基于事故树的明桥面换枕安全风险分析

马红运

（中国铁路昆明局集团有限公司 广通工电段，助理工程师，云南 禄丰 651200）

0 引言

钢梁明桥面换枕施工，工序复杂，施工面狭窄且所需人员较多，直接关系到行车和人身安全，必须确保安全施工。所以在施工前进行安全风险分析显得尤为重要，对于明桥面换枕施工引发的安全事故主要针对人身安全和行车安全两方面展开风险研判，找寻直接或间接引发安全事故的风险项点，进行科学、合理的分析，然后针对危险程度较大的因素制定相应的防治措施加以控制与消除，有效科学地确保钢梁明桥面换枕施工安全。

1 安全风险点分析

以下所罗列的事故风险点主要是由人的不安全行为或者物的不安全状态引起的，从海因里希事故因果连锁理论［1］来看，这都是事故发生前可控的环节，只需切断该环节的发展，就能阻止事故的发生，从而消除伤害。

1.1 人身安全分析

对于钢梁明桥面换枕施工所引发的人身安全事故［2］，主要从物体打击、车辆伤害、高处坠落几种类型来进行人身安全风险分析。

（1）明桥面换枕施工中存在造成物体打击伤害的风险点主要有：①搬运枕木时，枕木码固不牢掉落砸伤、压伤施工人员；②更换枕木时，施工人员发力不一致或者动作不协调，造成枕木脱手压伤、碰伤；③使用起道机起道完毕，落轨时人体未撤出轨底范围内，造成压伤、打伤；④使用电动机具时，施工人员违反操作规程或者机具状态不良，引发机具伤人事故。

（2）明桥面换枕施工中存在造成车辆伤害的风险点主要是：明桥面防护系统失效，来车时人员无法及时下道避让，造成列车伤人事故。

（3）明桥面换枕施工中存在造成高处坠落的风险点主要是：桥上施工时，人员未系挂安全带或安全带未系牢、失效，施工人员踩空、踩滑，造成人员高空坠落伤亡事故。

1.2 行车安全分析

对于钢梁明桥面换枕施工所引发的行车安全事故，主要从列车脱轨、列车碰撞机具两个类型来进行行车安全风险分析。

（1）引发列车脱轨的风险点主要有：①换枕完毕后，恢复线路时，未将轨距调整至标准范围内，对于钢梁明桥面基本轨与护轨的间距应为220mm，允许误差为±10mm［3］，如不在该规定的标准范围内，列车在通过时，很容易引发脱轨事故；②更换桥枕施工前需用起道机进行起道，更换完毕后撤除起道机，在轨道下落后，未将轨道恢复平顺［4］；③轨面上有障碍物，列车运行时与之发生碰撞，车体发生失稳，导致列车脱轨。而这一风险的存在主要是由防护系统失效加之材料机具未撤出钢轨范围内产生的。

（2）造成列车碰撞机具事故的风险点主要有：①防护系统失效加之材料机具未撤出钢轨范围内造成轨面范围内有机具遗留，引发列车碰撞机具事故；②防护系统失效，来车时，材料机具未撤出机车运行限界外，造成列车碰撞机具事故。

2 安全风险定性分析

采用事故树的方法对上述引发明桥面换枕施工安全事故的因素展开安全分析。

2.1 事故树分析方法简介

事故树分析（ATA）也称故障树分析（FTA）。它是从一个可能发生的事故（顶事件）开始，自上而下、一层一层地寻找导致顶事件发生的直接原因事件和间接原因事件，直到基本原因事件（基本事件），并用逻辑符号把这些事件之间的逻辑关系表达出来［5］。

