韶惠高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

劉惠義

(惠州交投公路建設(shè)有限公司，廣東 惠州 516000)

1 工程概況

本項(xiàng)目所指的韶惠高速公路，具體來說是龍門至惠州段。該段落是惠州市高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要項(xiàng)目，實(shí)際位置屬于“五橫四縱三支”中的第二縱的惠澳高速公路以及北延線的一段，即惠大疏港高速公路的北延線，具備加密聯(lián)絡(luò)線公路的屬性。該高速公路橫向聯(lián)系了武深高速和惠河高速兩條縱向通道，該項(xiàng)目增加的一個(gè)出口高速公路為龍門縣向南至惠城區(qū)方向，將成為博羅中西部地區(qū)以及龍門縣到惠城區(qū)及以東、以南區(qū)域最方便的道路。所以，本工程可以大幅度縮減(博羅縣中西部、龍門縣與惠州主城區(qū)及以南、以東地區(qū))時(shí)空距離，對(duì)加強(qiáng)這些區(qū)域的經(jīng)濟(jì)往來，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、縮減地域差距發(fā)揮重要作用。

該施工項(xiàng)目為K0+000～K33+100里程樁號(hào)區(qū)域內(nèi)的土建和機(jī)電工程。土建工程包括路基、路面、橋梁涵洞、隧道、預(yù)埋管線、線路交叉、其他沿線設(shè)施、交通安全設(shè)施、房屋養(yǎng)護(hù)及服務(wù)、工程管理、綠化及環(huán)境保護(hù)等工程的施工。機(jī)電工程包括：采購和安裝樁號(hào)范圍的機(jī)電工程設(shè)備，例如供電照明、收費(fèi)、監(jiān)控、通信等。

該項(xiàng)目的工程量主要包括：路基挖方和填方分別為905.1萬m3和877.4萬m3；公莊服務(wù)區(qū)一處；大、中橋梁總共6 246.185 m/43座，楊村西互通式立交5處；通道、涵洞143座；蘇茅坪樞紐互通5處；隧道單洞長(zhǎng)度2 274 m/1座；平陵立交、公莊互通3處。

2 高速公路施工過程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)概述

2.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

(1)風(fēng)險(xiǎn)類型

①人員風(fēng)險(xiǎn)因素

該項(xiàng)目的所有參與人員是工程中最核心、最重要的因素。而施工作業(yè)人員操作的規(guī)范性、技術(shù)水平和綜合素質(zhì)等，是影響施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生與否的主要變數(shù)。另外，施工人員施工經(jīng)驗(yàn)多少、有無接受該項(xiàng)目的崗前培訓(xùn)等因素，同樣會(huì)影響到高速公路施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的程度。

②設(shè)計(jì)勘察風(fēng)險(xiǎn)因素

整體項(xiàng)目規(guī)劃實(shí)施是不是科學(xué)合理，與前期勘察設(shè)計(jì)息息相關(guān)。地質(zhì)勘察不夠深入，設(shè)計(jì)不夠細(xì)致，各種原因更改初始設(shè)計(jì)方案的行為，都會(huì)造成施工的安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。與普通的公路項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)比較，高速公路項(xiàng)目開發(fā)的程度還不夠，缺乏詳細(xì)的水文地質(zhì)資料，設(shè)計(jì)難免流于粗淺，留下風(fēng)險(xiǎn)隱患。

③環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素

通常高速公路建設(shè)多為高原、沼澤、荒山等惡劣的自然環(huán)境，以及面臨強(qiáng)降水、沙塵暴、臺(tái)風(fēng)、冰雹等惡劣的氣象條件；還有現(xiàn)場(chǎng)周邊的不可抗力以及各種社會(huì)環(huán)境等，都是高速公路工程施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素。

