許德西
摘 要:安全生產(chǎn)關系到廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全,是社會穩(wěn)定和諧發(fā)展的一個重要因素,隨著近年來橋梁施工項目的增多,橋梁施工安全備受施工企業(yè)與民眾的關注。文章在研究了橋梁施工風險的特點、橋梁施工常見風險事故的基礎上,提出了以模糊綜合評價的方法對橋梁施工進行風險評估。模糊綜合評價方法是一種十分有價值的數(shù)學算法,將其運用到橋梁施工風險評估方面具有十分現(xiàn)實可行的意義。
關鍵詞:模糊綜合評價;橋梁施工;風險評估
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)23-0152-02
隨著橋梁工程的迅速發(fā)展,我國的橋梁施工項目也越來越多。橋梁施工項目相對于一般的施工項目,它的建設涉及更多的技術要求、安全要求和管理要求??梢哉f,橋梁的施工是一項復雜的系統(tǒng)化工程,在整個橋梁施工的過程中,施工安全和風險規(guī)避是非常重要的一項工作。施工的風險存在于整個施工過程,比如結(jié)構(gòu)的損害、人員的傷害及傷亡等,主要分為自然因素和人為因素。全面地、深入地識別風險,對重點的、具有代表性的風險因素進行評估可以有效地降低風險產(chǎn)生的概率。
1 橋梁施工階段風險的特點
風險是指可能發(fā)生的對有機體產(chǎn)生損失或者損害的事件。對橋梁施工而言,風險是指會影響施工正常進行的不確定的事件。風險的產(chǎn)生會導致整個施工項目的失控,比如,人員傷害事件、質(zhì)量問題、工期拖延、計劃變更等等。這些風險事件不僅可能會導致施工企業(yè)經(jīng)濟損失,甚至可能會導致整個施工項目的失敗。橋梁施工的風險特點可以總結(jié)為以下幾點。
1.1 基礎施工風險的難預測性
橋梁的基礎施工會受到施工地點的地質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境的影響。然而,這些環(huán)境有時候并不十分明了,也具有一定的復雜性。有時候,水文環(huán)境的突變可能會徹底改變施工方案。橋梁基礎是在橋梁施工中占據(jù)極其重要的部分,它的質(zhì)量情況可能會影響整個橋梁施工的成敗,以及施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。
1.2 施工階段的風險因素具有相關性
橋梁的施工涉及多個工序,各個工序相互銜接。任一工序的風險會直接影響下一工序的開展和成效。同時,風險的產(chǎn)生還會直接影響很多相關風險指標的評價。因此,橋梁施工的風險評價需要確立風險因素的相關性。
1.3 結(jié)構(gòu)施工的風險具有一定的規(guī)律性
結(jié)構(gòu)的施工具有較大的難度,并且工序復雜。但是,結(jié)構(gòu)施工由于多年的經(jīng)驗積累已經(jīng)具有非常完善的相對固定的施工流程,這使得結(jié)構(gòu)施工的風險具有一定的規(guī)律性,正確認識這些規(guī)律可以較好地防范結(jié)構(gòu)施工的風險。
1.4 風險概率的估算困難
橋梁施工的風險事件難以通過重復的類似事件來估計概率,因此其風險概率具有不確定性?;谶@種情況,在評估橋梁施工的風險概率時,有時候也會采用定性的方式,不過定量評估仍是很多施工單位追求的評估方式。
1.5 施工過程的風險管理收益明顯
我國在橋梁施工的風險管理方面還處于初級階段,施工單位的管理人員專業(yè)素質(zhì)相對低下,施工管理相對經(jīng)驗不足,因此,投入一定的管理成本極大地控制施工風險,施工管理的發(fā)展空間很大,相對收益會十分明顯。
2 橋梁施工常見的風險事故
橋梁施工的風險一般可以分為兩大類,即自然風險和人為風險,自然風險包括一些極端天氣和自然災害,比如極度酷熱、寒冷、暴血天氣和地震、海嘯、泥石流、洪水等。人為因素包括橋梁設計的錯誤,員工疏忽和違規(guī)操作等。
2.1 橋梁主體結(jié)構(gòu)建筑風險
橋梁的主體結(jié)構(gòu)工程也稱為基礎工程,包括地基和基礎,這兩點是橋梁結(jié)構(gòu)的核心,主體結(jié)構(gòu)風險的事故包括位置偏移,地基不均勻沉降,地基的滲透破壞、地基的滑動等等。
2.2 混凝土結(jié)構(gòu)風險
混凝土結(jié)構(gòu)包括鋼筋混凝土和預應力混凝土結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu)的強度不夠、結(jié)構(gòu)錯位、混凝土裂縫和混凝土空洞、混凝土原材料質(zhì)量不佳、施工工藝不正確、預應力存在問題等等。
