PHA－LEC評價法在炸礁施工中的應用

□ 朱良才 陳虹宇

水下鉆孔爆破在航道疏浚、碼頭基槽開挖及港池疏浚施工中的應用越來越廣泛，如果施工過程中發(fā)生意外，將會造成嚴重的安全事故，因此，爆破所產生的巨大沖擊波對周邊環(huán)境、水下構筑物及船舶的影響引起人們的高度重視。筆者采用作業(yè)條件危險性評價法（LEC）結合寧波舟山港岱山港區(qū)魚山作業(yè)區(qū)航道工程炸礁施工工藝流程及對周圍環(huán)境影響因素，定量計算劃分預先危險性分析（PHA）的危險等級，為水下炸礁爆破施工危險等級劃分與重要危險源管控提供依據。

一、PHA－LEC評價法

PHA－LEC評價法首先利用PHA分析發(fā)生事故原因及條件，預測事故后果，再采用LEC對其危險性定量計算得出各工序發(fā)生的危險等級，從而提出有效的安全管理措施。通過PHA－LEC安全評價法分析各事件的潛在危險因素，確定危險等級，提出整改措施，有助于提升企業(yè)安全管理的水平。

1.PHA

PHA是在進行某項工程活動之前，對系統出現的危險類別、條件及事故可能造成的后果進行概略分析，其目的是發(fā)現系統的潛在危險，確定其危險性等級，提出相應的防范措施，避免采用不安全路線造成安全事故。

2.LEC

LEC是由KF金尼和KJ格雷厄姆提出的一種危險性評價，可以對作業(yè)環(huán)境中的潛在危險進行半定量評價與分級。其采用與系統風險有關的3種因素指標值的乘積來評價操作人員傷亡風險大小。可參考規(guī)范《水利水電工程施工重大危險源辨識及評價導則》（DL/T 5274-2012），對L、E、C進行賦值，計算D值（D＝L×E×C），根據D值大小判斷事件的危險等級。

二、PHA－LEC評價法在炸礁施工中的應用

1.工程背景及危險因素分析

寧波舟山港岱山港區(qū)魚山作業(yè)區(qū)航道工程進港主航道龜山航門航道段在秀山大橋西側存在1處礁石（網倉礁，1#礁石），在峙中山南側存在1處礁石（2#礁石）。為滿足本工程南部作業(yè)區(qū)航道炸礁區(qū)按10萬噸級航道通航要求，需對2處礁石進行炸礁處理，全部清除至設計底高程－17.5米，炸礁邊坡為1∶1，炸礁工程量2.16萬立方米。該工程兩處礁石基本處于航道范圍內，具體位置如圖1所示。

圖1 工程位置圖

（1）水下爆破炸礁施工工藝流程危險因素分析。水下爆破炸礁施工工藝流程包括定位、鉆孔、裝藥、堵孔、移船、起爆等6個主要工序。

各工序危險因素分析如下：①定位。施工前，炸礁船定位采用RTK－GPS定位系統，通過電腦顯示器可直觀地顯示定位情況，鉆爆船錨纜長500米，錨纜直徑43毫米，前后各兩個錨拋成八字形，船只移動通過絞錨完成。施工現場實際觀測流速在9節(jié)以上，水深、流急、浪大，可能出現平臺失穩(wěn)、走錨、船舶打轉等情況。②鉆孔。鉆爆船定位后，鉆機在軌道上移動選取孔位，根據水流情況下放套管，放至水底后鉆機進行位置調整，鉆頭在套管內旋轉沖擊鉆孔。鉆孔過程中可能出現機械傷害，卡鉆，高處墜落等。③裝藥。每鉆完一個孔后提起鉆桿，在孔內裝入藥柱和起爆器材，確保裝藥質量。可能出現裝藥堵塞，雷管變質、破損，電爆網路故障，工人操作失誤等。④堵孔。水深大于6米的可不需堵塞；水深大于3米小于6米時，堵塞長度取0.5～1.0米；水深小于3米時，孔口堵塞長度取1.5～2.0米。工人操作失誤可能出現堵塞長度不足的情況。⑤移船。裝藥堵孔完畢后，將鉆爆平臺移至150米外，爆破施工前發(fā)出爆破信號。可能出現移船距離不足、走錨等情況。⑥起爆。該工程部分巖層較薄，孔深在10米以下，每個孔內安排兩枚雷管即可滿足條件，孔深超過10米的船位就要每孔裝3枚雷管。每個船位完成后，將各段號的雷管連接在2枚180米引爆雷管，用起爆槍擊發(fā)導爆管雷管進行起爆。可能出現網路漏接、損壞、藥包防水層破壞、拒爆等。

（2）炸礁施工對周邊環(huán)境的影響。1#炸礁區(qū)網倉礁部分礁盤位于龜山航門航道，2#炸礁區(qū)礁盤位于灌門航道，水上施工作業(yè)在施工過程中，施工船本身與拋錨均需占據航道面寬，導致航道通航面寬降低，間接增加了航道內的通航流量，可能導致過往船舶與施工船舶碰撞、沉沒，造成人員傷亡事故。尤其是位于龜門航道的1#炸礁區(qū)，該航道上有多條客運線路，經過1#炸礁區(qū)的客運船舶達24艘次/日，炸礁船錨泊、定位、移船、起爆等多個作業(yè)環(huán)節(jié)，均可能會對過往船舶造成影響。