④設(shè)備、材料風(fēng)險(xiǎn)因素

正因?yàn)楦咚俟饭こ潭鄶?shù)是處于極其惡劣的交通條件下，不利于特種設(shè)備和大型施工設(shè)備的進(jìn)出。另外，對(duì)于質(zhì)量要求十分嚴(yán)苛的高速公路項(xiàng)目，工程材料的質(zhì)量以及施工設(shè)備，往往難以滿足工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，容易出現(xiàn)設(shè)備損壞和工程材料不達(dá)標(biāo)等問題。這些都會(huì)埋下施工安全風(fēng)險(xiǎn)的隱患。

⑤管理風(fēng)險(xiǎn)因素

施工單位對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的水平高低，也是決定施工安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生頻率和程度的關(guān)鍵因素。如果缺乏應(yīng)用的安全管理部門和安全保證體系，就會(huì)發(fā)生安全管理不到位的問題。例如有些施工單位沒有設(shè)置或者取消安全管理機(jī)構(gòu)和專職的安全人員，讓施工管理漏洞頻出。同時(shí)，建設(shè)單位缺乏對(duì)施工單位的安全管理，也是施工過程安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的主要因素[1]。

(2)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)的方法

目前最有效的風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別的方法，主要是系統(tǒng)安全分析法和直觀經(jīng)驗(yàn)法。

①系統(tǒng)安全分析法

該方式主要包括：危險(xiǎn)可操作性研究(HAZOP)、事故樹(FTA)、作業(yè)危險(xiǎn)分析(JHA)、安全檢查表(SCL)等。

②直觀經(jīng)驗(yàn)法

現(xiàn)場(chǎng)的安全管理人員利用專家咨詢、查閱資料、頭腦風(fēng)暴法、現(xiàn)場(chǎng)觀察分析、詢問交談、調(diào)查問卷、類比推斷等方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。

2.2 施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

通過上述分析顯示，人員風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)在三個(gè)方面：作業(yè)的安全防護(hù)措施、人員的綜合素質(zhì)和技術(shù)水平；勘察設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)體現(xiàn)兩個(gè)方面：工程的初始設(shè)計(jì)和施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)體現(xiàn)在四個(gè)方面：氣候條件、水文地質(zhì)、周圍環(huán)境和自然災(zāi)害；設(shè)備材料風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)在兩個(gè)方面：設(shè)備狀態(tài)和材料質(zhì)量；管理風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)在兩個(gè)方面：現(xiàn)場(chǎng)安全管理和企業(yè)政府監(jiān)管。利用上述指標(biāo)搭建韶惠高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3 基于突變理論的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型建立和評(píng)價(jià)

3.1 模型構(gòu)建

(1)無量綱化處理指標(biāo)

高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)因?yàn)椴煌闹笜?biāo)，其綱量和綱量單位也是不盡相同。為了方便進(jìn)行比較，可以利用標(biāo)準(zhǔn)化的處理消除綱量單位不同產(chǎn)生的影響。

針對(duì)正指標(biāo)值，以大值為最佳

(1)

針對(duì)負(fù)指標(biāo)值，以最小為佳

(2)

式中：xi代表原始值；最大臨界值和最小臨界值分別為xmax和xmin；無量綱化后的指標(biāo)值為yi[2]。

(2)施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)突變模型確定

突變類型是由對(duì)應(yīng)的各層級(jí)指標(biāo)分解的指標(biāo)數(shù)確定，上一級(jí)指標(biāo)影響的不足可以通過同一級(jí)指標(biāo)彌補(bǔ)，因此完全吻合了互補(bǔ)性原則。基于此進(jìn)行高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)突變模型的構(gòu)建。

(3)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定

借鑒有關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)實(shí)際的安全狀況，將高速公路施工風(fēng)險(xiǎn)劃分為五個(gè)等級(jí)，同樣劃分五個(gè)等級(jí)的相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)狀態(tài)，因?yàn)閷＜彝ǔ＠么蚍中问绞前俜种?，因此，可將五個(gè)等級(jí)進(jìn)行分值區(qū)間的劃分：極差、較差、一般、較好、極好。根據(jù)高速公路施工特點(diǎn)和突變模型，綜合專家建議和有關(guān)規(guī)范，將施工的安全風(fēng)險(xiǎn)根據(jù)危險(xiǎn)程度劃分為五個(gè)等級(jí)：高、較高、中等、較低、低。