2.3 臨時設施的風險
臨時設施包括腳手架、施工作業(yè)平臺設施、施工掛籃、橋梁施工便道和其他設備。這些設備存在的潛在問題都會給橋梁施工帶來風險。統(tǒng)計表明,腳手架導致的建筑安全事故在全部事故中占有相當大的比例。風險事故如腳手架塌落、腳手架的部件墜落等。施工平臺也是風險源的一部分,施工平臺不穩(wěn)定可能會導致非常嚴重的后果。同樣的情況還包括施工便道、施工掛籃等。
2.4 其他結(jié)構(gòu)風險
其他結(jié)構(gòu)風險包括鋼結(jié)構(gòu)的風險、砌石工程的風險和橋拉索、橋吊桿等的風險。鋼結(jié)構(gòu)風險一般有焊接質(zhì)量的問題、結(jié)構(gòu)變形、接口松動、斷裂等。砌石工程一般包括所用石料存在問題,砂漿質(zhì)量不合格,砌筑的工藝或方法不嚴格規(guī)范等。橋拉索、橋吊桿的問題一般包括施工工藝導致的拉索腐蝕、拉索質(zhì)量問題,接口問題等。這些都會給橋梁的日后運作帶來風險。
2.5 意外風險
橋梁施工的意外風險包括高空墜落,火災事故,機械設備損傷事故和環(huán)境污染事故。施工現(xiàn)場操作人員的高空墜落會導致施工人員傷亡,給社會和家庭帶來難以挽回的悲痛,現(xiàn)場火災更是非常嚴重的風險事故,機械設備的損傷包括設備損壞,人身傷害如卷入、觸電等。環(huán)境污染是近年來非常重視的一個事故源,一般是施工過程中產(chǎn)生的廢棄物隨意丟棄、有害氣體隨意排放所導致。
3 基于模糊綜合評價的施工風險評估
模糊算法是近年來非常受推崇的一種數(shù)學算法。由于生活中很多事物具有模糊性,不能完全用是或者否來進行回答。因此推出模糊集的概念。模糊集就是將所有具有模糊概念描述的屬性對象歸為同一集合。將這種算法用于橋梁施工風險的評估具有十分可行的意義,因為橋梁施工的風險源很多,風險源的界定存在一定的模糊性,在風險的評估方面,很難用絕對的答案來回答。假設集合U代表模糊綜合評判的因素所組成的集合,集合V代表評價結(jié)果所組成的集合,給定模糊矩陣K進行模糊變換。參照下式:
XοK=Y,yi=xj×kij;
其中,ο運算符號為模糊合成運算,可以采用小中取大的運算,也可以進行簡單的矩陣乘運算,X的取值需要考慮U中各個因素的相對權(quán)重,而K值的選取可以通過統(tǒng)計的方法獲得。
在這些需要考慮的全部因素中,并不是每個因素的影響力是相同的,因此需要對不同的影響因素進行分級考慮和綜合評判,我們可以采用模糊層次的分析方法來進行,對各個層次的風險因素確定一個合理的風險系數(shù),從而確定風險的級別程度,在橋梁施工中,風險事態(tài)包括了上文分析的種種,將這些因素綜合起來,就可以得到風險評估的結(jié)論。
根據(jù)上文的分析,以鉆孔樁成孔成樁為例,將所有風險事件列為8類進行分析,分別是1:樁位偏移;2:塌孔;3:斜孔;4:縮徑、擴徑;5:斷樁;6:混凝土不密實、離析、混凝土有空洞;7:鋼筋籠上浮、露筋;8:封底失敗、埋管、卡管、堵管。將風險源分為7類,分別是1:測量儀器;2:設備;3:自然因素;4:材料;5:地質(zhì)環(huán)境;6:工藝操作失誤;7:人員操作失誤。
上述8個風險事件可以分別用Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8來表示,在該層次下又包括了諸多的指標層因素,分別用X1~ X7來表示,從而建立成孔成樁質(zhì)量風險層次模型,由于上述因素對風險的影響程度不同,因此依據(jù)各個指標的重要程度確定相應的權(quán)重,我們分別記為A的矩陣,分別表示為X對Y的權(quán)重系數(shù)Ai=(axi,ayi)。最后,確定風險評語為8個等級,依照危險程度劃分為V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8,其中V1為最高危險,V8為最低危險。
在層次分析法的基礎上確定風險因素的層次隸屬關系后,再建立相應的集合,包括:建立風險事件,即評價對象集合。在此為上述的8種風險事件;建立風險源集合,即評價因素集合。在此為上述的7種風險源;建立評價結(jié)語集合,即對每個風險事件給予的評語,在此為上述的8個級別。
依照上述方法,再依照模糊集理論算法就可以對橋梁施工的風險進行評估。
4 結(jié) 語
本文對橋梁施工風險的特點和常見的風險事故進行了分析,提出以模糊綜合評價的方法對橋梁施工風險進行評估,實驗計算證明,利用該方法進行風險評估具有一定的可行性和準確性。也證明施工企業(yè)在收入一定的風險管理人力與物力之后,可以極大地控制風險發(fā)生的概率。
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