試論大跨度剛構橋施工階段的風險管理分析

張 雷

(中鐵十六局集團軌道公司，北京 101100)

我國公路交通“五縱七橫”通道建設和五大跨海工程的啟動，使得大跨度剛構橋的建設逐漸增多，修建規模也不斷增大。剛構橋是一種橋跨結構與墩臺整體相連的橋梁，其跨度受施工水平及材料工藝的影響，大跨度剛構橋在施工階段也可能因施工或材料等因素出現施工風險問題，為保證施工安全，對大跨度剛構橋在施工階段的風險管理尤為重要。

1 工程概況

本文以深圳前海合作區夢海前灣河橋(下文簡稱前灣河橋)為例，該工程位于深圳市夢海大道上，跨越前灣河水廊道，工程北接前灣四路，南接前灣河西街。前灣河橋的通航凈空設計為18m×3.5m，同時，根據深圳市的規劃要求，前灣河橋附近有兩條城際隧道通過，在設計橋梁基礎時，應為此兩條隧道預留空間。前灣河橋的橋梁起點樁號為K0+182.39，終點樁號為K0+343.61，橋梁全長為161.22m，橋梁范圍內全橋等寬為46.5m，采用計算跨徑為155.5m的拱梁組合體系鋼橋，鋼梁總重為5 600t。

2 大跨度剛構橋施工風險層次模型的構建

在大跨度剛構橋施工階段的風險管理中，由于施工風險存在不確定性，以人力難以完全預測施工過程中的各種風險問題。因此，可利用層次分析法構建大跨度剛構橋施工風險層次模型，以此分析其施工階段的風險管理問題，進一步提高施工安全，保證施工進度[1]。層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是一種將與決策有關的元素分解成多個層次，并在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法；在大跨度剛構橋施工風險層次模型的構建中，需要根據施工階段的施工工序，確定每個施工工序中的危險源，并通過對危險源的評價，給出危險源管理措施，以此建立施工風險層次模型[2]。

2.1 施工工序調查

首先對前灣河橋的橋梁結構及安裝方法進行分析，并以此分析大跨度剛構橋的施工工序。前灣河橋包括主梁、外側吊桿、鋼架梁等結構，其中，橋梁的支撐體系共12段，包括各6段的圓鋼支撐體系，橋梁最高點為23.382m，主拱分為13段。橋梁的部分結構需施工人員攀爬至頂部平臺安裝，為保證施工安全，平臺設置硬質護欄隔離，使用軟質鋼絲繩隔離，同時，自下向上每隔3.6m設置一處防墜網，用以保護施工人員的高空作業安全[3]。

根據以上對前灣河橋的橋梁結構及安裝方法的分析，參考道路工程施工定額的分類方法，將整個施工過程劃分為多個施工工藝流程，并確定其施工工序。前灣河橋的施工工藝可初步劃分為基礎工程、臨時支架工程、水上與高空作業等[4]。通過對施工工藝的分析，給出其所包含的施工工序，表1為重要施工工藝所包含的施工工序。

表1 重要施工工藝所包含的施工工序

2.2 危險源調查

危險源調查是調查和分析在施工過程中可能導致施工人員傷亡或施工物質財產損失，以及潛在的不安全因素的一種調查。危險源調查可以為施工風險管理工作提供參考，使工作人員通過對施工危險源的管理實現對施工風險的管理和控制。在前灣河橋工程施工過程中，采取拉爾斐法對施工過程中的危險源進行調查，危險源調查參考表1中的施工工序，根據不同的工序確定不同施工階段中的危險源。拉爾斐法又稱專家調查法，該調查法可根據某一主題和問題，通過征詢有關專家和權威人士的意見和看法，從而獲取到調查結果；利用拉爾斐法進行危險源調查的步驟如下：

(1)安排一名工作人員作為主持人來主持危險源調查工作，并建立專家小組；(2)根據本次工程的施工工序擬定調查提綱，并為專家小組提供工程建設的背景資料；(3)選擇專家小組成員，成員選擇應有代表性，所選的專家應了解此方面的知識，并具有較強的判斷和洞察能力，一般專家小組成員以10人～50人為宜；(4)由主持人組織輪番向專家小組成員征詢意見，一般需要經過三輪，第一輪提出問題，第二輪修改問題，第三輪進行最終的判定，在某些情況下，可根據實際需求增加征詢意見的次數；(5)整理調查結果并給出調查報告。根據拉斐爾法，給出前灣河橋施工階段鋼圍堰工程作業的施工風險因素統計示范，如表2所示。

