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關鍵詞:風險評估;風險管理;橋梁施工
引言
伴隨著我國交通事業的快速發展,公路網密度不斷提高,既有公路上的橋梁建設也日益增多。因此,在施工過程中,既要加快進度,又要盡量減少干擾既有公路的正常通行時間,保證既有公路的交通暢通和行車安全,同時也要考慮到橋梁本身的施工安全,施工難度,施工風險。因此施工單位要用現代化的風險評估手段,加強風險管理,確保工程項目的安全、質量和進度。
1工程概況
某城市公路橋梁是由96+175+96m組成的連續結構。因該段地質條件良好,施工期間未發現不良地質現象。但就施工環境而言,該區屬低山地貌,地殼間歇性上升,水平運動較弱,預計今后一段時期將出現弱震[1]。整體上看,該項目施工難度較大,施工過程中存在諸多風險。本文以本工程為例進行風險評估,并提出風險管理對策。
2橋梁施工的風險評估與風險管理對策
2.1風險評估
2.1.1風險評估內容(1)本工程整體風險評估:在評估項目整體風險時,應綜合考慮所有的因素。施工前,施工單位應根據橋梁所在區域的工程地質條件、預計施工規模和結構特點,分析項目可能存在的不利影響因素,進行安全風險評估,確定其靜態安全風險等級。(2)本工程專項風險評估:在進行一系列科學評估后,所有有風險的施工活動都應加以識別,根據評估結果,總體風險級別達到了高風險水平的加以重點關注,對危險因素的風險源進行分析,最后綜合各因素得出最終結果。
2.1.2風險評估流程(1)風險識別①組建專業技術隊伍,參與施工方案設計和現場管理,通過小組討論,找出方案中存在的不足及可能出現的問題,特別是要結合現場實際,與已有的施工經驗和事故案例進行比對,對風險進行預警和控制,針對復雜的大事故隱患,建立事故樹,層層分析引發事故的原因,排除小風險源,防范更大風險[2]。②參考有關工程技術和管理規范,采用相應的試驗技術,從施工開始就確定風險源,可采取的方法有:利用各種測量儀器識別施工誤差,分析誤差產生的原因及危害;對材料性能進行試驗驗證,確保符合規范要求;建立風險模型,推算工程實際及未來狀況,判斷施工中的決策失誤和不當。③通過施工風險分析和計算,找出橋梁結構施工中的薄弱環節,全面識別施工風險,有針對性地提出風險控制措施。④對橋梁工程施工現場的周邊環境、施工區域的氣候條件、施工單位的現場施工情況進行調查研究,總結風險事件。跟蹤調查施工現場情況,隨時掌握施工現場工程進度等情況的變化,及時發現新的風險事件。(2)風險評估①通過對歷史資料的分析,運用多種數學方法,對橋梁施工中可能發生的事故及其造成的經濟損失和影響進行定量估計的過程,主要采用風險概率法和風險影響法。②通過對其他橋梁工程實際發生的事故資料,結合估價人員的經驗、預感和直覺進行綜合分析,得出橋隧工程事故風險概率估計[3]。采用概率樹和蒙特卡洛方法進行風險影響評估。③概率樹是研究橋梁施工過程中各不確定因素在各不確定條件下的概率分布規律,從而得出各不確定因素對橋梁工程經濟效益的影響。④用隨機模擬的方法對可靠性預測值進行近似計算,該方法由計算機實現,理論分析表明,試驗次數與結果的正確率成正比。(3)風險評價①對風險等級進行評價,以主觀評價為主,在經過專家分析評估后,得出整體風險程度,這樣操作和使用都很方便,評價的可信度主要取決于評價標準和評價結果。②模糊評價法主要是對橋梁施工過程中的整體風險進行分析,然后建立模型,推算,確定風險等級。③層層分析法主要是建立模型,對模型進行圖表分析,并逐個檢驗。(4)風險處理①強化施工過程控制,在確定施工現場的環境條件后,才能對工程項目實施控制。如本橋梁工程施工中,對混凝土施工、灌注樁等施工技術進行了詳細分析,說明相關設備的使用和操作方法,使所有施工人員能夠心中有數,在施工過程中能夠嚴格按照技術標準操作。在工程實施過程中,技術人員要隨時深入現場,給予技術指導,確保工程質量[4]。②強化施工人員的風險防范意識,施工單位是項目的直接參與者,其風險意識影響著整個公路橋梁工程的施工風險程度。因此,本工程項目中的項目經理、監理等人員應發揮各自的作用,實行嚴格的施工風險管理,要求所有施工人員進入工地前必須穿戴好安全防護用品,定期對其進行質量檢查,及時更換防護用品損壞的地方,避免安全事故的發生。③與當地氣象部門建立聯系,了解天氣信息,一旦有關天氣變化的信息,應采取包括混凝土保溫、原材料入庫等措施,以避免因原材料受潮而造成損壞,并確保施工質量。④公路橋梁定期檢測和維護可以降低橋梁的安全隱患,延長其使用壽命。公路橋梁在投入使用后,會對道路產生磨損等破壞作用,其他因素,如自然因素等,也會對橋梁造成一定的損害,從而增加橋梁的安全隱患,因此應定期進行檢查和維護,以減少橋梁的破壞程度,從而減少安全隱患。
2.2風險管理
2.2.1風險回避(1)將風險的影響降至最低,如果在風險識別階段對風險進行回避,可能導致施工單位重大損失,管理人員不能有效地控制風險。(2)在采取規避風險的策略之前,首先要對各種風險因素有清楚的了解。盡管規避風險是一種非常普遍的方法,但在實際應用中卻有其局限性,風險不可能永遠避免,否則可能會帶來新的風險。
