基于AHP-LEC的化工廠區(qū)擴建工程施工安全風險分析

顧曉君

摘要：化工廠區(qū)擴建工程施工過程中，存在多種風險因素，這些因素容易引發(fā)爆炸或者毒氣泄漏事故，進而引發(fā)巨大的社會經(jīng)濟損失。為了準確識別各種風險因素，對風險因素的重要程度進行排序，據(jù)此制定應急方案，將AHP-LEC方法引入施工安全風險分析中。基于623項目建設實例，利用專家經(jīng)驗對項目實施過程中的危險性進行預先分析。在此基礎上利用LEC方法計算不同風險因素的影響，利用AHP方法對不同風險因素的重要性進行排序，據(jù)此提出了有針對性的風險應急方案。最終工程施工過程中，無任何安全隱患發(fā)生以及相對較少的風險防控資源投入，證明了這種方法的有效性。

關(guān)鍵詞：化工廠區(qū)擴建；施工安全；風險分析；LEC；AHP

0? ?引言

在工程項目建設過程中，尤其是涉及危險性場所改造時，開展風險評估工作是必要的環(huán)節(jié)?；S區(qū)擴建工程在實施過程中，既需要考慮到區(qū)域內(nèi)現(xiàn)存的各種易燃、易爆、劇毒危險因素，又需要擴容新的可能引發(fā)毒害危險的工程。

在項目建設初期開展風險辨識，識別化工廠區(qū)擴建工程施工中的風險因素，有利于準確判斷發(fā)生概率、誘發(fā)因素、潛在危害，制定有針對性的應急預案，降低風險演變?yōu)槭鹿实目赡苄裕M而有效確保工程項目參建設人員的生命和財產(chǎn)安全[1]。

1? ?施工風險評估概述

施工項目風險評估包括兩個主要環(huán)節(jié)：施工風險要素辨識與風險發(fā)生概率判斷。前者經(jīng)常采用作業(yè)條件危險性評價（LEC）方法來實施，主要目的是獲得施工過程中風險因素的危險等級[2]。后者主要依賴層次分析法（AHP）給出定量結(jié)果，主要目的在于計算各種危險因素對于風險控制目標的影響權(quán)重[3-4]。

1.1? ?LEC方法

作為一種經(jīng)典的半定量危險源風險評價方法，LEC方法由美國安全專家K.J.Benjamin提出。這種方法利用與系統(tǒng)風險有關(guān)的因素指標值，半定量地評估操作人員傷亡風險的大小[5]。

定義操作人員在特定作業(yè)條件下遭遇安全風險的危害為D（Danger，危險性），將引發(fā)安全風險的因素歸結(jié)為L（Likelihood，風險發(fā)生的可能性）、E（Exposure，人員在危險環(huán)境中暴露的頻次）和C（Consequence，風險引發(fā)的次生災害后果）三類。

風險危害與三個因素之間存在如下函數(shù)關(guān)系：

D=L·E·C? ? ? ? ? ? ? ?（1）

由式（1）可知，危及操作人員職業(yè)安全的風險，受到隨機性（風險有可能發(fā)生）、人員（暴露在風險中的頻次）與環(huán)境（風險發(fā)生后會引發(fā)環(huán)境中的次生災害）的綜合作用。這種風險評估方法融合了多種不同性質(zhì)的因素，有利于風險管控人員操作，同時也能夠全面反映風險發(fā)生的深層機制。

1.2? ?AHP方法

層次分析法（AHP）是運籌學領(lǐng)域中一種常用的主觀賦值評價方法，主要用于在多因素指標條件下搜尋關(guān)鍵因素，并進行序列排布[6]。在工程項目建設風險評價過程中，AHP方法將風險因素分解為目標層、準則層和方案層3個類別，之后按照圖1所示的步驟進行關(guān)鍵因素識別與風險因素排序。

2? ?工程實例

遼寧慶陽某特種化工廠區(qū)實施管廊工程擴建項目，代號為623。623項目包括工房和廊道兩種不同類型的分部工程，主要工序安排包括基坑處理、隧道澆筑、排洪溝修建、室外管道制作與安裝、綜合管架鋼結(jié)構(gòu)安裝等部分。

該項目建設工期430個日歷天，具體特點如下：基坑處理涉及土方1500m3，墊層全部采用混凝土澆筑；隧道采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板、邊墻和頂板分開施工；排洪溝邊坡坡底縱坡度≥0.3%，基礎采用毛石直接坐漿分層砌筑；室外管道包括多種型號的無縫鋼管，采用聚氨酯預制管直埋保溫，接口采用法蘭連接；綜合管架鋼結(jié)構(gòu)采用汽車起重機吊裝方式安裝，現(xiàn)場矯正成型。