表2 前灣河橋施工階段鋼圍堰工程作業的施工風險因素統計

2.3 危險源評價

利用危險源評價可評價施工過程中某項施工內容或工序的危險性大小，前灣河橋工程的危險源評價采取LEC評價法。LEC評價法用于評價作業人員在具有潛在危險的作業中的危險和危害性，該評價法使用三種因素指標來評價危險性，分別是L(Likelihood，事故發生的可能性)、E(Exposure，人員暴露于危險環境中的頻繁程度)、C(Consequence，一旦發生事故可能造成的后果)，通過給L、E、C確定的不同的分值，以三者的乘積D(Danger，危險性)來評價作業的危險性。在本次危險源評價中，除L、E、C三個指標外，還結合W(評分專家權重)指標，危險源評價的計算公式為：

D=W×L×E×C

(1)

W、L、E、C指標的分值判定標準可根據實際的工程情況進行確定，并利用公式(1)的計算確定工程中某一項目的危險等級。根據本文案例，本文工程的危險等級評估情況如下(D為危險值)：當320≤D，屬極度危險，風險等級為5級；當160≤D<320，屬高度危險，風險等級為4級；當70≤D<160，屬較高危險，風險等級為3級；當20≤D<70，屬一般危險，風險等級為2級；當D<20，基本無危險，風險等級為1級。

2.4 危險源管理

根據危險源評價，針對不同的危險源風險，應設置不同的危險源管理措施，危險源管理措施等級如下(D為危險值)：當320≤D，危險源管理措施等級為4級，采取措施為立即停止施工作業，直至控制住作業風險；當160≤D<320，危險源管理措施等級為3級，采取措施為以規避管理為主，控制管理為輔；當70≤D<160，危險源管理措施等級為2級，采取措施為“控制管理+規避管理”；當D<70，危險源管理措施等級為1級，采取措施為控制管理。

根據危險源管理措施等級，結合常見的危險源類型，以打樁船作業為例，給出危險源管理方案如下：危險源為登船時危險、設備上船危險，其危險源管理措施等級為1(2)級，管理措施為嚴格檢查各設備的運行情況及使用情況，根據作業規范全程監督、檢查；危險源為風浪導致的作業船上施工人員受傷、設備損壞，其危險源管理措施等級為3級，管理措施為惡劣天氣應停止作業，保證甲板清潔無水跡，作業船的駕駛人員也應遵守作業管理制度，并由安全員全程監督；危險源為因個人原因(飲酒、頭暈等)失足落水，其危險源管理措施等級為2級，管理措施為保證作業人員生理、心理狀態處于正常狀況，嚴禁作業前作業人員飲酒，安全員全程監督；危險源為水上作業過程中失足落水，其危險源管理措施等級為2級，管理措施為保證作業人員生理狀態正常，要求其按要求和制度規范進行作業，保證防護措施到位，安全員全程監督；危險源為不遵守施工要求導致的爆炸、火災等，其危險源管理措施等級為3(4)級，管理措施為作業各環節應嚴格遵循相關規定，非作業相關人員不得登船，作業過程中各類機械設備由專人負責管理，安全員全程監督。

2.5 施工風險層次管理體系的構建

通過以上對施工過程中危險源的分析，可建立施工風險層次管理體系模型，利用該模型，可根據不同的工程施工類型，補充相應的工藝流程、工序、危險源和管理措施信息，使其可提供針對該項工程的施工風險層次管理體系模型，并為工程施工階段的風險管理提供幫助。在使用該層次模型的過程中，工作人員可對施工階段的工藝流程進行劃分，依據工藝流程中的各個工序，確定不同工序中的施工危險源，施工危險源的確定應根據危險源評價結果；同時，在施工時應以標記重點的工藝流程、危險源等加以重視，并重點進行管理和控制，從而避免在已知危險源的情況下造成的各種施工風險。

3 結 語

在大跨度剛構橋的建設中，受施工技術、材料質量等多方面因素影響，在施工過程中可能導致各種施工風險。為保證橋梁施工和工作人員的安全，應對大跨度剛構橋施工階段的風險管理進行分析，根據本文的案例分析，通過對不同施工工序的危險源調查，主要的施工風險來源是設備事故、未遵守施工規范引發的事故等。基于此，對大跨度剛構橋的施工風險進行評價，給出風險管理措施，并建立施工風險層次管理體系，從而為大跨度剛構橋的施工風險管理提供參考，實現整個施工過程的風險管理。