PHA－LEC评价法在炸礁施工中的应用

□ 朱良才 陈虹宇

水下钻孔爆破在航道疏浚、码头基槽开挖及港池疏浚施工中的应用越来越广泛，如果施工过程中发生意外，将会造成严重的安全事故，因此，爆破所产生的巨大冲击波对周边环境、水下构筑物及船舶的影响引起人们的高度重视。笔者采用作业条件危险性评价法（LEC）结合宁波舟山港岱山港区鱼山作业区航道工程炸礁施工工艺流程及对周围环境影响因素，定量计算划分预先危险性分析（PHA）的危险等级，为水下炸礁爆破施工危险等级划分与重要危险源管控提供依据。

一、PHA－LEC评价法

PHA－LEC评价法首先利用PHA分析发生事故原因及条件，预测事故后果，再采用LEC对其危险性定量计算得出各工序发生的危险等级，从而提出有效的安全管理措施。通过PHA－LEC安全评价法分析各事件的潜在危险因素，确定危险等级，提出整改措施，有助于提升企业安全管理的水平。

1.PHA

PHA是在进行某项工程活动之前，对系统出现的危险类别、条件及事故可能造成的后果进行概略分析，其目的是发现系统的潜在危险，确定其危险性等级，提出相应的防范措施，避免采用不安全路线造成安全事故。

2.LEC

LEC是由KF金尼和KJ格雷厄姆提出的一种危险性评价，可以对作业环境中的潜在危险进行半定量评价与分级。其采用与系统风险有关的3种因素指标值的乘积来评价操作人员伤亡风险大小。可参考规范《水利水电工程施工重大危险源辨识及评价导则》（DL/T 5274-2012），对L、E、C进行赋值，计算D值（D＝L×E×C），根据D值大小判断事件的危险等级。

二、PHA－LEC评价法在炸礁施工中的应用

1.工程背景及危险因素分析

宁波舟山港岱山港区鱼山作业区航道工程进港主航道龟山航门航道段在秀山大桥西侧存在1处礁石（网仓礁，1#礁石），在峙中山南侧存在1处礁石（2#礁石）。为满足本工程南部作业区航道炸礁区按10万吨级航道通航要求，需对2处礁石进行炸礁处理，全部清除至设计底高程－17.5米，炸礁边坡为1∶1，炸礁工程量2.16万立方米。该工程两处礁石基本处于航道范围内，具体位置如图1所示。

图1 工程位置图

（1）水下爆破炸礁施工工艺流程危险因素分析。水下爆破炸礁施工工艺流程包括定位、钻孔、装药、堵孔、移船、起爆等6个主要工序。

各工序危险因素分析如下：①定位。施工前，炸礁船定位采用RTK－GPS定位系统，通过电脑显示器可直观地显示定位情况，钻爆船锚缆长500米，锚缆直径43毫米，前后各两个锚抛成八字形，船只移动通过绞锚完成。施工现场实际观测流速在9节以上，水深、流急、浪大，可能出现平台失稳、走锚、船舶打转等情况。②钻孔。钻爆船定位后，钻机在轨道上移动选取孔位，根据水流情况下放套管，放至水底后钻机进行位置调整，钻头在套管内旋转冲击钻孔。钻孔过程中可能出现机械伤害，卡钻，高处坠落等。③装药。每钻完一个孔后提起钻杆，在孔内装入药柱和起爆器材，确保装药质量。可能出现装药堵塞，雷管变质、破损，电爆网路故障，工人操作失误等。④堵孔。水深大于6米的可不需堵塞；水深大于3米小于6米时，堵塞长度取0.5～1.0米；水深小于3米时，孔口堵塞长度取1.5～2.0米。工人操作失误可能出现堵塞长度不足的情况。⑤移船。装药堵孔完毕后，将钻爆平台移至150米外，爆破施工前发出爆破信号。可能出现移船距离不足、走锚等情况。⑥起爆。该工程部分岩层较薄，孔深在10米以下，每个孔内安排两枚雷管即可满足条件，孔深超过10米的船位就要每孔装3枚雷管。每个船位完成后，将各段号的雷管连接在2枚180米引爆雷管，用起爆枪击发导爆管雷管进行起爆。可能出现网路漏接、损坏、药包防水层破坏、拒爆等。

（2）炸礁施工对周边环境的影响。1#炸礁区网仓礁部分礁盘位于龟山航门航道，2#炸礁区礁盘位于灌门航道，水上施工作业在施工过程中，施工船本身与抛锚均需占据航道面宽，导致航道通航面宽降低，间接增加了航道内的通航流量，可能导致过往船舶与施工船舶碰撞、沉没，造成人员伤亡事故。尤其是位于龟门航道的1#炸礁区，该航道上有多条客运线路，经过1#炸礁区的客运船舶达24艘次/日，炸礁船锚泊、定位、移船、起爆等多个作业环节，均可能会对过往船舶造成影响。