1#炸礁區(qū)距離在建秀山大橋最近處僅有380米，炸礁施工可能會對秀山大橋建筑物本身造成不利影響。秀山大橋南側引橋的施工由中交二航局主要承建，其在進行水下墩臺切割作業(yè)時，將有水下潛水作業(yè)。根據相關規(guī)范規(guī)定，鉆孔爆破裝藥量為50～200千克時，潛水作業(yè)的安全允許距離為900米，而該工程最近作業(yè)點距秀山大橋南側引橋僅為380米左右，如果潛水作業(yè)和起爆作業(yè)同時進行，將會造成人員傷亡事故。

中交二公局承建秀山大橋主橋的施工，二公局施工船舶較多，其航行、拋錨均會對該工程的施工造成影響。該工程炸礁船移位、起爆等也可能對二公局施工船舶形成干擾。另外，二公局在秀山大橋西側敷設有一條臨時施工電纜，該工程炸礁船拋錨不當可能會對二公局臨時施工電纜造成破壞。

2.PHA－LEC評價法對炸礁施工的危險性分析

PHA－LEC評價法融合了PHA初始風險定性分析與LEC危險性定量分級的優(yōu)勢，二者相互補充共同構建了一套完整的危險性評價方法。首先，通過PHA法確定系統的危險有害因素，觸發(fā)事件以及事故后果；然后，利用LEC法根據事故發(fā)生的可能性、暴露于危險環(huán)境的頻率程度以及發(fā)生事故后的危險嚴重度定量計算危險性等級；最后，對危險等級提出有針對性的整改措施。采用PHA-LEC評價法結合該工程炸礁施工實際情況進行危險性分析見表1所列。

表1 炸礁施工預先危險性分析

（1）因素A1分析。A1：移船定位。B1：平臺定位不穩(wěn)；走錨。C1：1#炸礁區(qū)水深、流急、浪大，現場實際觀測流速在9節(jié)以上。D1：作業(yè)平臺失穩(wěn)、打轉。

（2）因素A2分析。A2：開機鉆孔。B2：作業(yè)平臺環(huán)境雜亂；機械傷害；卡鉆。C2：工作場所環(huán)境不清潔、工具物品未集中分類擺放；鉆機等機械安全防護設施不規(guī)范，工人登高作業(yè)更換鉆桿和套筒未系安全帶；鉆孔套筒泄露孔遇到較大碎石可能卡鉆。D1：工人滑倒磕碰；人員意外傷害，墜落跌傷；套筒損壞、施工效率降低。

（3）因素A3分析。A3：裝藥堵孔。B3：早爆；起爆器材損壞。C3：雷管變質、破損，電爆網路故障；工人裝藥過程操作不當，將導爆管拉細變長，或水流流速過大將導爆管沖走；堵塞長度不足。D3：火災、爆炸事故、人員傷亡。

（4）因素A4分析。A4：移船聯網起爆。B4：移船距離不足，走錨。C4：人員疏忽導致網路漏接，網路線沉入水中，水流流速過大將網路扯斷；裝藥方法不當，炸藥和起爆器材變質，藥包防水層破壞，起爆網路斷路；拒爆。D4：人員傷亡或財產損失。

（5）因素A5分析。A5：惡劣天氣。B5：暴雨、大風、迷霧天氣下作業(yè)。C5：水上施工人員能見度降低，施工干擾大，潮流急走錨。D5：人員傷亡，爆炸事故。

（6）因素A6分析。A6：航道內施工。B6：客船航經警戒范圍時起爆。C6：爆炸沖擊波對客船造成影響。D6：碰撞、沉船、爆炸事故、人員傷亡。

（7）因素A7分析。A7：交叉作業(yè)。B7：炸礁施工水域附近有橋梁施工作業(yè)，水下潛水墩臺切割作業(yè)，海底敷設電纜施工作業(yè)。C7：爆破震動效應對在建大橋橋墩影響，存在一定的交叉作業(yè)。D：施工干擾，人員傷亡。

（8）因素A8分析。A8：無關船舶闖入警戒區(qū)。B8：船舶意外闖入。C8：炸礁施工位于航道內，炸礁施工警戒區(qū)域警戒船只不夠，警戒巡航疏忽。D：碰撞、沉船、爆炸事故、人員傷亡。

采用LEC法對表1所列潛在事故的L、E、C、D分別進行定量評分，得出其危險等級及其整改措施，見表2所列。

根據以上分析可知聯網起爆、惡劣天氣、航道范圍內施工、交叉作業(yè)、無關船舶闖入警戒區(qū)的風險級別均判定為Ⅲ級，是重大危險源，必須采取有效措施進行控制。針對航道范圍內施工，交叉作業(yè)兩項重大危險源，由于施工干擾多，除采取表2中所述整改技術措施外，還需與相關單位溝通協調提前簽訂安全協議，明確各自安全責任，落實各項安全管理措施和應急聯絡機制，確保炸礁施工及各相關單位作業(yè)活動安全運行。

三、結語

水下鉆孔爆破憑借良好的爆破效果和較高的施工效率，在水下工程應用中有著不可比擬的優(yōu)勢，但由于復雜的作業(yè)環(huán)境和嚴重的失事后果，開展系統全面的安全性分析，有著十分重要的意義。筆者從寧波舟山港岱山港區(qū)魚山作業(yè)區(qū)航道工程炸礁施工工藝流程及對周圍環(huán)境影響角度出發(fā)，采用PHA－LEC評價法對水下鉆孔爆破施工過程中存在的危險因素進行辨識，定量劃分其危險等級，并利用表格形式直觀、深入、準確的表現出來。對特定條件下的重大危險源具體分析，提出對應的防范措施，有助于對炸礁施工存在的安全隱患進行有效控制，盡量減少人身傷害和財產損失，提高企業(yè)安全生產水平。

表2 水下鉆孔爆破施工過程危險性分析