珠江三角洲水资源配置工程数字化安全管理

邹 哲 芦庆恭 曾 东

(广东粤海珠三角有限公司，广东 广州 510000)

近20年来，大型水利工程安全管理信息化建设广泛应用于各项工程[1]，如王刚等提出了盾构隧道全寿命周期数据模型及数字化搭建运用[2]。在安全风险管控方面，龚远平等以白鹤滩水电站为例，在建设单位为主导，参建单位主动参与的管理模式下，使用反馈分析并持续改进的方法，建立了运行高效的大型水电工程双重预防机制[3]。江新等构建了工程项目群风险管理系统[4]，刘帅等基于模糊神经网络对水电施工安全隐患进行评估[5]。刘皓对水电工程项目分包管理风险提出了强化总承包单位责任、督促分包单位自律、监理单位实施监督、业主单位落实协调、实施信息化管控等应对措施[6]。2021年1月27日—2月25日安全生产法修正案公开征求意见，2020年10月10日工业和信息化部和应急管理部印发《“工业互联网+安全生产”行动计划(2021—2023年)》，提出构建基于工业互联网的安全感知、监测、预警、处置及评估体系，标志着我国在逐渐完善安全管理体系的规范化、法制化、数字化。

本文结合珠江三角洲水资源配置工程的建设需求，通过分析水利工程施工安全标准化体系、相关事故案例等，构建以风险管控为核心的“战略、体系、文化、绩效”四维动力模型，结合地理信息技术与计算机技术，建立基于风险的数字化安全管理平台，实现实时监控、动态管理、隐患排查等功能，为大型引调水工程的安全建设提供一个合理的解决方案。

1 工程概况

珠江三角洲水资源配置工程是172项节水供水重大水利工程之一。工程总布置见图1。工程输水线路总长113.2km，主体由一条干线、两条分干线、三座泵站、四座调蓄水库组成，是世界上流量最大的长距离有压全封闭深埋地下输水工程。工程地处广东省，建设总工期60个月，现阶段涉及16个标段、7家监理单位、10家施工单位。工程以深基坑工作井为节点，以深埋隧道为节点间的连接通道，形成输水通道。隧道埋深为40～60m，全程共穿越高铁4处、地铁8处、公路12处、江海16处，工程设计、建设、运营面临诸多世界级难题。

图1 珠江三角洲水资源配置工程总布置示意图

珠江三角洲水资源配置工程建设过程中深井施工起重吊装工序多，部分交通洞、工作井开挖使用爆破工艺，长距离盾构、TBM、钻爆法施工，地质条件复杂，高水压衬砌结构施工难度较大，涉及坍塌、高处坠落、起重伤害、机械伤害、淹溺、爆炸、中毒、窒息、触电等事故风险。

2 数字化安全管理模型

本文在现有数字化安全管理研究的基础上，结合徐卫东的量化安全管理理论[7]，以风险管控为核心，从安全战略目标出发，以科学、系统、量化的手段对安全管理体系进行规划设计，建立系统的流程、标准，利用数字化的技术和手段，统计安全管理数据、分析安全管理的现状，为安全管理决策提供依据。由此可以建立由战略管理(Value-based，基于价值)、体系管理(System-based，基于管理体系)、文化管理(People-based，以人为本)、绩效管理(Data-based，基于数据)构成的改进的四维动力模型，见图2，各部分详细内容见图3。开工前期根据历史数据及报告进行主要风险领域与重大风险因素的识别，通过明确的管理目标、权责清晰的组织、标准规范的体系建设、深入人心的安全文化管理、定量化的绩效动态管理四者相互促进、相互影响，实现目标与指标的即时化、全员化、可视化、精益化。下面以珠江三角洲水资源配置工程为例详细介绍四大模块主要内容及其运行特征。

图2 以风险为核心的四维动力模型

2.1 战略管理

战略管理[8]是项目法人通过分析与制定安全战略目标、评价与选择管理工具、实施与控制管理成效，实现工程安全战略目标动态管理的过程。项目法人组织工程各参建单位技术人员、专家组及第三方安全技术服务机构分析工程建设全生命周期面临的主要风险，制定工程安全的战略目标，并结合SWOT分析结果，编制和实施工程的安全战略规划和行动计划，履行安全承诺并持续改进安全绩效，实现安全建设目标。战略管理的主要内容见表1，分为“动机与起因、战略分析、战略规划、战略管理”四大要素及对应的10个子要素。

