大型跨海桥隧工程通航安全风险与管理对策

陈 伟(港珠澳大桥管理局，广东 珠海 519015)

大型跨海桥隧工程通航安全风险与管理对策

陈 伟
(港珠澳大桥管理局，广东 珠海 519015)

大型跨海桥隧工程往往位于经济发达地区的通航水域，且具有规模大、施工周期长、工艺复杂、投入施工船机设备和人员多及通航安全风险大等特点，因而受到社会高度关注。为保障桥隧工程施工期和运营(维护)期的通航安全，针对大型跨海桥隧工程的特点，分析施工期和运营期内的通航安全风险及全寿命周期内的通航安全管理工作，提出“六位一体”的通航安全管理架构和相应的通航安全管理对策。

航运安全；桥隧工程；通航环境

0 引 言

随着我国国民经济快速发展和桥隧建造技术不断提升，如东海大桥、杭州湾跨海大桥、金塘大桥、青岛海湾大桥及上海长江桥隧工程等一批具有世界水平的跨海桥梁及隧道工程相继竣工并投入运营。此外，更具挑战性的港珠澳大桥、琼州海峡通道及渤海湾跨海通道等特大型跨海桥隧工程正在建设和规划部署中。

众多桥隧工程的建设极大地促进了国家和地方经济的发展，但也使原有通航环境产生了较大变化，给港口生产和航运发展带来了一定的影响。桥隧工程建设期及营运期的水上交通安全管理问题受到极大的关注。国内已有不少学者、安全管理者就桥隧区水上交通安全管理展开相关研究：邢长利[1]在全面分析港珠澳大桥施工过程中水上交通安全风险的基础上，探讨水上交通安全监管模式；隋国有等[2]分析桥梁建设在施工期和营运期对通航环境的影响，探讨大桥施工期和营运期的水域通航安全维护管理途径；张黎光等[3]分析苏通长江大桥桥区水域通航特点，从强化桥区水上安全监管方面提出管理措施，但缺乏从系统工程角度开展的综合研究。对此，针对大型跨海桥隧工程的特点分析施工和运营阶段通航安全风险，从系统工程的角度对全寿命周期内通航安全管理内容、管理架构和相应的通航安全管理对策进行分析研究。

1 大型跨海桥隧工程通航安全管理特点

大型跨海桥隧工程往往位于通航环境复杂的海域或内河入海口，这些区域是经济发达地区交通网络的重要通道，环境复杂，工程建设期和运营(维护)期内的通航安全管理具有诸多特点。

1.1 工程区域环境特点

大型跨海桥隧工程所在区域气候多变，易受台风、暴雨及雷电等天气影响；海上通航环境复杂，航路多且交叉，船舶流量大。

1.2 工程建设期特点

1)工程规模大、施工周期长、施工船机众多[4]。

(1) 大型跨海桥隧工程规模大，内容包括海中桥梁、离岸人工岛、海底隧道及配套临时工程等，技术难度大、施工周期长。

(2) 施工船机(包括打桩船、浮吊船、耙吸船、抓斗船、起重船、搅拌船、整平船、货船和沙石运输船等)众多。

(3) 海上施工作业点及施工建设单位多，施工范围广，施工船组流动性强。

(4) 海上施工人员众多，施工后勤保障(包括交通、通信、供水、供电和饮食等)难度大，交通船、供水船、油船和菜船等航行频繁。

2)海事监管难度大、任务重。

(1) 在大型跨海桥隧工程建设期间，海上施工涉及到的桥梁承台、桥梁墩身、箱梁和沉管隧道管节等大型构件运输的次数多，运输难度大。

(2) 沙石运输船、驳船等辅助船进出施工区域频繁。

(3) 涉及航道转换、封航及临时航道设置、开通等工作，管理难度大，水上交通组织工作量大。

(4) 工程区域气候条件恶劣，灾害性天气频发，众多船机需要防台、避台，涉及原有锚地的使用及新建锚地的选划，防台管理难度大、任务重。

(5) 工程在地域上往往跨越多个海事管理机构管辖的水域，管理协调难度大。

1.3 工程运营期特点

大型跨海桥隧工程建成后，通航条件受到限制，水流条件也发生一定变化。在工程运营期间，需要对桥隧水域的水流、风和雾等自然环境因素进行监测；对工程附近水域的水上和水下活动(包括船舶锚泊、采砂、航道疏浚、挖砂、采矿、抛泥、捕捞和养殖等)进行严格限制；对工程维护期间的水上施工作业进行通航维护和管理。

