PHA－LEC評(píng)價(jià)法在炸礁施工中的應(yīng)用

□ 朱良才 陳虹宇

水下鉆孔爆破在航道疏浚、碼頭基槽開挖及港池疏浚施工中的應(yīng)用越來越廣泛，如果施工過程中發(fā)生意外，將會(huì)造成嚴(yán)重的安全事故，因此，爆破所產(chǎn)生的巨大沖擊波對(duì)周邊環(huán)境、水下構(gòu)筑物及船舶的影響引起人們的高度重視。筆者采用作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法（LEC）結(jié)合寧波舟山港岱山港區(qū)魚山作業(yè)區(qū)航道工程炸礁施工工藝流程及對(duì)周圍環(huán)境影響因素，定量計(jì)算劃分預(yù)先危險(xiǎn)性分析（PHA）的危險(xiǎn)等級(jí)，為水下炸礁爆破施工危險(xiǎn)等級(jí)劃分與重要危險(xiǎn)源管控提供依據(jù)。

一、PHA－LEC評(píng)價(jià)法

PHA－LEC評(píng)價(jià)法首先利用PHA分析發(fā)生事故原因及條件，預(yù)測(cè)事故后果，再采用LEC對(duì)其危險(xiǎn)性定量計(jì)算得出各工序發(fā)生的危險(xiǎn)等級(jí)，從而提出有效的安全管理措施。通過PHA－LEC安全評(píng)價(jià)法分析各事件的潛在危險(xiǎn)因素，確定危險(xiǎn)等級(jí)，提出整改措施，有助于提升企業(yè)安全管理的水平。

1.PHA

PHA是在進(jìn)行某項(xiàng)工程活動(dòng)之前，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的危險(xiǎn)類別、條件及事故可能造成的后果進(jìn)行概略分析，其目的是發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的潛在危險(xiǎn)，確定其危險(xiǎn)性等級(jí)，提出相應(yīng)的防范措施，避免采用不安全路線造成安全事故。

2.LEC

LEC是由KF金尼和KJ格雷厄姆提出的一種危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，可以對(duì)作業(yè)環(huán)境中的潛在危險(xiǎn)進(jìn)行半定量評(píng)價(jià)與分級(jí)。其采用與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的3種因素指標(biāo)值的乘積來評(píng)價(jià)操作人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)大小?？蓞⒖家?guī)范《水利水電工程施工重大危險(xiǎn)源辨識(shí)及評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（DL/T 5274-2012），對(duì)L、E、C進(jìn)行賦值，計(jì)算D值（D＝L×E×C），根據(jù)D值大小判斷事件的危險(xiǎn)等級(jí)。

二、PHA－LEC評(píng)價(jià)法在炸礁施工中的應(yīng)用

1.工程背景及危險(xiǎn)因素分析

寧波舟山港岱山港區(qū)魚山作業(yè)區(qū)航道工程進(jìn)港主航道龜山航門航道段在秀山大橋西側(cè)存在1處礁石（網(wǎng)倉(cāng)礁，1#礁石），在峙中山南側(cè)存在1處礁石（2#礁石）。為滿足本工程南部作業(yè)區(qū)航道炸礁區(qū)按10萬(wàn)噸級(jí)航道通航要求，需對(duì)2處礁石進(jìn)行炸礁處理，全部清除至設(shè)計(jì)底高程－17.5米，炸礁邊坡為1∶1，炸礁工程量2.16萬(wàn)立方米。該工程兩處礁石基本處于航道范圍內(nèi)，具體位置如圖1所示。

