基于LEC法的開體駁沙袋護岸施工安全評價及對策

李銘華，吳 杰，李 盛，曹國俊，張 潔

(1.南京市長江河道管理處，江蘇 南京 210011；2.南京市水務建設工程有限公司，江蘇 南京 210011)

近年來，長江下游河道整治工程中沙袋護岸工程實踐不斷豐富，應用范圍包括筑壩、填槽，如鎮江和暢洲左汊潛壩工程[1]、新濟洲汊道中汊封堵工程[2]、南京大勝關填槽工程[3- 4]等，長江南京八卦洲頭右緣深槽岸坡防護[5]也是沙袋護岸型式。但與此前實施的沙袋護岸工程相比，工程區域因位于八卦洲頭附近，水流流態相對復雜。同時單個沙袋體型大，沙袋工程量大。為了準確控制復雜流態條件下沙袋拋投落點，該工程采用了開體駁船沖填拋投沙袋工藝。已有長江護岸工程實踐中，采用鋪排船翻板滑拋、“U”型槽拋投等工藝較為常見，但采用開體駁船沖填拋投沙袋較為罕見。為了確保該工藝下施工安全，施工安全評價及危險源控制措施研究極其重要。

1 工程簡介

1.1 工程設計

八卦洲頭右緣深槽岸坡沙袋防護工程防護沙袋由丙綸長絲機織土工布縫制而成。單個直徑1.2m，長度10m，沙袋同側分別保留3個直徑20cm的袖口，袖口間距4m，袖口外縫接長50cm的同面料、同直徑、兩端敞口的袖袋，中間袖袋用于吹填沙時的水沙進口，兩端袖袋用于出水。充填料為八卦洲左汊進口黃家洲邊灘產生的天然江沙。

1.2 施工工藝及流程

施工工藝：開體駁船充填拋投沙袋工藝(如圖1所示)，在開體駁船艙內驗袋沖沙后，開體駁船艙打開，沙袋直接入江，多次分層拋投，直至設計斷面頂部。采用的開體駁船總噸位(GT)640t、凈噸位(NT)358t，總長51.5m、型寬10.6m、型深3.9m。

圖1 開體駁拋投示意圖

施工流程[6]：布設控制點→拋前測量→劃分區域網格→根據水深和流速確定拋投落距→拋投船預定位→運沙船停泊→驗袋充沙→驗沙袋拋投→施工船移位，繼續下一輪拋投→拋后測量→移至下一區域或層次拋投→竣工測量。

2 施工安全評價

2.1 LEC安全評價法

LEC安全評價法是一種半定量的安全評價法，由美國安全專家K.J.格雷厄姆和K.F.金尼提出[7]。主要對潛在危險性作業環境中的危險源進行評價，評價作業人員在具有潛在危險環境中作業時的危險性和危害性。該評價方法包含D(danger)、L(likelihood)、E(exposure)、C(criticality)四個因素指標，L、E、C分別表示可能性、暴露的頻繁程度、可能造成的后果，D為L、E、C三個因素的乘積，表示作業人員的安全風險。L、E、C取值參考格雷厄姆和金尼提出的量化分值標準[8]，作為衡量作業條件危險性的標準，當D值大于70時，可視為重大危險源[9]。

2.2 危險因素分析

工程施工水上作業平臺空間受限、周邊環境復雜、船舶機械多。從作業人員、機具、管理、環境四個因素進行危險源辨識，主要危險因素有以下幾個方面。

人的不安全行為：未穿戴救生衣、安全帽等防護用品，不符合安全規定；作業人員缺乏培訓經歷、未持有相關證件上崗；違章操作船舶機械，如不牢固系纜、不加保險纜、不按規范使用船舶交通管理專用系統、不按安全航速及航線航行；作業人員在身體不適的情況下進行作業，如疲勞作業等；違章指揮作業等；工區范圍邊界未安裝鮮明的警示標識。

物的不安全狀態：船舶設備故障，特別是各類纜繩及動力設備故障；船舶定移位及船艙操作系統故障；挖機及吊裝設備故障，特別吊鉤、吊臂斷裂等；水上作業平臺臨水邊無防護設施；作業平臺上材料超高凌亂堆放等。

環境的不安全因素：作業空間狹小；大風大雨等極端天氣影響；冬季施工影響；工程附近主航道上航行的船舶對施工的干擾等。

管理缺陷：安全管理制度不完善，如未制定外來檢查人員及外來船舶管理方案、各類船舶安全靠泊操作規程；編制的施工技術方案針對性不強；疏忽施工前的安全技術交底等。

2.3 危險源評價及應對措施

工程水上作業共辨識危險源25項，其中主要危險源表評價及控制措施見表1。

表1 主要危險源評價及控制措施

3 一種用于開體駁船艙內的作業人員防落水裝置

3.1 裝置創新的必要性及原則

通過安全評價，對辨識出的危險源提前制定了相對應的控制措施，同時發現本工程最可能發生的事故為溺水事故。因此，工程作業區域內所有人員均要求穿戴安全防護用具。在評價“船舶設備故障”這一對象時，假設了一種情況：作業人員在開體駁V型船艙內實施充填沙袋、人工助排水、充填袖帶系扎等一系列工序時，如果開體駁船艙因故障或操作失誤等原因突然打開，即使身著救生衣，作業人員也會隨著充填體一起被湍急的江水帶入船底，極有可能發生傷亡事故。因此提出研究制定安全技術保障措施的建議，以確保作業人員施工安全。此外，可以通過設置多道防線，在安全事故發生且有防線失效的情況下，仍然有正常工作的防線，大大提高安全概率，即施工中常見的冗余安全度治理原則，開體駁船艙內作業人員防落水裝置的創新，正是基于這種假設和原則而開展的。

3.2 裝置組成及運行過程

用于開體駁船艙內的作業人員防落水裝置(該裝置已獲實用新型專利授權，專利號：ZL 2020 2 3258417.8)由安全帶、安全栓、鋼絲繩、登山扣、花籃螺栓、鐵環等部件組成，各部件相對關系如圖2—3所示。

圖2 裝置俯視圖

作業時，作業人員身著安全帶1，安全帶連接安全栓2，安全栓2連接鋼絲繩3，鋼絲繩3連接登山扣4，登山扣4套在鋼絲繩5上，鋼絲繩5兩端連接花籃螺栓6，花籃螺栓6連接鐵環7，鐵環7焊接在艙壁上。順船舷方向艙口邊緣每隔一段距離焊接鐵環8，鋼絲繩5穿鐵環8。登山扣4、鋼絲繩5、花籃螺栓6、鐵環7、鐵環8呈直線布置。鋼絲繩3的長度小于順船舷方向艙口邊緣至順船舷方向艙底邊緣的距離。鋼絲繩5通過花籃螺栓6進行張緊。作業人員可在花籃螺栓6與鐵環7之間范圍內上下左右走動自由作業，同時確保人員不會落水。

圖3 裝置側視圖

4 結語

綜合人、物、環境、管理4個方面，以通過LEC法對開體駁沙袋護岸施工開展危險源辨識及安全評價，提出了對應的安全控制措施。針對開體駁充填拋投沙袋艙內作業安全隱患，以施工安全隱患處理中的冗余安全度治理為原則，特別提出了一種用于開體駁船艙內的作業人員防落水裝置的安全技術，確保了艙內作業人員的安全，可以為類似工程提供參考。