高速公路橋梁施工風險識別及應對措施

張月勝

（新疆交通建設（集團）有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830016）

0 引言

隨著我國西部大開發戰略的實施，西部地區逐漸形成了四通八達的高速公路網，極大地改善了當地交通并方便了居民的出行和貨物運輸。西部地區大多處于山區丘陵地帶，是我國山洪分布較為廣泛的地區，而該地區高速公路的大部分路段由橋梁構成。盡管在橋梁施工過程中山洪爆發的可能性較小，但一旦發生必將導致十分嚴重的后果[1]。

橋梁的風險損失分析起源于20世紀80年代，目前仍處于研究的初始階段，我國從2001年才開始這方面的相關研究。目前，橋梁風險損失的相關研究均為對設計階段的研究，主要面向設計參數及設計中存在的問題[2]。本文基于山洪災害對橋梁施工的影響，從風險分析理論及方法出發，對橋梁施工進行風險分析，并給出其定義及識別方法，從經濟損失、環境損失、社會損失三方面進行研究，建立損失數學模型，通過模型研究得出了應對山洪爆發時橋梁施工的措施（包括工程措施、生物措施、非工程措施等），為今后高速公路橋梁施工提供理了論依據。

1 風險分析理論及方法

高速公路橋梁施工風險是指所關注的橋梁系統在施工階段內，由于外部原因（洪水）引起的非預期性結果或損害的概率和引發的后果。風險評估一般包括兩方面內容，一是非預期事件發生的可能性，二是發生風險事件后產生的后果[3]。風險識別是指整個橋梁施工過程中，將洪水對橋梁施工過程中的風險因素識別出來并加以分析。風險評價是指建立橋梁施工系統的評價模型，并且計算風險發生的概率并預測出現的后果。高速公路橋梁施工風險分析流程見圖1。

圖1 高速公路橋梁施工風險分析流程圖

高速公路橋梁施工風險識別是指在整個施工周期中，通過挖掘可能存在的風險，將復雜的風險組織分成獨立存在的風險源，忽略其中影響較小的風險源，對其余風險源逐一進行分析，進而建立數學模型并得出結論。高速公路橋梁施工風險識別過程中應重點解決以下問題[4-5]：

（1）考慮高速公路橋梁施工過程中具體存在哪些風險；

（2）引起這些施工風險的原因是什么；

（3）這些風險綜合作用會產生哪些后果，最嚴重的后果是什么；

（4）確定風險識別研究的主要對象及其工作量大小；

（5）對這些風險對象進行具體研究，得出應對措施。

2 洪水作用下施工風險分析

新疆省某高速公路橋梁主橋為一座連續剛構特大橋梁，其有3個橋墩分布在山谷和山坡中，其中4號橋墩高64.7m，5號橋墩高113.6m，6號橋墩高66.5m，橋梁所在地段為一個沖擊河谷，最大橋高為123m。主橋梁上部采用混凝土連續鋼結構，下部為空心橋墩和柱式橋墩。橋梁所在地質帶地貌起伏明顯，地表破碎，水量季節分明，海拔在920～1120m之間。該橋梁百年一遇洪水流量設計值為141.5m3/s，設計沖刷深度為4.5m，設計高程為1130m。將洪水作用下高速公路橋梁各項損失序號列于表1中。

表1 高速公路橋梁各項損失序號

德爾菲法是一種風險層次分析法，其標度值介于1～9之間。1號標度值表示兩個因素具有同等的重要性；3標度值表示一個因素比另一個稍微重要；5標度值表示一個因素比另一個明顯重要；7標度值表示一個因素比另一個重要的多；9標度值表示一個因素比另一個極端重要；其余標度值表示介于上述標度值之間的層次程度。

根據特征向量求出事件2對事件1的損失權重，見表2。

表2 事件2對事件1的損失權重

經數據處理，得出的損失從大到小的結論是：直接經濟損失、間接經濟損失、生命損失、環境損失、社會橋梁結構損失大于機械材料損失，大于工期損失。洪水災害后，對某次特大直接經濟損失進行估計，得出輕微沖刷經濟損失為160萬元，嚴重沖刷損失為54萬元，路基挖空損失為10.5萬元，雨淋損失為19.2萬元，沖走掩埋損失為16.6萬元。合計總直接經濟損失為260.3萬元，間接經濟損失為工期延長37d，間接損失400萬，4人輕傷。經上述風險評估，此次風險屬于中級風險。

3 風險應對措施

對高速公路橋梁施工進行風險評估后，應提出應對山洪風險的措施，主要分為工程防治措施、非工程防治措施、生物防治措施三種。

3.1 工程防治措施

工程防治措施主要基于改變地形、洪水流向來削弱洪災，其應用十分廣泛，能起到立竿見影的治理效果。但是較高的成本制約了該措施的廣泛應用。

按照治理特點工程防治措施可分為治水、治土、疏導三種。治水工程主要是在高速公路橋梁上游修建水庫等蓄水工程，及時調節洪水流量；治土工程主要有攔砂壩、谷坊、擋土墻、護坡工程等；疏導工程主要是在斜坡上修筑一條邊溝，將山坡離散化，大大削弱了山體徑流侵蝕。

3.2 非工程防治措施

非工程防治措施的原理為：允許洪水淹沒一部分工程，用最合理的管理方式進行預防和修復，最大程度上削弱洪水對橋梁工程的危害。其具體措施有：加強對災區防災知識的宣傳培訓、開展山洪災害普查、建立監測預警系統、編制山洪災害防御預案、部分地區搬遷避讓、加強政策法規建設、加強防災管理。

3.3 生物防治措施

生物防治工程主要體現在減少洪水量和減少泥土量兩個方面。其具體措施有：水源涵養林、水土保持林、溝床保護林、護堤固灘林、建立農業生態系統、適度放牧、改善牧草。

4 結語

西部地區大多處于山區丘陵地帶，是我國山洪分布較為廣泛的地區，而該地區高速公路的大部分路段由橋梁構成?；谏胶闉暮蛄菏┕さ挠绊?，本文從風險分析理論及方法出發，研究了橋梁施工的風險分析，給出了其定義以及識別方法，從經濟損失、環境損失、社會損失三方面進行研究，建立損失數學模型，通過模型研究得出了應對山洪暴發時橋梁施工的措施：工程措施、生物措施、非工程措施等，為今后高速公路橋梁施工提供理論依據。

[1]張婷婷.靈江大橋風險評估體系、方法及應用研究[D].杭州：浙江大學，2010.

[2]包龍生，劉克同，于玲，等.基于灰色層次分析法的橋梁施工方案多目標風險分析及評價[J].沈陽建筑大學學報：自然科學版，2009（4）：663-669.

[3]楊偉軍，王鵬.基于云標尺和最不利狀態的橋梁施工風險評價方法研究[J].中外公路，2013（1）：89-93.

[4]陸新鑫，徐秀麗，李雪紅，等.基于肯特指數法的橋梁施工安全風險評估[J].中國安全科學學報，2013（6）：165-171.

[5]張麗.大型橋梁工程施工階段風險控制[J].交通標準化，2012（4）：126-129.