3.2 指標(biāo)分?jǐn)?shù)確定

為了獲得更合理和準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果，特邀請(qǐng)了10位相關(guān)專家，有5位是一直進(jìn)行安全管理研究的學(xué)者，另外5位是參加該建設(shè)項(xiàng)目的資深專家。參考具體的項(xiàng)目情況，根據(jù)相關(guān)聯(lián)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行針對(duì)底層指標(biāo)的打分[3]。

3.3 評(píng)分結(jié)果無量綱化處理

相關(guān)專家以安全狀態(tài)為打分的原則，獲得的分?jǐn)?shù)就高，通過上面公式(1)利用正指標(biāo)計(jì)算，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化處理所有的評(píng)分指標(biāo)。

3.4 突變理論下的施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

進(jìn)行突變模型的確定，計(jì)算則是通過歸一化公式進(jìn)行，從而得到總突變隸屬函數(shù)值xA、標(biāo)準(zhǔn)化值yi、二級(jí)指標(biāo)值yBi、三級(jí)指標(biāo)突變級(jí)數(shù)值xci。

3.5 評(píng)價(jià)結(jié)果的優(yōu)化

根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，該高速公路施工風(fēng)險(xiǎn)的總突變隸屬函數(shù)值xA為0.9339，對(duì)照指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為低級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)，與具體的狀況存在一定偏差，難以通過此結(jié)果判定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。例如，針對(duì)該高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系將三級(jí)指標(biāo)全部隸屬度值分別設(shè)定為不可以根據(jù)該結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的判定。例如，本高速公路施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，設(shè)定全部三級(jí)指標(biāo)1.0和0.1，但實(shí)際的數(shù)值分別為1.0和0.7743，差距便顯現(xiàn)出來，所以需要轉(zhuǎn)化總突變函數(shù)值，以增加對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判斷的準(zhǔn)確性。將指標(biāo)的隸屬度值設(shè)定為M，利用該模型的歸一化公式計(jì)算出xA值，XA與M之間的數(shù)據(jù)則是通過對(duì)應(yīng)關(guān)系擬合曲線求得，形成擬合公式

M=1.002 8xA9.2455

(3)

利用公式(3)求出優(yōu)化后的總突變隸屬函數(shù)值：xA=0.538 2。

3.6 評(píng)價(jià)結(jié)果綜合分析

(1)xA值在優(yōu)化前的評(píng)價(jià)結(jié)果中為0.934 9，與相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，可以斷定為低級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。而xA在優(yōu)化后為0.538 2，確定為中等的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，與工程施工中的狀況基本相同。

(2)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，最低的是二級(jí)指標(biāo)yB2，僅為0.791 5，不難看出安全工作有待改進(jìn)的就是物的因素，必須從提升設(shè)備安全性能入手。

4 基于補(bǔ)償評(píng)價(jià)法的LECT風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建和評(píng)價(jià)

4.1 模型構(gòu)建

(1)按照韶惠高速公路施工的具體狀況和特點(diǎn)，以風(fēng)險(xiǎn)處理措施安全補(bǔ)償系數(shù)作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法為基礎(chǔ)，構(gòu)建施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。整體來說，因?yàn)楦咚俟肥┕さ娜藛T素質(zhì)、技術(shù)條件、管理狀況和勞動(dòng)組織等因素，會(huì)影響到風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生和發(fā)展，唯有進(jìn)行及時(shí)和準(zhǔn)確地處理才能降低風(fēng)險(xiǎn)，反之就會(huì)風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)大。因此，風(fēng)險(xiǎn)處理的關(guān)鍵影響因素就是處理風(fēng)險(xiǎn)的措施。

