時間:2023-06-05 09:55:37
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇橋梁風險評估,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】: 橋梁;施工風險;評估方法
中圖分類號:K928文獻標識碼: A 文章編號:
引言
自改革開放以來,交通一直是我國的重點行業,隨著我國經濟的持續、快速發展,我國橋梁建設發展迅速,面對日益競爭激烈的市場環境,建筑企業中對工程風險的能力提出了更高的要求。施工風險評估是指為有效控制公路橋梁施工安全風險,提出的一種定性、半定量化的公路橋梁施工安全風險評估方法,該方法風險評估有利于設計、施工、業主等各個方面更加深刻的理解和體會可能面臨的損失,并制訂全面的對策,有利于業主在更加直接、豐富的研究基礎上進行科學決策。因此,如何在施工中能夠更好的控制自身的風險管理工作,就成為了當前我國橋梁施工經濟、質量、安全發展的重中之重。
一、風險評估的必要性及流程
橋梁的風險事態是指橋梁設計、施工、使用等過程中可能出現的,對某種既定目標造成影響的不確定的事態。而橋梁風險評估是結合現有統計數據及現行規范,對勘測、設計資料和橋梁工程的施工情況分析確定各風險因素導致的風險事件可能發生的概率和可能產生的后果進行分析、比較、評價、處理,以此來制定合理對策的過程。橋梁會由于跨徑大,且橋位區域大風、地震、等各種不利因素,因而具有一定的建設難度,對大橋的建設和運營影響大。所以,需要結合當前科技技術現狀,評估項目施工的風險程度,并提出相應的應對措施,最大程度地減少風險預期導致的損失,創造更多更好的工程價值。
橋梁風險評估的流程包括風險交流、定義、識別、估計、評價和控制。風險交流是為了研究者和相關人員深入的交流,明確研究的目的、風險偏好等問題,其貫穿于整個評估過程;風險定義需要明確風險評估的問題,并根據其特點,確定合適的風險量測形式,收集項目資料及施工現場資料以備后續使用;風險識別是根據研究對象和目的,研究和發現潛在的風險事態,并明確評估重點的過程;風險估計是對可能出現的風險事態進行不確定性的估計,估算風險事件給業主帶來的各種損失;風險評價是在基于風險估計結果、考慮風險承擔者的風險態度和承受能力的基礎上,對風險程度具體的評價結果,并在評價后提出風險對策;風險控制包括風險決策和風險監控兩部分。風險決策是根據風險評價的結果,選定合適的風險對策來應對不同的風險,風險監控是指檢測潛在的風險事態,并適時運行有關風險控制措施的過程。
二、橋梁施工風險評估研究現狀與問題分析
一個橋梁的施工工程,不但是一項工序復雜的施工工作,更是一項處處存在風險的施工工作,一旦發生風險事故,損失將是巨大的,因此對公路橋梁施工風險管理要求迫在眉睫。鑒于我國目前公路橋梁風險管理還處于起步階段,我國公路橋梁風險管理特別是施工中的風險管理存在的主要問題有如下幾個。
1、目前我國橋梁施工人員大多數以農民工與文化水平相對比較低下的社會人員組成,綜合素質水平良莠不齊,同時由于建筑企業及施工單位風險管理意識不強,對于公路橋梁施工風險管理的重要性認識不足,沒有把其作為橋粱施工管理的重要內容。盡管現已出臺了橋梁施工風險管理的措施,但卻缺乏系統性的施工風險管理目標,沒有正式施工風險管理方案,對公路橋梁施工風險管理也沒有明確的定位,因此,在企業組織結構上未考慮橋梁施工風險管理職能,缺乏專職人員來進行管理。這在一定的程度上阻礙了當前橋梁施工過程中的施工技術水平的正常發揮,使得施工工期得不到應有的保障,增加了組織結構的運行風險,還大大降低了其自身的質量、安全以及可靠度,給橋梁的質量安全工作造成了非常不好的影響。
2、我國絕大多數公路橋梁施工企業未能建立起全面完善的風險管理信息系統,管理制度化、程序化不高,橋粱施工風險管理技術和能力不足,對千公路橋梁施工過程中的變化控制不得力,不能充分考慮橋梁施工中不斷發生的各種變化,造成當公路橋梁施工風險到來時,由于缺乏全面可靠數據支持,不能及時做出應對措施,管理成效低,這在一定的程度上使得其對橋梁施工過程中的整體性把握不足,導致了眾多施工管理人員在進行工作中處處受制,不能有效的發揮出自身的功能與義務,使得在橋梁施工過程中出現了眾多質量安全問題。
3、雖然目前公路橋梁施工管理風險在一些公路橋梁施工中得到運用,但系統和實用性強的成果并不多。公路橋梁施工風險評估理論體系不完善,橋梁施工風險因素識別的層次不統一,不便于分工協作。我國公路橋梁施工企業對風險管理沒有引起足夠的重視,公路橋梁施工風險管理知識的匾乏,使得我國公路橋梁施工企業整體對駕馭風險的能力較弱。公路橋梁施工風險管理已經成為公路橋梁施工企業不能回避的問題,需要找的一種符合目前風險發展水平且易于公路橋梁施工掌握和操作的實用風險評估方法。
