基于風險界面理論的拱壩纜機吊運混凝土作業風險研究

范禹呈 董 勇

（1.青海黃河上游水電開發有限責任公司 2.三峽大學水利與環境學院 3.中國電建中南勘測設計研究院有限公司宜昌設計院）

引言

拱壩纜機作業中存在纜機跨距大、揚程高、運行維護難度大等問題，連續的混凝土澆筑對纜機的正常運轉更是一個嚴峻的考驗，這需要對作業人員、設備工具及現場環境等提出較高要求[1]。風險分析對于尋找風險因素并對其歸類診斷至關重要，確定風險因素后便可對癥下藥開展風險控制工作，使纜機運轉更為可靠，作業風險相對降低。但由于風險客觀存在，且演化路徑復雜，事故依舊發生并且往往損失嚴重。鑒于此，筆者基于風險界面理論對拱壩纜機吊運混凝土作業進行風險分析，綜合考慮各類風險因素的共同作用與作業人員、工具設備及現場環境三者之間的交互作用；利用魚骨圖對風險因素歸類，找尋風險因素之間以及風險因素與事故的內在關聯；通過AHP法對風險因素定量分析，找出關鍵風險因素，針對關鍵風險因素開展風險控制工作。

1 作業事故發生機理

由于人、機、環三者之間交互頻繁，基于此提出風險界面理論。風險界面理論指出事故主要是由于風險因素對作業人員、設備工具及現場環境三者的刺激產生，并且風險因素通常存在于三者之間的接觸界面，如圖1所示。接觸界面是指作業人員、設備工具及現場環境三者之間的物理接觸界面以及三者之間抽象的假想接觸界面。例如作業人員與某些損壞漏電的混凝土澆筑機械接觸發生觸電事故，該事故就發生在人與機械之間的物理接觸界面上，該接觸界面真實存在；在冬季施工時澆筑機械在啟動時會產生靜電，靜電產生的電磁場會使得其他電子儀器失靈甚至損壞，電磁場與電子儀器之間的界面就是一個抽象的假想接觸界面，該界面不以物理狀態存在。事故往往發生在作業人員、設備工具及現場環境三者之間的接觸界面。

圖1 風險界面示意圖

風險界面理論將作業人員、設備工具及現場環境三者抽象成概念上相互獨立、邏輯上相互聯系的能量攜帶主體，而能量攜帶主體一旦受到與該能量攜帶主體相關的風險因素刺激便轉化為危險能量攜帶主體，此時危險能量攜帶主體與其他危險能量攜帶主體相互接觸便可能引發事故。

作業人員、設備工具及現場環境這三類能量攜帶主體之間的關系可分為六種，如表1所示。表中“作業人員→設備工具”表示作業人員這一能量攜帶主體受到與該能量攜帶主體相關風險因素的刺激轉變為危險能量攜帶主體，而此危險能量攜帶主體又與設備工具這一危險能量攜帶主體相互接觸這一過程。該過程最終導致的結果可能就是事故的發生，其中作業人員為事故的主動方，而設備工具為事故的承受方。

由此表明，事故產生的過程是由人、機、環三者大量的交叉作業產生危險源為起點，再經過危險能量攜帶主體之間的接觸，使得危險能量發生碰撞，由此產生事故。需要表明的一點是，因為事故的產生受到諸多因素的影響，所以危險能量攜帶主體之間的接觸未必一定導致事故的發生，但是若發生了事故，那么一定會在危險能量攜帶主體之間的接觸界面上發生。

表1 能量攜帶主體關系分類表

2 作業風險分析

2.1 風險因素

依據風險界面理論，分別分析與作業人員、設備工具及現場環境三者相關的風險因素。其中與作業人員相關的主要風險因素有規章制度、現場管理不善、作業人員失職等；與設備工具相關的有故障損壞、靜電磁場、火花等；與現場環境相關的有氣候、作業環境等。依據以上方法將混凝土吊運作業風險因素一一找出。

