基于LS—FAM模型船閘工程安全風(fēng)險評價與管控

陳 鐘，王莉莉，吳玉棟，薛萍萍，周星宇

(江蘇省洪澤湖水利工程管理處，江蘇 淮安 223100)

1 概述

船閘作為現(xiàn)在通航建筑物應(yīng)用最多建筑物，天然河湖由于調(diào)節(jié)流量、渠化通航以及在運河上因地形條件及水面坡度的限制，必須具有階梯形的縱斷面形成集中水面落差而建成的廂形構(gòu)筑物[1]，具有通航和擋洪等主要功能，船閘長期運行的過程中，由于上下游水位落差產(chǎn)生壓力大，船只過閘頻繁對閘室造成損壞等因素導(dǎo)致船閘運行壽命減短，后期運行中，各個環(huán)節(jié)都可能存在安全風(fēng)險。通過開展危險源辨識和安全風(fēng)險評價和管控，針對重點場所風(fēng)險點，可進(jìn)行專項檢查整治，從而減少事故發(fā)生概率。目前，在船閘管理單位中多采用簡單直觀的作業(yè)條件危險性評價法(LEC法)來進(jìn)行安全風(fēng)險評價與管控，但章萍等通過實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)LEC法存在各值取值主觀性強[2]，金遠(yuǎn)征等通過改進(jìn)LEC法進(jìn)行風(fēng)險評價存在評價方法適時性較差，創(chuàng)新不足[3]，存在一定的問題。本文依托江蘇省三河船閘工程，該工程現(xiàn)被鑒定為四類工程，更具有研究性，再創(chuàng)新做法，引進(jìn)水閘危險源辨識和安全風(fēng)險評估導(dǎo)則[4]相關(guān)方法，針對船閘運行期間，利用專家權(quán)重來挑選專家得出綜合可信度[5]，辨識出危險源，采用LS法(風(fēng)險矩陣法)對各危險源進(jìn)行風(fēng)險評估，用FAM法(因果分析法)分析出風(fēng)險因素并制定具有針對性的管控措施，因而建立LS-FAM模型，此模型針對船閘風(fēng)險評估和管控具有很好的實踐意義。

2 評估方法

2.1 危險源辨識

現(xiàn)在的危險源辨識主要有直接判定法和預(yù)先危險性分析等方法，主觀性較強，而每月的危險源都在不斷的變化中，導(dǎo)致辨識過程中部分危險源評價具有隨意性和不確定性。賈瑞娟等提出了專家意見的可信度與綜合可信度，數(shù)理性較強，實踐性較差，金遠(yuǎn)征等運用到施工單位工程危險源風(fēng)險評估中，采用的方法時效性較差?，F(xiàn)將專家按層級，分成3組，分別為三個層級分管負(fù)責(zé)人M、部門負(fù)責(zé)人N、運行管理人員I，各層級均選3人，根據(jù)船閘工程特點，利用專家權(quán)重來挑選專家[6]，綜合考慮從事專業(yè)年限，專業(yè)技術(shù)水平，從事安全生產(chǎn)工作經(jīng)驗等3方面來確定專家的可信度，從而確定專家組的可信度，保證危險源辨識結(jié)果真實有效有權(quán)威。

根據(jù)建立專家分級標(biāo)準(zhǔn)見表1，對應(yīng)一級、二級、三級專家的綜合可信度β分別為1，0.8，0.6。

初步梳理各專家相關(guān)條件得出3組專家的綜合可信度見表2。

表1 專家分級標(biāo)準(zhǔn)

表2 專家綜合可信度

專家組綜合可信度β按式(1)計算：

β=P(β1，β2，β3)=1-(1-β1)(1-β2)(1-β3)

(1)

式中，P—相關(guān)函數(shù)，與可信度有關(guān)，則βm=1，βn=0.96，βi=0.984，這3組專家可信度高，權(quán)威程度大。

2.2 安全風(fēng)險評估

根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)水利水電工程(水庫、水閘)運行危險源辛癢識與風(fēng)險評價導(dǎo)則(試行)的通知》(辦監(jiān)督函[2019]1486號)，采用LS法與LEC法對已辨識出的危險源進(jìn)行風(fēng)險評價，主要采用風(fēng)險矩陣法(LS法)中風(fēng)險值R按式(2)計算，其中事故發(fā)生的可能性L值、事故造成危害的嚴(yán)重程度S值見表3。

R=L×S

(2)

導(dǎo)則上L值的取值為根據(jù)專家組人員進(jìn)行賦值，上文已對選定的人員進(jìn)行綜合可信度分析，認(rèn)為選出的專家具有權(quán)威性，每個專家賦值取算數(shù)平均值Lj1，Lj2，Lj3，得出最終式，見式(3)。

L=0.3×Lj1+0.5×Lj2+0.2×Lj3

(3)