2.2.2風險轉移風險轉移就是運用各種經濟和技術手段,把風險轉移到其他地方。在這種情況下,投資可以把風險轉移出去,但其帶來的收益也會被轉移出去,風險轉移法是橋梁建設項目中廣泛采用的方法。風險轉移有兩種形式:(1)非保險的或非合同的風險轉移;通常是通過協商或簽訂合同將風險轉移給設計方、承包商等。(2)工程合同的轉移。保險合同簽訂后,承包人或業主向保險人支付保險費,保險人按合同約定支付保險費。
2.2.3風險緩解通過預先設定或臨時采取相應的措施,可以有效地控制已存在的風險,挽回損失或減少風險的擴散[5]。建立應急機制,特別是應對緊急情況中的風險,并采用一般做法,以應對一般風險,通過在初始階段逐個控制解決問題,以預防風險。
2.2.4風險自留(1)當風險無法避免、轉移和減輕時,通過經濟手段處理因風險造成的事故損失是一種經濟對策,只有運用經濟對策,才能實現風險自留。(2)由于項目風險造成的損失由項目負責人承擔。這是一種無意識的、被動的、無計劃的風險管理方法,也可以是一種主動的、有意識的、有計劃的風險管理方法。當項目經理發現某些風險無法避免或轉移時,他們只能采用自我控制的管理方式。2.2.5風險監控(1)風險監測的內容包括:根據最新監測信息,判斷實際已確定的風險情況是否與預期相符,并預測未來風險變化;判斷風險對計劃措施實現程度的影響,以決定是否已采取其他對策;分析工程施工環境是否已發生重大變化及其對總體目標的影響[6];預測風險變化趨勢,包括可能出現的新的風險因素。(2)工期、質量和成本是項目風險管理三個重要目標。工程進度監測采用橫道圖、線圖;工程質量監測采用控制圖;工程成本監測采用橫道圖、掙值法。
關鍵詞:風險評估;山區橋梁;專家調查法;風險概率;風險損失
中圖分類號:K928.78 文獻標識碼:A 文章編號:
山區高速公路地形地質復雜,構造物多,橋梁隧道總長占路線長度的比例大。受地形條件影響,山區高速公路橋梁中彎坡橋多,高墩大跨多,墩臺形式多,設計中不僅要協調好橋梁各細部構造與地形地質之間的關系[1],還要考慮到施工場地條件的限制等多方面的影響[2]。針對山區高速公路橋梁以上特點,在設計過程中對特殊橋梁進行安全風險評估就顯得尤為重要。
1 工程概況
東溪河特大橋跨越東溪河,橋梁沿著山坡傾斜方向布設,橋位處基巖,上部危巖及巖溶發育,橋下跨越X520縣道,該縣道距離設計橋面約249m。
地形地質條件
橋址區屬中高山構造剝蝕地貌,大橋橫跨東溪河,河流在此由東轉向北又轉向東,河谷形態呈‘V’字型峽谷,河床底部堆積碎石及卵石,兩岸為基巖山坡,植被發育。河谷左岸坡面植被發育,坡形較完整,近坡腳處為鄉村級公路。河谷右岸下陡上緩,坡面較平直。
橋址區出露地層巖性主要為三疊系大冶組(T1d)灰巖,少量第四系殘坡積(Qel+dl)粉質粘土(耕植土)。大橋處主要構造為龍泉向斜,于東溪河處斜跨龍泉向斜核部,與龍泉向斜小角度相交。在河流右岸陡壁上,可見巖層擠壓緊密具層間褶曲現象,坡頂處僅見有少量掉塊現象。根據現場觀測,左岸公路開挖斷面上,可見沿節理裂隙面巖塊垮落現象,裂隙發育深度15-20m。
工程方案簡介
(1)連續剛構橋方案
本方案跨徑布置為(3x30+110+200+110)m,總長420m,見圖1,主橋上部采用單箱單室箱型斷面。主橋采用對稱懸臂掛籃施工,兩邊現澆梁段根據地形、地質條件采用支架施工或者托架施工。下部結構主墩為空心薄壁墩,墩梁固結,基礎采用承臺和群樁基礎,嵌巖樁設計,橋臺均為重力U型橋臺。
圖1 連續剛構橋橋型布置圖
(2)疊合梁斜拉橋方案
本方案跨徑布置為(200+320)m,長520m,邊跨設置輔助墩,采用半漂浮體系,見圖2。主梁采用疊合梁結構,橋總寬32.8m,鋼主梁梁高2.9m,混凝土厚26cm,主梁標準梁段長度為12m。橋塔柱均采用空心箱型結構斷面,高300m,輔助墩采用空心薄壁墩,高64m。主橋上部結構施工采用主梁工廠預拼裝后運輸到現場,通過以主塔做依托搭設的吊機按順序起吊,然后通過主梁橋面拼裝小車懸臂拼裝構件,并搭設預制混凝土板,最后進行斜拉索的張拉。
圖2 疊合梁斜拉橋橋型布置圖
2 風險源識別
初步設計階段一般采用專家調查法進行風險評估,評估的流程為先通過資料收集、現場調研、專家咨詢等確定風險源,然后通過專家調查評級評估風險源發生概率,最后對調查表進行整理、統計確定風險等級并提出相應的應對措施[3] [4]。根據評估指南的要求,風險源主要包括以下幾方面。
2.1 建設條件風險
因兩個方案均處于同一橋位區,所以兩者的建設條件風險基本一致,主要從以下幾個方面進行評估。
(1)地質條件風險:主要存在高邊坡風險、危巖風險以及地震風險。
(2)氣象條件風險:主要存在寒潮、大霧以及峽谷風的風險。其中風荷載為主要風險源。
(3)水文條件風險:山洪將對橋梁施工造成一定的影響。對施工設備如施工支架造成沖擊,存在施工結構毀壞、經濟損失及工期延遲的風險。
(4)通行運輸條件及施工環境風險:橋址附近有山間公路,但等級低,運輸條件差;山勢陡峻,不易修筑施工便道,可能延誤工期。另外大樁號側的棄渣運輸問題也是該橋位區尤為重要的問題。對于疊合梁的斜拉橋施工,需要考慮預制場地的設置問題。
2.2 結構方案風險
