基于指標體系法的長江干線武安段6 m水深航道整治工程總體安全風險評估

呂永興，馬 一

(1.中交廣州航道局有限公司，廣東 廣州 510221；2.長江航道局，湖北 武漢 430010)

風險評估作為建設項目安全生產風險管理的重要組成部分，是有效控制工程風險、預防和減少事故發生的重要手段之一；交通運輸部2014年印發《關于推進安全生產風險管理的意見》[1]，推動行業安全生產理念和管理模式的轉變；2017年印發《公路水路行業安全生產風險管理暫行辦法》[2]，進一步明確了安全風險辨識及評估方式和程序等。

目前，風險評估在交通行業中已得到一定程度的運用。鄧君等[3]以荊江航道整治工程拋石施工為依托，采用模糊綜合評價法進行了施工風險評價；李杰[4]針對水運工程風險特征進行系統分析，提出風險分級管控的措施與建議；馬兆祥等[5]對隧道工程施工風險成因進行研究，提出了安全風險管理的優化措施；李國強[6]通過嘗試引入風險管理理念，構建長江深水航道工程風險預防控制體系；陸建新[7]結合通揚線海安段航道工程進行風險分析，提出了相應的管控措施。但是，長江航道整治工程在開展總體風險評估方面研究較少。

本文以長江干線武漢至安慶段6 m水深航道整治工程(簡稱“武安段工程”)為依托，采用指標體系法，對影響武安段工程總體安全風險的主要因素進行分析，評估結論可用于指導該項目開展風險防控和工程安全管控工作。

1 風險評估理論及方法

指標體系法是根據影響航道整治工程總體安全風險的主要因素，建立體現風險特征的評估指標體系，對各評估指標進行數值區間量化分級，綜合考慮各評估指標的權重系數，對工程安全風險作出評估和預測的一種方法[8]。

采用指標體系法進行航道整治工程總體風險評估時，可根據影響航道整治工程施工安全風險的主要因素，將指標分為工程規模、工程復雜程度等6個類別，對各個類別細分提出若干評估指標，從而建立評估指標體系。

1.1 評估指標分級

評估指標取值首先根據工程實際情況和指標分級情況，確定指標所在的分級區間，然后，在分級區間的分值范圍內，采用插值法等方法專家集體討論確定。在確定指標所在的分級區間時，遵循最不利原則，越不利的情況取值越大；各項評估指標的權重通過層次分析法獲得。

在準則層中，將該層次中的各元素相對于上一層中的總目標元素進行兩兩重要性比較，并將比較的結果構造為一個判斷矩陣。用數字1～9作為尺度，表述上述兩兩因素間的比較，數字從小到大表示程度由低到高，再構造出風險評估因素的比較判斷矩陣。

1.2 建立指標體系

針對航道整治工程進行總體風險評估，建立的指標體系見表1。

表1 施工總體安全風險評估指標

續表1

續表1

1.3 總體風險計算

項目總體安全風險按以下公式計算確定：

F=∑Xij

(1)

Xij=Rijγij

(2)

式中：F為總體風險評估分值；Xij為評估指標的分值，i=1，2，…，6，j=1，2，…，n，n為對應第i個項別包括的評估指標的數量；Rij為評估指標的基本分值；γij為評估指標的權重系數。

計算出F后對照表2確定施工總體安全風險等級[9]。

表2 總體風險評估分級標準

2 武安段工程基本情況

2.1 工程規模

武安段工程上起武漢天興洲長江大橋，下迄安慶皖河口，全長約386.5 km，航道建設等級為Ⅰ級，建設標準為6.0 m×200 m×1 050 m(深×寬×轉彎半徑)，部分重點礙航灘段航寬不低于110 m，保證率為98%。

工程自上而下整治湖廣—羅湖洲、沙洲、戴家洲、鯉魚山、張家洲、馬當、東流等7個礙航灘段，建設護灘帶24道、護底帶4道、壩體5道，高灘守護15.4 km，護岸加固13.3 km，基建疏浚477萬m3，配套建設助航標志63座，改造現有航行標志和助航標志75座，并實施生態建設工程[10]。工程總投資37.44億元，工期42個月。