为保障船舶通航安全和桥隧工程安全，需制定和调整工程附近水域的通航安全管理规定；利用船舶交通管理系统(Vessel Traffic System, VTS)及管道闭路电视系统(Closed Circuit Television Inspection, CCTV)等监控系统对桥隧水域交通情况进行24 h不间断监控；对船撞桥风险进行持续管控；对桥上和水上应急事件进行联动管理。

2 通航安全风险分析

2.1 通航环境因素

从系统理论的角度分析，通航环境可看作由自然环境、水域环境、水上交通环境和管理状况组成的体系，其中：自然环境主要包括风、浪、流和能见度；水域环境主要包括航道的水深条件、航道宽度、航道弯曲度和水中构筑物及碍航物等；水上交通环境主要包括船舶流量大小、助航标志、VTS管理和交通法规等；管理状况主要包括海事监管机构设置、船舶适航管理、船员适任管理、通航秩序和通航环境维护等。

2.2 建设期通航安全风险

2.2.1 大型跨海桥隧工程建设期施工通航安全风险

大型跨海桥隧工程建设期施工通航安全风险[5]主要集中在以下9个方面。

(1) 施工船舶船况不良、关键导航及助航设施配置不齐全、船员不熟悉施工水域环境和船舶管理不严格等原因导致船舶搁浅、火灾、碰撞及翻沉等风险。

(2) 由于供油船和工作驳板的气瓶、气焊及气割作业管理不到位，存在火灾、爆炸的风险。

(3) 由于施工船舶频繁移动，存在发生相互碰撞、翻沉等风险。

(4) 由于大型设备的运输作业(包括桩基础运输、桥梁大型构件运输及大型沉管运输等)，存在施工船舶搁浅、碰撞及大型构件掉入水中的风险。

(5) 施工船舶在主要航道附近施工时，存在与过往船舶碰撞的风险。

(6) 施工船舶在主要航道附近施工时，受大型施工船航行波的影响存在翻沉的风险。

(7) 由于违章施工，存在搁浅、火灾、碰撞和翻沉等风险。

(8) 施工船受大风、雾、雷雨等极端天气影响，存在碰撞、翻沉等风险。

(9) 其他施工通航安全风险。

2.2.2 大型跨海桥隧工程建设期公共通航安全风险[5]

大型跨海桥隧工程建设期公共通航安全风险主要集中在以下8个方面。

(1) 由于施工区域警示标志及警戒船等设置不齐全、不合理，导致过往船舶误入施工区域，存在碰撞、翻沉等风险。

(2) 由于桥梁桩基础、试桩平台、桥墩及箱梁等水中构筑物警示标志不齐全、不合理，导致过往船舶存在碰撞水中构筑甚至翻沉的风险。

(3) 桥梁施工区域临时航道(路)频繁调整及相关航路图和航行通告发布不到位等导致过往船舶未能及时适应新设航道(路)，误入施工区域，存在碰撞、翻沉等风险。

(4) 由于过往船舶失控误入施工区域，存在碰撞、翻沉等风险。

(5) 由于施工船舶在航道(路)附近搁浅、翻沉及重大构建落入航道(路)，存在影响过往船舶航行等风险。

(6) 由于施工船舶在施工区域外违规锚泊，存在碰撞、翻沉等风险。

(7) 由于施工船舶未按规定锚泊及未正确悬挂号灯，存在碰撞、翻沉等风险。

(8) 其他公共通航安全风险。

2.3 大型跨海桥隧工程建成后通航安全风险

运营(维护)期通航安全风险主要包括以下7个方面。

(1) 由于过往船舶未能适应新的通航环境而误入非通航区域，存在碰撞桥墩、箱梁的风险。

(2) 由于附近锚泊船走锚，存在搁浅和碰撞桥墩、箱梁的风险。

(3) 由于过往船舶非法穿越非通航区域，存在碰撞桥墩、箱梁的风险。

(4) 由于过往船舶在桥梁区域违章追越、对遇，存在碰撞、翻沉的风险。

(5) 由于船舶污染物泄露或船舶碰撞，存在桥梁结构不稳定等风险。

(6) 由于桥上构件、桥面上车辆及污染物等落入海中，过往船舶存在火灾、爆炸及翻沉等风险。

(7) 其他通航安全风险。

3 全寿命周期内通航安全管理工作

大型跨海桥隧工程涉及面广、参与部门多，主要分为海事管理部门、项目建设单位(业主)及施工单位等。参与各方在全寿命周期内按照法律法规[6-8]要求履行通航安全管理职责。

