大型跨海橋隧工程通航安全風險與管理對策

陳 偉(港珠澳大橋管理局，廣東 珠海 519015)

大型跨海橋隧工程通航安全風險與管理對策

陳 偉
(港珠澳大橋管理局，廣東 珠海 519015)

大型跨海橋隧工程往往位于經濟發達地區的通航水域，且具有規模大、施工周期長、工藝復雜、投入施工船機設備和人員多及通航安全風險大等特點，因而受到社會高度關注。為保障橋隧工程施工期和運營(維護)期的通航安全，針對大型跨海橋隧工程的特點，分析施工期和運營期內的通航安全風險及全壽命周期內的通航安全管理工作，提出“六位一體”的通航安全管理架構和相應的通航安全管理對策。

航運安全；橋隧工程；通航環境

0 引 言

隨著我國國民經濟快速發展和橋隧建造技術不斷提升，如東海大橋、杭州灣跨海大橋、金塘大橋、青島海灣大橋及上海長江橋隧工程等一批具有世界水平的跨海橋梁及隧道工程相繼竣工并投入運營。此外，更具挑戰性的港珠澳大橋、瓊州海峽通道及渤海灣跨海通道等特大型跨海橋隧工程正在建設和規劃部署中。

眾多橋隧工程的建設極大地促進了國家和地方經濟的發展，但也使原有通航環境產生了較大變化，給港口生產和航運發展帶來了一定的影響。橋隧工程建設期及營運期的水上交通安全管理問題受到極大的關注。國內已有不少學者、安全管理者就橋隧區水上交通安全管理展開相關研究：邢長利[1]在全面分析港珠澳大橋施工過程中水上交通安全風險的基礎上，探討水上交通安全監管模式；隋國有等[2]分析橋梁建設在施工期和營運期對通航環境的影響，探討大橋施工期和營運期的水域通航安全維護管理途徑；張黎光等[3]分析蘇通長江大橋橋區水域通航特點，從強化橋區水上安全監管方面提出管理措施，但缺乏從系統工程角度開展的綜合研究。對此，針對大型跨海橋隧工程的特點分析施工和運營階段通航安全風險，從系統工程的角度對全壽命周期內通航安全管理內容、管理架構和相應的通航安全管理對策進行分析研究。

1 大型跨海橋隧工程通航安全管理特點

大型跨海橋隧工程往往位于通航環境復雜的海域或內河入海口，這些區域是經濟發達地區交通網絡的重要通道，環境復雜，工程建設期和運營(維護)期內的通航安全管理具有諸多特點。

1.1 工程區域環境特點

大型跨海橋隧工程所在區域氣候多變，易受臺風、暴雨及雷電等天氣影響；海上通航環境復雜，航路多且交叉，船舶流量大。

1.2 工程建設期特點

1)工程規模大、施工周期長、施工船機眾多[4]。

(1) 大型跨海橋隧工程規模大，內容包括海中橋梁、離岸人工島、海底隧道及配套臨時工程等，技術難度大、施工周期長。

(2) 施工船機(包括打樁船、浮吊船、耙吸船、抓斗船、起重船、攪拌船、整平船、貨船和沙石運輸船等)眾多。

(3) 海上施工作業點及施工建設單位多，施工范圍廣，施工船組流動性強。

(4) 海上施工人員眾多，施工后勤保障(包括交通、通信、供水、供電和飲食等)難度大，交通船、供水船、油船和菜船等航行頻繁。

2)海事監管難度大、任務重。

(1) 在大型跨海橋隧工程建設期間，海上施工涉及到的橋梁承臺、橋梁墩身、箱梁和沉管隧道管節等大型構件運輸的次數多，運輸難度大。

(2) 沙石運輸船、駁船等輔助船進出施工區域頻繁。

(3) 涉及航道轉換、封航及臨時航道設置、開通等工作，管理難度大，水上交通組織工作量大。

(4) 工程區域氣候條件惡劣，災害性天氣頻發，眾多船機需要防臺、避臺，涉及原有錨地的使用及新建錨地的選劃，防臺管理難度大、任務重。

(5) 工程在地域上往往跨越多個海事管理機構管轄的水域，管理協調難度大。

1.3 工程運營期特點

大型跨海橋隧工程建成后，通航條件受到限制，水流條件也發生一定變化。在工程運營期間，需要對橋隧水域的水流、風和霧等自然環境因素進行監測；對工程附近水域的水上和水下活動(包括船舶錨泊、采砂、航道疏浚、挖砂、采礦、拋泥、捕撈和養殖等)進行嚴格限制；對工程維護期間的水上施工作業進行通航維護和管理。