三、橋梁施工風險管理問題的策略探討
1、橋梁施工人員的技術水平是決定風險大小的決定性因素,因此橋梁施工項目的領導者一定要注重培養高素質的施工技術人才、施工管理人才以及施工監督管理人才。施工項目的管理者要加大企業中的風險管理教育工作的宣傳工作,以此來在本質上提高施工各方面人員的綜合素質水平,同時還要不定期對自身企業的員工進行集中培訓工作,通過培訓提高整支施工的隊伍風險管理的意識,讓每一個施工人員都能夠在思想上認識到風險管理工作的重要性,理清自己的責任;其次,施工單位的質量管理機構要配有專業的監理人員、施工技術人員以及設計人員,從而最大程度的保障施工的安全性與可靠性。
2、施工單位的管理者要制定一套相對比較完善的管理制度,建立起全面、完善的公路橋梁施工風險管理信息系統,努力加強對經驗數據的積累工作,并依此對橋梁施工過程中發生的變化做出科學的估計,對施工風險做出及時、有效的反應。其次要建立和完善公路橋梁施工風險管理機構和機制,明確定位橋梁施工風險管理,設置風險管理部門和職能,配備專職部門和人員來履行公路橋梁施工風險管理職責,健全風險管理機制,加強對公路橋梁施工風險管理的基本原理、技術方法的學習,并能自覺應用,從而提高公路橋梁施工企業組織結構的運行效率。
3、要注意建立公路橋梁施工風險預警機制,加強公路橋梁施工中的風險識別,收集風險數據、建立模型,做好公路橋梁施工風險發生的概率估計,以便更有力地監控風險,減少風險帶來的損失。要加強工程環境風險的研究,制定科學合理的公路橋梁施工方案和施工組織設計、采用科學的施工工藝,加強現場管理工作,規范操作。最后應樹立風險回避意識,重視風險,增強公路橋梁施工職工的凝聚力,遵守公路橋梁施工的法律法規,使管理人員懂得公路橋梁施工風險管理的新方法,從而更好的保證公路橋梁施工工程建設順利實施。
結語
改革開放以來,隨著我國經濟的持續、快速發展,我國公路建設發展迅速,橋梁建設在道路建設中處于咽喉地位也進入了快速發展時期。目前,我國正處于工程建設高峰期,建設規模大,工程質量問題時有發生,工程風險大大增加,尤其公路橋梁施工風險管理的問題也比較突出。所以如果要想取得更為深遠的發展,就并須針對當前我國橋梁建設風險管理工作中所存在的問題,進行系統的分析與探討,然后在施工中以及其它各個方面采取相應的防治對策,從本質上徹底解決其發展中的不足,從而更好的保證橋梁施工中的安全質量問題,讓其可以更好的為我國的建筑施工質量安全工作做出其應有的貢獻。
參考文獻
[1]孔祥成,楊立輝. 施工方案中安全技術措施的研究[J]. 山西建筑,2009,(10) .
關鍵詞:復雜橋梁 工程施工 風險評估
橋梁的風險控制不僅可以減少風險的發生頻率,而且也會減輕事故發生后的損失程度。風險控制的主要方法是技術措施與管理措施,包括操作工藝、施工設備、規范制度、人員素質訓練等。同時,有關的警示標志應給與重視,如施工工程中的安全警示牌,橋面使用過程中時所用到的施工警示標志等。施工安全設施是十分必要的,它可以警示和提醒車輛及行人在通過施工區時,保護施工人員和設備的安全。通過施工安全監控不僅可以發現施工過程中的一些問題,而且可以通過問題進行總結,吸取所犯錯誤的經驗,進行自我提高,并提高人們對施工安全的認識以及分辨能力。
1.復雜橋梁風險評估內容
復雜橋梁主體工程安全風險評估工作內容主要包括項目管理風險、主體工程施工圖設計和施工階段、運營維護階段的安全風險和環境風險及接口風險等。項目管理安全風險包括安全管理風險、質量管理風險、工期管理風險、造價管理風險、接口管理風險、綜合管理風險。建設條件:包括工程地質、水文地質及勘察分析深度及方法可靠性,氣象變化、突發船撞車撞等不利施工環境等:結構方案:包括結構受力復雜程度、結構設計技術成熟程度等:施工方案:包括施工方案、主要施工技術和設備等;運營管理:包括交通管理,養護,可能發生的船撞、車撞等。施工期間:施工作業和船舶干擾底棲生物資源喪失,實物保障遭到破壞,海洋保護動物遭到傷害,另外鋼結構涂裝容易造成環境污染。運營期間:橋墩的建成使海洋保護動物生存環境的破壞和減少、棲息地破碎;橋上危險品造成的污染。跨海大橋項目通常技術復雜,涉及專業種類多,安全風險評估應包括以下接口內容:主體工程與側接線工程間接口;土建工程與交通工程間接口;主體結構與附屬設施間接口等。
2.復雜橋梁施工中的風險分析
在對復雜橋梁施工中,會存在各種風險,總體來說復雜橋梁施工中的風險總是呈現出一定的特征,引起風險的原因是多方面的:
2.1橋梁結構
橋梁主要是借助墩臺進行支撐,其余大部分是懸空的,這就加大了橋梁施工的風險性,即當跨徑結構中的一個截面發生故障,可能引起橋梁的毀壞,同時橋梁的跨度與支撐距離以及風險成正比例關系。可見,復雜橋梁施工比其他土建施工的風險要大。在橋梁的建設中通過對結構的改進來達到提高橋梁的跨越能力和節約材料的目的,這無疑就加大了橋梁施工的難度,也為施工帶來了一定的困難。由于對復雜橋梁施工的準確內力分析比較困難,難以體現準確的受力狀態,理論數據與實際的數據差異大,不利于準確的進行風險評估與管理。