2.2 工程復雜程度

本工程的建筑物結構類型較多，主要包括D型聯鎖塊軟體鋪設、拋石、拋透水框架和疏浚等常規結構，局部采用了無砂六角混凝土塊、透空格柵魚巢等新結構。總的來看，水上鋪排、拋石等施工工藝較成熟，施工難度不大。

水上施工設備主要包括鋪排船、浮吊船、運輸船、挖泥船等，陸域施工設備主要包括挖掘機、履帶吊、裝載機等。工程施工主要集中在枯水期，工程量較大，工期緊張，施工船機設備投入較大，高峰期600 t以上船舶在300艘以上。

2.3 水文氣象

工程河段冬季盛行偏北風，夏季盛行東南風和南風，大風主要出現在春、夏兩季，大于6級風的年平均天數為15 d；年平均霧日為30 d，多集中在冬春季。工程河段一般7—9月為高水期，1—3月為枯水期。三峽水庫蓄水前后，水位年內變化規律沒有大的改變，但三峽蓄水運用后枯季(1—3月)月平均水位較蓄水前有所抬高，10—11月則明顯降低。

2.4 地質條件

工程高灘(岸坡)守護段共有15處，其中湖廣—羅湖洲河段、沙洲水道岸坡由黏性土與砂性土呈互層狀或夾層透鏡狀，這類岸坡一般因其中部或下部砂性土易被河水沖蝕而掏空，最終導致上部土體失穩崩塌。此外，局部岸坡分布有強度較低的淤泥質粉質黏土，其抗沖性能及自穩能力較差，其他灘段(水道)岸坡穩定性較好。

2.5 施工環境

工程河段所在航區為B級航區，部分護岸、護灘施工區域緊鄰主航道，疏浚施工位于航道內，部分運輸材料的船舶須穿越主航道，施工與通航矛盾較為突出；工程河段已建及在建跨江大橋10座，規劃過江通道11處，主要架空管線8處；工程河段內共有渡口49個，已建錨地14處，規劃錨地19處；有5個國家級水產種植資源保護區、2個自然保護區以及1個湖北省生態保護紅線區。

3 武安段工程總體風險評價

根據武安段工程的氣象、地質、水文等環境條件和施工規模、施工工藝等特點，利用層次分析法對風險權重值進行計算。通過yaahp軟件建立層次結構模型，輸入各項決策層的重要性比較結果后，即可得到施工總體風險的各項指標權重值計算結果。

yaahp是一款層次分析法輔助軟件，為使用層次分析法的決策過程提供模型構造、計算和分析等方面的幫助。

3.1 建立層次結構模型

首先依據指標體系建立層次結構模型，使用yaahp軟件繪制層次模型見圖1。

圖1 武安段總體風險層次結構模型

3.2 構建矩陣及重要性比較

建立層次結構模型之后，yaahp軟件據此進行解析并生成判斷矩陣，將對各準則層重要性比較結果輸入判斷矩陣，可以通過拖動滑動條來完成輸入，也可以直接鍵入自定數據，見圖2。

圖2 判斷矩陣數據輸入

3.3 指標賦值及權重計算

通過yaahp軟件即可得到各項指標權重值計算結果，同時依據工程實際情況對各評估指標進行賦值[11]，見表3。

根據層次分析法的權重計算和賦值結果，并參照表4的風險等級劃分依據，計算得出F=∑Xij=53.48，屬于較大風險(Ⅲ級)。

4 結論

1)基于指標體系法對武安段工程進行總體安全風險評估，確定項目總體風險等級為較大風險。

2)運用指標體系法開展航道整治工程總體風險評價，可建立層次結構模型，使用較為簡單易行的重要性排序法，將各評估指標按重要性從高到低依次進行排序，權重系數計算簡單合理，便于評估者計算項目風險得分，為項目風險控制提供依據。

3)總體風險評估結論可作為完善武安段工程施工組織設計的依據，也可為建設單位的項目組織實施、安全管理力量投入、資源配置、施工單位選擇、工程保險投保等方面提供決策支持。

4)本項目實施過程中，可根據評估結論，從準入控制、教育培訓、安全設施、安全警示、勞動保護、作業許可、現場監管和應急準備等方面采取相應的控制措施，降低事故發生的可能性，最終把安全生產風險降低到可容許的限度。