始于設計的水運工程安全風險管理

徐少鯤，文靖斐

（1.中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510230；2.中國港灣工程有限責任公司，北京 100027）

0 引言

進入二十一世紀以來，中國經濟開始飛速發展。憑借加入世貿組織等一系列契機，中國一躍成為全球第二大經濟體，中國工程建設行業也在這一時期內取得了迅猛的發展。伴隨著中國國際地位的提高和海外投資的加大，中國建設企業的工程項目在短短數十年間遍布了以亞非地區為主的世界各地。

然而需要正視的是，盡管業務量和技術水平都取得了迅猛的增長，但整個建筑行業的安全管理水平卻仍有待進一步提高。在國內，工程建設行業的安全事故發生率一直高居各大行業第二位，僅次于釆礦業[1]。而在海外，中國承包商不夠規范的安全管理體系也常常為外方業主和主管部門所詬病。而水運工程作為建設行業中直面惡劣水文、氣象條件的特殊領域之一，更是處于安全事故發生的高風險地帶。

盡管中國建設者們做了大量的努力，但受過去幾十年的傳統思想和經驗的影響，工程師們對于安全風險管理的理解仍然停留在設計、施工、運營各自為戰的狀態。這種割裂的安全風險管理模式對于建筑工程安全風險的降低和預防起到了一定作用，但受邊際效應逐漸遞減的影響，各參與方最終會陷入不論如何加大安全管理的投入也無法顯著降低事故發生率的局面。因此，有必要從全局角度來重新審視工程建設項目的安全風險，并將各個階段的安全風險管理工作進行有機的結合。而進行這項全局評估和結合的最佳時機無疑就是項目的設計階段。

1 國內外發展現狀

世界傳統發達國家的工程師們已經意識到了盡早進行安全風險管理的重要性，并開展了大量的工作以研究各管理要素間內在的聯系。多國的實踐研究表明，如果建立起一套管理體系，在設計階段即采取適當的措施，對工程項目實體就施工安全風險進行評估和審核，并在此基礎上進行有針對性的設計改進，可以避免施工階段大量安全事故的發生，該管理體系即為“安全設計”[1]。

為了切實有效的推進安全設計工作，一些國家的安全管理部門也相應地制定了各種規定：如英國的健康安全局（HSE）早在1994年即首次頒布了《建筑（設計及管理）規定》來規定包括設計在內的各項目參與方在建設項目各方的安全責任，并在2007年通過法案發布了新版《建筑（設計及管理）規定2007》[2]；而澳大利亞的國家職業健康和安全委員會則把“在設計階段（安全設計）消除危害”作為2002—2012年國家職業健康與安全戰略的五大優先領域之一[3]，并通過2011年的職業健康和安全法案通過了并發布了《結構安全設計規范》[4]。這些規定的核心思想是一致的，即要求設計人在工程建設項目前期的設計中即對勘察、設計、施工、運營、維護乃至改擴建和拆除過程中的安全風險給予考慮，盡可能將其消除或減輕，并將其作為方案選擇的重要評價因素。

而在國內方面，如前所述，盡管我國政府已經對安全工作給予了高度的重視，并通過頒布各項法規從制度上和實踐上推動安全管理工作，但對于設計在安全生產管理中的意義、責任和方法，工程建設行業仍然缺乏系統的研究，目前僅GB/T 50358—2005《建設項目工程總承包管理規范》中有所涉獵[5]。行業內通常將安全風險歸為施工企業的責任，而設計企業對于安全風險的控制則流于規范規定或者原則性描述[6]、設計審查中也往往缺乏指導性的意見。這種情況無形中將安全風險管理拆分成了多個獨立的子項，使得項目各參與方對于安全風險控制都抱著自掃門前雪的態度，而從設計階段全面考慮安全風險更是無從談起。

2 安全設計理論分析

鼓勵甚至強制自設計階段即全面考慮安全風險，即“安全設計”，對于減少事故、尤其是重大事故的發生是非常必要的。其原因可以通過安全風險管理領域著名的海因里希事故因果連鎖過程理論和海因里希法則來分析。

海因里希把工業傷害事故的發生、發展過程描述為具有一定因果關系的事件的連鎖發生過程[7]，其基本組成為“遺傳及社會環境→人的缺點→人的不安全行為或物的不安全狀態→事故→損害或傷害”。

