徐佳昕,游波,2*,施式亮,劉何清,張陽旗

(1.湖南科技大學(xué) 資源環(huán)境與安全工程學(xué)院,湖南 湘潭 411201;2.煤礦安全開采技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 湘潭 411201)

風(fēng)險(xiǎn)分析起源并發(fā)展于美國,后逐漸在歐美等發(fā)達(dá)國家中得到廣泛運(yùn)用,國外發(fā)達(dá)國家極其重視對風(fēng)險(xiǎn)的分析與管理,相繼制定了《風(fēng)險(xiǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),使得風(fēng)險(xiǎn)管理得到了進(jìn)一步發(fā)展.21世紀(jì)初在CIB(國際建筑和建設(shè)創(chuàng)新研究委員會)會議中就全面系統(tǒng)地研究了工程風(fēng)險(xiǎn)評估法,闡述了風(fēng)險(xiǎn)分析的重要性.Milan Holicky[1]基于社會和經(jīng)濟(jì)后果對比的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)化的概率方法,為公路隧道安全措施的合理決策提供有價(jià)值的背景信息,采用貝葉斯網(wǎng)格并輔以決策節(jié)點(diǎn)和效用節(jié)點(diǎn)評估備選隧道方案的總體效果,為風(fēng)險(xiǎn)分析和優(yōu)化提供了一個(gè)有效的工具.Dongjin Kim[2]等通過確定14個(gè)對橋梁造成破壞的一般風(fēng)險(xiǎn)因素,制定了基于風(fēng)險(xiǎn)的維修優(yōu)先排序方法,并通過文獻(xiàn)回顧和專家咨詢確定了風(fēng)險(xiǎn)因素的評估標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)重,提出了一種通用的基于風(fēng)險(xiǎn)的排序模型,該模型可與常規(guī)方法相結(jié)合,用于更合理的橋梁養(yǎng)護(hù)優(yōu)先排序.盡管風(fēng)險(xiǎn)分析與管理在各發(fā)達(dá)國家得到重視與發(fā)展,但風(fēng)險(xiǎn)分析在橋梁施工工程中發(fā)展并不完善,目前尚處于研究的初始階段,還沒有形成一套完整的分析體系[3-5].而我國在風(fēng)險(xiǎn)管理方面的研究與應(yīng)用相較于歐美等發(fā)達(dá)國家起步較晚,2001年才開始橋梁風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的研究,且研究水平相對于發(fā)達(dá)國家較低,體系相對不夠完善,也沒有得到廣泛的運(yùn)用,還需得到相應(yīng)的補(bǔ)充和完善[6,7].本文將針對橋梁施工過程存在的風(fēng)險(xiǎn)源,使用層次分析法進(jìn)行分析,從而為橋梁施工工程提供參考.

1 研究背景及意義

隨著我國交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展,橋梁工程也逐漸增加.但橋梁施工過程中,工程結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜、建筑規(guī)模較大、工期較長并且還含有許多不確定因素,不僅降低了橋梁施工的安全性,還嚴(yán)重影響橋梁施工的順利進(jìn)行.在世界科技水平不斷飛躍的過程中,我國的道路橋梁施工工藝質(zhì)量也有了極大的提高,這一工程的成長大大提升了人們的出行質(zhì)量,同時(shí)也將我國的經(jīng)濟(jì)水平提升到一個(gè)飛速發(fā)展的階段.盡管國內(nèi)外很多學(xué)者在這一領(lǐng)域做出了不少成就,但道路橋梁施工在風(fēng)險(xiǎn)管理方面依然存在理念落后、水平不一等無法否認(rèn)的安全問題[8-10].尤其是最近這幾年里,在道路橋梁施工建設(shè)飛速發(fā)展的過程中,我國發(fā)生了幾回嚴(yán)重的施工安全質(zhì)量事故,給國家和人們的生命財(cái)產(chǎn)以及安全健康造成了巨大的威脅,同時(shí)引起了十分低劣的社會影響[11].因此,為了提升橋梁施工的安全水平,降低橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)率,保障工人的生命安全與健康,減少生命財(cái)產(chǎn)損失,提高生產(chǎn)經(jīng)營單位的經(jīng)濟(jì)利益,實(shí)現(xiàn)安全投資效益最優(yōu)化,必須根據(jù)事故情況對橋梁施工進(jìn)行研究.