圖1 工程位置圖

（1）水下爆破炸礁施工工藝流程危險(xiǎn)因素分析。水下爆破炸礁施工工藝流程包括定位、鉆孔、裝藥、堵孔、移船、起爆等6個(gè)主要工序。

各工序危險(xiǎn)因素分析如下：①定位。施工前，炸礁船定位采用RTK－GPS定位系統(tǒng)，通過電腦顯示器可直觀地顯示定位情況，鉆爆船錨纜長(zhǎng)500米，錨纜直徑43毫米，前后各兩個(gè)錨拋成八字形，船只移動(dòng)通過絞錨完成。施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)流速在9節(jié)以上，水深、流急、浪大，可能出現(xiàn)平臺(tái)失穩(wěn)、走錨、船舶打轉(zhuǎn)等情況。②鉆孔。鉆爆船定位后，鉆機(jī)在軌道上移動(dòng)選取孔位，根據(jù)水流情況下放套管，放至水底后鉆機(jī)進(jìn)行位置調(diào)整，鉆頭在套管內(nèi)旋轉(zhuǎn)沖擊鉆孔。鉆孔過程中可能出現(xiàn)機(jī)械傷害，卡鉆，高處墜落等。③裝藥。每鉆完一個(gè)孔后提起鉆桿，在孔內(nèi)裝入藥柱和起爆器材，確保裝藥質(zhì)量?？赡艹霈F(xiàn)裝藥堵塞，雷管變質(zhì)、破損，電爆網(wǎng)路故障，工人操作失誤等。④堵孔。水深大于6米的可不需堵塞；水深大于3米小于6米時(shí)，堵塞長(zhǎng)度取0.5～1.0米；水深小于3米時(shí)，孔口堵塞長(zhǎng)度取1.5～2.0米。工人操作失誤可能出現(xiàn)堵塞長(zhǎng)度不足的情況。⑤移船。裝藥堵孔完畢后，將鉆爆平臺(tái)移至150米外，爆破施工前發(fā)出爆破信號(hào)?？赡艹霈F(xiàn)移船距離不足、走錨等情況。⑥起爆。該工程部分巖層較薄，孔深在10米以下，每個(gè)孔內(nèi)安排兩枚雷管即可滿足條件，孔深超過10米的船位就要每孔裝3枚雷管。每個(gè)船位完成后，將各段號(hào)的雷管連接在2枚180米引爆雷管，用起爆槍擊發(fā)導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行起爆?？赡艹霈F(xiàn)網(wǎng)路漏接、損壞、藥包防水層破壞、拒爆等。

（2）炸礁施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。1#炸礁區(qū)網(wǎng)倉(cāng)礁部分礁盤位于龜山航門航道，2#炸礁區(qū)礁盤位于灌門航道，水上施工作業(yè)在施工過程中，施工船本身與拋錨均需占據(jù)航道面寬，導(dǎo)致航道通航面寬降低，間接增加了航道內(nèi)的通航流量，可能導(dǎo)致過往船舶與施工船舶碰撞、沉沒，造成人員傷亡事故。尤其是位于龜門航道的1#炸礁區(qū)，該航道上有多條客運(yùn)線路，經(jīng)過1#炸礁區(qū)的客運(yùn)船舶達(dá)24艘次/日，炸礁船錨泊、定位、移船、起爆等多個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，均可能會(huì)對(duì)過往船舶造成影響。

1#炸礁區(qū)距離在建秀山大橋最近處僅有380米，炸礁施工可能會(huì)對(duì)秀山大橋建筑物本身造成不利影響。秀山大橋南側(cè)引橋的施工由中交二航局主要承建，其在進(jìn)行水下墩臺(tái)切割作業(yè)時(shí)，將有水下潛水作業(yè)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，鉆孔爆破裝藥量為50～200千克時(shí)，潛水作業(yè)的安全允許距離為900米，而該工程最近作業(yè)點(diǎn)距秀山大橋南側(cè)引橋僅為380米左右，如果潛水作業(yè)和起爆作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，將會(huì)造成人員傷亡事故。

中交二公局承建秀山大橋主橋的施工，二公局施工船舶較多，其航行、拋錨均會(huì)對(duì)該工程的施工造成影響。該工程炸礁船移位、起爆等也可能對(duì)二公局施工船舶形成干擾。另外，二公局在秀山大橋西側(cè)敷設(shè)有一條臨時(shí)施工電纜，該工程炸礁船拋錨不當(dāng)可能會(huì)對(duì)二公局臨時(shí)施工電纜造成破壞。

2.PHA－LEC評(píng)價(jià)法對(duì)炸礁施工的危險(xiǎn)性分析

PHA－LEC評(píng)價(jià)法融合了PHA初始風(fēng)險(xiǎn)定性分析與LEC危險(xiǎn)性定量分級(jí)的優(yōu)勢(shì)，二者相互補(bǔ)充共同構(gòu)建了一套完整的危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。首先，通過PHA法確定系統(tǒng)的危險(xiǎn)有害因素，觸發(fā)事件以及事故后果；然后，利用LEC法根據(jù)事故發(fā)生的可能性、暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻率程度以及發(fā)生事故后的危險(xiǎn)嚴(yán)重度定量計(jì)算危險(xiǎn)性等級(jí)；最后，對(duì)危險(xiǎn)等級(jí)提出有針對(duì)性的整改措施。采用PHA-LEC評(píng)價(jià)法結(jié)合該工程炸礁施工實(shí)際情況進(jìn)行危險(xiǎn)性分析見表1所列。

表1 炸礁施工預(yù)先危險(xiǎn)性分析

（1）因素A1分析。A1：移船定位。B1：平臺(tái)定位不穩(wěn)；走錨。C1：1#炸礁區(qū)水深、流急、浪大，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)流速在9節(jié)以上。D1：作業(yè)平臺(tái)失穩(wěn)、打轉(zhuǎn)。

