基于模糊綜合評價(jià)的橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評估方法

許德西

摘 要：安全生產(chǎn)關(guān)系到廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，是社會穩(wěn)定和諧發(fā)展的一個(gè)重要因素，隨著近年來橋梁施工項(xiàng)目的增多，橋梁施工安全備受施工企業(yè)與民眾的關(guān)注。文章在研究了橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)、橋梁施工常見風(fēng)險(xiǎn)事故的基礎(chǔ)上，提出了以模糊綜合評價(jià)的方法對橋梁施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。模糊綜合評價(jià)方法是一種十分有價(jià)值的數(shù)學(xué)算法，將其運(yùn)用到橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)評估方面具有十分現(xiàn)實(shí)可行的意義。

關(guān)鍵詞：模糊綜合評價(jià)；橋梁施工；風(fēng)險(xiǎn)評估

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)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(xiàng)目也越來越多。橋梁施工項(xiàng)目相對于一般的施工項(xiàng)目，它的建設(shè)涉及更多的技術(shù)要求、安全要求和管理要求?？梢哉f，橋梁的施工是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)化工程，在整個(gè)橋梁施工的過程中，施工安全和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避是非常重要的一項(xiàng)工作。施工的風(fēng)險(xiǎn)存在于整個(gè)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(fēng)險(xiǎn)，對重點(diǎn)的、具有代表性的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行評估可以有效地降低風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的概率。

1 橋梁施工階段風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)

風(fēng)險(xiǎn)是指可能發(fā)生的對有機(jī)體產(chǎn)生損失或者損害的事件。對橋梁施工而言，風(fēng)險(xiǎn)是指會影響施工正常進(jìn)行的不確定的事件。風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生會導(dǎo)致整個(gè)施工項(xiàng)目的失控，比如，人員傷害事件、質(zhì)量問題、工期拖延、計(jì)劃變更等等。這些風(fēng)險(xiǎn)事件不僅可能會導(dǎo)致施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，甚至可能會導(dǎo)致整個(gè)施工項(xiàng)目的失敗。橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。

1.1 基礎(chǔ)施工風(fēng)險(xiǎn)的難預(yù)測性

橋梁的基礎(chǔ)施工會受到施工地點(diǎn)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(shí)候并不十分明了，也具有一定的復(fù)雜性。有時(shí)候，水文環(huán)境的突變可能會徹底改變施工方案。橋梁基礎(chǔ)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(gè)橋梁施工的成敗，以及施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 施工階段的風(fēng)險(xiǎn)因素具有相關(guān)性

橋梁的施工涉及多個(gè)工序，各個(gè)工序相互銜接。任一工序的風(fēng)險(xiǎn)會直接影響下一工序的開展和成效。同時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生還會直接影響很多相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的評價(jià)。因此，橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)需要確立風(fēng)險(xiǎn)因素的相關(guān)性。

1.3 結(jié)構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)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(fù)雜。但是，結(jié)構(gòu)施工由于多年的經(jīng)驗(yàn)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(fēng)險(xiǎn)具有一定的規(guī)律性，正確認(rèn)識這些規(guī)律可以較好地防范結(jié)構(gòu)施工的風(fēng)險(xiǎn)。

1.4 風(fēng)險(xiǎn)概率的估算困難

橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)事件難以通過重復(fù)的類似事件來估計(jì)概率，因此其風(fēng)險(xiǎn)概率具有不確定性?；谶@種情況，在評估橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)概率時(shí)，有時(shí)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(fēng)險(xiǎn)管理收益明顯

我國在橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)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(yàn)不足，因此，投入一定的管理成本極大地控制施工風(fēng)險(xiǎn)，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(fēng)險(xiǎn)事故

橋梁施工的風(fēng)險(xiǎn)一般可以分為兩大類，即自然風(fēng)險(xiǎn)和人為風(fēng)險(xiǎn)，自然風(fēng)險(xiǎn)包括一些極端天氣和自然災(zāi)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(shè)計(jì)的錯(cuò)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(fēng)險(xiǎn)

橋梁的主體結(jié)構(gòu)工程也稱為基礎(chǔ)工程，包括地基和基礎(chǔ)，這兩點(diǎn)是橋梁結(jié)構(gòu)的核心，主體結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)等等。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)

混凝土結(jié)構(gòu)包括鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不夠、結(jié)構(gòu)錯(cuò)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(yù)應(yīng)力存在問題等等。

2.3 臨時(shí)設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)