為保障船舶通航安全和橋隧工程安全，需制定和調整工程附近水域的通航安全管理規定；利用船舶交通管理系統(Vessel Traffic System, VTS)及管道閉路電視系統(Closed Circuit Television Inspection, CCTV)等監控系統對橋隧水域交通情況進行24 h不間斷監控；對船撞橋風險進行持續管控；對橋上和水上應急事件進行聯動管理。

2 通航安全風險分析

2.1 通航環境因素

從系統理論的角度分析，通航環境可看作由自然環境、水域環境、水上交通環境和管理狀況組成的體系，其中：自然環境主要包括風、浪、流和能見度；水域環境主要包括航道的水深條件、航道寬度、航道彎曲度和水中構筑物及礙航物等；水上交通環境主要包括船舶流量大小、助航標志、VTS管理和交通法規等；管理狀況主要包括海事監管機構設置、船舶適航管理、船員適任管理、通航秩序和通航環境維護等。

2.2 建設期通航安全風險

2.2.1 大型跨海橋隧工程建設期施工通航安全風險

大型跨海橋隧工程建設期施工通航安全風險[5]主要集中在以下9個方面。

(1) 施工船舶船況不良、關鍵導航及助航設施配置不齊全、船員不熟悉施工水域環境和船舶管理不嚴格等原因導致船舶擱淺、火災、碰撞及翻沉等風險。

(2) 由于供油船和工作駁板的氣瓶、氣焊及氣割作業管理不到位，存在火災、爆炸的風險。

(3) 由于施工船舶頻繁移動，存在發生相互碰撞、翻沉等風險。

(4) 由于大型設備的運輸作業(包括樁基礎運輸、橋梁大型構件運輸及大型沉管運輸等)，存在施工船舶擱淺、碰撞及大型構件掉入水中的風險。

(5) 施工船舶在主要航道附近施工時，存在與過往船舶碰撞的風險。

(6) 施工船舶在主要航道附近施工時，受大型施工船航行波的影響存在翻沉的風險。

(7) 由于違章施工，存在擱淺、火災、碰撞和翻沉等風險。

(8) 施工船受大風、霧、雷雨等極端天氣影響，存在碰撞、翻沉等風險。

(9) 其他施工通航安全風險。

2.2.2 大型跨海橋隧工程建設期公共通航安全風險[5]

大型跨海橋隧工程建設期公共通航安全風險主要集中在以下8個方面。

(1) 由于施工區域警示標志及警戒船等設置不齊全、不合理，導致過往船舶誤入施工區域，存在碰撞、翻沉等風險。

(2) 由于橋梁樁基礎、試樁平臺、橋墩及箱梁等水中構筑物警示標志不齊全、不合理，導致過往船舶存在碰撞水中構筑甚至翻沉的風險。

(3) 橋梁施工區域臨時航道(路)頻繁調整及相關航路圖和航行通告發布不到位等導致過往船舶未能及時適應新設航道(路)，誤入施工區域，存在碰撞、翻沉等風險。

(4) 由于過往船舶失控誤入施工區域，存在碰撞、翻沉等風險。

(5) 由于施工船舶在航道(路)附近擱淺、翻沉及重大構建落入航道(路)，存在影響過往船舶航行等風險。

(6) 由于施工船舶在施工區域外違規錨泊，存在碰撞、翻沉等風險。

(7) 由于施工船舶未按規定錨泊及未正確懸掛號燈，存在碰撞、翻沉等風險。

(8) 其他公共通航安全風險。

2.3 大型跨海橋隧工程建成后通航安全風險

運營(維護)期通航安全風險主要包括以下7個方面。

(1) 由于過往船舶未能適應新的通航環境而誤入非通航區域，存在碰撞橋墩、箱梁的風險。

(2) 由于附近錨泊船走錨，存在擱淺和碰撞橋墩、箱梁的風險。

(3) 由于過往船舶非法穿越非通航區域，存在碰撞橋墩、箱梁的風險。

(4) 由于過往船舶在橋梁區域違章追越、對遇，存在碰撞、翻沉的風險。

(5) 由于船舶污染物泄露或船舶碰撞，存在橋梁結構不穩定等風險。

(6) 由于橋上構件、橋面上車輛及污染物等落入海中，過往船舶存在火災、爆炸及翻沉等風險。

(7) 其他通航安全風險。

3 全壽命周期內通航安全管理工作

大型跨海橋隧工程涉及面廣、參與部門多，主要分為海事管理部門、項目建設單位(業主)及施工單位等。參與各方在全壽命周期內按照法律法規[6-8]要求履行通航安全管理職責。