2.2施工技術
隨著科技的發展和對橋梁結構要求的提高,施工技術也獲得了巨大的進步,因此施工技術的熟練程度對復雜橋梁施工的風險起著重要的影響。在不斷的施工實踐中,施工技術越成熟,施工操作越規范,則施工的風險就越小。橋梁的施工主要是在戶外進行,而且施工周期長,這就決定了施工受到自然環境的影響較大,一般而言復雜橋梁的施工環境比較惡劣,橋址受到地形、地質、水文以及氣象的影響,并且施工容易受到自然環境的束縛,影響到施工的質量和進度。此外,在通航河流的施工中,橋墩還受到一定的撞擊,增加了施工的困難,為施工帶來了風險。
3.復雜橋梁施工過程的風險評估方法
3.1德爾菲法
德爾菲法是復雜橋梁施工中重要的風險分析方法,主要是選取具有豐富施工經驗的專家組成小組,通過會議研討,了解施工的情況,并提出自己的見解。然后對施工中的風險金定義和分類,每個專家都對各個風險提出自己的見解,最后對所有專家的觀點進行總結和整理,作為最后的評價結果。
3.2層次分析法
在復雜橋梁施工階段,利用層次分析法對風險進行分析和評價,能夠很大程度上減少評價的誤差,提高評價的準確性。首先,要對項目進行界定,形成一個層次結構,作為風險判斷的矩陣,其次要構建風險嚴重程度的判斷矩陣,按照高、中、低的風險指標進行區分,進而形成了復雜橋梁施工的風險評價標準。
3.3蒙特卡羅模擬技術
利用該方法,可以對復雜橋梁施工中的不確定風險進行評價,主要是對不確定風險發生的概率的評價,在實際的操作中難度較大,但是適合對風險的定量分析,也起到了一定的積極作用。
4.復雜橋梁施工過程中風險的管理
在對復雜橋梁施工過程中的風險進行評估以后,還要采取相應的措施,對風險進行管理,最大限度的降低風險,一方面保證橋梁施工的質量與進度,另一方面降低橋梁施工工程的造價,取得最大的經濟效益和社會效益。一般而言,復雜橋梁施工中的風險管理包括多個內容:首先,對風險進行回避,這就需要加強對復雜橋梁施工環境等自然因素的調查和研究,及時發現存在的風險,最大限度的回避惡劣的自然環境,降低施工的難度,進而實現對施工風險的回避;其次是風險的權衡,在復雜橋梁的施工中某些風險是不可避免的,這就要求對各個施工方案進行比較和權衡,確定可接受風險的程度,進而實現損失的最小化;另外,將風險成本控制在最小范圍,主要有兩種方法,小風險的不處理和用最小的成本去處理風險。
參考文獻:
關鍵詞:橋梁事故;預防性養護;運營環境;風險評估
中圖分類號:B82文獻標識碼: A
一、運營階段橋梁事故原因分析
橋梁運營安全事故按引發事故的直接原因大致可以分為兩大類:結構本身缺陷和外部環境作用。結構本身缺陷主要指設計缺陷、施工不規范以及結構材料本身的自然老化和損傷累積等。[1]外部環境作用主要包括水毀(洪水、沖刷、漂流物等);碰撞(汽車碰撞、船只碰撞等);超載(交通量過大、車輛荷載超重);養管(養護管理不到位、不及時);其他(地質災害、風災、火災、運輸危險品爆炸等)。
自1999年1月4日重慶綦江彩虹橋事故至今,15年間中國運營中的橋梁共發生垮塌事故80余起。根據統計,運營階段橋梁事故中由于結構本身原因造成事故的僅為2起,占總事故數的2.5%;而由于外部運營環境因素造成事故的有78起,占總事故數的97.5%,其中超載事故有26起,占32.5%;碰撞事故19起,占23.8%;水毀事故18起,占22.5%;養管事故8起,占10.0%;其他事故7起,占8.75%。由此可見,外部環境因素是造成運營階段橋梁安全事故的主要原因。大多數事故橋梁是在結構本身較為完好的情況下,在一次突發的撞擊、超載或洪水的作用下發生垮塌的,甚至部分橋梁在發生事故近期剛進行過加固。從受力的角度分析,橋梁結構本身的承載能力及技術狀況均能滿足設計荷載標準荷載標準的正常使用要求,而由于橋梁運營外部環境條件發生了不利變化,其作用荷載遠遠超出了設計荷載或出現了設計中未考慮的新荷載或永久荷載或偶然荷載,致使橋梁毀壞。
圖表 115年間中國運營中的橋梁事故統計
二、橋梁運營環境因素的動態發展
運營過程中的橋梁始終是一個大型復雜的系統工程,作用在橋梁上的外部因素往往是多方面的,且隨著工程巨型化、技術復雜化以及自然環境和人類活動的多變性,給橋梁運營安全性帶來諸多的不確定性。在不同的時間和空間中橋梁運營環境因素是動態變化的,且種類多、作用復雜、突發性強、危害巨大,相對而言結構本身的退化可認為是緩慢的、長期的,具有一定的延性和可控性。[2]橋梁運營環境因素的動態發展主要包括以下幾方面。
1、車輛超載
