基于LS—FAM模型船閘工程安全風險評價與管控

陳 鐘，王莉莉，吳玉棟，薛萍萍，周星宇

(江蘇省洪澤湖水利工程管理處，江蘇 淮安 223100)

1 概述

船閘作為現在通航建筑物應用最多建筑物，天然河湖由于調節流量、渠化通航以及在運河上因地形條件及水面坡度的限制，必須具有階梯形的縱斷面形成集中水面落差而建成的廂形構筑物[1]，具有通航和擋洪等主要功能，船閘長期運行的過程中，由于上下游水位落差產生壓力大，船只過閘頻繁對閘室造成損壞等因素導致船閘運行壽命減短，后期運行中，各個環節都可能存在安全風險。通過開展危險源辨識和安全風險評價和管控，針對重點場所風險點，可進行專項檢查整治，從而減少事故發生概率。目前，在船閘管理單位中多采用簡單直觀的作業條件危險性評價法(LEC法)來進行安全風險評價與管控，但章萍等通過實際應用發現傳統LEC法存在各值取值主觀性強[2]，金遠征等通過改進LEC法進行風險評價存在評價方法適時性較差，創新不足[3]，存在一定的問題。本文依托江蘇省三河船閘工程，該工程現被鑒定為四類工程，更具有研究性，再創新做法，引進水閘危險源辨識和安全風險評估導則[4]相關方法，針對船閘運行期間，利用專家權重來挑選專家得出綜合可信度[5]，辨識出危險源，采用LS法(風險矩陣法)對各危險源進行風險評估，用FAM法(因果分析法)分析出風險因素并制定具有針對性的管控措施，因而建立LS-FAM模型，此模型針對船閘風險評估和管控具有很好的實踐意義。

2 評估方法

2.1 危險源辨識

現在的危險源辨識主要有直接判定法和預先危險性分析等方法，主觀性較強，而每月的危險源都在不斷的變化中，導致辨識過程中部分危險源評價具有隨意性和不確定性。賈瑞娟等提出了專家意見的可信度與綜合可信度，數理性較強，實踐性較差，金遠征等運用到施工單位工程危險源風險評估中，采用的方法時效性較差。現將專家按層級，分成3組，分別為三個層級分管負責人M、部門負責人N、運行管理人員I，各層級均選3人，根據船閘工程特點，利用專家權重來挑選專家[6]，綜合考慮從事專業年限，專業技術水平，從事安全生產工作經驗等3方面來確定專家的可信度，從而確定專家組的可信度，保證危險源辨識結果真實有效有權威。

根據建立專家分級標準見表1，對應一級、二級、三級專家的綜合可信度β分別為1，0.8，0.6。

初步梳理各專家相關條件得出3組專家的綜合可信度見表2。

表1 專家分級標準

表2 專家綜合可信度

專家組綜合可信度β按式(1)計算：

β=P(β1，β2，β3)=1-(1-β1)(1-β2)(1-β3)

(1)

式中，P—相關函數，與可信度有關，則βm=1，βn=0.96，βi=0.984，這3組專家可信度高，權威程度大。

2.2 安全風險評估

根據《水利部辦公廳關于印發水利水電工程(水庫、水閘)運行危險源辛癢識與風險評價導則(試行)的通知》(辦監督函[2019]1486號)，采用LS法與LEC法對已辨識出的危險源進行風險評價，主要采用風險矩陣法(LS法)中風險值R按式(2)計算，其中事故發生的可能性L值、事故造成危害的嚴重程度S值見表3。

R=L×S

(2)

導則上L值的取值為根據專家組人員進行賦值，上文已對選定的人員進行綜合可信度分析，認為選出的專家具有權威性，每個專家賦值取算數平均值Lj1，Lj2，Lj3，得出最終式，見式(3)。

L=0.3×Lj1+0.5×Lj2+0.2×Lj3

(3)