(2)針對(duì)每一種風(fēng)險(xiǎn)可歸納為4個(gè)影響因素：可能發(fā)生的事故為L(zhǎng)、人體最頻繁暴露的評(píng)價(jià)單元為E、突然發(fā)生事故造成的損失后果為C、風(fēng)險(xiǎn)處理措施安全補(bǔ)償系數(shù)為T。利用若干等級(jí)對(duì)應(yīng)這四個(gè)影響因素同時(shí)賦予相對(duì)應(yīng)的分值。LECT四個(gè)影響因素的乘積可以體現(xiàn)危險(xiǎn)性分值D′的大小，以此劃分相關(guān)等級(jí)，根據(jù)獲得的D′值，對(duì)照危險(xiǎn)性分值就可以獲得危險(xiǎn)因素的等級(jí)。具體公式如下

D′=L×E×C×T

(4)

將0～1確定為T的取值范圍。如果T只是發(fā)揮正作用，那么只要及時(shí)采取措施就能夠把風(fēng)險(xiǎn)降低，就不會(huì)因?yàn)榇胧┎坏昧蛘吡硗庖蛩卦斐娠L(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)大。風(fēng)險(xiǎn)處理措施安全補(bǔ)償系數(shù)T值選擇1時(shí)，危險(xiǎn)性分值D′與該評(píng)價(jià)法的危險(xiǎn)性分值D相等，說明還沒有采取相關(guān)措施；也就是說，T值的大小與D′值的大小以及風(fēng)險(xiǎn)的大小三者成正向比例關(guān)系，表明采取的控制風(fēng)險(xiǎn)的措施效果明顯。以此取值標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，可以將T分成6個(gè)級(jí)別。在該模型中，L、E、C的作用可以代表它們?cè)谧鳂I(yè)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法框架內(nèi)顯現(xiàn)的作用，所以L、E、C能夠承襲該評(píng)價(jià)法框架內(nèi)的分級(jí)指標(biāo)[4]。

(3)通常是按照采取的風(fēng)險(xiǎn)處理措施和取得的效果，進(jìn)行T值判斷。其中，風(fēng)險(xiǎn)處理措施主要包括三個(gè)階段：早期的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、中期的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)以及后期的處理手段，獲得的條件是賦予和加權(quán)，從定性分析向定量分析轉(zhuǎn)變。公式如下

f=n1f1+n2f2+n3f3

(5)

式中：f代表風(fēng)險(xiǎn)處理措施；f1n1代表早期的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警以及權(quán)重，f2n2代表中期的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)態(tài)度以及權(quán)重，f3n3代表后期的處理措施以及權(quán)重。

(4)按照f值評(píng)價(jià)措施效果，借鑒相關(guān)文獻(xiàn)，綜合專家的建議后變量和定量措施效果，求采取措施的分值。本項(xiàng)目研究中的危險(xiǎn)性分D′的分級(jí)指標(biāo)等同于LECT法的分級(jí)指標(biāo)，因?yàn)槟承┨囟ǖ奈ｋU(xiǎn)程度體現(xiàn)出D′值的本質(zhì)，也就是說，D′數(shù)值的大小能夠被T值改變，但難以改變D′的本質(zhì)，因?yàn)镈與D′數(shù)值相同，也代表相同的危險(xiǎn)程度。因此，本項(xiàng)目可以應(yīng)用LECT法的分級(jí)指標(biāo)。

4.2 主要施工風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)

借助風(fēng)險(xiǎn)分析，對(duì)韶惠高速公路的施工過程實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，發(fā)現(xiàn)了觸電、路基不均勻沉降、隧道塌方、滲水、路上打樁、主梁失穩(wěn)、邊坡塌方、基坑支護(hù)、洞口失穩(wěn)、橋面開裂、路面開裂、突水涌泥、大變形、路基水平位移、物體打擊等施工風(fēng)險(xiǎn)因素，然后通過LECT法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，獲取準(zhǔn)確、合理的評(píng)價(jià)結(jié)果。