貨運車輛超載運輸造成的破壞與損失觸目驚心,有關部門不斷強調嚴加管理,但就是屢治不止,時至今日超載狀況未見根本性好轉,有些地方還愈演愈烈,成為公路橋梁的一種“癌癥”。據有關部門調查,額定載重25 t的各類貨運車輛,超載超限比例高達30%~85%。這些超載車最大裝載率都在300%以上,最高達760%,即1輛額定載重2 t的貨車,實際運載量最高可達15 t。據有關部門在一些重點超載地區調查發現,運輸車輛幾乎100%超載,超載程度一般都在一倍以上,有的達到5~6倍,遠遠超出了橋梁設計時的車輛荷載。
2、交通量劇增
隨著經濟的高速發展和路網的拓展,交通運輸活動更加頻繁,早期修建的汽10、汽15等低荷載標準的橋梁已經無法承載現行的交通量,而橋梁的評估驗算仍采用原有的設計標準,造成評估結果與橋梁實際狀況大相徑庭。
3、水文條件的變化
主要指人類活動造成橋位處河床變遷,河床嚴重下切,從而使橋梁基礎變位,對結構造成不利影響。包括河床采砂導致橋梁破壞及河床的泄洪能力的下降,山嶺隧道的棄渣和生活區改河對自然環境的影響,山區的縱向橋或高架橋對山區急流河槽水流的影響。
4、突發撞擊
橋梁撞擊主要為車撞和船撞。當今船舶運輸行業迅猛發展,大噸位船舶日益增多,撞擊力大。[3]目前對船橋碰撞研究較多,而車橋碰撞研究較少,在實際設計中很少考慮車橋碰撞作用。但隨著城市立交的發展,超限車輛撞擊跨線橋和車輛撞上中央分隔帶橋墩的案例也逐年增加。
5、氣候突變
全球氣候變化將導致越來越頻繁的極端氣候事件發生,暴雨、大風、暴雪、冰雹、極值氣溫和溫度聚變等極端氣候對橋梁結構的影響不可忽略,但目前的橋梁設計對環境氣候動態變化考慮不足。
6、其他因素
地震、地質災害、火災、地面單側堆載、環境污染、運輸危險品爆炸等特殊事故的影響也逐漸成為了橋梁運營安全評估中不可忽視的外部環境因素。
三、現行橋梁安全性評價存在的問題
目前對運營橋梁結構安全性的評估方法大致有:外觀調查評估法、基于設計規范的方法、荷載試驗法、基于結構可靠度理論的方法、承載能力的計算機有限元模擬法、基于專家經驗或專家系統的評估方法,還有模糊綜合評估、灰色關聯度評估法、模糊神經網絡法等[4]。各評估方法之間存在著一定的區別,也有一定的聯系,按側重點不同,可分為以橋梁承載能力評估為主的方法和以橋梁技術狀態評估為主的方法。這些評估方法能在一定程度上反映結構的健康狀態,但也存在以下問題或不足。
目前橋梁安全評估方法主要集中于對結構本身病害(如混凝土強度、裂縫、鋼筋銹蝕、基礎變位等)的檢測分析,對外部荷載作用變化的調查分析較少,采用更先進的檢測手段只能較真實地反映結構當時的使用狀態,卻無法反映外界實際的荷載作用大小。
目前的評估計算會由于結構損傷、支承條件的改變使結構體系更為復雜而難以模擬;此外,結構在破損狀態下的非線性加劇也會影響評估的精度;且計算模型中考慮的荷載大多,僅根據設計文件計算,無法真實反映結構的實際受力模式,評估計算結果也值得商榷。
目前的評估方法都是基于結構已經發生了病害,評估在正常使用荷載下的承載力水平,其結果不具有預測性,對制定下一步預防養護措施的針對性不強。
橋梁運營環境因素是復雜而多變的,如何準確評估運營橋梁的安全性、提高其運營期間抵御風險事故的能力是迫切需要解決的問題。
四、橋梁運營安全風險評估技術
為了提升運營安全分析的準確度和易用性,荷載、材料、計算模型及運營過程的各種不確定性環境因素逐漸成為研究的重點內容,而風險評估正是針對這種不確定性問題而展開的研究,是解決這類問題的有力手段。
橋梁運營安全風險評估是從風險評估體系的角度出發,對一座橋或一條線路進行現場環境勘測(包括物的不安全狀態和人的不安全行為),由專家定性判斷影響運營橋梁安全的主要環境因素(關鍵風險源),通過定性(專家打分評價)、定量(建立評估計算模型分析)或半定量方法進行橋梁綜合評估工作,分析運營失效的可能性及其損失,讓橋梁運營相關方切實了解一條線路中哪座橋梁的安全隱患最大,運營過程中存在多少關鍵風險源、風險程度如何、降低風險的代價等,進而獲得技術、管理等方面的解決方案,明確相應的應對策略和目標,再選擇合適的解決方案來實現風險的降低,提高橋梁運營的安全性。[4]
橋梁運營安全風險評估的步驟包括:風險識別、風險評估、風險控制及應急預案。橋梁運營安全風險評估的關鍵是運營過程中的環境勘測,主要包括物的不安全狀態和人的不安全行為,其內容如下。
物的不安全狀態包括材料劣化、裂縫、缺損、基礎沖刷移位、構件變形等結構病害的不利影響;江河水流的沖刷現狀及河床變遷的影響;洪水、泥石流、滑坡、臺風等災害的影響。
人的不安全行為包括車船的超載超限運輸、車輛船舶的撞擊、人為挖沙淘空、人為堆載、火災、環境污染、危險品運輸等。
橋梁運營安全風險評估是一項針對性較強、理論與經驗緊密結合、定性與定量相互補充的系統評估方案。它不僅需要詳細的結構定量檢測和環境勘測報告,而且要求有專家調查分析的定性結論和精細化的計算機仿真分析報告,其評估結論不僅是對橋梁技術現狀作出評估,更多的是對既有橋梁目前存在的風險源以及未來一段時間內將會面臨的風險源進行識別、評估,以制定相應的風險控制措施和預案。