2 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)源識別

風(fēng)險(xiǎn)是對組織危險(xiǎn)程度的客觀性衡量,是系統(tǒng)可能形成事故和事故發(fā)生以后造成結(jié)果的組合體.風(fēng)險(xiǎn)源是造成橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)事故的來源,所以,對橋梁施工事故的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行分析、整理與評估在橋梁施工事故預(yù)防方面具有十分重要的意義[12].在橋梁施工中,風(fēng)險(xiǎn)表示的是妨礙施工正常進(jìn)行的不確定事件,貫穿于整個(gè)項(xiàng)目施工的各個(gè)階段,它不僅會使工程事故率上升,還可能給項(xiàng)目帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失[13].不管哪一個(gè)系統(tǒng)在各種各樣的情形下,是不存在百分之百的安全或者危險(xiǎn).風(fēng)險(xiǎn)也可以理解為對損失形成的不能確定的表現(xiàn).

根據(jù)對橋梁實(shí)際施工作業(yè)程序,結(jié)合《橋梁工程事故對照表》和《企業(yè)職工傷亡事故分類》(GB-6441),分析得出橋梁施工過程存在的風(fēng)險(xiǎn)源,如表1所示.

表1 橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)源識別

3 橋梁事故風(fēng)險(xiǎn)評估

根據(jù)對橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)源的辨識結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)安全事故復(fù)雜多樣,導(dǎo)致橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)事故的原因也十分復(fù)雜,本文將導(dǎo)致橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)事故的原因分為人的不安全行為、機(jī)械或物的不安全狀態(tài)、不良的作業(yè)環(huán)境以及管理缺陷四大方面,并參考其他學(xué)者對層次分析法的研究與運(yùn)用方法,采用層次分析法對橋梁事故風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分層評估[14].

橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評估步驟:

1)建立橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評估層次結(jié)構(gòu)模型;

2)構(gòu)造出各層次中的所有比較矩陣,并利用兩兩比較法得出單個(gè)影響因素的權(quán)重;

3)對各影響因素的權(quán)重進(jìn)行排序,并給出安全措施建議.

層次分析法是一種系統(tǒng)性的研究方法,在分析過程中每一層評價(jià)因素權(quán)重值的設(shè)置均會對最后的結(jié)果造成相關(guān)的影響,且不同層次不同的評價(jià)因素對評價(jià)結(jié)果的影響是量化的,清楚明確,評價(jià)過程中不需要大量的定量數(shù)據(jù)信息,計(jì)算簡單易行,結(jié)果明確.層次分析法將評價(jià)因素劃分為3個(gè)層級,并結(jié)合定性和定量的分析方法對風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析評價(jià),通過層次分析法分析,可以找出導(dǎo)致橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)事故的因素,并根據(jù)各因素之間的隸屬關(guān)系依次進(jìn)行排列,得出橋梁風(fēng)險(xiǎn)評估層次分析圖如圖1所示.

圖1 橋梁風(fēng)險(xiǎn)評估層次分析

3.1 準(zhǔn)則層各影響因素對目標(biāo)層橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)事故的重要程度

根據(jù)建立的層次分析模型,請經(jīng)驗(yàn)豐富的專家人員用兩兩比較的方法對各風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行比較評分,求出準(zhǔn)則層中人的不安全行為、機(jī)械或物的不安全狀態(tài)、不良的作業(yè)環(huán)境和管理缺陷相對應(yīng)目標(biāo)層—橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)事故的重要程度,并構(gòu)造出其判斷矩陣如表2所示[15].

表2 C-C判斷矩陣

用方根法分別計(jì)算出準(zhǔn)則層人、物、環(huán)、管這4個(gè)評價(jià)因素的權(quán)重向量近似值w′分別為

w′1=1.125;w′2=0.707;w′3=0.330;w′4=3.867.

對以上計(jì)算出的各評價(jià)因素的權(quán)重近似向量值w′i進(jìn)行歸一化處理得

3.2 指標(biāo)層各因素相對于準(zhǔn)則層的重要程度

根據(jù)準(zhǔn)則層各評價(jià)因素權(quán)重向量的計(jì)算方法,通過兩兩比較,得出指標(biāo)層各因素對準(zhǔn)則層的相對重要程度計(jì)算結(jié)果見表3～表6.