1#炸礁区距离在建秀山大桥最近处仅有380米，炸礁施工可能会对秀山大桥建筑物本身造成不利影响。秀山大桥南侧引桥的施工由中交二航局主要承建，其在进行水下墩台切割作业时，将有水下潜水作业。根据相关规范规定，钻孔爆破装药量为50～200千克时，潜水作业的安全允许距离为900米，而该工程最近作业点距秀山大桥南侧引桥仅为380米左右，如果潜水作业和起爆作业同时进行，将会造成人员伤亡事故。

中交二公局承建秀山大桥主桥的施工，二公局施工船舶较多，其航行、抛锚均会对该工程的施工造成影响。该工程炸礁船移位、起爆等也可能对二公局施工船舶形成干扰。另外，二公局在秀山大桥西侧敷设有一条临时施工电缆，该工程炸礁船抛锚不当可能会对二公局临时施工电缆造成破坏。

2.PHA－LEC评价法对炸礁施工的危险性分析

PHA－LEC评价法融合了PHA初始风险定性分析与LEC危险性定量分级的优势，二者相互补充共同构建了一套完整的危险性评价方法。首先，通过PHA法确定系统的危险有害因素，触发事件以及事故后果；然后，利用LEC法根据事故发生的可能性、暴露于危险环境的频率程度以及发生事故后的危险严重度定量计算危险性等级；最后，对危险等级提出有针对性的整改措施。采用PHA-LEC评价法结合该工程炸礁施工实际情况进行危险性分析见表1所列。

表1 炸礁施工预先危险性分析

（1）因素A1分析。A1：移船定位。B1：平台定位不稳；走锚。C1：1#炸礁区水深、流急、浪大，现场实际观测流速在9节以上。D1：作业平台失稳、打转。

（2）因素A2分析。A2：开机钻孔。B2：作业平台环境杂乱；机械伤害；卡钻。C2：工作场所环境不清洁、工具物品未集中分类摆放；钻机等机械安全防护设施不规范，工人登高作业更换钻杆和套筒未系安全带；钻孔套筒泄露孔遇到较大碎石可能卡钻。D1：工人滑倒磕碰；人员意外伤害，坠落跌伤；套筒损坏、施工效率降低。

（3）因素A3分析。A3：装药堵孔。B3：早爆；起爆器材损坏。C3：雷管变质、破损，电爆网路故障；工人装药过程操作不当，将导爆管拉细变长，或水流流速过大将导爆管冲走；堵塞长度不足。D3：火灾、爆炸事故、人员伤亡。

（4）因素A4分析。A4：移船联网起爆。B4：移船距离不足，走锚。C4：人员疏忽导致网路漏接，网路线沉入水中，水流流速过大将网路扯断；装药方法不当，炸药和起爆器材变质，药包防水层破坏，起爆网路断路；拒爆。D4：人员伤亡或财产损失。

（5）因素A5分析。A5：恶劣天气。B5：暴雨、大风、迷雾天气下作业。C5：水上施工人员能见度降低，施工干扰大，潮流急走锚。D5：人员伤亡，爆炸事故。

（6）因素A6分析。A6：航道内施工。B6：客船航经警戒范围时起爆。C6：爆炸冲击波对客船造成影响。D6：碰撞、沉船、爆炸事故、人员伤亡。

（7）因素A7分析。A7：交叉作业。B7：炸礁施工水域附近有桥梁施工作业，水下潜水墩台切割作业，海底敷设电缆施工作业。C7：爆破震动效应对在建大桥桥墩影响，存在一定的交叉作业。D：施工干扰，人员伤亡。

（8）因素A8分析。A8：无关船舶闯入警戒区。B8：船舶意外闯入。C8：炸礁施工位于航道内，炸礁施工警戒区域警戒船只不够，警戒巡航疏忽。D：碰撞、沉船、爆炸事故、人员伤亡。

采用LEC法对表1所列潜在事故的L、E、C、D分别进行定量评分，得出其危险等级及其整改措施，见表2所列。

根据以上分析可知联网起爆、恶劣天气、航道范围内施工、交叉作业、无关船舶闯入警戒区的风险级别均判定为Ⅲ级，是重大危险源，必须采取有效措施进行控制。针对航道范围内施工，交叉作业两项重大危险源，由于施工干扰多，除采取表2中所述整改技术措施外，还需与相关单位沟通协调提前签订安全协议，明确各自安全责任，落实各项安全管理措施和应急联络机制，确保炸礁施工及各相关单位作业活动安全运行。

三、结语

水下钻孔爆破凭借良好的爆破效果和较高的施工效率，在水下工程应用中有着不可比拟的优势，但由于复杂的作业环境和严重的失事后果，开展系统全面的安全性分析，有着十分重要的意义。笔者从宁波舟山港岱山港区鱼山作业区航道工程炸礁施工工艺流程及对周围环境影响角度出发，采用PHA－LEC评价法对水下钻孔爆破施工过程中存在的危险因素进行辨识，定量划分其危险等级，并利用表格形式直观、深入、准确的表现出来。对特定条件下的重大危险源具体分析，提出对应的防范措施，有助于对炸礁施工存在的安全隐患进行有效控制，尽量减少人身伤害和财产损失，提高企业安全生产水平。

表2 水下钻孔爆破施工过程危险性分析