從海因里希提出的事故因果連鎖過程可以看出，對于任何一個項目，由于其參與者的遺傳及社會環境是給定的，因此其固然存在的各種性格、素質、技能上的缺點就會為事故埋下各種各樣的隱患。而隱患如果不加以控制，就會迅速的沿著連鎖過程推進并最終造成事故，即海因里希法則所述的：“當一個企業有300個隱患或違章，必然要發生29起輕傷或故障，在這29起輕傷事故或故障當中，有1起重傷、死亡或重大事故”[8]。因此，海因里希認為，企業安全工作的中心就是防止人的不安全行為、消除機械的或物質的不安全狀態、中斷事故連鎖的進程而避免事故的發生。

對于建設工程項目的安全風險管理來說，可以通過海因里希事故因果鏈分析不同階段的特點：

1）項目的施工、運營、維護、改擴建和拆除階段

在這些階段中，由于具備了形成事故鏈的全部要素，因此安全風險是潛在于各處并隨時有可能發生的。這個階段的安全風險管理的對象只能是海因里希的“人的不安全行為或物的不安全狀態”，即采用傳統意義上的安全措施，這種風險控制是相對被動的。盡管可以通過加強管理來應對，但面對著可能存在的大量隱患，安全管理的成本難以控制且其成效會出現明顯的邊際遞減。

2）項目的設計階段

在這個階段，擬建設的結構物仍然停留在紙面，而其施工、運營、維護、改擴建和拆除過程也都只在計劃狀態，因此更便于事故的及早識別和預防。

墨菲定律說明：小概率事故發生的可能性往往比主觀預計的要大的多[9]。而當某項事故具有多重誘因時，海因里希事故因果鏈中“人的錯誤”幾乎是不可避免的[10]。因此，當某種工法或作業存在大量事故誘因時，與其逐項篩查和預防，不如考慮其他能夠實現相同效果但具有更少誘因的替代方案，從而通過設計方案的改變來將相應工序發生安全風險的概率完全消除，而不是在即將實施之前被動地做一些預防措施。

綜上所述，設計階段才是建設工程壽命周期中最佳的安全風險控制階段。安全設計才是真正主動、經濟的安全風險控制方式。

3 安全設計的基本要求和流程

3.1 設計人在安全設計中的責任

作為設計工作的執行者，設計人毫無疑問是安全設計的核心。為了實現安全設計，設計人應能夠滿足以下基本要求：

1）充分了解安全設計的重要性以及設計人的責任；

2）掌握足夠的知識、技能，并擁有適當的資源來識別設計中所有涉及安全風險的因素；

3）確保業主了解其在安全風險控制中承擔的責任；

圖1 安全設計一般流程圖Fig.1 Typical flowchart of safety design

4） 在設計階段即對設計方案進行全面的評估，以識別其所對應的勘察、設計、施工、運營、維護乃至改擴建和拆除過程中的安全風險，并通過設計方案的優化和調整將其消除、或在無法消除的情況下盡可能減輕其影響[2]。

5）提供給所有項目參與方與重大安全風險相關的信息，并與其他參與方溝通協作以最大化風險管理和控制的效果。

在這些要求中，最為重要的就是設計人對安全設計和自身責任的了解。我國的國情決定了中國行業標準和規范中的強制性條文所占比例較高、條文規定也相比國際規范更詳細。這一方面促進了設計標準化、并提高了設計效率，但另一方面也使得設計人員產生了只要按規范設計就不會承擔后續階段安全責任的思想；再加之傳統安全風險管理多集中在施工階段，使得設計人員的安全風險管理意識淡薄、也不愿意花心思去進一步了解安全設計。我國在此領域應借鑒發達國家的經驗及早出臺相關規定，以從制度上促進設計方安全觀念的轉變。