（2）因素A2分析。A2：開機(jī)鉆孔。B2：作業(yè)平臺(tái)環(huán)境雜亂；機(jī)械傷害；卡鉆。C2：工作場(chǎng)所環(huán)境不清潔、工具物品未集中分類擺放；鉆機(jī)等機(jī)械安全防護(hù)設(shè)施不規(guī)范，工人登高作業(yè)更換鉆桿和套筒未系安全帶；鉆孔套筒泄露孔遇到較大碎石可能卡鉆。D1：工人滑倒磕碰；人員意外傷害，墜落跌傷；套筒損壞、施工效率降低。

（3）因素A3分析。A3：裝藥堵孔。B3：早爆；起爆器材損壞。C3：雷管變質(zhì)、破損，電爆網(wǎng)路故障；工人裝藥過程操作不當(dāng)，將導(dǎo)爆管拉細(xì)變長(zhǎng)，或水流流速過大將導(dǎo)爆管沖走；堵塞長(zhǎng)度不足。D3：火災(zāi)、爆炸事故、人員傷亡。

（4）因素A4分析。A4：移船聯(lián)網(wǎng)起爆。B4：移船距離不足，走錨。C4：人員疏忽導(dǎo)致網(wǎng)路漏接，網(wǎng)路線沉入水中，水流流速過大將網(wǎng)路扯斷；裝藥方法不當(dāng)，炸藥和起爆器材變質(zhì)，藥包防水層破壞，起爆網(wǎng)路斷路；拒爆。D4：人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失。

（5）因素A5分析。A5：惡劣天氣。B5：暴雨、大風(fēng)、迷霧天氣下作業(yè)。C5：水上施工人員能見度降低，施工干擾大，潮流急走錨。D5：人員傷亡，爆炸事故。

（6）因素A6分析。A6：航道內(nèi)施工。B6：客船航經(jīng)警戒范圍時(shí)起爆。C6：爆炸沖擊波對(duì)客船造成影響。D6：碰撞、沉船、爆炸事故、人員傷亡。

（7）因素A7分析。A7：交叉作業(yè)。B7：炸礁施工水域附近有橋梁施工作業(yè)，水下潛水墩臺(tái)切割作業(yè)，海底敷設(shè)電纜施工作業(yè)。C7：爆破震動(dòng)效應(yīng)對(duì)在建大橋橋墩影響，存在一定的交叉作業(yè)。D：施工干擾，人員傷亡。

（8）因素A8分析。A8：無(wú)關(guān)船舶闖入警戒區(qū)。B8：船舶意外闖入。C8：炸礁施工位于航道內(nèi)，炸礁施工警戒區(qū)域警戒船只不夠，警戒巡航疏忽。D：碰撞、沉船、爆炸事故、人員傷亡。

采用LEC法對(duì)表1所列潛在事故的L、E、C、D分別進(jìn)行定量評(píng)分，得出其危險(xiǎn)等級(jí)及其整改措施，見表2所列。

根據(jù)以上分析可知聯(lián)網(wǎng)起爆、惡劣天氣、航道范圍內(nèi)施工、交叉作業(yè)、無(wú)關(guān)船舶闖入警戒區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別均判定為Ⅲ級(jí)，是重大危險(xiǎn)源，必須采取有效措施進(jìn)行控制。針對(duì)航道范圍內(nèi)施工，交叉作業(yè)兩項(xiàng)重大危險(xiǎn)源，由于施工干擾多，除采取表2中所述整改技術(shù)措施外，還需與相關(guān)單位溝通協(xié)調(diào)提前簽訂安全協(xié)議，明確各自安全責(zé)任，落實(shí)各項(xiàng)安全管理措施和應(yīng)急聯(lián)絡(luò)機(jī)制，確保炸礁施工及各相關(guān)單位作業(yè)活動(dòng)安全運(yùn)行。

三、結(jié)語(yǔ)

水下鉆孔爆破憑借良好的爆破效果和較高的施工效率，在水下工程應(yīng)用中有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)，但由于復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境和嚴(yán)重的失事后果，開展系統(tǒng)全面的安全性分析，有著十分重要的意義。筆者從寧波舟山港岱山港區(qū)魚山作業(yè)區(qū)航道工程炸礁施工工藝流程及對(duì)周圍環(huán)境影響角度出發(fā)，采用PHA－LEC評(píng)價(jià)法對(duì)水下鉆孔爆破施工過程中存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識(shí)，定量劃分其危險(xiǎn)等級(jí)，并利用表格形式直觀、深入、準(zhǔn)確的表現(xiàn)出來。對(duì)特定條件下的重大危險(xiǎn)源具體分析，提出對(duì)應(yīng)的防范措施，有助于對(duì)炸礁施工存在的安全隱患進(jìn)行有效控制，盡量減少人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失，提高企業(yè)安全生產(chǎn)水平。

表2 水下鉆孔爆破施工過程危險(xiǎn)性分析