連續剛構橋方案:連續剛構橋結構形式和跨度的不斷創新和突破,在施工和運營中大跨徑預應力混凝土橋梁出現的病害屢見不鮮,結合山區橋梁高墩的特點該方案結構風險主要體現在混凝土主梁開裂、混凝土主梁下撓和橋墩墩身失穩三個方面風險。
疊合梁斜拉橋方案:隨著斜拉橋跨度的增大,成橋階段的穩定性問題成為結構設計中存在的風險之一。另外,對于該橋型方案來說,混凝土橋面板開裂,鋼結構腐蝕和斜拉索失效也是存在的風險源。
2.3 施工方案風險
連續剛構橋方案:存在主梁混凝土和鋼筋工程施工風險、掛籃施工風險、支架失效風險、體系轉換風險、施工便道風險、橋墩基礎施工風險、意外事故風險和施工監控風險等。
疊合梁斜拉橋方案:存在鋼主梁加工制作缺陷風險、橋面板施工風險、施工措施風險、索塔及基礎施工風險、意外事故風險和施工監控風險等。
該橋位于山谷區,兩側地形陡峭,人跡罕至,地形條件十分復雜,橋梁兩端均與隧道相接,橋址區地貌屬中高山構造剝蝕地貌,小樁號側陡坡上巖層擠壓緊密,可見少量層間褶曲,坡頂處見有少量掉塊現象,因此在施工過程中應注意橋隧連接施工風險和橋下道路安全防護風險。
由于施工條件的限制,須在隧道貫通后才能進行兩側橋臺的施工,因此施工時若橋臺施工無法完成,將導致橋梁結構處于大懸臂澆筑階段,無法合攏,結構受氣溫、風、地震等荷載因素影響較大,影響施工工期。
2.4 運營管理風險
一般來講,大橋在運營管理期的風險是多樣化的,橋梁與環境之間的相互作用是長期的,同時也具有較大的偶然性,各種不利因素均可能對大橋未來運營造成影響,本橋兩個方案存在的風險主要包括汽車超載風險、危險品運輸風險、災害天氣風險、養護風險和車輛撞擊風險[5]。
3風險評估結果
參照《公路橋梁和隧道工程設計安全風險評估》中的安全風險發生概率等級標準和安全風險損失等級標準,通過專家調查法,向橋梁工程領域的10位專家發出的問卷調查表得到初步評估結果,并進行整理和分析,得出各個橋型不同風險源的風險等級。
表1連續剛構橋方案風險評估表
表2疊合梁斜拉橋方案風險評估表
由表1和表2可知,連續剛構橋方案和疊合梁斜拉橋方案各風險因素的安全風險水平大部分集中在Ⅰ級和Ⅱ級。Ⅱ級為中風險,風險水平有條件接受,工程有進一步實施預防措施以提升安全性的必要。
4 風險應對措施
根據以上分析,兩個方案風險評估結果均為Ⅱ級。針對相應的風險,擬采取以下應對措施。
(1)建設條件風險:施工前清除危巖、加強邊坡穩定情況評估,查明裂隙帶發育情況對橋墩處的影響;對地質條件復雜區域可采取錨索及噴射砼方式進行防護;對橋梁結構施工狀態的抗風性能進行深入分析,進一步驗證懸臂施工的抗風穩定性,并提出相應的風險控制措施;山區橋梁施工存在一定難度和風險,施工場地及施工道路關系到施工安全和效率,通過臨時道路改造,可改善場地及運輸條件。
(2)結構方案風險:充分重視結合段的重要性,根據已有同類橋梁結合段缺陷,采取有針對性的設計、施工措施;設計中應控制結構的應力水平,并對應力集中區域在設計角度上應考慮相應的構造措施或應力調整措施來避免因應力集中造成的混凝土結構開裂;通過改變拉索形狀、采用結構措施等達到抑制拉索振動的目的。
(3)施工方案風險:掛籃運至工地后,應先試拼以發現由于制作不精確及運輸中發生變形造成的問題;為保證支架的穩定性,剛度及強度,消除支架非彈性變形,需采用支架預壓措施;做好施工便道地勘,掌握不良地質路段,做好施工便道設計,做好施工監管;與隧道在工期上進行銜接,力保先貫通隧道,保證橋臺在最大懸臂前施工完成;對于橋下道路在施工區域應進行安全遮擋防護。
(4)運營管理風險:建立大橋的健康監測系統,及時發現超載、超限車輛對橋梁產生的威脅和病害,并及時進行加固維修處理;在大橋運營過程中,裝有危險品的車輛過橋時,應嚴加控制;加強施工管理,能見度低禁止高空和危險作業;大霧天氣限速或限行;設計融冰、除冰措施,限制通行。
參考文獻
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關鍵詞:高速公路橋梁;工程事故;安全風險評估;應對措施
Abstract: in the highway bridge project construction process, any link error or negligence, will reduce the safety of the structure, multiple risk factors of the coupling often leads to all kinds of engineering accident, cause irreparable social influence and economic loss. Combining with the Beijing dense road projects, and the highway bridge engineering safety risk assessment and analysis of the possible risk source, and put forward the corresponding measures, for the actual bridge engineering construction to provide the reference.