4.3 風(fēng)險(xiǎn)分析及控制措施

(1)按照LECT風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法有效評(píng)價(jià)韶惠高速公路施工過程實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)照該評(píng)價(jià)采用的不同風(fēng)險(xiǎn)處理措施，獲取的風(fēng)險(xiǎn)量化值D′比較D顯現(xiàn)下降幅度。因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)量化值變化量|D-D′|的產(chǎn)生，明顯改變了風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)，其中，15類主要風(fēng)險(xiǎn)因素中有8種風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)結(jié)果明顯下降，同時(shí)也相應(yīng)下降了某些風(fēng)險(xiǎn)因素的危害程度，讓風(fēng)險(xiǎn)向事故轉(zhuǎn)化的阻力也增加。同時(shí)，下降的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別還會(huì)對(duì)相應(yīng)事故預(yù)防和應(yīng)對(duì)態(tài)度以及措施造成間接的影響，所以，必須有的放矢地對(duì)原有的事故預(yù)防措施進(jìn)行調(diào)整，以及制定未發(fā)生事故的有效應(yīng)對(duì)方案?！斑B鎖效應(yīng)”的發(fā)揮，大幅度降低了公路的施工風(fēng)險(xiǎn)，降低了經(jīng)濟(jì)損失、確保了人身安全。

(2)針對(duì)施工過程中的邊坡塌方、突水涌泥、路面開裂、物體打擊、漏水、觸電、洞口失穩(wěn)等重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素，相關(guān)控制手段要按照風(fēng)險(xiǎn)因素的不同，同時(shí)進(jìn)行有針對(duì)性地培訓(xùn)；盡管其他的次要因素可能產(chǎn)生很輕的后果，但也不能有半點(diǎn)忽視，盡最大努力將風(fēng)險(xiǎn)事故的轉(zhuǎn)化過程阻斷，確保施工的安全。可以根據(jù)原有的類似的工程經(jīng)驗(yàn)，綜合工程的實(shí)際施工狀況制定出實(shí)用、詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)管控措施。本項(xiàng)目研究制定的相關(guān)措施，遵循風(fēng)險(xiǎn)早期預(yù)警、中期應(yīng)對(duì)、后期采取處理措施三方面進(jìn)行布局。其中，風(fēng)險(xiǎn)早期預(yù)警主要包括突水涌泥、洞口失穩(wěn)、邊坡塌方等風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)因素都需要提前勘探和監(jiān)測(cè)。針對(duì)不同的風(fēng)險(xiǎn)因素都有針對(duì)性地制定了詳細(xì)的處理措施，達(dá)到預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)的目的。應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的積極態(tài)度和爭(zhēng)分奪秒的時(shí)間觀念，是施工風(fēng)險(xiǎn)控制的關(guān)鍵因素，盡管態(tài)度并不屬于直接的風(fēng)險(xiǎn)管控措施，卻會(huì)在具體的風(fēng)險(xiǎn)控制中發(fā)揮決定性的作用[5]。

5 結(jié) 論

(1)在分析風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)節(jié)中，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)類型的確定，提出了日常辨析風(fēng)險(xiǎn)的方式，讓風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別更加及時(shí)和準(zhǔn)確。

(2)依托突變理論構(gòu)建高速公路施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，利用實(shí)際工程案例切實(shí)印證了風(fēng)險(xiǎn)分析模型計(jì)算過程的簡(jiǎn)便性和實(shí)用性，讓評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀真實(shí)。

(3)利用全面分析實(shí)際情況和評(píng)價(jià)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該模型有變大計(jì)算結(jié)果以及變小不同指標(biāo)差值的的問題，因此借助隸屬值優(yōu)化評(píng)價(jià)方式，讓評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相符。該模式能夠?qū)κ┕顟B(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確而直觀地判斷，對(duì)安全管理措施進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

(4)依托風(fēng)險(xiǎn)處理措施安全補(bǔ)償系數(shù)作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法，進(jìn)行LECT風(fēng)險(xiǎn)模型的構(gòu)建，將LECT評(píng)價(jià)法在韶惠高速公路的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行應(yīng)用，通過早期的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、中期的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)、后期的風(fēng)險(xiǎn)管控，將施工風(fēng)險(xiǎn)降到最低，充分驗(yàn)證了該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系的可靠性。