沉管隧道施工專項風險評估體系建立和應用

李瀚，李進，寧進進，范鐵銳

（1.中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071；2.中交第一航務工程局有限公司，天津 300461）

1 工程概況

深中通道工程地處粵港澳大灣區核心區域，北距虎門大橋約30 km，南距港珠澳大橋約38 km。項目起于廣深沿江高速機場互通立交，西至中山馬鞍島，終于橫門互通立交，主體工程全長約24.03 km。海中沉管隧道設計時速100 km/h、雙向八車道建設標準，采用兩孔一管廊橫斷面結構。隧道全長6 845 m，其中沉管隧道全長5 035 m，共由32個管節組成，標準管節長165 m，最終接頭設置在E22與E23之間。

深中通道沉管隧道工程安全管理重難點可以概括為“四大、兩高”，即通航安全風險大、工藝安全風險大、船機安全風險大、疲勞作業風險大、環境保護要求高、社會媒體關注高。

2 建立施工風險評估體系

施工安全專項風險評估是以本合同段工程施工作業活動作為評估對象，根據其作業風險特點以及類似工程事故情況，進行風險源普查，并針對其中的重大風險源進行量化估測，提出相應的風險控制措施[1-7]。

以沉管浮運施工風險[1]評估為例，評估過程和方法如下：

1）根據施工組織設計和類似工程事故案例，篩選評估各分部分項工程可能的風險源清單，如表1所示。

2）采用專家調查法，以小組討論形式，應用魚刺圖法，對風險源清單的單位作業進行分析，包括導致人的不安全行為和物的不安全狀態的人、機、料、法、環，如表2所示。

表1 風險源普查清單Table 1 General survey list of risk sources

表2 風險源分析表Table 2 Risk source analysis table

3）利用LEC法進行風險估測，將顯著危險及以上的致險因子確定為主要致險因子，并將此單位作業作為重大危險源進行估測，風險估測匯總表如表3所示。

表3 風險估測匯總表Table 3 Summary of risk estimation

4）按照指標體系法評估重大風險源的風險等級，并對照風險可接受準則，制定相應的風險控制措施，以消除或控制主要致險因子。

①對項目安全管理評估指標體系進行總體評估，得到折減系數，評分情況如表4所示。

則M=A+B+C+D+E+F+G+H=4，M為安全管理評估指標分值，根據文獻[8]安全管理評估指標分值與折減系數對照表，可得折減系數γ=0.9。

② 建立重大風險源事故可能性評估指標體系，確定事故可能性等級。

沉管浮運選擇漲潮期間順流浮運，采用一體船自航運輸，沿浮運航道航行至基槽位置。潛在事故類型有船舶碰撞、管節擱淺、淹溺。其中，船舶碰撞、管節擱淺風險高。建立管節浮運施工作業事故可能性評估指標體系，如表5所示。

表4 項目安全管理總體評估表Table 4 Overall assessment form of project safety management

表5 管節浮運施工事故可能性評估指標體系Table 5 Evaluation index system for accident possibility of tube element floating construction

總分R=15，P=R×γ=15×0.9=13.5，參照文獻[8]中的典型重大風險源事故可能性等級劃分，一體船浮運作業事故可能性等級為3級（可能）。

③事故嚴重程度

如果發生潛在事故類型，有可能造成暴露在施工作業環境中的3～5名作業人員死亡，嚴重程度屬于2級（較大），或可能直接經濟損失約400萬～500萬元，嚴重程度屬于3級（重大），按照就高原則，管節浮運作業過程中發生事故造成的嚴重程度等級為3級（重大）。

④事故風險等級

根據估測，管節浮運作業發生施工事故可能性[7]為3級（可能），事故嚴重程度等級為3級（重大）。參照文獻[8]中的專項風險等級標準，管節浮運作業風險等級為Ⅲ級（高度風險）。

⑤制定作業安全風險管控措施

在沉管浮運安裝施工作業工程中，管節浮運施工作業安全風險防控主要是船舶碰撞、管節擱淺、淹溺等事故。制定管節浮運施工作業安全風險控制措施[9]，風險管理要點為：

●浮運安裝一體船及沉管出塢前，項目部對所有參與施工作業人員進行統一安全技術交底，讓參與施工作業人員掌握窗口作業條件及風險預控措施。

●浮運安裝一體船及參與浮運相關船舶船長、操船人員必須熟悉浮運線路、附近航道、航標、礙航物、水深、潮汐、流速等施工海域相關情況。

●與國家海洋預報中心保持溝通，提高塢口小區域的海流、風場的預報精度，選擇在平潮期進行出塢作業。

●出塢前確認一體船船體四角吃水深度滿足施工要求，出塢時派專人觀察、指揮。出塢過程中嚴格控制船體絞移速度，密切關注各纜系受力情況，避免發生斷纜，同時要與塢墩預留一定安全距離。輔助船舶注意與塢墩、一體船及管節保持安全距離，防止發生碰撞。

●浮運作業前安排專人檢查纜系、錨系、卷揚機系統等設備狀況，提前儲備鋼絲繩、卡環、快速脫鉤器、尼龍纜等設備器材。

●一體船安裝浮運導航專用系統，以提高浮運指揮、操控精準度，浮運前對導航系統進行檢查、調試、測試，增加應急備用系統，確保浮運期間導航系統正常運行。

●浮運前安排專人專船進行航道多波速掃測，與海事等相關部門配合進行障礙浮標移除，并及時在浮運導航軟件上標出航標準確位置。

●浮運前，與海事等部門密切溝通聯系，做好浮運安裝作業航行通（警）告發布，全面做好水上安全布置工作，對施工海域相關航運、施工企業做好宣貫。

●浮運過程中與海事部門密切溝通配合，做好海上臨時封航、限速、警戒和攔截等工作，防止社會船舶闖入浮運編隊核心區。

●浮運過程中安排應急拖輪、應急錨艇跟隨編隊護航、值守，以應對突發惡劣天氣或偏離航線等突發情況。

●浮運過程中對管節端封門密封情況進行實時監測，發現問題立即處置。

●在浮運編隊前方1 000 m處安排專船專人對浮運線路及附近水域進行瞭望，發現水面漂浮物、障礙物等情況及時攔截、清理和匯報，防止水中異物碰撞管節或影響正常浮運。

●浮運過程中管頂水下電纜安裝保護罩，船舶帶纜作業時與水下電纜保持安全距離。

●出塢、浮運設置專用指揮頻道和專用施工頻道，規范指揮用語，統一操作口令，講普通話，禁用地方方言。

●浮運期間，安排船舶設備保障專業人員現場值守待命，船舶設備關鍵零部件、易損件提前分類儲備，以確保船機設備突發故障能夠及時排除，保證船舶設備狀態正常。

3 結語

從目前實施情況看，沉管隧道施工風險評估體系的建立和應用有效制定了風險分級控制措施，為沉管隧道施工風險管控建立了標準化、規范化、體系化管理流程。后續施工過程中，針對施工作業風險點變化，可結合此評估體系對風險評估結果進行動態分析，形成風險動態管控數據庫，進一步完善項目風險管理體系，并制訂和完善相應的專項安全方案和應急預案。同時也為國內外其他沉管隧道施工建立風險評估體系提供參考。