進而計算出L值，根據水閘導則，S值按工程規模來定值，取值見表4，最后與S值取值相乘取得最終風險值。

表3 水閘工程S值取值標準表

表4 L，S值對照表

3 工程實例

3.1 工程狀況

三河船閘工程位于江蘇省淮安市洪澤區蔣壩鎮，是洪澤湖大堤的穿堤建筑物，屬江蘇省洪澤湖水利工程管理處所管單位。上游經引航道入洪澤湖，下游經入江水道三河段、石港船閘、金寶航道和南運西船閘連通大運河。主要功能是擋洪和通航。三河船閘1969年開工建設，1970年3月建成。原設計年通航能力180萬噸，按Ⅴ級船閘設計，500T拖掛一次過閘。上閘首及上游翼墻為1級水工建筑物，閘室、下閘首及下游翼墻為2級水工建筑物，設計抗震烈度為7度；設計水位16.0m(廢黃河零點，下同)，校核水位17.0m，閘門為人字形鋼閘門，閘門采用QT- 60KN型電動推桿式啟閉機；輸水閥門為平面鋼閘門，閥門采用QL- 100-SD單吊點螺桿式啟閉機；口門凈寬10m，閘室最大凈寬16m，閘室有效長度100m，上游門檻高程9.0m，下游門檻高程4.8m；閘室內最小坎上水深2.5m，上游設計最高通航水位15.5m，設計最低通航水位11.5m；下游設計最低通航水位7.3m。2015年，三河船閘工程被鑒定為四類工程[7]，是重大隱患，對安全風險評估和管控提出了較高要求，針對船閘重點場所進行定期檢查，組織專家進行評估，存在必要性。

3.2 危險源辨識

三河船閘現有通航能力已嚴重不能適應當前社會經濟的發展，船閘又是長期運行狀態，眾多因素導致船閘各方面存在風險點，而船閘運行跟水位因素的影響較大，現就豐水期和枯水期兩個時間段船閘運行時，組織專家結合船閘工程運行特點進行危險源辨識，豐水期存在的危險源見表5，枯水期存在的危險源見表6。

3.3 安全風險評價

危險源辨識是安全風險評估的基礎和前提，根據水閘導則，對三河船閘已辨識出的危險源進行風險評價，先讓3個層級9個專家分別對豐水期A和枯水期B危險源風險評價中L值分別進行賦值，根據式(3)，得L值終值，根據三河船閘流量對照水閘，工程規模判定為中型，則S值的取值為15，根據式(2)，得出最終風險值R，根據表7，判斷處危險源風險等級，分別見表8—9。

3.4 安全風險因素管控

根據風險評價結果和導則相關要求，三河船閘工程在豐水期和枯水期都存在較大風險，經過分析主要存在以下風險事件：結構破壞、坍塌、潰堤，沉降、設備損壞、透水，路面損壞，船只擱淺，撞擊，船員滯留管理等，現采用FAM分析法(魚骨分析法)中對策型魚骨圖[8- 9]從“人、物、預、資、時”等5個方面，這5個方面具體為人的組織和責任，物的防控措施，預案編制工作，資金的落實情況和對于發現問題的整改時限，對以上風險因素進行分析，針對可能出現的安全風險提出有效管控措施，詳見圖1—5。

表5 豐水期三河船閘危險源辨識清單

表6 枯水期三河船閘危險源辨識清單

表7 一般危險源風險等級劃分標準表-風險矩陣法(LS法)

表8 三河船閘豐水期風險事件R值及風險等級評定

表9 三河船閘枯水期風險事件R值及風險等級評定

圖1 結構破壞、坍塌

圖2 透水

圖3 物體打擊

圖4 設施損壞

圖5 船員滯留

4 結語

風險矩陣法在水利工程安全管理中運用不多，還屬于試行，結合現在水利行業實行安全風險管控和隱患排查治理雙重預防機制常態化工作，本文以基于水閘風險矩陣法結合江蘇省三河船閘4類工程實際，提出在3個層級專家加入綜合專家可信度，保證評價結果具有權威性，然后組織專家進行危險源辨識和安全風險評價，再采用魚骨分析法針對評價出的風險因素從“人、物、預、資、時”5個方面提出管控措施，從而建立LS-FAM模型，對水利工程安全生產管理提出新的管理模式，創新做法，為水利工程管理單位安全生產雙預防機制[10]提供參考，切實提高安全管理水平。