在全壽命周期內，通航安全管理工作可分為工程立項階段、工程勘察設計階段、工程施工階段(含招標階段)和工程運營(維護)階段等4個階段，即。按照工作內容，其還可分為海事行政許可，項目“三同時”工程實施主要包括航標工程、船舶交通管理系統(Vessel Traffic System, VTS)補充工程、海事基地建設工程及海事監管設施設備等，施工現場水上水下活動通航安全管控，橋區水域通航安全管控及通航應急管理等。在不同階段，各單位需開展的工作有所不同。建設期及運營(維護)期的通航安全管理工作與參與各方的關系見圖1。各階段的通航安全管理主要工作內容如下。

3.1 工程立項階段主要工作

該階段主要涉及到海事管理部門、項目建設單位(業主)和科研單位，需開展的主要工作包括：通航安全影響論證；橋梁通航凈空尺度和技術要求論證；港口生產、錨地使用等專項影響論證。

3.2 工程勘察設計階段主要工作

該階段主要涉及到海事管理部門、項目建設單位(業主)、科研單位和勘察外業施工單位，需開展的主要工作包括：根據通航安全影響論證等專題研究的成果和意見，開展通航安全評估研究、大橋橋區導航及助航設施和安全監管設施的設計、施工及運營期VTS研究(通航安全保障研究)等工作；制定通航安全監督管理頂層方案等綱領性文件，以指導后續現場通航安全監管等工作；建立安全生產管理體系及通航安全管理系統，包含船舶自動識別系統(Automatic Identification System, AIS)，等工作；審批勘察外業許可，對勘察外業施工船舶進行簽證管理和安檢管理；發布航行通(警)告及航標動態、現場巡航與監管、安排現場警戒船、調整航路及轉換航道、實施運泥船動態管理和船舶動態預警管理等。

圖1 建設期及運營(維護)期的通航安全管理工作與參與各方的關系

3.3 工程施工階段(含招標階段)主要工作

該階段主要涉及到海事管理部門、項目建設單位(業主)、科研單位、監理單位和施工單位，需開展的主要工作包括：明確項目招標文件中通航安全管理要求；審批分項工程水上、水下活動施工方案(包含橋梁土建施工、隧道施工、人工島施工和大型構件拖帶等)并發放許可證，對現場通航安全進行監督與管理，對施工船舶實施簽證管理和安檢管理；發布航行通(警)告、航標動態等；實施現場巡航與監管、運泥船動態管理及船舶動態預警管理等；實施航路調整及航道轉換、橋梁及隧道大型構件運輸和通航安全管理等工作；開展施工船舶防臺等應急管理工作；開展通航安全管理宣傳與宣貫，通航安全知識培訓、教育等工作；實施導航及助航工程、錨地工程等工作；開展通航安全管理協調工作，明確海事部門與業主等相關方的管理責任和工作分工；開展施工期船舶航路規劃及通航管理、施工船防臺規劃管理等工作；協調各方開展通航安全保障相關方案編制、專題研究等工作。

3.4 工程運營(維護)階段主要工作

該階段主要涉及到海事管理部門、項目運營(維護)單位和科研單位等，需開展的主要工作包括：工程運營前的通航安全核查；發布橋梁凈空尺度、橋區水域附近臨時錨泊區等通航安全相關信息；發布相關通航安全管理規定、辦法；做好橋隧工程橋區水域的通航管控工作；做好配套導助航設施的維護管理工作；建立通航安全協調機制和應急管理機制，做好相關協調和應急工作。

4 通航安全管理架構

通航安全管理工作內容繁多，涉及到海事管理部門、工程建設單位(業主)和施工單位等，因此必須建立一個良好的通航安全管理架構，形成系統的通航安全管理體系。

在工程建設與營運的過程中，各方以通航安全管理目標為導向，建立包括“組織機構管理”、“制度保障管理”、“培訓教育管理”、“技術咨詢管理”、“監督與檢查管理”和“應急管理”等六位一體的管理架構，落實通航安全主體責任和通航安全保障措施。在每個模塊管理中都遵循“戴明循環”控制理論，按照“計劃-執行-檢查與評估-提升與改進”(Plan-Do-Check-Action, PDCA)的思路運行[9]，實現閉環管理，必將實現管理效能的持續提升。通航安全管理架構示意見圖2。

圖2 通航安全管理架構示意

5 大型跨海橋隧工程通航安全管理對策

以管理目標為導向，提出以下通航安全管理實施對策。

1)高度重視通航安全管理頂層設計工作，系統、深入地研究各階段的管理需求，形成一套貫穿始終、前后銜接的管理體系。大型跨海橋隧工程通航安全管理關注度高，管理目標貫穿于整個建設期和運營(維護)期。在不同階段，通航安全管控的內容和重點有所不同，實施的主體有所不同，實施各項工作所需付出的代價也不相同。因此，要做好通航安全管控工作，需實施頂層設計，制定綱領性指導文件，并配合操作性文件形成一套系統的管理體系。