在全寿命周期内，通航安全管理工作可分为工程立项阶段、工程勘察设计阶段、工程施工阶段(含招标阶段)和工程运营(维护)阶段等4个阶段，即。按照工作内容，其还可分为海事行政许可，项目“三同时”工程实施主要包括航标工程、船舶交通管理系统(Vessel Traffic System, VTS)补充工程、海事基地建设工程及海事监管设施设备等，施工现场水上水下活动通航安全管控，桥区水域通航安全管控及通航应急管理等。在不同阶段，各单位需开展的工作有所不同。建设期及运营(维护)期的通航安全管理工作与参与各方的关系见图1。各阶段的通航安全管理主要工作内容如下。

3.1 工程立项阶段主要工作

该阶段主要涉及到海事管理部门、项目建设单位(业主)和科研单位，需开展的主要工作包括：通航安全影响论证；桥梁通航净空尺度和技术要求论证；港口生产、锚地使用等专项影响论证。

3.2 工程勘察设计阶段主要工作

该阶段主要涉及到海事管理部门、项目建设单位(业主)、科研单位和勘察外业施工单位，需开展的主要工作包括：根据通航安全影响论证等专题研究的成果和意见，开展通航安全评估研究、大桥桥区导航及助航设施和安全监管设施的设计、施工及运营期VTS研究(通航安全保障研究)等工作；制定通航安全监督管理顶层方案等纲领性文件，以指导后续现场通航安全监管等工作；建立安全生产管理体系及通航安全管理系统，包含船舶自动识别系统(Automatic Identification System, AIS)，等工作；审批勘察外业许可，对勘察外业施工船舶进行签证管理和安检管理；发布航行通(警)告及航标动态、现场巡航与监管、安排现场警戒船、调整航路及转换航道、实施运泥船动态管理和船舶动态预警管理等。

图1 建设期及运营(维护)期的通航安全管理工作与参与各方的关系

3.3 工程施工阶段(含招标阶段)主要工作

该阶段主要涉及到海事管理部门、项目建设单位(业主)、科研单位、监理单位和施工单位，需开展的主要工作包括：明确项目招标文件中通航安全管理要求；审批分项工程水上、水下活动施工方案(包含桥梁土建施工、隧道施工、人工岛施工和大型构件拖带等)并发放许可证，对现场通航安全进行监督与管理，对施工船舶实施签证管理和安检管理；发布航行通(警)告、航标动态等；实施现场巡航与监管、运泥船动态管理及船舶动态预警管理等；实施航路调整及航道转换、桥梁及隧道大型构件运输和通航安全管理等工作；开展施工船舶防台等应急管理工作；开展通航安全管理宣传与宣贯，通航安全知识培训、教育等工作；实施导航及助航工程、锚地工程等工作；开展通航安全管理协调工作，明确海事部门与业主等相关方的管理责任和工作分工；开展施工期船舶航路规划及通航管理、施工船防台规划管理等工作；协调各方开展通航安全保障相关方案编制、专题研究等工作。

3.4 工程运营(维护)阶段主要工作

该阶段主要涉及到海事管理部门、项目运营(维护)单位和科研单位等，需开展的主要工作包括：工程运营前的通航安全核查；发布桥梁净空尺度、桥区水域附近临时锚泊区等通航安全相关信息；发布相关通航安全管理规定、办法；做好桥隧工程桥区水域的通航管控工作；做好配套导助航设施的维护管理工作；建立通航安全协调机制和应急管理机制，做好相关协调和应急工作。

4 通航安全管理架构

通航安全管理工作内容繁多，涉及到海事管理部门、工程建设单位(业主)和施工单位等，因此必须建立一个良好的通航安全管理架构，形成系统的通航安全管理体系。

在工程建设与营运的过程中，各方以通航安全管理目标为导向，建立包括“组织机构管理”、“制度保障管理”、“培训教育管理”、“技术咨询管理”、“监督与检查管理”和“应急管理”等六位一体的管理架构，落实通航安全主体责任和通航安全保障措施。在每个模块管理中都遵循“戴明循环”控制理论，按照“计划-执行-检查与评估-提升与改进”(Plan-Do-Check-Action, PDCA)的思路运行[9]，实现闭环管理，必将实现管理效能的持续提升。通航安全管理架构示意见图2。

图2 通航安全管理架构示意

5 大型跨海桥隧工程通航安全管理对策

以管理目标为导向，提出以下通航安全管理实施对策。

1)高度重视通航安全管理顶层设计工作，系统、深入地研究各阶段的管理需求，形成一套贯穿始终、前后衔接的管理体系。大型跨海桥隧工程通航安全管理关注度高，管理目标贯穿于整个建设期和运营(维护)期。在不同阶段，通航安全管控的内容和重点有所不同，实施的主体有所不同，实施各项工作所需付出的代价也不相同。因此，要做好通航安全管控工作，需实施顶层设计，制定纲领性指导文件，并配合操作性文件形成一套系统的管理体系。