Keywords: highway bridge; Engineering accident; Safety risk assessment; measures
中圖分類號:U447 文獻標志碼:A
一.研究背景
隨著高速公路建設的發展,建設難度逐漸增加,公路施工安全面臨著嚴峻的考驗。在項目施工過程中,影響的因素越來越多,不確定的因素的越來越多,實現工程建設的又快又好發展,并不能只靠增加投資來實現。風險評估,就是通過深入討論風險發生機理,辨識風險源,并利用概率論和數理統計的方法測算風險事故發生的概率及其損失程度,然后制定應對策略,降低風險發生的概率及其可能導致的損失。
二.項目概況
京密路是北京雁棲湖生態發展示范區對外聯絡通道的重要組成部分。北京雁棲湖生態發展區是承擔首都國際交往職能、具有國際峰會舉辦能力的重要功能區,京密路的建成,將實現中心城、首都國際機場到達雁棲湖生態發展區的全高速通道,為其提供便捷的交通環境。
京密路工程劃分為五個標段:第一標段為京承高速立交,第二標段為大秦鐵路箱涵,第三標段為京密路主線高架橋段,第四標段為懷昌路立交,第五標段為開放路環島立交。第三、四、五標段為橋梁工程。京密路主線高架橋除第七聯在跨越懷河處為連續鋼箱梁外,其余均為現澆單箱三室斜腹板預應力混凝土連續梁。
三.施工安全風險評估
項目施工安全風險評估大體流程包括風險識別,風險分析和風險評價三個階段。三個階段關系密切,只有較好地完成三個階段的工作,才能保證項目施工安全風險評估的準確性。京密路工程初步設計階段風險評估流程如圖3-1所示。
圖3-1 風險評估流程
3.1風險識別
風險識別的方法有多種,包括定性方法、定量方法、半定量方法等,這些方法各具特色,彼此并不能替代。根據本項目具體情況,本項目采取專家調查、層次分析等方法,結合歷史數據和專家咨詢成果,定性分析結合定量分析,進行風險識別、排序、量化、分析評估的過程。
3.1.1專家調查法
專家調查法又稱德爾斐法,就是根據經過調查得到的情況,憑借專家的知識和經驗,直接或經過簡單的推算,對研究對象進行綜合分析研究,尋求其特性和發展規律,并進行預測的一種方法。
在應用專家調查法時,首先調查了解研究對象和有關事物的歷史與現狀以及它們之間的相互關系,是做出準確分析和預測的基礎。然后選擇本領域各方面的專家,采取獨立填表選取權數的形式,然后將他們各自選取的權數進行整理和統計分析,最后確定出各因素,各指標的權數。
(1)權值設置
評估過程中需要對專家學識、經驗進行加權處理,本次評估擬采用由專家填寫的研究領域及年限、職稱等確定相關權值。
(2)調查結果統計
本次評估過程中,共邀請了12位專家對各主要風險的發生概率和預期造成的損失進行判定,并收回了12份調查表。在收集完成反饋意見后,對調查結果進行了統計整理。本項目采用如下公式進行統計:
式中,
3.1.2層次分析方法
層次分析法是一種定性定量綜合方法,其整個過程能夠體現出人的決策思維的基本特征,即分解、判斷與綜合,簡單實用。利用專家評分方法構造各級風險因素的判斷矩陣,對同層因素間的相對重要性給出評判,可求出各因素的權重值。
根據風險概率分級表和風險損失分級表以及風險水平等級矩陣表,由專家打分法確定底層各風險因素的風險水平等級。最后,計算各層次風險因素及整個項目的風險等級,從而確定分級及排序。
層次分析法的工作步驟和內容大致包括如下幾點:
(1) 明確問題;
(2) 劃分和選定有關因素;
(3) 建立層次;
(4) 構造各層次指標權重;
3.2風險分析
從風險評估角度對方案從結構安全、施工安全、運營管理安全等各方面進行風險分析。橋梁施工安全風險較多,應予以足夠的重視。
對于京密路工程的施工,其安全風險主要蘊藏于以下幾個施工階段:橋墩基礎施工,墩身、承臺施工澆注,支架搭設、預壓,模板的安裝,模板、鋼筋及預應力管道施工,鋼筋及波紋管施工,混凝土的澆注、養護,梁體預應力施工,落架及拆模,鋼箱梁頂推施工,橋面系的施工。除此之外,沿線高壓線,施工期間的交通安全,雨季施工也存在安全風險。從施工過程中容易導致的結構損失及其造成的其他間接損失出發,即已形成京密路工程施工風險評價因素集。
3.3施工風險評價
在施工中需要對各施工環節進行安全風險評價。需通過與建設、施工單位相關人員的座談與調查,得到各指標的權重。基礎施工中重要指標有基礎密實、地基加固、護筒的選擇和埋設及清孔;墩身、承臺施工中重要指標有模板變形誤差、混凝土澆筑技術、混凝土養護;支架搭設中重要指標有地基處理、支架搭設;現澆混凝土箱梁施工中重要指標有混凝土澆筑和混凝土養護;落架及拆模施工中重要指標有支架卸落和模板拆除;預應力鋼束施工中重要指標有鋼束張拉時滑絲、斷絲和預留孔道位置偏差;鋼箱梁頂推施工中重要指標有頂推過程中梁體平衡和頂推到位后的線形;橋面系施工中重要指標有混凝土澆筑、混凝土養護和伸縮縫施工;沿線高壓線施工中重要指標有施工設備是否碰觸高壓線;施工期間交通影響中重要指標有施工與現狀交通互相干擾和汽車碰撞導致支架倒塌;雨季施工中重要指標有鋼筋銹蝕和混凝土防雨。
