试论大跨度刚构桥施工阶段的风险管理分析

张 雷

(中铁十六局集团轨道公司，北京 101100)

我国公路交通“五纵七横”通道建设和五大跨海工程的启动，使得大跨度刚构桥的建设逐渐增多，修建规模也不断增大。刚构桥是一种桥跨结构与墩台整体相连的桥梁，其跨度受施工水平及材料工艺的影响，大跨度刚构桥在施工阶段也可能因施工或材料等因素出现施工风险问题，为保证施工安全，对大跨度刚构桥在施工阶段的风险管理尤为重要。

1 工程概况

本文以深圳前海合作区梦海前湾河桥(下文简称前湾河桥)为例，该工程位于深圳市梦海大道上，跨越前湾河水廊道，工程北接前湾四路，南接前湾河西街。前湾河桥的通航净空设计为18m×3.5m，同时，根据深圳市的规划要求，前湾河桥附近有两条城际隧道通过，在设计桥梁基础时，应为此两条隧道预留空间。前湾河桥的桥梁起点桩号为K0+182.39，终点桩号为K0+343.61，桥梁全长为161.22m，桥梁范围内全桥等宽为46.5m，采用计算跨径为155.5m的拱梁组合体系钢桥，钢梁总重为5 600t。

2 大跨度刚构桥施工风险层次模型的构建

在大跨度刚构桥施工阶段的风险管理中，由于施工风险存在不确定性，以人力难以完全预测施工过程中的各种风险问题。因此，可利用层次分析法构建大跨度刚构桥施工风险层次模型，以此分析其施工阶段的风险管理问题，进一步提高施工安全，保证施工进度[1]。层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是一种将与决策有关的元素分解成多个层次，并在此基础上进行定性和定量分析的决策方法；在大跨度刚构桥施工风险层次模型的构建中，需要根据施工阶段的施工工序，确定每个施工工序中的危险源，并通过对危险源的评价，给出危险源管理措施，以此建立施工风险层次模型[2]。

2.1 施工工序调查

首先对前湾河桥的桥梁结构及安装方法进行分析，并以此分析大跨度刚构桥的施工工序。前湾河桥包括主梁、外侧吊杆、钢架梁等结构，其中，桥梁的支撑体系共12段，包括各6段的圆钢支撑体系，桥梁最高点为23.382m，主拱分为13段。桥梁的部分结构需施工人员攀爬至顶部平台安装，为保证施工安全，平台设置硬质护栏隔离，使用软质钢丝绳隔离，同时，自下向上每隔3.6m设置一处防坠网，用以保护施工人员的高空作业安全[3]。

根据以上对前湾河桥的桥梁结构及安装方法的分析，参考道路工程施工定额的分类方法，将整个施工过程划分为多个施工工艺流程，并确定其施工工序。前湾河桥的施工工艺可初步划分为基础工程、临时支架工程、水上与高空作业等[4]。通过对施工工艺的分析，给出其所包含的施工工序，表1为重要施工工艺所包含的施工工序。

表1 重要施工工艺所包含的施工工序

2.2 危险源调查

危险源调查是调查和分析在施工过程中可能导致施工人员伤亡或施工物质财产损失，以及潜在的不安全因素的一种调查。危险源调查可以为施工风险管理工作提供参考，使工作人员通过对施工危险源的管理实现对施工风险的管理和控制。在前湾河桥工程施工过程中，采取拉尔斐法对施工过程中的危险源进行调查，危险源调查参考表1中的施工工序，根据不同的工序确定不同施工阶段中的危险源。拉尔斐法又称专家调查法，该调查法可根据某一主题和问题，通过征询有关专家和权威人士的意见和看法，从而获取到调查结果；利用拉尔斐法进行危险源调查的步骤如下：

(1)安排一名工作人员作为主持人来主持危险源调查工作，并建立专家小组；(2)根据本次工程的施工工序拟定调查提纲，并为专家小组提供工程建设的背景资料；(3)选择专家小组成员，成员选择应有代表性，所选的专家应了解此方面的知识，并具有较强的判断和洞察能力，一般专家小组成员以10人～50人为宜；(4)由主持人组织轮番向专家小组成员征询意见，一般需要经过三轮，第一轮提出问题，第二轮修改问题，第三轮进行最终的判定，在某些情况下，可根据实际需求增加征询意见的次数；(5)整理调查结果并给出调查报告。根据拉斐尔法，给出前湾河桥施工阶段钢围堰工程作业的施工风险因素统计示范，如表2所示。