進(jìn)而計算出L值，根據(jù)水閘導(dǎo)則，S值按工程規(guī)模來定值，取值見表4，最后與S值取值相乘取得最終風(fēng)險值。

表3 水閘工程S值取值標(biāo)準(zhǔn)表

表4 L，S值對照表

3 工程實例

3.1 工程狀況

三河船閘工程位于江蘇省淮安市洪澤區(qū)蔣壩鎮(zhèn)，是洪澤湖大堤的穿堤建筑物，屬江蘇省洪澤湖水利工程管理處所管單位。上游經(jīng)引航道入洪澤湖，下游經(jīng)入江水道三河段、石港船閘、金寶航道和南運西船閘連通大運河。主要功能是擋洪和通航。三河船閘1969年開工建設(shè)，1970年3月建成。原設(shè)計年通航能力180萬噸，按Ⅴ級船閘設(shè)計，500T拖掛一次過閘。上閘首及上游翼墻為1級水工建筑物，閘室、下閘首及下游翼墻為2級水工建筑物，設(shè)計抗震烈度為7度；設(shè)計水位16.0m(廢黃河零點，下同)，校核水位17.0m，閘門為人字形鋼閘門，閘門采用QT- 60KN型電動推桿式啟閉機(jī)；輸水閥門為平面鋼閘門，閥門采用QL- 100-SD單吊點螺桿式啟閉機(jī)；口門凈寬10m，閘室最大凈寬16m，閘室有效長度100m，上游門檻高程9.0m，下游門檻高程4.8m；閘室內(nèi)最小坎上水深2.5m，上游設(shè)計最高通航水位15.5m，設(shè)計最低通航水位11.5m；下游設(shè)計最低通航水位7.3m。2015年，三河船閘工程被鑒定為四類工程[7]，是重大隱患，對安全風(fēng)險評估和管控提出了較高要求，針對船閘重點場所進(jìn)行定期檢查，組織專家進(jìn)行評估，存在必要性。

3.2 危險源辨識

三河船閘現(xiàn)有通航能力已嚴(yán)重不能適應(yīng)當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，船閘又是長期運行狀態(tài)，眾多因素導(dǎo)致船閘各方面存在風(fēng)險點，而船閘運行跟水位因素的影響較大，現(xiàn)就豐水期和枯水期兩個時間段船閘運行時，組織專家結(jié)合船閘工程運行特點進(jìn)行危險源辨識，豐水期存在的危險源見表5，枯水期存在的危險源見表6。

3.3 安全風(fēng)險評價

危險源辨識是安全風(fēng)險評估的基礎(chǔ)和前提，根據(jù)水閘導(dǎo)則，對三河船閘已辨識出的危險源進(jìn)行風(fēng)險評價，先讓3個層級9個專家分別對豐水期A和枯水期B危險源風(fēng)險評價中L值分別進(jìn)行賦值，根據(jù)式(3)，得L值終值，根據(jù)三河船閘流量對照水閘，工程規(guī)模判定為中型，則S值的取值為15，根據(jù)式(2)，得出最終風(fēng)險值R，根據(jù)表7，判斷處危險源風(fēng)險等級，分別見表8—9。

3.4 安全風(fēng)險因素管控

根據(jù)風(fēng)險評價結(jié)果和導(dǎo)則相關(guān)要求，三河船閘工程在豐水期和枯水期都存在較大風(fēng)險，經(jīng)過分析主要存在以下風(fēng)險事件：結(jié)構(gòu)破壞、坍塌、潰堤，沉降、設(shè)備損壞、透水，路面損壞，船只擱淺，撞擊，船員滯留管理等，現(xiàn)采用FAM分析法(魚骨分析法)中對策型魚骨圖[8- 9]從“人、物、預(yù)、資、時”等5個方面，這5個方面具體為人的組織和責(zé)任，物的防控措施，預(yù)案編制工作，資金的落實情況和對于發(fā)現(xiàn)問題的整改時限，對以上風(fēng)險因素進(jìn)行分析，針對可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險提出有效管控措施，詳見圖1—5。

表5 豐水期三河船閘危險源辨識清單

表6 枯水期三河船閘危險源辨識清單

表7 一般危險源風(fēng)險等級劃分標(biāo)準(zhǔn)表-風(fēng)險矩陣法(LS法)

表8 三河船閘豐水期風(fēng)險事件R值及風(fēng)險等級評定

表9 三河船閘枯水期風(fēng)險事件R值及風(fēng)險等級評定

圖1 結(jié)構(gòu)破壞、坍塌

圖2 透水

圖3 物體打擊

圖4 設(shè)施損壞

圖5 船員滯留

4 結(jié)語

風(fēng)險矩陣法在水利工程安全管理中運用不多，還屬于試行，結(jié)合現(xiàn)在水利行業(yè)實行安全風(fēng)險管控和隱患排查治理雙重預(yù)防機(jī)制常態(tài)化工作，本文以基于水閘風(fēng)險矩陣法結(jié)合江蘇省三河船閘4類工程實際，提出在3個層級專家加入綜合專家可信度，保證評價結(jié)果具有權(quán)威性，然后組織專家進(jìn)行危險源辨識和安全風(fēng)險評價，再采用魚骨分析法針對評價出的風(fēng)險因素從“人、物、預(yù)、資、時”5個方面提出管控措施，從而建立LS-FAM模型，對水利工程安全生產(chǎn)管理提出新的管理模式，創(chuàng)新做法，為水利工程管理單位安全生產(chǎn)雙預(yù)防機(jī)制[10]提供參考，切實提高安全管理水平。