結束語
通過統計分析中國近十幾年中運營階段橋梁事故,得出事故發生的一般性規律及主要原因。鑒于外部環境因素對運營階段事故發生的重要影響,討論了橋梁運營環境因素的客觀性和動態性,以及目前橋梁評估方法存在的問題和不足,并從風險評估體系的角度出發,提出了一種能為橋梁預防性養護提供決策依據的運營安全風險評估方法,可為以后的橋梁設計、評估及養護提供參考。
參考文獻:
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關鍵詞:橋梁工程施工;風險識別;風險評估;風險管理;
中圖分類號:U445 文獻標識碼: A
一、對風險的分析
風險管理追溯于千年之前,當時是以保險的形式出現的。那時候保險行業的發展,帶動了風險管理領域的發展,直到二十世紀的時候,西方國家才將風險管理發展成一門學科。風險管理發展成一門學科之后,人們對其更加的重視,導致其形成一種不可阻擋的發展形勢。風險管理發展趨勢非常迅猛,一直延續到現代。經過長時間的發展風險管理已形成一種完整的管理體系,包括了風險辨識、風險評估、風險控制和風險決策,風險管理的主要目的就是對環境的不確定性進行分析研究,對可能出現的風險進行控制,將風險降到最低,從而減少事故的損失。現在越來越多的人和教育機構開始重點發展風險管理領域,逐漸地帶領風險管理走向成熟。
我國因為發展的比較晚,對風險管理的認識不夠深刻,直到二十世紀七十年代末才開始將風險管理的體系引入中國。由于我國風險管理起步比較晚,嚴重制約了風險管理在我國的發展。另外,在當時的計劃經濟體制下,工程建設原材料價格均由國家控制,國家是唯一的投資主體,大型建設項目風險由國家承擔,因此,建設項目參與者風險意識淺薄。自改革開放以來,隨著社會主義市場經濟體制的完善,風險管理研究才逐步成為學術界的一個熱點,風險管理才真正得以初步發展,這也推遲了我國風險管理的發展。
風險管理逐漸成為我國學者研究的熱點,開始研究分析制約風險管理發展的因素。例如,現在建設參與者的風險意識比較淡薄;技術條件不夠成熟,工程風險識別比較困難;風險評估和現實發生的事故差別較大;對風險的管理手段比較落后。我國風險管理起步比較晚,根基不穩,技術不夠成熟,讓風險管理成本比別的地方大。就是因為風險管理在我國起步晚,并且受到各種因素的限制,才會讓我國在這一方面的知識和體系落后于其他西方國家。
二、對風險的認識
既然我們在分析研究橋梁工程施工階段的安全風險評估,我們就得知道什么是風險。風險的理解離不開人們的活動,就是在人們未來活動或者事件當中,出現的風險和變化。到現在為止,風險還沒有給出一個明確的概念,但是風險在社會生活中是普遍存在的,雖然人們不確定,也不知道是否會發生,一旦那些風險發生,它就會給相連的人或者社會帶來損失。因為風險是不確定的、是未知的,所以不知道會產生什么樣的風險事故,人們也不能掌握風險的全部信息,所以也不知道會產生什么樣的后果。在橋梁工程建設中,風險可以看做是整個工程項目從建設、到使用結束后整個壽命過程中,受到的自然災害和各種意外事故的發展帶來的人生傷亡、財產損失或者其他不確定的經濟損失。
三、橋梁工程施工階段的風險識別和評估
橋梁施工階段風險的評估和管理步驟:在開始施工的時候檢查施工圖階段所做的全部風險評估結果和數據,一節合同反饋回來的信息;結合自己施工經驗和現場情況對風險進行識別、管理,對風險進行評估。在施工組織計劃中制定風險管理計劃,對參與風險進行全程監控,建立專門機構對實際施工的各種風險進行定期檢查。看看檢查的結果是否滿意,不滿意就改變風險管理應對措施,改變施工方法和步驟,選擇更好的方案進行施工。滿意的話就用這種法案對每個施工階段進行分析、管理,直到最后整個工程都結束。
橋梁工程風險分析評估。風險辨識是風險評估與控制的基礎,風險因素辨識是否全面、辨識的結果是否準確將影響整個風險評估和控制過程。風險評估的主要內容有:考慮在橋梁工程施工中各個階段存在的風險因素;尋找出形成這些風險因素的原因所在。我們根據一個具體的現場勘查資料和一些給定的設計圖紙,對我國的幾座大橋進行風險分析。1、五岔河大橋以為所在位置地勢陡峭,基樁和承臺施工過程中需要挖開原山體,形成三面高坡邊,存在高坡邊失穩的滑坡的安全隱患,在雨季危險更大。2、馬家灣大橋,在建設的時候需要跨縣道,一旦橋上施工發生危險,就虧造成縣道交通堵塞,嚴重時會發生生命危險。3、橋梁的上部比較高,在高空危險位置,存在人員或者高空墜物等危險因素。4、起重機具等特種設備存在使用過程中的故障風險,嚴重就會導致遭到人員。5、下雨天比較滑,存在人員跌落等危險因素。最后將我們這些風險分析建立一個橋梁施工風險因素識別核對表,參照橋梁工程風險分級和接受準則來對橋梁工程施工階段進行風險評估,得出具體的風險評估報告。