2.2 事故树的编制

以安全事故的发生作为顶事件，针对明桥面更换桥枕施工的各个风险项点利用事故树的方法进行定性分析，对风险项点逐个定性危险程度，从而找寻最优的防范控制措施。

2.2.1 事故树影响因素事件及符号上述所分析的影响顶事件（明桥面换枕施工引发安全事故）发生的因素事件及符号，见表1。

表1 影响因素事件及符号

2.2.2 绘制事故树 根据所分析出来的影响因素事件，确定出了13个基本事件，绘制出的事故树如图1所示。

图1 明桥面换枕安全风险分析事故树

2.3 事故树安全分析

2.3.1 求解最小割集 根据布尔代数规则，利用图1 所建的事故树，顶事件T 以交集的形式表示，所建事故树的顶事件表达式为：

通过布尔代数求解得到11个最小割集，即：

{X1}；{X2}；{X3}；{X4}；{X5}；{X6X7}；{X8X9}；{X6X10}；{X11}；{X12}；{X6X13}。

2.3.2 事故树定性分析 事故树定性分析主要包括求解最小割集和基本事件的结构重要度分析，具体如下：

（1）最小割集：在所有基本事件组成的集合中，当一个集合中所有事件发生则引起顶事件发生时，称这个集合为割集。当一个割集中，任一基本事件不发生就不会引起顶事件发生时，称这样的割集为最小割集。最小割集越多，说明系统的危险性越大［6］。

（2）结构重要度：结构重要度是在不考虑各基本事件的发生概率下，仅从事故树的结构上分析其对顶事件发生的影响程度［7］。结构重要度分析有两种方法：①采用近似公式求解结构重要度系数；②利用最小割集直接判断重要度。前者精确，但繁琐；后者简单，但不够精确。

本文基于所求的最小割集，采用近似公式求解系数的方法对各基本事件的结构重要度进行判别。结构重要度系数计算近似公式如下：

式中：

I（j）—基本事件xj结构重要系数大小的近似判别值；xj∈ki—为基本事件xj属于最小割集ki；

nj—基本事件xj所在的最小割集中包含的基本事件个数。

各基本事件结构重要系数求解如下：

根据所求结果，可对各基本事件的结构重要度排序如下：

通过各基本事件的结构重要度对比可得知，防护系统失效这一风险因素对引发明桥面换枕施工安全事故的影响最大；其次，运枕时枕木码固不牢掉落、换枕时人员发力不一致、落轨时人体未撤出轨底、人员误操作、机具状态不良、轨距未调整合适、起落道后未将轨道调平顺等因素也是引发明桥面换枕施工安全事故的重要因素。

3 安全防范措施

通过事故树的定性分析，可得知明桥面换枕施工发生安全事故受防护系统失效因素的影响最大，针对主要影响因素以及上述各因素制定了以下相应的防范措施。

（1）加强防护系统建立，完善防护机制，强化防护管理工作。加强开展防护人员理论培训，采用新型高强信号的防护对讲机，并结合生产调度监控中心联防联控，切实落实“人防、物防、技防”的三防管控体系。通过标准化、规范化的防护管理体系来消除防护失效风险。

（2）加强施工现场管控，在运送枕木前，认真检查码固状态，及时消除枕木掉落伤人风险；起、落轨道前确认无人身安全风险后再进行；每次施工结束，准备开通线路前，加强对限界内机料具以及人员下道情况进行检查，确认无侵限情况后再通知驻站防护员可以开通线路，保障列车安全运行。

（3）充分做好施工前的准备工作，加强检查施工人员的安全劳动保护用品佩戴情况，严禁穿易溜滑的鞋子，并且进行明确分工，责任落实到个人，消除引发人身安全事故的客观因素。

（4）严格落实施工标准，抽换枕木时，同时发力、动作协调，避免枕木脱手伤人；换枕完毕恢复线路时，严格把控标准，达不到列车放行条件，严禁开通线路。

（5）加强施工人员安全培训教育，严抓施工安全规程的落实，消除人员误操作风险；并且使用机具前，认真检查机具状态，严禁使用“带病”机具。从源头上消除人的不安全行为和机具的不安全状态两大风险因素，切断多米诺骨牌倒塌链，从中间切断安全事故的发生。

4 结束语

根据建立明桥面换枕施工引发安全事故的事故树模型，采取定性分析的方法对各个风险项点进行分析，得出13个风险因素对明桥面换枕施工发生安全事故的不同影响程度，其中，防护系统失效因素影响程度最大。通过安全风险分析，可以针对这些影响因素，制定相应的安全防范措施，从源头上消除风险，有力地保障明桥面换枕施工安全实施。