2)构建责任明确、行动高效的组织管理架构，确保在全寿命周期内通航安全管理工作相关单位能协调顺畅、有条不紊地开展工作。大型跨海桥隧工程通航安全管理工作涉及到海事、渔政、海洋和建设单位等相关部门，只有各部门相互沟通、密切配合，才能达到保障通航安全的目的。

3)对于在通航安全管理工作中工作量大、专业性强且需贯穿于大型跨海桥隧工程各个阶段的海事部门或单位，应指定专门机构或专人负责通航安全管理工作。

4)对于大型跨海桥隧工程通航安全管理工作中的棘手问题和热点问题，应进行专题研究并形成切实可行的措施。例如：目前对海事管理部门与项目建设单位(业主)之间的工作内容和费用划分并没有明确的规定，在费用来源及使用方面还存在模糊地带，为避免模糊地带最后成为安全管理的盲区，要做好通航安全管理工作，对这些难点问题进行专题研究并制定切实可行的措施；关于桥梁段，尤其是非通航孔区域防船撞工作，各单位对责任的划分和工作量投入的认识还存在较大差异，考虑到运营(维护)期桥梁防船撞工作不仅重要且持续时间长，需对桥梁防船撞工作进行深入研究，从管理手段、工程措施、预警和应急等方面提出各方都能接受且行之有效的办法。

6 结 语

结合大型跨海桥隧工程的特点，分析桥隧工程通航安全风险和全寿命周期内通航安全管理工作内容，提出以通航安全管理目标为导向的六位一体的通航安全管理架构和相应的安全管理对策。若要有效地解决桥隧水域通航安全难题，需海事部门、建设单位和施工单位等各方各司其责、通力合作，只有如此才能确保在工程建设期人员与船舶零伤害、零事故和船舶交通安全、高效、通畅，实现运营(维护)期工程安全及相关水域通航秩序良好的目标。

[1] 邢长利.港珠澳大桥水上交通安全监管模式探讨[J].铁道建筑，2014(7)：15-18.

[2] 隋国友，韩延胜.浅析桥区通航问题及安全保障措施[J].水运工程(理论版)，2006，4(8)：18-19.

[3] 张黎光，薛建军.苏通长江大桥桥区水域通航安全风险与海事管理对策[J].交通信息与安全，2010：33-35.

[4] 段国钦，苏权科，周伟. 特大型跨海桥隧工程营运服务水平评价指标体系研究[J].公路交通科技，2011,28(5):141-145.

[5] 港珠澳大桥主体工程初步设计阶段通航管理评估报告[R].武汉：武汉理工大学，2010.

[6] 人民代表大会常务委员会. 《中华人民共和国安全生产法》[M].北京：法律出版社，2014.

[7] 交通运输部.中华人民共和国水上水下活动通航安全管理规定[S].2011.

[8] 戴厚兴，杨善利，卢剑松，等.《中华人民共和国水上水下活动通航安全管理规定》释义[M].大连：大连海事大学出版社，2011.

[9] 段国钦.大型交通建设项目管理信息集成理论与应用研究[D].北京：北京工业大学，2011.

[10] 上海船舶运输研究所.港珠澳大桥主体工程初步设计阶段航标、助航设施及安全管理研究报告[R].上海：上海船舶运输科学研究所，2010.

[11] 中国安全生产协会注册安全工程师工作委员会.安全生产管理知识[M].北京：中国大白科全书出版社，2011：187-189.

Cross-Sea Bridge and Tunnel Construction——The Risk to Maritime Traffic Safety and its Management

CHENWei
(Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Authority，Zhuhai 519015, China)

Construction sites of a Large cross-sea bridge or tunnel are often located in navigable waters of economically developed regions. Because of the large scale, long construction period, complex process, and involvement of mass marine equipment and personnel, such projects substantially increase the risks associated with the navigation in the area. Therefore, a cross-sea bridge/tunnel project will draw close attention of society. This paper analyzes the navigation safety risks during the construction and operation periods of large cross-sea bridges/tunnels and the safety management countermeasures. The scope and the organization of the Navigation safety management during the whole life cycle of the project are proposed.

navigation safety risk； cross-sea bridge/tunnel project； navigation condition

2016-06-29

陈 伟(1984—)，男，湖北武汉人，硕士，主要从事交通运输工程研究。

1674-5949(2016)04-0026-07

U698

A