成立工程風險評估與管理小組。對小組里面的人員進行具體的分工,明確到個人,最后開始完成自己的工作,對工程施工風險隨時監督檢查,出現狀況及時上報管理人員,并采取一定措施。
除了這些方法以外,我們還可以根據橋梁工程施工大致可以分為人、物、環境、制度和工藝等五個方面進行橋梁工程風險評估,保證好橋梁施工順利進行。
人的風險管理方面包括著經理、總工、班組長、安全員、施工人員等多個方面,下面我們就通過人的方面對風險進行識別評估。項目經理要要對安全生產進行安全考核,得到安全合格證;要查看投標施工組織的設計是否和現實中一致,對施工人員的學歷進行學歷調查;項目經理的工作年數好額工作經驗評估;項目經理的年齡和對工作的態度;是否有謊報過工程事故。根據所說的這些情況對人員模塊的風險進行分析,尋找可能發生風險的因素,風險的程度等。
環境方面包括了施工環境對施工作業、施工作業對施工環境以及辦公施工生活三個方面的環境。我們一定要重視施工的環境,這是一種不定因素,我們無法給與肯定的風險分析、評估,施工環境有可能給橋梁工程施工帶來巨大的危害,我們在進行風險評估的時候要對其進行重點標明。
四、結束語
根據動態工程風險管理的思路和要求對橋梁工程風險評估進行不斷的調整和完善,使風險評估更加的準確可靠。風險管理對各個建設項目都有著聚到的作用,非常的重要,我們應該將風險管理重點發展。我們應該將風險管理的計劃和實際相結合,兩者相協調發展,創建一個合理、科學的風險評估策略。同時,我國風險管理應該借助于西方國家的一些管理經驗、教學經驗,將其與我國的風險管理相結合,促進我國風險管理的發展。
參考文獻
[1].任旭.工程風險管理[M].背景清華大學出版社.2010.
關鍵詞:橋梁工程;風險識別;風險評估
引言
橋梁工程施工是基礎設施建設的重要內容,隨著社會經濟及橋梁建筑施工技術的發展,橋梁的結構更加復雜,加上橋梁施工環境大多比較惡劣,都為工程施工帶來了更多的風險,對橋梁工程施工階段的風險進行識別評估是降低風險、減少施工事故的重要手段。本文主要就常見的橋梁工程施工風險識別及評估方法進行簡單介紹,結合實例分析風險識別評估的過程,僅為類似工作的開展提供參考。
1橋梁工程施工風險綜合識別法
橋梁工程施工風險評估的方法有故障樹分析法、德爾菲法、專家調查法等等,這些方法都存在著一定的不足,比如故障樹分析法的多余量較多、難度較大,對于分析人員的技術要求較高,分析人員必須要具備良好的邏輯運算能力,否則很容易出現錯誤,下文結合橋梁工程的具體施工特點,介紹一種綜合性的風險識別方法,該方法主要包括事故總結、結構分析、現場調研以及專家調查四部分內容,比較系統全面。目前來說,我國還沒有建立起完整的橋梁工程基礎數據庫,為了盡可能降低風險,實際的事故過程中相關工作人員要善于將類似橋梁工程發生的安全事故總結起來,并進行詳細分析,為本次的風險評估工作提供參考資料,這一內容即事故總結。橋梁工程多種多樣,結構形式各不相同,不同橋梁結構選擇的施工方法自然會存在較大的差異,產生的風險也各不一樣,因此風險識別過程中工作人員要能夠對整個橋梁結構進行詳細分析計算,及時發現結構設計中的薄弱環節,并提出對應的控制措施,盡可能降低或者消除風險。現場調研對于風險識別至關重要,工作人員必須深入施工現場對當地的水文地質情況、自然氣候進行詳細了解,對現場的施工進度進行跟蹤調查,總結橋梁工程施工中可能存在的風險事件。專家調查對于風險識別工作而言十分重要,他們擁有豐富的理論知識及實踐經驗,能夠及時發現橋梁施工中各種潛在的風險。
2橋梁施工風險分級評估法
橋梁工程十分復雜,施工方法眾多,風險評估過程中僅僅依靠單一的方法進行評估往往不夠全面,下文簡單介紹一種分級評估方法,實際的評估過程中將風險源分為三個級別,具體的評估過程中首先通過專家調查法、專家評議法等簡單的評判方法對風險源進行評判,明顯較低的評判為低度風險,其余風險源進入二級評判,二級評判中通過LEC等精度較高的評判方法對進入二級評判的風險源進行評估,風險較低的定為中度風險,剩余風險源進入三級評判,三級評判主要通過風險矩陣法等高精度的評判方法對這些風險源再次進行評估,風險較低的定為高度風險,較高的則為極度風險,評估流程如圖1所示。這種分層分級的評估方法中能夠充分發揮各種評估方法的優勢,保證了風險源評估的精準度,適用于各種橋梁結構及施工方法,實用性較強。
3橋梁施工風險評估實例
3.1工程概況
某高速公路大橋的主橋長度為308.04m,跨度為(80+145+80)m,采用預應力混凝土連續箱梁,箱梁使用掛籃懸臂進行澆筑,懸臂澆筑的流程如下所示:0號段澆筑拼裝掛籃1號段澆筑掛籃前移調整錨固,箱梁的每個“T”結構都分為18段,每一個梁段都采用這一步驟,全部澆筑完成之后將掛籃拆除,最后合龍。
3.2橋梁施工階段風險識別過程
