伶仃洋大橋總體施工安全風(fēng)險評估研究

文┃張瀚釗（保利長大工程有限公司）

關(guān)鍵字：深中通道；伶仃洋大橋；施工安全風(fēng)險；定性評估；定量評估

引言

隨著我國從橋梁大國向橋梁強(qiáng)國的逐漸轉(zhuǎn)變，各類重大橋梁項目應(yīng)運而生，而重大橋梁施工安全風(fēng)險評估研究則日趨受到各研究者們的青睞，張藝[1]等以石潭湘江特大橋為工程背景，利用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法對該橋進(jìn)行了施工安全風(fēng)險評估,并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對背景橋梁水下施工風(fēng)險等級進(jìn)行了預(yù)測分析；李仁杰[2]對大型橋梁施工安全風(fēng)險評估的方法及其基本原理進(jìn)行了綜述，并對大橋常見施工期安全問題進(jìn)行了總結(jié)；鹿健[3]等對比探討了各橋梁施工安全風(fēng)險評估方法及其優(yōu)缺點；韋家鈞[4]對橋梁施工中常見風(fēng)險進(jìn)行了分析，建立了CML橋梁施工安全風(fēng)險評估體系，以平南三橋為依托工程進(jìn)行了評估研究。

為貫徹落實“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，嚴(yán)格控制安全風(fēng)險，減少發(fā)生重大和特大生產(chǎn)安全事故，降低經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，保證公路橋梁工程建設(shè)的安全，以深中通道項目 S05 合同段伶仃洋大橋為依托工程背景進(jìn)行施工安全風(fēng)險評估。

1 工程概況

深中通道S05標(biāo)重點工程伶仃洋大橋為三跨全漂浮結(jié)構(gòu)體系的鋼箱梁懸索橋，橋跨布置為：500m+1666m+500m；主要施工項目包括主橋橋塔施工、兩岸錨碇施工、上下游懸索主纜的架設(shè)、索鞍及索夾的安裝施工、鋼箱主梁的安裝施工、橋梁支座的安裝施工、吊索安裝施工、伸縮縫安裝施工、阻尼器安裝施工等。具體橋型布置圖如下圖1所示。

圖1 橋型布置圖（單位：cm）

2 評估方法

公路橋梁工程施工安全風(fēng)險評估的對象為橋梁施工過程，通過分析深中通道項目S05合同段伶仃洋大橋工程的自然條件、作業(yè)環(huán)境、施工工藝、主要設(shè)備設(shè)施、作業(yè)場所和操作條件等，辨識施工過程中存在的危險有害因素的種類、分布，評價其潛在的危險程度。

采用傳統(tǒng)定性評估及定量評估二者相結(jié)合的評估方法，具體對應(yīng)評估體系示意圖如下圖2所示。結(jié)合深中通道項目S05合同段伶仃洋大橋的施工組織設(shè)計方案及大橋施工圖設(shè)計文件等，利用《公路橋梁和隧道工程施工安全風(fēng)險評估指南》[5]中的方法，綜合定性與定量分析兩種方法進(jìn)行評估。具體的分析及評估辦法包括：指標(biāo)體系法、風(fēng)險矩陣法、定性風(fēng)險分析法及專家調(diào)查法等。

圖2 橋梁施工安全風(fēng)險評估體系

2.1 專家調(diào)查法

采用專家調(diào)查法對《指南》以外的重大風(fēng)險源進(jìn)行評估。通過根據(jù)專家的專業(yè)知識及相關(guān)實踐經(jīng)驗對風(fēng)險研究問題作出預(yù)測及評估的一種定性評估方法。

專家調(diào)查法定性分析具有很強(qiáng)的主觀性，需借鑒專家的從業(yè)經(jīng)驗及類似項目背景或者對應(yīng)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)等，對風(fēng)險因素及事故可能發(fā)生的大小進(jìn)行定性分級，通常有檢查列表法、問卷調(diào)查法、小組討論法等，易操作但主觀性強(qiáng)易導(dǎo)致判斷失準(zhǔn)。一般多用于不具備精準(zhǔn)分析需借助集體主管評判的分析控制研究項目。