四.施工安全風險應對措施
當前設計方案所采取的應對措施是完成風險等級估測和制定進一步應對措施的基礎,本項目考慮了兩個方面的應對措施:
(1)目前設計文件中已經明確的應對措施。
(2)正常情況下,施工和運營將會采取的一般性措施。
(1)設計文件已經明確的應對措施
1)預應力箱梁采用支架現澆施工,施工前對支架進行預壓,要考慮支架產生的豎向位移;
2)澆注大體積混凝土時應采取有效的措施防止混凝土早期裂縫產生;
3)對橋梁耐久性進行設計。
(2)正常情況下將采取的措施
1)施工時要嚴格控制墩身及承臺的變形,防止其出現偏斜、彎曲等幾何缺陷而使結構的穩定性大大降低,甚至出現整體失穩的嚴重后果;
2)混凝土的收縮徐變是引起結構開裂和長期變形的一大因素,選用更佳的水泥、骨料等以及混凝土配合比,達到減小收縮徐變的目的;
3)大體積混凝土澆筑時要有明確有效的澆注降溫措施;
4)為保證現澆梁線形和尺寸,在支架預壓、卸載、混凝土澆筑、張拉和拆除支架過程中均進行觀測,確保箱梁線形;
5)為防止施工期間現狀道路交通車輛撞擊滿堂支架,要求在支架周圍有防撞措施;
6)為保證施工設備不觸碰橫跨橋梁的高壓電線,要求在選用施工設備時保證設備高度和伸臂長度不超過凈空。
參考文獻:
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[4]《公路橋涵設計通用規范》( JTGD60-2004 )
[5]《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》( JTGD62-2004 )
[6]《高速公路交通安全設施設計及施工技術規范》(JTJ 074-94)
關鍵詞:橋梁施工,安全評估,措施
中圖分類號:TU997文獻標識碼: A
Abstract:Security risks exist in the construction of highway bridge has been the focus of supervision industry security. Establish safety risk assessment system in the construction phase, the construction safety of qualitative or quantitative risk estimate, can enhance security risk awareness, keep a major workplace accidents. This article to illustrate the importance of assessment on the construction of actual case, provide a reference for similar projects.
Key words:bridge construction, safety assessment, measures
1.概述
1.1施工安全風險評估簡介
1.1.1評估的重要性
公路橋梁和隧道工程施工環境條件復雜,施工組織實施困難,作業安全風險高居不下,一直以來是行業安全監管的重點環節。在施工階段建立安全風險評估制度,通過定性或定量的施工安全風險估測,能夠增強安全風險防范意識,改進施工措施,規范預案預警預控管理,有效降低施工風險,嚴防重特大事故發生。
施工安全風險評估是公路橋梁和隧道工程設計風險評估在實施階段的深化和落實,根據項目施工組織設計內容,尋找、辨識和評價該工程施工過程中可能存在的風險源的種類和程度,提出合理可行的安全對策及建議。其基本目的是貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針,為公路橋梁和隧道工程施工階段的安全管理提供科學依據,確保建設項目施工期間實現安全生產,使事故和危害引起的損失最少。
1.1.2評估原則
本次評估以國家現行的有關安全生產的法律、法規及技術標準為依據,以《銅南宣高速公路復工階段缺陷修復及變更設計兩階段施工圖設計》、《各合同段項目施工組織設計》為基礎,用科學的評估方法和規范的評估程序,遵循《公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估指南(試行)》有關要求[1],堅持政策性、科學性、公正性、針對性等原則,以嚴肅的科學態度開展該工程的施工安全風險評估工作。
1.1.3評估內容
公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估包括總體風險評估和專項風險評估兩項內容。