2)構建責任明確、行動高效的組織管理架構，確保在全壽命周期內通航安全管理工作相關單位能協調順暢、有條不紊地開展工作。大型跨海橋隧工程通航安全管理工作涉及到海事、漁政、海洋和建設單位等相關部門，只有各部門相互溝通、密切配合，才能達到保障通航安全的目的。

3)對于在通航安全管理工作中工作量大、專業性強且需貫穿于大型跨海橋隧工程各個階段的海事部門或單位，應指定專門機構或專人負責通航安全管理工作。

4)對于大型跨海橋隧工程通航安全管理工作中的棘手問題和熱點問題，應進行專題研究并形成切實可行的措施。例如：目前對海事管理部門與項目建設單位(業主)之間的工作內容和費用劃分并沒有明確的規定，在費用來源及使用方面還存在模糊地帶，為避免模糊地帶最后成為安全管理的盲區，要做好通航安全管理工作，對這些難點問題進行專題研究并制定切實可行的措施；關于橋梁段，尤其是非通航孔區域防船撞工作，各單位對責任的劃分和工作量投入的認識還存在較大差異，考慮到運營(維護)期橋梁防船撞工作不僅重要且持續時間長，需對橋梁防船撞工作進行深入研究，從管理手段、工程措施、預警和應急等方面提出各方都能接受且行之有效的辦法。

6 結 語

結合大型跨海橋隧工程的特點，分析橋隧工程通航安全風險和全壽命周期內通航安全管理工作內容，提出以通航安全管理目標為導向的六位一體的通航安全管理架構和相應的安全管理對策。若要有效地解決橋隧水域通航安全難題，需海事部門、建設單位和施工單位等各方各司其責、通力合作，只有如此才能確保在工程建設期人員與船舶零傷害、零事故和船舶交通安全、高效、通暢，實現運營(維護)期工程安全及相關水域通航秩序良好的目標。

[1] 邢長利.港珠澳大橋水上交通安全監管模式探討[J].鐵道建筑，2014(7)：15-18.

[2] 隋國友，韓延勝.淺析橋區通航問題及安全保障措施[J].水運工程(理論版)，2006，4(8)：18-19.

[3] 張黎光，薛建軍.蘇通長江大橋橋區水域通航安全風險與海事管理對策[J].交通信息與安全，2010：33-35.

[4] 段國欽，蘇權科，周偉. 特大型跨海橋隧工程營運服務水平評價指標體系研究[J].公路交通科技，2011,28(5):141-145.

[5] 港珠澳大橋主體工程初步設計階段通航管理評估報告[R].武漢：武漢理工大學，2010.

[6] 人民代表大會常務委員會. 《中華人民共和國安全生產法》[M].北京：法律出版社，2014.

[7] 交通運輸部.中華人民共和國水上水下活動通航安全管理規定[S].2011.

[8] 戴厚興，楊善利，盧劍松，等.《中華人民共和國水上水下活動通航安全管理規定》釋義[M].大連：大連海事大學出版社，2011.

[9] 段國欽.大型交通建設項目管理信息集成理論與應用研究[D].北京：北京工業大學，2011.

[10] 上海船舶運輸研究所.港珠澳大橋主體工程初步設計階段航標、助航設施及安全管理研究報告[R].上海：上海船舶運輸科學研究所，2010.

[11] 中國安全生產協會注冊安全工程師工作委員會.安全生產管理知識[M].北京：中國大白科全書出版社，2011：187-189.

Cross-Sea Bridge and Tunnel Construction——The Risk to Maritime Traffic Safety and its Management

CHENWei
(Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Authority，Zhuhai 519015, China)

Construction sites of a Large cross-sea bridge or tunnel are often located in navigable waters of economically developed regions. Because of the large scale, long construction period, complex process, and involvement of mass marine equipment and personnel, such projects substantially increase the risks associated with the navigation in the area. Therefore, a cross-sea bridge/tunnel project will draw close attention of society. This paper analyzes the navigation safety risks during the construction and operation periods of large cross-sea bridges/tunnels and the safety management countermeasures. The scope and the organization of the Navigation safety management during the whole life cycle of the project are proposed.

navigation safety risk； cross-sea bridge/tunnel project； navigation condition

2016-06-29

陳 偉(1984—)，男，湖北武漢人，碩士，主要從事交通運輸工程研究。

1674-5949(2016)04-0026-07

U698

A