3.2.1事故總結為了能夠更好地識別施工階段的各種風險,本文針對連續梁橋懸臂澆筑施工的特點,搜集了許多連續梁橋施工有關的橋梁事故,共匯總了14個風險事件,其中包括鋼筋工程質量事故、預應力錨具破碎夾片錨彈出、墩梁臨時固結失效、施工支架失效、合龍段高差不合格、掛籃澆筑時坍塌事故、掛籃拆除時事故、通航船舶撞擊橋墩事故、立柱模板傾倒、施工現場觸電事故、施工現場機械傷害事故、施工人員高處墜落事故、風引起的事故、施工對周邊居民安全影響,匯總完成之后對事故的原因及發展的規律進行了詳細分析,統計了事故的損失,為后期的風險識別及評估提供了豐富的資料。3.2.2結構分析通過結構分析,相關工作人員能夠詳細了解橋梁結構的受力狀態,然后才能夠針對結構設計中存在的一些問題提出針對性解決措施。本次風險識別及評估過程中相關工作人員對大橋施工過程進行有限元結構分析,詳細了解了施工過程中的結構受力情況,為后期的風險識別工作奠定了良好的基礎。3.2.3現場調研現場調研的主要內容包括施工地的自然氣候、地質地貌、水環境、施工現場的管理情況、技術條件等等,經過分析調查顯示,該橋梁所在區域屬于亞熱帶季風濕潤氣候,春季氣候溫暖、多雨,夏季干熱,秋冬季節比較寒冷,年平均氣溫為17.7℃,歷年最高氣溫為40℃,最低氣溫為-6.8℃,6~8月份降水較多,年平均降水量為1170mm,夏季暴雨比較集中,很容易出現洪澇災害。橋梁所在地屬于構造侵蝕丘陵地貌,整個河谷呈現“V”字形,地表水系發育,河道內水流量較大,且長期流水,最深可以達到31m,橋位區設計洪水位為210.37m,通航水位為205m,施工水位為188m,沒有發現斷層、巖溶等不良地質現象。本次施工過程中整個施工組織設計比較合理,涉及的施工機械裝備十分齊全,施工單位在橋梁施工方面擁有非常豐富的經驗,施工技術條件良好,施工現場管理也符合相關工程標準,沒有出現管理混亂等問題。實地調研之后發現本次施工可能存在著施工現場人員淹溺事故、暴雨引起的事故、連續陰雨引起的事故、雷暴引起的事故、大霧引起的事故、高溫引起的事故、橋梁施工對通行船舶安全的影響、施工對環境的影響、洪水引起的事故等風險事件。3.2.4專家調查本次風險識別評估邀請9位橋梁設計、施工、科研、管理方面的專家,結合大橋的勘察、設計、施工組織等等資料,共總結出18個風險事件,比如縱向預應力管道堵塞、預應力筋張拉伸長量偏差過大、錨固端混凝土開裂、混凝土澆筑時模板偏移、沿縱向預應力管道裂縫、懸臂澆筑時主梁標高異常波動、箱梁頂板澆筑質量不合格、鉆孔樁塌孔、鉆孔樁鋼筋籠偏斜等等。
3.3施工風險綜合評估
所有的施工風險識別完成之后,采用分層分級評判方法對各個施工階段可能存在的風險事件進行識別,最終得出各風險源,以懸臂梁澆筑施工為例,該階段的施工風險事件共有23項。使用LEC方法對風險事件評判,其中L指的是事故發生的可能性,E指的是人員暴露在危險環境中的頻繁程度,C指的是安全事故發生后可能引起的后果,風險分值以D表示,D值大小與風險高低呈正相關。二級評判顯示,D值小于70,表示風險可以接受,D值大于70,進入三級評判。三級評判中使用風險矩陣法對風險事件進行動態估測,評判結果顯示掛籃澆筑時坍塌事故為極高風險事件,具體施工中必須嚴格控制,施工人員高處墜落事故為高度風險事件,施工過程中要合理控制。
4結語
橋梁施工過程中可能會存在各種風險事件,為了確保現場施工人員的安全,保證橋梁質量,相關人員必須要加強風險識別及評估。本文結合工程實例就橋梁施工階段風險識別及評估過程進行了簡單介紹,僅為類似工程風險識別評估工作提供參考。
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關鍵詞:橋梁工程;施工風險;安全控制
1橋梁工程施工風險的系統評估
1.1風險概率評估
所謂風險概率,就是在實際施工中風險事件出現的可能性及嚴重度的量化。這是橋梁工程施工風險控制工作的基礎,是制定控制措施的重要依據。根據數學統計理論,概率分布是開展概率核算的重要基礎[1]。所以,要想對橋梁工程的施工風險概率進行準確、有效的評估,首要任務就是構建各施工階段的風險概率分布圖,可在查閱以往工程的數據、資料等開展數理分析得到。如缺乏類似工程的資料,則可應用概率理論模型得到橋梁工程特定施工階段的風險概率分布圖。
1.2施工風險后果預測