3? ?施工安全風險分析

3.1? ?基于專家經(jīng)驗的預先危險性分析

在工程項目實施前，開展預先危險性分析是進行風險評估的第一步，目的在于利用專家經(jīng)驗，獲得整個項目重點工序中可能存在的安全隱患。結(jié)合623項目的施工組織方案，經(jīng)專家經(jīng)過評判后，得出如表1所示的項目預先危險性因素分析結(jié)果。

3.2? ?基于LEC的危險性等級判斷

根據(jù)專家經(jīng)驗得出的項目預先危險性因素分析結(jié)果，具有一定的主觀性。為了消除這種主觀性，定量給出各種風險因素的危險等級，在表1的基礎上采用LEC方法進行分析。

首先，對各種風險因素進行量化表示，定義L、E、C的分值指標如表2所示。其次，按照通用的做法，定義危險性等級標準如表3所示。最后，根據(jù)表2中的分值指標，分別計算表1中經(jīng)過專家判斷出的各種風險因素的L、E、C值。

根據(jù)公式（1）計算得到對應的D值，并結(jié)合表3中的等級指標標準對相應風險因素進行分級，所得結(jié)果如表4所示。

3.3? ?基于AHP的危險性分級評價

在獲得各種風險因素的D值的基礎上，需要對所有風險因素進行分級，從而確定哪些風險因素對于安全施工這一總目標是最重要的。然后確定合理的資源，用于防范最可能發(fā)生且危害性最大的風險。根據(jù)圖1所示的步驟，對表4中計算出D值的各種風險因素進行AHP排序計算。

3.3.1? ?構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)623項目的建設目標和施工方案，從目標層、準則層和指標層等三個層次構(gòu)建一個影響施工安全風險目標的層級結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

3.3.2? ?構(gòu)造判斷矩陣

為了對比指標層各個不同指標因素之間的相對重要性，構(gòu)造判斷矩陣并賦值。為了方便對比，判斷矩陣采用奇數(shù)表示，如表5所示。表5中，各種不同分值代表了風險因素對完成施工安全控制目標的重要程度，分值9代表“非常重要”，分值1代表“不重要”。

3.3.3? ?層次分析與一致性檢驗

根據(jù)圖2中的層次結(jié)構(gòu)，構(gòu)造目標層（G）-指標層（H）相關(guān)性矩陣。矩陣中，相同指標之間的重要性相關(guān)值為1。不同指標之間的重要性相關(guān)值，由專家按照表6中所示的判斷矩陣進行重要性打分后取倒數(shù)得到。目標層（G）-指標層（H）相關(guān)性矩陣如表6所示。

表6中，不同目標層（G）-指標層（H）相關(guān)性矩陣的一致性判斷指標，按照下式進行計算：

（2）

式中：i，j=1，2，…，15。

根據(jù)公式（2），計算不同目標層（G）-指標層（H）相關(guān)性矩陣的一致性判斷指標。根據(jù)計算結(jié)果，可以判斷指標之間的相對重要性程度關(guān)系。

3.3.4? ?層次排序

進行計算后，根據(jù)結(jié)果排序，可以得到不同準則層中，不同指標之間的重要性程度排序。不同準則層之間的重要性程度排序結(jié)果如表7所示。

根據(jù)表7可以看出，在各個分項工程中，影響施工安全的各種風險因素之間的重要程度。制定安全施工應急預案時，需要對重點指標進行資源傾斜。這樣能夠在有限的資源投入條件下，取得最顯著的安全、管理控制效果。

4? ?重要風險因素安全控制措施

對于識別出的重要風險因素，在施工中應（轉(zhuǎn)下頁）（接上頁）該采取有針對性地安全控制措施。這些措施可以被歸類如下。

使用鋼絲繩的機械，在運轉(zhuǎn)中嚴禁用手套或其他物件接觸鋼絲繩，用鋼絲繩拖、拉機械或重物時，人員遠離鋼絲繩。

全面規(guī)劃工地排水設施，其設置不得防礙交通，影響工地周圍環(huán)境。建筑施工器材包括建筑材料預制構(gòu)件、施工設施構(gòu)件等，均按施工平面布置圖規(guī)定地點分類堆放整齊。各類材料堆放不得超過規(guī)定高度。

施工現(xiàn)場安全設施，如安全網(wǎng)、洞口蓋板、護欄、防護罩、各種保險限位裝置等應齊全有效，且不得擅自拆除或移動。使用起重機作業(yè)時，在起重機作業(yè)前后范圍50m設安全警戒牌、警示燈，并安排專人做警戒。

5? ?結(jié)束語

623項目在實施過程中，采用基于AHP-LEC的方法進行施工安全風險分析，針對識別出的風險因素進行重要性排序，以此作為編制風險防控方案的依據(jù)。最終，在整個工程項目建設過程中，沒有發(fā)生一例安全事故，用于安全風險風控的資金投入僅占項目預算額的2.5%，遠低于項目論證階段的估計。由此說明，基于AHP-LEC方法的施工安全風險分析，對于提升項目風險防控能力、減少用于風險防控的資源投入，具有重要的指導意義。

參考文獻

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