表1 公司安全战略管理四大要素

珠江三角洲水资源配置工程项目参考2009—2017年147起事故，详细分析同类型建筑施工事故案例，结合ISO31001、ISO31000手册，水利工程建设安全生产管理规定等水利建筑施工相关标准规范，根据本工程各施工阶段的施工工艺类型，得到主要风险领域与重大风险因素(见图3)，主要分为安全治理、人因因素、现场施工管理、环境与沿线建筑设施4个一级要素，21个二级要素。使用波士顿矩阵对各风险进行等级划分，得到危大工程、危险性作业、设备设施、水文与工程地质、恶劣天气、沿线建筑设施为高风险因素。基于风险分析评估现状，编制了工程5年安全战略规划，并确定了年度阶段安全目标(2019安全治理年、2020安全达标年、2021—2023安全提升年)，制定了4大安全提升战略措施，分别为：ⓐ完善安全治理框架；ⓑ规范人因因素管理;ⓒ加强现场施工安全管理;ⓓ控制环境与沿线建筑设施带来的风险。

2.2 体系管理

体系是水利工程建设安全管理的基础和依据。建立系统的安全管理体系，确定安全管理的权责矩阵、流程，明确工作标准与方案等，实施清晰简明的管理流程，可以有效提高安全管理的效率。根据风险分析梳理的结果，结合全面质量管理理论4M1E[9]，将风险因素归为“人-机-法-料-环”五大类(见图3)。本工程结合《企业安全生产标准化基本规范》《水利安全生产标准化通用规则》等国家、行业标准规范及地方、项目法人管理要求，确定了工程安全管理体系，并将体系要求落实到34项相应制度、流程、标准、程序与操作指南中。2020年安全生产标准化管理体系全面实施，每年定期对体系落实情况进行回顾，持续完善。

图3 工程安全管理模型

为保障安全管理体系的有效实施及全生命周期安全风险管控，根据“管业务必须管安全”的要求，项目法人赋予各级管理人员清晰的安全责任与权限，规范全体人员的行为，形成系统的安全管理机制。根据工程安全管理组织架构图(见图4)，工程项目法人受水利部及相关政府机构和上级公司的监督，如《水利工程建设项目法人管理指导意见》中对法人职责权力的界定划分，同时对设计单位、监理单位、施工单位等参建单位开展安全监督管理，通过引入第三方安全技术服务、设计咨询、保险等多个中介服务机构，对工程实施了全生命周期风险管控。

2.3 文化管理

文化管理与体系管理相辅相成，形成安全管理战略机制，共同推动安全战略和政策落实，促进安全绩效的提升。文化管理是一个长期的过程，是一种重要有效的安全管理技术[10]，主要包括员工可接受且遵守的，具备工程特色的理念、作风、态度及行为规范。根据水利施工阶段风险点、安全战略目标及体系管理情况，珠江三角洲水资源配置工程项目安全文化的核心理念是“安全第一，追求卓越”；工程秉承着“安全生产是坚守红线和严守法律法规的需要、是企业生存和可持续发展的需要、更是个人和其家庭美好生活的需要”的安全需要；以“所有的事故都是可以预防的、所有的伤害都是可以避免的、所有的违章都是可以杜绝的”为安全信念；以“全员参与、全程管控、全信息化”为安全原则；规定了“天天讲、日日查、月月检、季季比、年年评”的五个定期工作。这些安全理念精准概括了工程安全管理的基本要求，融汇在项目法人编制的各项制度中，打造自上而下的安全文化氛围(见图4)。通过安全生产月活动、安全知识竞赛、隐患排查、场景式应急演练、安全微视频大赛、安全小黑屋、安全体验等活动，在日常活动中对人员的思维模式和行为习惯产生潜移默化的影响，达到巩固人员安全风险意识，不断提高工程全体参建人员抵御安全风险的内驱力、安全技能等安全素质的作用。

