面向安全防护策略的公路工程施工场景危险源辩识_孙登峰.pdf

CM&M 2023.01169的施工过程存在的风险进行评价，但是其没有将辨识过程和技术系统化。本文设计一种基于安全防护技术的公路工程施工场景危险源辨识方法，应用危险源辨识可以降低事故发生的概率，将事故后的控制转变为事故前的预防。1 施工场景危险源辩识在危险源辨识中，必须对危险源进行评价和评价分级。分级过程主要是根据公路建设特点和评价分级等外部因素，对项目危险源所承载的风险程度进行划分，使整个施工现场的危险源辨识更加详细和完整。在分级过程中，评价指标包括危险源特征、组织因素和对自然条件的敏感性。本文详细阐述了危险源评价指标体系。其主要包括四个一级指标，不同的一级指标对应几个二级指标。一级指标主要包括危险源的内在属性、外部因素和自然条件的敏感性。二级指标是对一级指标的详细描述和补充。对上述评价体系中的指标进行分析、量化，并分别进行计算，得出指标的描述及相应的分值。在对危险源进行评价和分级时，采用灰色关联度法比较各分级评价因子之间的灰色关系，描述各因子之间的关联度和相似度。公路工程施工时，这两个因素之间的变化趋势相似或一致，说明这两个因素之间的同步变化程度较高，可以认为这两个因素之间的相关性较大。利用灰色关联度对风险源进行综合分析，实际上是曲线间的关联分析6。几0 引言近年来，我国高速公路主体框架建设基本完善，一些边远陡峭地区的公路建设正处于蓬勃发展的过程中。公路工程建设中存在各种危险源，若处置不当，极易引发安全事故，给人民的人身安全和财产带来不良影响。大部分事故是由施工现场的危险源引起的。近年来，已经逐渐成为施工安全管理的研究热点，众多学者对此进行了相关研究。张志刚等1对工程建设期的 HSE 类危险源进行分类识别与评价，有效规避了工程实施过程中各种职业健康风险，起到了重要的风险管控与指导作用，但是其对危险源的分析不够深入。沈鹏等2借鉴一些发达国家在建筑行业方面的经验，将高速公路施工安全管理的知识和BIM 信息数字化，应用到高速公路施工安全管理中，降低安全事故的发生率，但是其辨识结果不完整。周明科等3通过 BIM 平台建立城市轨道交通工程建设的虚拟三维场景，展示工程建筑物的空间关系，建立安全风险管理信息的集中管理和共享机制，但是难以应对众多的、并发的危险源。许克玺等4汇总分析危险源的组成方式、分类方法、危害机理，参照相关法律规范构建高速公路施工安全风险管理体系，应用 OWA-灰色模糊综合评价模型评价高速公路施工安全。刘纪坤等5基于系统分析方法识别山区高速公路施工过程的风险因素，基于作业条件危险性评价法构建风险评价模型，并对该模型的参数进行了赋值和分级。同时应用该评价模型对某山区高速公路试验段面向安全防护策略的公路工程施工场景危险源辩识孙登峰摘要：公路工程项目复杂且庞大，存在大量危险源，容易引起安全事故，为保证公路工程施工场景中的生命财产安全，提升施工效率，设计一种面向安全防护策略的公路工程施工场景危险源辩识方法。利用灰色关联度分析方法，为已得到辨识结果的危险源进行评价分级，了解公路工程施工场景危险源的影响，提出相应的防护措施。以某公路工程项目作为分析对象，发现其工程重要风险源识别结果与实际工程情况相吻合，验证了公路工程施工场景危险源辩识方法的有效性。关键词：安全防护技术；公路工程施工；危险源辩识；灰色关联度；评价分级（中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300）170工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工何状态与曲线在一定状态下的发展变化有关。