2.2 風險因素歸類

拱壩纜機吊運混凝土作業能量攜帶主體以及風險因素之間交互頻繁、演化路徑復雜多變，不易于對風險因素歸類，因此考慮使用魚骨圖法[2]。魚骨圖通過由疏到密的樹枝狀箭線將事故與風險因素聯系起來，每個大魚骨都由眾多中魚骨組成，代表能量攜帶主體；每個中魚骨由眾多小魚骨組成，代表各風險因素。通過魚骨圖將各風險因素歸類并逐層分解，直到該風險因素可以直接找到相應的對策為止，找到每一個可能引發事故的風險因素。圖2中“作業人員→施工機械”表示作業人員這一能量攜帶主體受到與該能量攜帶主體相關風險因素（如：決策失誤、作業人員失職等）的刺激轉變為危險能量攜帶主體，而此危險能量攜帶主體又與設備工具這一危險能量攜帶主體相互接觸這一過程。該過程最終導致的結果可能就是事故的發生，其中作業人員為事故的主動方，施工機械為事故的承受方。通過多種風險因素的刺激，以及危險能量攜帶主體的接觸，最終所有危險能量全部匯集到“魚頭”即事故的爆發點。

根據魚骨圖識別的風險因素結果，將各能量攜帶主體、風險因素依據大魚骨（如：作業人員→施工機械、作業人員→現場環境）、中魚骨（如：決策失誤、現場管理不善）、小魚骨（如：施工機械方案選擇錯誤、進度計劃不合理）分別歸類，得到風險因素分析表，如圖2所示。

圖2 拱壩混凝土吊運作業風險因素分類魚骨圖

2.3 風險因素定量分析

在對風險因素定性分析的基礎之上，利用AHP法對風險因素定量分析。通過對引發事故的能量攜帶主體、首層風險因素以及第二層風險因素賦予相應的權重，利用數理統計的方法得到末端風險因素對于事故的得分，即該風險因素對于事故產生的重要程度。得分最高的風險因素為關鍵風險因素，需優先考慮針對關鍵風險因素的應對方案。

對風險因素定量分析步驟如下：

（1）在對風險因素歸類分解的基礎之上，組織行業專家對魚骨圖上能量攜帶主體評分，分數范圍為1～5分，分數越高表明對事故發生的影響程度越大。

（2）在對能量攜帶主體評分的基礎之上運用相同的方法繼續逐層對各風險因素評分，直至將所有風險因素逐一評分。

表2 風險因素分析表

（3）利用數理統計的方法計算每個末端風險因素對于上一級風險因素的影響力，即影響因子。首先，假設Pi、Pij、Pijk分別為能量攜帶主體、首層風險因素以及第二層風險因素的分數，P′i、P′ij、P′ijk分別為處于能量攜帶主體層、首層、第二層的風險因素。P′ijk對首層風險因素的影響因子為：

P′ijk對能量攜帶主體的影響因子為：

P′ijk對問題的最終影響因子為：

（4）將最終影響因子U（ijk）的值由高致低排序，并將影響因子值最高的風險因素稱為關鍵風險因素。

（5）通過對魚骨圖上各風險因素的計算，得到各末端風險因素對事故的最終影響因子以及關鍵風險因素。

3 結語

拱壩纜機吊運混凝土作業風險主要由風險因素的刺激產生，由于人、機、環三者交叉作業的頻繁性，風險界面的實際存在性，提出風險界面理論，并同時闡明事故發生機理。其次依據上述研究找出風險因素，并通過魚骨圖對其進行歸類，形成完整的事故致因魚骨圖，通過魚骨圖將事故發生的過程形象的表述出來，為其后的定量分析打下基礎。最后通過AHP法對各風險因素依次進行專家評測，根據評測分數計算風險因素之間的相對分數，客觀的論證了風險因素之間的關系以及能量攜帶主體之間交互的頻繁性，確定關鍵風險因素，為風險控制找到主要控制對象。風險控制可以分為兩個方面，首先最主要的就是減少風險因素，尤其是關鍵風險因素，其對于事故產生的影響最大。其次就是限制危險能量攜帶主體之間的接觸，實際就是減少施工過程中交叉作業的數量。從以上兩個方面入手，可以降低風險成本，減少事故發生的頻率。