2.2 指標(biāo)體系法

定量評估中體系指標(biāo)法是指根據(jù)專家經(jīng)驗總結(jié)、提煉出現(xiàn)場施工人員可簡單熟練掌握并具有一定科學(xué)合理性的一種方法。

伶仃洋大橋施工過程中橋梁施工安全風(fēng)險因素繁多，將整體施工風(fēng)險組建成一個整體系統(tǒng)，然后將各個影響大橋施工安全風(fēng)險的因素置于整體系統(tǒng)中進(jìn)行排查并對比，分析出各個影響因素間的相互影響規(guī)律及各個因素對大橋施工安全風(fēng)險影響的程度，其實質(zhì)便是多因素的相互影響及其關(guān)聯(lián)性分析。而指標(biāo)體系法就是對各因素間的關(guān)系及影響程度進(jìn)行探討分析，并建立整體系統(tǒng)及各因素的評價模型。

3 伶仃洋大橋總體施工安全風(fēng)險評估

3.1 總體評估思路

伶仃洋大橋的施工安全總體風(fēng)險評估是在開工前根據(jù)大橋所處地理位置的氣候環(huán)境、地形地貌、水文地質(zhì)、橋位特征以及大橋的建設(shè)規(guī)模和現(xiàn)有施工技術(shù)的成熟度等孕險環(huán)境與致險因子，對大橋施工安全整體風(fēng)險進(jìn)行評估，預(yù)測其安全風(fēng)險等級。

采用《指南》中指標(biāo)體系法和專家調(diào)查法進(jìn)行伶仃洋大橋的總體風(fēng)險評估，具體評估思路如下：

高中政治雖然不是高考的主要學(xué)科，但對學(xué)生的教育意義卻和其他學(xué)科的地位一樣重要，成為學(xué)生學(xué)習(xí)中的重要角色。學(xué)好政治能夠使人的思維更成熟，幫助學(xué)生更好地看待問題與解決問題，盡快地適應(yīng)社會。高中政治的作用主要有以下幾點：

（1）通過大橋現(xiàn)場踏勘，對總體風(fēng)險評估相關(guān)的資料信息進(jìn)行收集整理；

（2）根據(jù)《指南》中指標(biāo)體系法判斷各風(fēng)險因素能否真實反應(yīng)伶仃洋大橋的重難點及施工特點，若有不適之處，對指標(biāo)體系法因素進(jìn)行適當(dāng)修改；

（3）結(jié)合伶仃洋大橋?qū)嶋H工程施工安全條件，根據(jù)風(fēng)險評估指標(biāo)體系法，對各風(fēng)險因素的評估指標(biāo)進(jìn)行風(fēng)險賦值，求和得到大橋總體風(fēng)險值；

（4）將大橋總體風(fēng)險值與總體風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，確定伶仃洋大橋施工安全總體風(fēng)險的判定等級；

（5）分析總體風(fēng)險評估中各風(fēng)險影響因素對大橋施工全過程安全的影響，得到施工安全風(fēng)險控制的主要因素。

3.2 評估指標(biāo)體系

施工安全總體風(fēng)險評估主要考慮大橋所處地理位置的氣候環(huán)境、地形地貌、水文地質(zhì)、橋位特征以及大橋的建設(shè)規(guī)模和現(xiàn)有施工技術(shù)的成熟度六個評估指標(biāo)，各評估指標(biāo)的賦值標(biāo)準(zhǔn)及分類見下表 1所示。

表 1 伶仃洋大橋總體風(fēng)險評估指標(biāo)體系

3.3 評估指標(biāo)分析

（1）建設(shè)規(guī)模

伶仃洋大橋為 580m+1666m+580m 三跨全漂浮體系。索塔為門型結(jié)構(gòu)；錨碇基礎(chǔ)為“8”字形地下連續(xù)墻+內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。

（2）地質(zhì)條件分析

橋位區(qū)域上部軟體層分布連續(xù)穩(wěn)定，主要為淤泥及淤泥質(zhì)土，層厚約12-17m，該軟土層為海相沉積成因，強(qiáng)度低，承載力小，土體穩(wěn)定性差，受荷后易于發(fā)生滑移和側(cè)向擠出，沉降和殘余沉降大；中層為粉質(zhì)砂土、粉砂、中砂為主，層厚變化不大，約 20m，力學(xué)性質(zhì)一般，土質(zhì)總體較均勻；下伏基巖為花崗巖，基巖埋深起伏較小，可按其風(fēng)化程度劃分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化及微風(fēng)化，其物理性質(zhì)較好。