表3 C1-P判斷矩陣

根據(jù)矩陣C1-P用MATLAB編程計(jì)算得λmax=4.097 3,CI=0.032 4,RI=0.04<0.1,滿足要求.P1～P4所占的權(quán)重向量為w=(0.18,0.18,0.07,0.57).

表4 C2-P判斷矩陣

根據(jù)矩陣C2-P用MATLAB編程計(jì)算得λmax=5.056 7,CI=0.014 2,RI=0.01<0.1,滿足要求.P5～P9所占的權(quán)重向量為w=(0.11,0.19,0.19,0.07,0.46).

表5 C3-P判斷矩陣

根據(jù)矩陣C3-P用MATLAB編程計(jì)算得λmax=6.494 9,CI=0.099,RI=0.08<0.1,滿足要求.P10～P15所占的權(quán)重向量為w=(0.07,0.23,0.18,0.08,0.41,0.04).

表6 C4-P判斷矩陣

根據(jù)矩陣C4-P用MATLAB編程計(jì)算得λmax=7.341 3,CI=0.056 9,RI=0.04<0.1,滿足要求.P16～P22所占的權(quán)重向量為w=(0.05,0.09,0.09,0.33,0.18,0.05,0.22).

3.3 各影響因素權(quán)重比例排序

1)人的不安全行為對橋梁施工安全事故影響的權(quán)重為

0.18×(0.18,0.18,0.07,0.57)=(0.032,0.032,0.013,0.103)

2)機(jī)械或物的不安全狀態(tài)對橋梁施工安全事故影響的權(quán)重為

0.18×(0.11,0.19,0.19,0.07,0.46)=(0.020,0.034,0.034,0.013,0.083)

3)不良的作業(yè)環(huán)境對橋梁施工安全事故影響的權(quán)重為

0.07×(0.07,0.23,0.18,0.08,0.41,0.04)=(0.005,0.016,0.013,0.006,0.029,0.003)

4)管理缺陷對橋梁施工安全事故影響的權(quán)重為

0.57×(0.05,0.09,0.09,0.33,0.18,0.05,0.22)=(0.029,0.051,0.051,0.188,0.103,0.029,0.125)

綜上所述,根據(jù)計(jì)算出的各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重大小排出各因素與橋梁施工安全事故影響相關(guān)程度的排序,結(jié)果見表7.

表7 橋梁施工安全事故影響因素權(quán)重排序

3.4 安全措施

由以上分析可知,影響橋梁施工安全事故的因素有很多,且各自所占的權(quán)重各不相同,根據(jù)評價(jià)分析的結(jié)果可知,管理缺陷對橋梁施工影響程度最大,是導(dǎo)致橋梁施工安全事故最主要的原因,其中對工人的安全教育與培訓(xùn)落實(shí)情況、隱患排查與治理情況以及安全措施的實(shí)施情況對橋梁施工安全有重大的影響.因此,為實(shí)現(xiàn)橋梁施工工程安全順利進(jìn)行,首先是要加強(qiáng)橋梁施工過程中的安全管理工作,尤其是要加強(qiáng)對工人的安全教育與培訓(xùn),提高工人的作業(yè)能力、安全知識、安全技能以及作業(yè)人員的責(zé)任心.同時(shí)要建立健全的安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu),完善安全生產(chǎn)責(zé)任制,切實(shí)做好橋梁施工過程的隱患排查與治理工作,認(rèn)真落實(shí)“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針.

4 結(jié)論

1)管理缺陷是導(dǎo)致橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)事故的最主要原因,可為橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)識別體系的建立提供參考.

2)針對分析出的影響橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)因素排序,提出了在橋梁施工過程中,要加大施工安全管理的力度,建立完善的安全生產(chǎn)責(zé)任制度,認(rèn)真做好事故隱患排查與治理相關(guān)工作,認(rèn)真落實(shí)工人的安全生產(chǎn)教育與培訓(xùn)工作等安全措施,能有效保障橋梁施工安全進(jìn)行.