總體風險評估是在橋梁和隧道工程開工前,根據橋梁或隧道工程的地質環境條件、建設規模、結構特點等孕險環境與致險因子,估測橋梁或隧道工程施工期間的整體安全風險大小,確定靜態條件下的安全風險等級。
專項風險評估是當橋梁或隧道工程總體風險評估等級達到Ⅲ級(高度風險)及以上時,將其中高風險的施工作業活動(或施工區段)作為評估對象,按照施工組織設計所確定的施工工法,分解施工作業程序,結合工序(單位)作業特點、環境條件、施工組織等致險因子及類似工程事故情況,進行風險源普查,并針對其中重大風險源進行量化評估,提出相應的風險控制措施。
2 評估過程和評估方法
2.1 風險評估過程
2.1.1風險評估總體要求
根據相關規定,風險評估過程一般包括以下幾個步驟:
1)準備階段
(1)成立專項評估小組,明確職責分工,其中小組負責人應當具有5年以上工程管理經驗;
(2)明確評估對象和范圍,收集國內外相關法律和標準,了解同類工程的事故情況;
(3)現場查勘評估對象的地理、水文、氣象條件,收集工程建設有關資料。
2)開展總體風險評估
根據設計階段風險評估結果(若有),以及類似結構工程安全事故情況,用定性和定量相結合的方法初步分析本項目孕險環境與致險因子,估測施工中發生重大事故的可能性,確定項目總體風險等級。
3)確定專項風險評估范圍
總體風險評估等級達到Ⅲ級(高度風險)及以上的橋梁或隧道工程,應進行專項風險評估。其他風險等級的橋梁或隧道工程可視情況開展專項風險評估。
4)開展專項風險評估
(1)按照施工組織設計所確定的施工工法,分解施工作業程序;
(2)選擇合適的評估方法,結合工序(單位)作業特點、環境條件、施工組織等致險因子,辨識施工作業活動中典型事故類型,建立風險源普查清單;
(3)對風險源進行風險分析和估測,確定重大風險源及其風險等級。
5)確定風險控制措施
根據風險接受準則的相關規定,明確重大風險源的監測、監控、預警措施及應急預案[2]。
2.2風險評估方法
2.2.1 橋梁施工總體風險評估方法
按照《公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估制度與指南解析》推薦的橋梁施工總體風險評估方法,橋梁工程施工安全風險總體評估主要考慮橋梁建設規模、地質條件、氣候環境條件、地形地貌、橋位特征及施工工藝成熟度等評估指標[3]。
橋梁工程施工安全總體風險大小計算公式為:R=A1+A2+A3+A4+A5+A6,其中,
A1指橋梁建設規模所賦分值;
A2指工程所處地質條件所賦分值;
A3指工程所處氣候環境條件所賦分值;
A4指工程所處地形地貌所賦分值;
A5指橋位特征所賦分值;
A6指施工工藝成熟度所賦分值。
評估指標體系中各指標所賦分值應結合工程實際,綜合考慮各種因素的影響程度而定,數值應取整數。評估指標也可以根據工程實際進行相應的增加或刪減,同時風險分級標準也須進行相應調整[4]。計算得到總體風險值R后,對照下表確定橋梁工程施工安全總體風險等級。
表2-2-2 橋梁工程施工安全總體風險分級標準
風險等級 計算分值R
等級Ⅳ(極高風險〕 14分及以上
等級Ⅲ(高度風險) 8-13分
等級Ⅱ(中度風險) 5-8分
等級Ⅰ(低度風險) 0-4分
對總體風險等級在III級(高度風險)及以上的橋梁工程,納入專項風險評估范圍。評估小組應根據總體風險評估情況,提出專項風險評估中需要重點評估的風險源。其他風險等級的橋梁工程,視情況確定是否開展專項風險評估。
3.安全評估案例
3.1某橋梁工程概況
(1)交通運輸情況
本線所經地區地表水系屬長江水系,地表和地下水豐富。根據區域水文地質資料及沿線部分工點的水質分析資料可知,地下水對混凝土無腐蝕性。本線路靠近國道,施工機械、物資等均可由國道引入施工現場,交通方便。公路自然區劃為屬Ⅳ3、Ⅳ5區長江中游平原中濕區、江南丘陵多濕區。
(2)地形、地質條件
項目沿線為沿江丘陵平原區,由一級階地、二級階地兩個個微地貌形態組成。本標段無不良地質情況。區域地層區劃屬揚子地層分區,工程沿線出露的地層為下古生界、上古生界、中生界及新生界地層,缺失前志留系地層,巖漿活動強烈,分布廣泛,主要為燕山晚期形成,主要巖體有:高嶺劉巖體。本項目內的褶皺形成于印支期,燕山期,喜山早期凹陷盆地也較發育。褶皺軸向為北東向,背斜則相對緊密,向斜及坳陷盆地多開闊。
(3)氣候
本項目屬于亞熱帶溫潤季風氣候區,氣候特征是:氣候溫暖濕潤,四季分明,雨量充沛集中,光照充足。年平均氣溫15.7-16.0℃,年極端最高氣溫41.7℃,年極端最低氣溫-16.7℃。多年平均降水量1280-1370,降雨年季、年內分配不均,年最小降水量760.8,年最大降水量2100,一日最大降水量為249.9。
(4)地震
