí)別步驟

3 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型建立

3.1 施工總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要采用指標(biāo)體系法。在選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，沒(méi)有必要考慮所有的風(fēng)險(xiǎn)因素，這樣，會(huì)在很大程度上提高風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作量[6]。評(píng)價(jià)前只需要先確定橋梁施工期間涉及人、材料、機(jī)械、施工方法和外部環(huán)境等不良事件的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)，并賦予其相應(yīng)權(quán)重即可。筆者結(jié)合多年項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，并參考相關(guān)資料，將評(píng)價(jià)指標(biāo)按數(shù)量和重要性進(jìn)行排序，得到指標(biāo)權(quán)重系數(shù)如表1 所示。

表1 施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

在確定橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)重系數(shù)后，就可按式（1）計(jì)算出總體風(fēng)險(xiǎn)值R，并得到橋梁的總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

式中，pi為總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)；γi為評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)。當(dāng)R≤30，為等級(jí)Ⅰ（低度風(fēng)險(xiǎn)）；當(dāng)30＜R≤45，為等級(jí)Ⅱ（中度風(fēng)險(xiǎn)）；當(dāng)45＜R≤60，為等級(jí)Ⅲ（高度風(fēng)險(xiǎn)）；當(dāng)R＞60，為等級(jí)Ⅳ（極高風(fēng)險(xiǎn)）；n 為指標(biāo)總數(shù)量。

3.2 施工專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

JTG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)在Ⅲ級(jí)及以上則需要開(kāi)展專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。橋梁專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可采用層次分析法和LEC 法。前者包括建立風(fēng)險(xiǎn)層次模型、構(gòu)建判斷矩陣、一致性檢驗(yàn)等內(nèi)容；后者關(guān)鍵要確定事故發(fā)生可能性L、人員處在危險(xiǎn)環(huán)境頻率E 及事故引起的后果C。

3.2.1 層次分析法

建立風(fēng)險(xiǎn)層次模型：為了準(zhǔn)確建立橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)層次模型，事先必須識(shí)別橋梁施工期間風(fēng)險(xiǎn)因素及各風(fēng)險(xiǎn)因素之間隸屬關(guān)系。風(fēng)險(xiǎn)層次模型分為目標(biāo)層、判據(jù)層、準(zhǔn)則層。其中，目標(biāo)層是在模型最上端，往往只有1 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。判據(jù)層的各風(fēng)險(xiǎn)因素在隸屬于目標(biāo)層的同時(shí)又受到準(zhǔn)則層各風(fēng)險(xiǎn)因素的影響。

在開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，可將橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)作為目標(biāo)層，將人的違章作業(yè)、機(jī)械不安全狀態(tài)、不良作業(yè)環(huán)境、管理缺陷等作為判據(jù)層。準(zhǔn)則層內(nèi)容可按照上述4 個(gè)方面結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況共同確定。

構(gòu)建判斷矩陣：在確定橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)層次模型后，應(yīng)通過(guò)兩兩對(duì)比的方法，確定同一層次各風(fēng)險(xiǎn)要素的相對(duì)重要程度，以建立判斷矩陣。橋梁風(fēng)險(xiǎn)因素的相對(duì)重要程度用標(biāo)度值進(jìn)行量化，詳見(jiàn)表2。

表2 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)因素的標(biāo)度值

n 個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素相互比較，就可以得到n 階判斷矩陣A，根據(jù)公式Ax=λmaxx 計(jì)算出矩陣的最大特征根和相應(yīng)的特征向量。

矩陣一致性檢驗(yàn)：由于橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)因素的相對(duì)重要程度往往是邀請(qǐng)若干專家評(píng)分得到，容易受到主觀因素干擾，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)度值得到的判斷矩陣可能不具備一致性，此時(shí)要進(jìn)行矩陣一致性判定[7]：式中，CI 為評(píng)價(jià)指標(biāo)的判斷矩陣一致性指標(biāo)；λmax為判斷矩陣最大特征根；n 為判斷矩陣階數(shù)。當(dāng)CI=0，判斷矩陣具有完全一致性。

3.2.2 LEC 法

LEC 法是用于橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的1 種半定量方法，用風(fēng)險(xiǎn)值D 等于事故發(fā)生可能性L×人員處在危險(xiǎn)環(huán)境頻率E×事故引起的后果C。D 值的大小可以評(píng)價(jià)橋梁施工期間的危險(xiǎn)性：D≤20，稍有風(fēng)險(xiǎn)，可以接受；當(dāng)20＜D≤70，一般風(fēng)險(xiǎn)，需要注意；70＜D≤160，高度危險(xiǎn)，立即整改。