表2 前湾河桥施工阶段钢围堰工程作业的施工风险因素统计

2.3 危险源评价

利用危险源评价可评价施工过程中某项施工内容或工序的危险性大小，前湾河桥工程的危险源评价采取LEC评价法。LEC评价法用于评价作业人员在具有潜在危险的作业中的危险和危害性，该评价法使用三种因素指标来评价危险性，分别是L(Likelihood，事故发生的可能性)、E(Exposure，人员暴露于危险环境中的频繁程度)、C(Consequence，一旦发生事故可能造成的后果)，通过给L、E、C确定的不同的分值，以三者的乘积D(Danger，危险性)来评价作业的危险性。在本次危险源评价中，除L、E、C三个指标外，还结合W(评分专家权重)指标，危险源评价的计算公式为：

D=W×L×E×C

(1)

W、L、E、C指标的分值判定标准可根据实际的工程情况进行确定，并利用公式(1)的计算确定工程中某一项目的危险等级。根据本文案例，本文工程的危险等级评估情况如下(D为危险值)：当320≤D，属极度危险，风险等级为5级；当160≤D<320，属高度危险，风险等级为4级；当70≤D<160，属较高危险，风险等级为3级；当20≤D<70，属一般危险，风险等级为2级；当D<20，基本无危险，风险等级为1级。

2.4 危险源管理

根据危险源评价，针对不同的危险源风险，应设置不同的危险源管理措施，危险源管理措施等级如下(D为危险值)：当320≤D，危险源管理措施等级为4级，采取措施为立即停止施工作业，直至控制住作业风险；当160≤D<320，危险源管理措施等级为3级，采取措施为以规避管理为主，控制管理为辅；当70≤D<160，危险源管理措施等级为2级，采取措施为“控制管理+规避管理”；当D<70，危险源管理措施等级为1级，采取措施为控制管理。

根据危险源管理措施等级，结合常见的危险源类型，以打桩船作业为例，给出危险源管理方案如下：危险源为登船时危险、设备上船危险，其危险源管理措施等级为1(2)级，管理措施为严格检查各设备的运行情况及使用情况，根据作业规范全程监督、检查；危险源为风浪导致的作业船上施工人员受伤、设备损坏，其危险源管理措施等级为3级，管理措施为恶劣天气应停止作业，保证甲板清洁无水迹，作业船的驾驶人员也应遵守作业管理制度，并由安全员全程监督；危险源为因个人原因(饮酒、头晕等)失足落水，其危险源管理措施等级为2级，管理措施为保证作业人员生理、心理状态处于正常状况，严禁作业前作业人员饮酒，安全员全程监督；危险源为水上作业过程中失足落水，其危险源管理措施等级为2级，管理措施为保证作业人员生理状态正常，要求其按要求和制度规范进行作业，保证防护措施到位，安全员全程监督；危险源为不遵守施工要求导致的爆炸、火灾等，其危险源管理措施等级为3(4)级，管理措施为作业各环节应严格遵循相关规定，非作业相关人员不得登船，作业过程中各类机械设备由专人负责管理，安全员全程监督。

2.5 施工风险层次管理体系的构建

通过以上对施工过程中危险源的分析，可建立施工风险层次管理体系模型，利用该模型，可根据不同的工程施工类型，补充相应的工艺流程、工序、危险源和管理措施信息，使其可提供针对该项工程的施工风险层次管理体系模型，并为工程施工阶段的风险管理提供帮助。在使用该层次模型的过程中，工作人员可对施工阶段的工艺流程进行划分，依据工艺流程中的各个工序，确定不同工序中的施工危险源，施工危险源的确定应根据危险源评价结果；同时，在施工时应以标记重点的工艺流程、危险源等加以重视，并重点进行管理和控制，从而避免在已知危险源的情况下造成的各种施工风险。

3 结 语

在大跨度刚构桥的建设中，受施工技术、材料质量等多方面因素影响，在施工过程中可能导致各种施工风险。为保证桥梁施工和工作人员的安全，应对大跨度刚构桥施工阶段的风险管理进行分析，根据本文的案例分析，通过对不同施工工序的危险源调查，主要的施工风险来源是设备事故、未遵守施工规范引发的事故等。基于此，对大跨度刚构桥的施工风险进行评价，给出风险管理措施，并建立施工风险层次管理体系，从而为大跨度刚构桥的施工风险管理提供参考，实现整个施工过程的风险管理。