（3）氣候環(huán)境條件

伶仃洋大橋南臨熱帶海洋，北靠亞洲大陸，位于珠江口內(nèi)伶仃洋海域，屬于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)氣候，溫暖潮濕。因熱帶海洋和亞歐大陸氣流的交替變換，橋位所在地災(zāi)害性天氣頻繁，氣候復(fù)雜易變。

（4）地形地貌條件

伶仃洋是珠江喇叭口形的河口灣，灣頂在虎門一帶，寬3公里，場區(qū)海面寬22公里。伶仃洋水面地形復(fù)雜，可分為兩深槽三淺水。場區(qū)處在地貌上屬河口三角洲，為珠江入?？冢５妆韺訛楹恿鞫逊e形成的巨厚淤泥層。

（5）橋位特征

伶仃西航道是深圳西部港區(qū)、廣州港、虎門港等到港萬噸級以上船舶進(jìn)出的深水航道。伶仃水道現(xiàn)有水深-17米，目前已滿足10萬噸級集裝箱船和12萬噸級散貨船雙向通航要求。

（6）施工工藝成熟度

伶仃洋大橋位于珠江口伶仃洋開口水域，主孔跨徑達(dá)到1666米，為世界第四，橋面高達(dá)90米，未來有望成為全球最高海中大橋。伶仃洋大橋采用500m+1666m+500m 三跨全漂浮結(jié)構(gòu)體系的鋼箱梁懸索橋。

（7）水文條件

伶仃洋是珠江口東部四個口門（虎門、蕉門、洪奇門、橫門）注入的河口灣，灣型呈喇叭狀，寬約30km，縱向長達(dá)72km，項目區(qū)域?qū)捈s22km。伶仃洋水下地形具有西淺、東深的橫向分布趨勢和灣頂窄深、灣腰寬淺、灣口寬深的縱向分布特點，水下地形呈“三灘兩槽”的基本格局。

表 2 伶仃洋大橋總體風(fēng)險評估

3.4 風(fēng)險等級

評估小組邀請業(yè)主單位、監(jiān)理單位、施工單位專家參照伶仃洋大橋?qū)嶋H工程情況，結(jié)合施工組織設(shè)計文件及施工設(shè)計圖等資料，對大橋的施工安全情況進(jìn)行評分，具體評分見下表 2所示。

根據(jù)《指南》中橋梁工程施工安全總體風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)，如下表3所示，確定伶仃洋大橋施工安全總風(fēng)險等級為等級Ⅳ（極高風(fēng)險）。根據(jù)《指南》的要求，需要開展專項風(fēng)險評估。

表 3 橋梁工程施工安全總體風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)

目前我國已建成東海大橋、杭州灣大橋、舟山跨海大橋、嘉紹跨江大橋、洞頭大橋、金塘大橋、南澳大橋等眾多海上大橋，有些橋梁在世界上也是屈指可數(shù)的。相比較而言，伶仃洋大橋施工中可參考、借鑒的經(jīng)驗較多，但從建設(shè)規(guī)模、建設(shè)環(huán)境、技術(shù)難度等來看，還是具有較大風(fēng)險，在安全管理中應(yīng)引起重視。

4 結(jié)論

以深中通道伶仃洋大橋為研究背景，依據(jù)《公路橋梁和隧道施工安全風(fēng)險評估指南》，采用專家調(diào)查法及指標(biāo)體系法等方法，針對伶仃洋大橋總體施工安全風(fēng)險評估進(jìn)行了研究，分析結(jié)果表明該橋風(fēng)險等級為Ⅳ，屬于極高風(fēng)險類等級，應(yīng)加強(qiáng)安全防范管理措施，合理把控重大風(fēng)險源安全項目，伶仃洋大橋施工安全風(fēng)險評估為該大橋安全順利施工打了基礎(chǔ)，也為同類型大橋施工安全風(fēng)險評估提供了一定參考借鑒價值。