4 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)例分析

4.1 項(xiàng)目概況

依托項(xiàng)目為大埔至潮州高速公路TJ16 標(biāo)段，路線位于梅州市大埔縣楓朗鎮(zhèn)和大東鎮(zhèn)境內(nèi)，擬對(duì)該標(biāo)段內(nèi)的雙溪大橋主橋展開(kāi)總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。雙溪大橋上部采用四跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)體系，橋梁長(zhǎng)度為370 m，孔數(shù)-跨徑為65 m+2×120 m+65 m，如圖2 所示。其中，箱梁采用單箱單室截面，縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系。橋?qū)?2.5 m，箱梁根部梁高7.2 m，跨中梁高2.8 m，箱梁頂板設(shè)橫坡，底板橫橋向?yàn)樗?。主橋箱梁主橋共? 個(gè)“T”構(gòu)，各單“T”箱梁中的0#～1#塊為現(xiàn)澆段，2#～16#掛籃懸澆段，17#塊位合龍段，18#塊為邊跨現(xiàn)澆段。施工順序?yàn)?#～1#塊三角支架現(xiàn)澆→2#～16#掛籃懸澆→邊跨18#塊三角支架現(xiàn)澆→邊跨吊架合龍→中跨利用掛籃底模吊架合龍。

圖2 雙溪大橋主橋橋跨設(shè)計(jì)圖

4.2 總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

根據(jù)項(xiàng)目概況，并結(jié)合謝海濤[7]提出的總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系和專家調(diào)查結(jié)果，選擇施工水平、建設(shè)規(guī)模、橋位特征、地質(zhì)條件、氣候條件、地形地貌條件為雙溪大橋總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)（已按指標(biāo)重要性排序），將各評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)分值定為60、50、50、30、10、10，權(quán)重系數(shù)參考表1，則計(jì)算出的橋梁施工總體風(fēng)險(xiǎn)值如下：

橋梁總體風(fēng)險(xiǎn)值R＞45，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅲ級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)其開(kāi)展專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

4.3 專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

針對(duì)雙溪大橋施工期間的鉆孔灌注樁、支架現(xiàn)澆混凝土、預(yù)應(yīng)力筋張拉、橋跨合龍等主要風(fēng)險(xiǎn)源，利用LEC 法進(jìn)行專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得到橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)見(jiàn)表3。

表3 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表

4.4 施工風(fēng)險(xiǎn)控制措施

在橋梁實(shí)際施工期間應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)控制措施：首先，要加強(qiáng)橋梁施工的現(xiàn)場(chǎng)管理，提高工人和技術(shù)人員的安全意識(shí)、安全技能等；其次，要建立完善的安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)，明確各級(jí)管理人員的施工責(zé)任，并制訂安全計(jì)劃，不定期對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全檢查。同時(shí)，在橋梁施工之前要結(jié)合項(xiàng)目概況、勘察設(shè)計(jì)資料、工期安排、施工工藝、資源需求計(jì)劃等編寫(xiě)完整的施工方案，開(kāi)展三級(jí)技術(shù)交底，確保各級(jí)技術(shù)人員和班組作業(yè)人員清楚橋梁施工期間的潛在風(fēng)險(xiǎn)源。

5 結(jié)語(yǔ)

在分析橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，依托雙溪大橋，探討了總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。主要得到以下結(jié)論：

1）橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)與其地質(zhì)地貌、結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)、施工人員素質(zhì)等因素有關(guān)，且通常具有規(guī)律性、關(guān)聯(lián)性、不確定性。

2）橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可采用指標(biāo)體系法，事先應(yīng)確定橋梁施工期間的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)，并賦予其相應(yīng)權(quán)重即可。

3）橋梁專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可選擇層次分析法或LEC 法。前者包括建立風(fēng)險(xiǎn)層次模型、構(gòu)建判斷矩陣、一致性檢驗(yàn)等內(nèi)容；后者的關(guān)鍵要確定L、E、C。

4）在橋梁實(shí)際施工期間可通過(guò)加強(qiáng)人員管理、建立完善的施工方案、不定期安全檢查等措施來(lái)加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)控制。