3.2 安全設計一般流程

安全設計的流程就是設計人員在設計中完成其基本任務的過程。一般的安全設計流程如圖1所示。

1） 方案提出

即設計人把設計構想拆分成多個設計子項，提出各子項所對應的初步方案。

2） 風險源的識別

設計人應全面審視所設計的子項，并將可能產生風險的方面列為風險源。除設計人外，業主、施工方等也應積極參與其中，以利用其特有的經驗和視角提出其對風險識別的建議。

一般來說，風險源的識別應關注以下作業：

①大量使用人工的作業；

②使用危險工種的作業；

③面臨惡劣自然條件的作業；

④需要頻繁人工操作的作業；

⑤可能影響周邊安全的作業。

而對于設計階段無法預計的風險，如施工階段因疏于管理而產生的風險、不可抗力導致的安全風險等，設計人則可不必過分關注。

3） 對策分析

針對風險源識別出的設計子項的風險，設計人應利用其所擁有的知識、技能和資源審慎地評估其影響程度和應對策略，而多方參與也是此過程取得良好效果的關鍵。

對于評價為后續階段可消除或者可減弱至可接受程度的安全風險，設計人可保持原方案。而對于因項目條件限制、無法顯著減輕安全風險的方案，則應考慮安全風險較小的替代方案。

4）方案比選與決策

與一般方案比選類似，設計人必須將各方案對應的安全風險作為比較項并給予其合適的權重，以便獲得綜合比較下更優的結果。

4 水運工程項目中的安全設計

4.1 需要考慮的典型風險源

水運工程因其所面臨臨海、臨江的自然條件而比一般土建工程具有更多的風險源。在水運工程設計中，盡可能全面的考慮風險源對于安全設計尤為重要。水運工程中的典型風險源見表1所示。

表1 水運工程典型風險源列表Table 1 Typical risk sourcesin waterway transportation construction project

4.2 水運工程安全設計應用實例

將識別的風險源按前文所述應用于設計流程，即可開展針對水運工程的安全設計。在此列出幾個實際設計項目中的安全設計案例供參考。

4.2.1 調整勘察方式以降低鉆探安全風險

西非某海港擴建工程擬延長原有防波堤。原參考數據顯示該區域可能存在下臥巖層，因此設計人的初步技術要求是通過間距較密的鉆孔來研究擬探明的地質。但隨后水文資料顯示該海域常年受到長周期涌浪的侵襲，而航道外段及防波堤外延段均屬開敞海域，且經調研發現該國及周邊國家都無大型頂升平臺可用，因此勘察人員將不得不使用小型鉆探船甚至浮排實施這些外海鉆孔，這將帶來勘察人員的安全風險。

因此設計人經過評估后，改為了在原防波堤掩護水域鉆較少的孔、并擇時開展物探，從而在獲得相近資料的情況下顯著降低了勘察作業的安全風險。

4.2.2 優化設計方案以減少陸路交通、海上施工人員和潛水員的使用

西歐某沿海城市擬在高潮差近岸海域（最大潮差約10 m）建設較長的砂芯深水防波堤。由于當地環保的要求，該防波堤只能使用塊石護面，因此需要開采和運輸大量的石料。

對于防波堤堤心，由于石料價格昂貴，因此設計方的初版設計方案采用了充填大砂袋的方案。該方案最大限度地利用了項目范圍內出產的疏浚砂、減少了石料的用量。但該方案每條砂袋的鋪設都需要大量的人員處于海上環境中進行縫口和定位等作業，加之當地屬于高潮差半日潮海域，這種方案大大增加了砂袋施工人員出現安全風險的幾率。因此在經過方案對比后，設計方最終選擇了小塊石圍埝的方案。

對于小塊石圍埝方案中常年水下的部分，設計方從降低整體費用的考慮最初提出了采用多梯級設計的方案。但經過與施工方的討論，發現較多的梯級將增加大量水下施工和驗收的工序，而這些工序只能使用潛水員完成。為了避免大量使用潛水員這一高危險工種，設計方最終選用了較大斷面的梯形塊石圍埝來使得斷面可以通過駁船水拋以一次出水。盡管該方案需要較多的石料，但無疑顯著降低了水下施工的強度和工作量。

5 結語

本文介紹了發達國家推進安全設計的經驗，通過理論分析探討了在設計階段即開始安全風險管理的重要性，結合國內外安全設計的研究成果總結了設計人在安全設計中的責任和安全設計的一般流程，并結合水運工程的特點提出了水運工程項目安全設計所需要考慮的典型風險源，同時還結合實際項目給出了多個水運項目中安全設計的實例。對我國水運建設項目推行安全設計具有一定的參考價值。