臨時(shí)設(shè)施包括腳手架、施工作業(yè)平臺設(shè)施、施工掛籃、橋梁施工便道和其他設(shè)備。這些設(shè)備存在的潛在問題都會給橋梁施工帶來風(fēng)險(xiǎn)。統(tǒng)計(jì)表明，腳手架導(dǎo)致的建筑安全事故在全部事故中占有相當(dāng)大的比例。風(fēng)險(xiǎn)事故如腳手架塌落、腳手架的部件墜落等。施工平臺也是風(fēng)險(xiǎn)源的一部分，施工平臺不穩(wěn)定可能會導(dǎo)致非常嚴(yán)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(fēng)險(xiǎn)

其他結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)包括鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)、砌石工程的風(fēng)險(xiǎn)和橋拉索、橋吊桿等的風(fēng)險(xiǎn)。鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)一般有焊接質(zhì)量的問題、結(jié)構(gòu)變形、接口松動(dòng)、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(yán)格規(guī)范等。橋拉索、橋吊桿的問題一般包括施工工藝導(dǎo)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(yùn)作帶來風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 意外風(fēng)險(xiǎn)

橋梁施工的意外風(fēng)險(xiǎn)包括高空墜落，火災(zāi)事故，機(jī)械設(shè)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(dǎo)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(zāi)更是非常嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)事故，機(jī)械設(shè)備的損傷包括設(shè)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(gè)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(dǎo)致。

3 基于模糊綜合評價(jià)的施工風(fēng)險(xiǎn)評估

模糊算法是近年來非常受推崇的一種數(shù)學(xué)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(jìn)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(fēng)險(xiǎn)的評估具有十分可行的意義，因?yàn)闃蛄菏┕さ娘L(fēng)險(xiǎn)源很多，風(fēng)險(xiǎn)源的界定存在一定的模糊性，在風(fēng)險(xiǎn)的評估方面，很難用絕對的答案來回答。假設(shè)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(jià)結(jié)果所組成的集合，給定模糊矩陣K進(jìn)行模糊變換。參照下式：

XοK=Y，yi=xj×kij；

其中，ο運(yùn)算符號為模糊合成運(yùn)算，可以采用小中取大的運(yùn)算，也可以進(jìn)行簡單的矩陣乘運(yùn)算，X的取值需要考慮U中各個(gè)因素的相對權(quán)重，而K值的選取可以通過統(tǒng)計(jì)的方法獲得。

在這些需要考慮的全部因素中，并不是每個(gè)因素的影響力是相同的，因此需要對不同的影響因素進(jìn)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(jìn)行，對各個(gè)層次的風(fēng)險(xiǎn)因素確定一個(gè)合理的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，從而確定風(fēng)險(xiǎn)的級別程度，在橋梁施工中，風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)事件列為8類進(jìn)行分析，分別是1：樁位偏移；2：塌孔；3：斜孔；4：縮徑、擴(kuò)徑；5：斷樁；6：混凝土不密實(shí)、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(fēng)險(xiǎn)源分為7類，分別是1：測量儀器；2：設(shè)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(gè)風(fēng)險(xiǎn)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(biāo)層因素，分別用X1～ X7來表示，從而建立成孔成樁質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)層次模型，由于上述因素對風(fēng)險(xiǎn)的影響程度不同，因此依據(jù)各個(gè)指標(biāo)的重要程度確定相應(yīng)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(fēng)險(xiǎn)評語為8個(gè)等級，依照危險(xiǎn)程度劃分為V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8，其中V1為最高危險(xiǎn)，V8為最低危險(xiǎn)。

在層次分析法的基礎(chǔ)上確定風(fēng)險(xiǎn)因素的層次隸屬關(guān)系后，再建立相應(yīng)的集合，包括：建立風(fēng)險(xiǎn)事件，即評價(jià)對象集合。在此為上述的8種風(fēng)險(xiǎn)事件；建立風(fēng)險(xiǎn)源集合，即評價(jià)因素集合。在此為上述的7種風(fēng)險(xiǎn)源；建立評價(jià)結(jié)語集合，即對每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事件給予的評語，在此為上述的8個(gè)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(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。

4 結(jié) 語

本文對橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)和常見的風(fēng)險(xiǎn)事故進(jìn)行了分析，提出以模糊綜合評價(jià)的方法對橋梁施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，實(shí)驗(yàn)計(jì)算證明，利用該方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估具有一定的可行性和準(zhǔn)確性。也證明施工企業(yè)在收入一定的風(fēng)險(xiǎn)管理人力與物力之后，可以極大地控制風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。

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