图4 安全管理组织架构及全生命周期安全风险管控

2.4 绩效管理

安全绩效管理是整个模型的结果与动力源，根据风险管控情况的评估结果，对四维模型各部分内容进行合理有效改进。绩效管理内容包括安全目标的制定与管理计划、绩效辅导沟通、绩效考核评估、绩效结果应用、绩效目标提升等持续改进工作。具体的方法是针对各类考核内容与类别，设计数字模型，设定考核的数字化指标和工具。珠江三角洲水资源配置工程项目采用打分考核进行绩效管理，安全绩效作为单独考核系数参与总绩效计算[总绩效=安全得分(%)×其他得分(%)]，考核的核心是排名，因此安全具有一票否决权。安全绩效考核主要应用在施工阶段，以施工阶段为例分为季度评分、月度评分、日评分等。季度评分于每年3月、6月、9月、12月开展，项目法人组织各中介咨询服务单位根据图4绩效指标进行打分。第二季度基础分数以第一季度得分为基准，在二季度期间，任何参建单位都有权对任何施工单位隐患进行扣分，并下发整改通知单；接收单位需及时整改，整改完成后通知参建单位审核闭合，审核通过后，将加上所扣得分，形成得分的动态变化，其余季度变化情况类似。评分后形成相应排名，排名末次位单位将被通报、扣除绩效、约谈集团公司相关领导，严重者不再具备相应施工资格，以此督促施工单位项目负责人重视安全管理、提高安全意识，促使其通过预先风险分类、管控、隐患整改等，最终促进整个复杂系统良性运转。

2.5 数字化安全管理平台

珠江三角洲水资源配置工程项目法人按照安全战略、安全管理体系要求，根据安全管理体系规定的业务模块及绩效管理检查的评定指标和动态管理方法，结合正在使用的工程数字门户、PMIS(项目管理信息系统，Project Management Information System)、BIM+GIS、质量检测、标段数字工地等，建立了物联网数字化安全管理平台(见图5)。定期定量对安全绩效各指标进行监测和衡量，结果及时公示在信息系统上。对于异常数据，及时组织相关专家进行分析，并鼓励员工积极参与安全管理持续改进。根据相关意见建议，从体系制度甚至战略上进行完善，通过各类安全活动、宣传将安全管理要求落地，营造和谐的安全文化氛围，为解决大型引调水工程现状安全管理强度大、施工准备不足、部门间协作性与联系性较弱、信息滞后、施工保障不足、安全监管效率低等问题提供有效解决方案。数字化安全管理平台的核心模块为安全目标、组织管理、风险管控、现场管理、安全教育、隐患排查、应急管理、安全考核模块。图6为重大危险源清单及相应管控措施、2020年4季度珠江三角洲水资源配置工程各施工单位的季度考核得分情况及2021年2月2日实时安全指数，80分为考核线，低于80分的A4、B2、D2标段系统将提出预警，并且对于逾期未整改隐患也将提出警示。

图5 珠江三角洲水资源配置工程数字大屏/安全监测系统/隐患统计与数据分析

图6 施工单位重大危险源、季度考核得分与实时安全指数及整改情况

2.6 应用效果

珠江三角洲水资源配置工程在改进的四维动力模型推动及数字化安全管理平台工具运用下，在安全标准化建设方面，工程项目法人取得中国水利企业协会的安全生产标准化一级达标认证。法人单位也获得2020年广东省委省政府“文明单位”荣誉称号，其试验段项目获评省级文明工地称号。开工至2020年12月未发生较大及以上安全生产责任事故，实现安全生产 570天。

3 结 语

本文根据量化安全理论，构建了以风险为核心，融合战略管理、体系管理、文化管理、绩效管理四大模块的数字化安全管理四维动力模型，应用于珠江三角洲水资源配置工程项目。并结合现代信息技术与安全技术、珠江三角洲水资源配置工程搭建数字化安全管理平台。数字化安全管理平台实现了安全管理的可视化、数据化、智慧化，使得安全管理更加科学、高效、直观，为安全决策提供科学依据，在监控、预测、预报、预防安全方面具有重要意义，为大型引调水工程数字化、智能化的风险管控提供一个科学的解决思路。