根據多年地震資料記載,評估區內未發生破壞性地震。評估區主要受中強地震影響所致。評估區地震活動的強度、頻度相對比較低,屬于弱發震區。根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),本區屬地震動反應譜特征周期為0.35s,地震動峰加速度分區為0.05g(地震烈度Ⅵ度區),橋隧構造物按Ⅶ度設防。
3.2該橋梁總體風險評估
表3-2-1橋梁總體風險評價情況[5]
評估指標 分類標準 標準分值 在建工程實際情況 評估
分值
建設規模(A1) 單孔跨徑LK (總長L)超過或達到國內外同類橋型最大單孔跨徑LK(總長L) 6-8 橋梁全長336米,單孔跨徑30米。 1
LK<150米或L>1000米 3-5
100米≤L≤1000米或40米≤LK≤150米 1-2
L<100米或LK<40米 0-1
地質條件(A2) 不良地質災害多發區域(包括巖溶、滑坡、泥石流、空區、強震區、雪崩區、水庫坍岸區等) 4-6 橋址區沒有對路線有直接影響崩塌、滑坡、泥石流及斷裂構造等不良地質現象,區內總體工程地質條件較好,基本不影響施工安全因素。 1
存在不良地質災害,但不頻發或存在特殊性巖土,影響施工安全及進度 1-3
地質條件較好,基本不影響施工安全因素 0-1
氣候環境條件(A3) 極端氣候事件多發區域〔洪水、強風、雨雪、臺風等) 4-6 I類環境,屬于溫帶季風氣候 1
氣候環境條件一般,可能影響施工安全,但不顯著 2-3
氣候條件良好,基本不影響施工安全 0-1
地形地貌條件(A4) 山嶺區 峽谷、山間盆地、山口等險要區域 4-6 平原微丘區 1
一般區域 0-3
平原區 0-1
橋位特征(A5) 跨江、河、海灣 通航等級1級-3級 4-6 跨河,無通航要求 1
通航等級4級-6級 2-3
通航等級7級及等外 0-1
陸地 跨線橋〔公路、鐵路等)及其他特殊橋 3-6
施工工藝成熟度(A6) 新技術、新工藝,新設備國內首次應用 2-3 施工工藝十分成熟,國內有相關應用,本項目的技術人員大部分都參與過類似橋梁的施工。 0
施工工藝較成熟,國內有相關應用 0-1
根據橋梁工程安全總體風險大小計算公式計算風險值R:
R=A1+A2+A3+A4+A5+A6=5
根據橋梁工程施工安全總體風險分級標準,該大橋為等級為Ⅱ級,屬中度風險。不需要進行專項風險評估[6]。
4.結語
通過對該橋梁建設資料進行梳理的基礎上,根據同類或相似工程建設過程中發生的若干安全事故特點,辨識該橋梁施工過程中各項作業活動、作業環境、施工設備、危險物品等所潛在的風險,并對其進行定性、定量分析,明確各類危險源的種類及危害程度,進而從安全技術和組織管理等方面提出可行的安全對策和實施措施,提高工程項目施工期間的安全度,實現安全生產。
參考文獻:
1.張磊.成安渝高速公路龍泉山二號隧道安全風險評估分析.[J].《路基工程》,2013年.O3期:142~147
2.董路鈺.復雜地質條件下軌道交通隧道施工風險評估研究.[D].2012年.重慶大學
3.郭東塵鋼--混結合連續梁橋施工階段風險評估研究.[D].2012年.北京交通大學
4.《建筑工程安全生產管理條例》.[S].(中華人民共和國國務院令【2003】第393號)
關鍵詞:橋梁施工安全;模糊綜合評價方法
橋梁施工中的安全施工事故,不僅會給工程現場的工作人員帶來安全隱患,還會造成較為惡劣的社會影響與生命財產損失。但是由于橋梁施工具有較強的不確定性與復雜性,事故引發的安全問題將會達到不同規模的危害程度。橋梁工程的施工項目作為一項較為復雜的系統性工程,應當重點考慮其施工安全與風險規避等問題,并認識到風險經常發生的工作環節。橋梁施工中的風險貫徹施工全過程,主要是指結構損壞與人員傷亡,就是橋梁施工中具有代表性的風險來說,風險發生的條件能夠有效減少風險產生的概率,進而使施工安全得到充分保證。
1模糊綜合評價方法概述
橋梁施工中中應用模糊綜合評價方法展開橋梁施工中的風險評估工作,能夠有效進行施工的風險概率評定工作。是一項價值較高的數學計算方法,所以將其應用至橋梁施工的風險評估中具有很強的現實意義[1]。模糊綜合評價又可以稱作是模糊評判,是通過模糊數學的引導使模糊信息定量化,在此基礎上選擇更加適合的值域大小。通過傳統數學方式的引導得出各種因素的定量評價,進行更加科學評論的一種方式。模糊綜合法的判定過程是:建立評價指標系統;構建評價因素及,明確各項評價指標中的隸屬值。在依照模糊矩陣與單因素評價的方法得到相關的數學模型個,在依照最大隸屬度的標準判定綜合評價指標。
2橋梁施工階段的風險特征
2.1基礎施工奉獻中的預測難度較大
在基礎施工中橋梁施工會受到水文環境與地質條件的影響。但是,這些環境因素在某些時候的表現并不明顯,并且會有一定的復雜特征。但是橋梁基礎在橋梁施工中具有十分中的地位,其最終的施工成效決定了橋梁整體的施工質量,并對施工企業的經營效益息息相關。