假设 4 个因素之间的数据序列记作：（1）式中，X1(0)(t)、X2(0)(t)、X3(0)(t)、X4(0)(t)分别代表一级评价指标中的公路建设特点、危险源特征、组织因素和对自然条件的敏感性序列。将上式中的因素数据序列用图像的形式表示出来，如图 1 所示。假设得到的因素数据序列为图 1 所示的形状与位置关系，根据上图中的位置关系，X1(0)和X2(0)距离较近，且相对比较平行，那么就可以判断X1(0)与X2(0)的关联度较大。曲线X1(0)与X3(0)相差较大，则说明X1(0)与X3(0)的关联度较小，X1(0)与X4(0)之间的关联度最大。根据四条曲线的协方差计算各个因素的数据序列关联度，X1(0)和X2(0)的关联度计算公式为：（2）式中，Cov（X1(0),X2(0)）表示曲线和曲线的协方差，D（X1(0)）和D（X2(0)）分别是X1(0)和X2(0)的方差。以此类推可获得 4个因素之间的关联度。在完成各个因素的数据序列关联度计算之后，按照大小进行排序，对行为进行量化。在施工过程中，可以根据以上计算关系进行危险源评价分级，根据建立的评价体系，相应建立 4 个评价单元，构建出如下的参考数列矩阵：（3）在建立的参考数列矩阵中，同级的指标中极值划分有所区别。为了保证在分级评价中的计算便捷性，只有对矩阵中的极值进行归一化处理，才能使评价过程具有相同的性质，归一化处理的过程可以表示为：（4）得到的规范化处理之后的数据矩阵如下：（5）上述矩阵中，m表示一级评价指标的数量，n表示二级评价指标的数量。将经过规范化处理的数据划分为参考数列和比较数列，求取两个数列之间的关联系数。在完成关联系数的计算后，还需要计算一级指标和二级指标的权重，由此完成公路施工场景危险源的辨识设计。2 实例分析2.1 实例项目概况实例分析中，选择的工程是尼日利亚高原州政府发标的公路工程，项目命名为高原州 wase-Dadin Kowa 公路工程项目。该线路为新建全长为 65.4km 的乡村道路，线路位于高原州的 2 个地方政府境内，分别为高原州 MABUDIN地方政府、高原州 WASE 地方政府。线路沿线多为平原沼泽地区，是尼日利亚穆斯林的聚集区，主要工程为土方及一座 34 跨的简支桥梁。施工规划为清除浮土，适量换填部分柔软地段。路面设计宽度为 7.3m，双侧单表路肩，路肩宽度 1.5m。全线路有一座简支梁桥梁（均需打桩施工，桩基直径 1.2m，深 30m，共 74 根），单跨 15m，共 34 跨。各种尺寸箱涵 2 座，设计速度为 100km/h，工期要求为 22 个月。统计重要的工程量如表 1 所示。在预应力施工、钢筋工程、土方工程、钻孔灌注桩工程等主要工程中，采取相应的安全防护技术措施。2.2 基于安全防护的公路工程施工场景危险源辨识根据本文设计的危险源辨识流程，并结合高原州 wase-图1 危险源评价中的数据序列表示图像表 1 实例工程重要工程量统计工程名称数量备注清表/m278470清表厚度小于 10cm路基挖方/m315525非岩石区挖出不适宜土壤/m310000多为淤泥和腐殖土路基填土/m3109853每层 15cm管涵/m100箱涵/个2 各种尺寸桥梁/m5101 座，15m/跨红土基层/m376600 两层，每层 15cm 厚CM&M 2023.01171Dadin Kowa 公路工程项目的具体情况，进行危险源辨识。如桩基的设置、机械安装与维修，以及涉及所有进入作业场所、办公场所的人员的活动。首先进行危险源分类，得到分类结果如表 2 所示。2.3 结果与分析根据以上流程，得到实例工程中的重要风险源的位置、状态，详细结果如表 3 所示。