2.2施工階段中各風險因素
有關聯性橋梁施工同許多工序相關,工序之間具有互相關聯的作用,每一環節的工序風險都會對下一環節的工序產生一定影響。因此,風險的發生也會直接關系到多種風險相關的指標評價工作,所以,各風險因素在進行橋梁施工的風向評價工作時會具有一定相關性。
2.3施工階段的風險因素有規律性
由于橋梁施工中的結構施工具有較大的工作難度,所以工序更加復雜。但是由于結構施工是在豐富的經驗積累過程中形成的,因此其施工流程相對來說更加固定,這也使結構施工的工作有了很強的規律性,對規律的正確認識能夠有效提升結構施工的風險。
2.險概率的估算工作難度更大
橋梁施工中的風險事件是很難在相似的事件作用下進行概率評估的,所以在風險概率的發生中有較強的不穩定性。針對這種狀況,要在橋梁施工的風險評估工作中,使用定性、定量方法進行評估,其中定量評估工作在施工單位中應用更加廣泛。
2.5施工過程中風險管理的受益更加突出
當前我國橋梁施工在風險管理方面還屬于初期階段,當前施工單位中管理人員的職業素質較低,在工程管理中的經驗較少。所以,要將一定的管理成本投入到施工風險的控制工作中,施工管理將會有更加廣闊的發展空間,最終收益也會更加明顯。
3橋梁施工中較為常見的風險事故
橋梁施工中的風險一度通常可分成兩種,即人為風險與自然風險、人為風險中包含員工疏忽、橋梁設計錯誤與違規操作;自然風險包括泥石流、海嘯、寒冷酷熱等。3.1主體結構與混凝土結構風險依照混凝土與鋼筋的受力特征構建混凝土鋼筋橋梁中的安全評價模型,在分析各層次下的影響因素大小。使用“加權平均型”的模糊綜合評價法進行其阿亮結構安全等級的評估。橋梁主體的結構工程也屬于基礎工程,基礎地基部分屬于橋梁結構建設的核心。主題中的結構風險包含有地基的不均勻沉降、位置偏移、地基滑動、地基滲透破壞等。混凝土結構主要包含預應力混凝土結構與鋼筋混凝土結構。在混凝土結構中出現空洞、裂縫以及結構錯位、強度不夠、預應力存在施工中、施工工藝不準確等問題。3.2臨時設施發生風險臨時設施主要指施工作業平臺設施、腳手架、橋梁施工通道、施工掛籃等潛在問題,在施工中由于腳手架引發的事故概率較多,因此施工中應格外注意腳手架部分的安全問題,防止腳手架塔羅、部件墜落等狀況[2]。施工平臺作為風險源頭的組成部分,也應格外重視其穩定性的保障,并對施工掛籃、施工通道予以關注。3.3其他結構風險施工中的其他結構風險是指橋吊桿風險、鋼結構風險等,鋼結構風險中通常都是愛恨及質量的問題,如接口變形、斷裂、結構松動等。砌石工程中的石料質量問題,例如砂漿質量不合格、橋吊桿、橋拉索問題等都會造成拉索質量、接口、以及拉索腐蝕現象。使橋梁在今后的使用過程中出現相關的安全風險。3.4意外風險橋梁施工中的意外風險是指火災事故、高空墜落、環境污染、施工人員傷亡、設備損傷等意外風險問題,給家庭、社會帶來嚴重損失。在近年來的事故發生中,環境污染屬于其中的重要石鼓園,因此在施工中出現的廢物污染,有害氣體排放等問題都會導致現場出現安全問題。
4運用模糊綜合評價的施工風險評估
模糊算法屬于近年來備受關注的數學算法,但因為生活中諸多事物存在模糊性,因此不能單純使用是或否這類硬性標準進行判斷。所以就會有模糊集的定義引導,模糊集就是把整體具備模糊概念的對象屬性進行整理集合,因此這類算法在橋梁施工的風險評估中意義重大。由于橋梁施工中風險源眾多,風險源中的各類界限相對模糊,所以風險評估的工作標準不能過于絕對。設定集合u表示模糊綜合判斷的情況構成的結合,集合V表示評判結果代表的集合,再結合模糊矩陣K展開模糊變換,得出式子:XOK=Y,yi=si×kij[3]。其中o運算符號屬于模糊合成運算,能夠使用小中取大的模式展開,可能夠通過直觀的矩形乘法運算。在這些考慮的因素中,每種因素的影響效力并不相同,所以應當針對各種不同的影響條件分層分析。并針對各層次下的風險條件選擇最終的風險合理系數,使得風險程度得到減輕。橋梁施工的風險狀態主要包含前文中分析的各種因素,將各種因素統籌整理,就能夠得出風險評估的結果。
5結語
引用模糊綜合分析法至橋梁的施工建設中,能夠對整個施工系統展開更加全面的安全系統評價,并為橋梁工程的建設工作提供更加有效的技術支持,使施工中的組織方案設計具備更加科學的理論依據。模糊綜合評價分析法在橋梁施工中的應用具有很強的創新意義,同以往時間性更強的評估方式相比更加準確客觀,在工程中的應用價值也更高。施工企業可以在對風險管理的基礎上,有效控制橋梁建設中風險產生的可能性。
參考文獻
[1]許德西.基于模糊綜合評價的橋梁施工風險評估方法[J].企業技術開發月刊,2013,32(15):152~153.
[2]楊則英,曲建波,黃承逵.基于模糊綜合評判和層次分析法的橋梁安全性評估[J].天津大學學報自然科學與工程技術版,2005,38(12):1063~1067.