公路工程施工场景危险源辨识过程中，要了解不同风险所产生的根源和存在的状态，并根据安全防护技术来定位危险源位置，确认其与实际的工程情况相吻合。根据曲线之间存在的几何相似程度，确定参考数列和比较数列之间存在的关联度，将本文方法与文献 4 和文献 5方法进行对比，分析不同危险源类别下序列的量化结果。比较序列的量化结果如图 2 所示。由图 2 可知，与其他方法相比，本文方法量化了施工场景危险，一一确认了参考数列矩阵，即可判断数据序列关联度，保证公路工程施工场景危险源辨识方法具有可行性。3 结语公路施工过程对于安全管理的重视程度越来越高，为了防止事故频繁出现，并确定危险源所在的地点，本文对安全防护技术在公路工程施工场景危险源辨识中的应用进行了探讨。将潜在的危险源按照特定规则分类，为辨识提供良好的基础，在安全防护技术的基础上，设计公路施工场景事故后的危险源辨识流程，使辨识结果具有动态性。利用灰色关联度分析为已经得到辨识结果的危险源进行评价分级，了解危险源在工程中带来的影响，并采取合理的防护措施。实际应用效果表明，本文方法能够显示不同风险所产生的根源和存在的状态，根据安全防护技术来定位危险源位置，与实际的工程情况相吻合，说明本文设计方法具有可行性。参考文献1 张志刚,李金峰.港珠澳大桥水下隧道工程的 HSE 风险管理应 用与示范 J.隧道建设(中英文),2019,39(2):189-196.2 沈鹏,姜明映,徐跃.基于 BIM 技术的高速公路施工安全管理 分析 J.公路交通科技(应用技术版),2019,15(8):286-288.3 周明科,张鑫,张波,等.基于 BIM 技术的城市轨道交通工程 风险识别方法研究 J.施工技术,2019(3):4.4 许克玺.基于 OWA-灰色模糊评价的高速公路施工安全风险 管理研究 D.兰州:兰州交通大学,2019.5 刘纪坤,刘恩宇,郭红娟,等.山区高速公路施工过程风险评价 模型研究 J.中外公路,2019,39(3):5.6 余晖,赵建敏,张天宇.公路施工监理危险源辨识及风险的评 价与控制 J.中国质量与标准导报,2019(9):48-51.表 2 危险源分类结果编号危险源分类详细说明1施工人员管理松散在施工开始时缺少对人员身份的验证，安全防护措施不合理、进行危险施工技术时无人监护、防护措施缺乏资质等2施工过程的不合规操作如施工过程中的调度失误、施工顺序错乱、疲劳或健康异常作业、设备超载等情况3施工状态出现隐患如危险性作业中缺少防护措施或设备、能源辐射危害人体、外界干扰、自然环境影响、大气环境异常影响、通信设备与信号较差、危险物质标识缺失等情况表 3 工程重要风险源识别结果风险源名称危险源状态危险源所在位置坍塌在公路施工过程中，缺少地质调查，软基处没有设置基坑支护或是支护方式不合适；或支护方式合适但是施工情况与方案不符路基触电配电设备中的短路漏电警报故障；整体施工用电设备中缺少故障阻隔方式；在施工中所使用装置没有安全连接零线，混用工作零线；线路贯通穿越渠道没有任何安全防护，电线发生老化、断裂未进行包扎，架空线路采取金属丝线方式捆扎；电器装置漏电保护故障失灵；机械设备的带电位置外露或绝缘层损坏；现场临时使用电力线路及配电盒开关箱、电气附加焊现场暂定使用的电力线路、配电盒、开 关 箱、电气附加焊等设备碰撞施工中设备之间在交叉作业时，由于空间限制发生碰撞，造成安全隐患一般发生在塔 机、土 建等专业技术作业中高空落物施工人员在超过 3m 高的位置进行施工时，缺少防护网等安全保护措施，或保护措施不合规高空作业时图2 比较序列的量化结果危险源类别坍塌触电设备碰撞高空落物比较数列/个文献4方法文献5方法本文方法