在橋梁工程施工風險評估中,最為關鍵的就是對施工階段的風險后果進行科學預測。我們知道,橋梁工程施工是一個系統而又復雜的過程,一旦出現安全事故,那么就會給整個工程帶來系統性危害和損失,比如:人員傷亡、延誤工期、橋梁結構受損、緩解破壞等問題。對于橋梁工程施工階段的風險后果預測,就是基于已有預測模型和相應方法、規律,對施工風險可能造成的損失大小及嚴重度予以量化,來實現風險后果的定量、定性分析及預測,進而為橋梁工程施工階段的風險的科學、全面評估提供必要依據[2]。同時,在實際預測和評估中,還需對施工階段的風險后果進行正確、有效核算。此項工作需要應用到損失估算、價值轉化、時間價值等三個模型。其中,損失估算模型的應用目的就是對一切風險可能造成的損失大小和嚴重度進行核算,但是這個損失大小和嚴重度是有所差異的,尚無統一、規范的度量單位,所以需要通過價值轉化模型來對不同風險造成的損失進行等價值轉化。當前,在橋梁工程施工中最為常用的就是把貨幣單位看作成風險損失大小和嚴重度的表現方式。此外,和橋梁施工階段風險損失密切相關的就是工期的延誤,這在風險后果的預測和評估中也必須加以體現,需要構建一個時間價值損失模型,以便更好的控制。如此有利于把橋梁工程施工風險控制在決策階段,根據不同階段的風險損失轉化至工期點上予以處理。
2橋梁工程施工風險安全的有效控制
風險及安全控制是橋梁工程施工中必須面對的問題,在整個施工中會出現諸多變化,比如:預期風險可通過針對性措施或處理預案來控制,但施工是一個動態性、即時性過程,往往會出現新的、不可測風險。所以,在實際施工中,必須通過一定技術手段來識別、追蹤及處理風險。現對橋梁工程施工風險的應對方法和處理情況進行分析:
2.1風險應對方法
為更好的規范和強化橋梁工程施工安全和質量管理,所制定和實施的施工風險應對方法與預警方案均需要符合相關法律法規及工程建設部門出臺的制度。其中,對于橋梁主體結構的安全性、物理性能及風險管理人員的抗壓力均應達到相應標準[3]。當前,在橋梁工程的施工風險應對中,主要有這幾種方法:
(1)規避,也就是在施工技術和條件允許范圍內容,基于效益-成本比在可接受前提下,通過對工程設計變更來消除風險潛在因素或將風險載體予以改變,如此確保橋梁工程施工的安全。
(2)轉移,即通過分包、保險及擔保等多種方式,把工程施工風險的部分責任進行合理分割,再轉移。該方法能夠把橋梁施工風險合理分散,進而徹底有效的解決因風險集中引起的監管不到位或風險難以掌握等問題。
(3)緩解,即在實際施工中,通過制定系統、科學的施工風險應對方案及對策,把施工風險的發生可能性減至最低,以達到減少風險損失的目的。
(4)利用,就是對施工中存在的能夠接受的風險,基于施工單位在風險可擔負范圍內通過價值利用方式予以處理。該方法需要施工單位能對施工風險的可利用性及價值有個準確、全面的認識和評價。上述應對方法具有一定的優勢和不足。其中,對于規避風險方法,可最大限度的消除潛在的風險,確保施工安全,但是也要看到隨之工程造價也會提高,同時也會因對風險的規避采取針對性措施而可能失去技術創新契機;對于轉移風險的應對方法,可較大程度上節省施工成本,但可能失去應對風險的針對性,且在一定程度上還會受限于相關法律法規、制度;對于緩解風險的方法,僅僅是輔助方法,難以從根本上消除施工風險;對于利用風險的方法,這是最高層次的一個處理措施,但需要施工單位對施工階段風險的價值性進行科學分析和正確認識,如此才有助于制定切實可行、效益最大的措施。
2.2施工風險的處理
在評估施工風險基礎上,不僅要制定針對性應對措施,同時為確保施工安全,強化風險控制,還需進行有效的風險處理。具體而言,就在有效評價橋梁工程施工風險前提下,基于評估結論,對施工中存在風險隱患的工程進行預警及處理,這是橋梁風險動態管理的重要內容。此項管理主要是針對風險較高的施工,主要是前期風險確認、制定及落實風險應對對策、風險應對對策落實效果及風投效益的考核等。此外,要特別做好每個施工階段的信息咨詢及風險評估、監控工作,進而實現動態化監控和管理施工風險。此項風險管理工作在強化施工安全方面發揮著不可替代的作用。橋梁工程施工階段風險動態管理和控制流程。
3結語
為更好的實現當前橋梁工程安全生產,相關從業人員必須基于橋梁工程施工風險監管標準、制度建立針對性的控制體系,進而為橋梁工程,特別是大跨度、復雜型橋梁的施工風險管理和安全控制提供科學、可行的方案。
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關鍵詞:評價方法分析、風險防控措施、評估
中圖分類號: TU7 文獻標識碼: A
隨著經濟的快速發展以及交通運輸業務的日益繁忙,公路橋梁與既有線路交叉施工的數量日益增多。為此在施工時既要保證下面線路正常通行還要保證新建橋梁的正常、安全施工,因此采取一定的安全風險評價分析方法、措施對于施工的意義是不言而喻的。工程風險評估旨在以科學系統分析方法,辨識并分析工程風險因素,量化風險發生的概率,評估風險損失,并尋求各種可行的風險應對策略。通過風險評估的實施,除了可以整體檢查并消除設計中的盲點、重復或遺漏,還可以在工程實施的過程中,應用各種風險應對措施,將意外事故的發生概率降到最低,以提高項目實施的安全水平,減少意外事故所造成的損失和沖擊的目的。橋梁上跨既有公路與鐵路的施工方法主要有水平轉體法、頂推法、懸臂澆鑄法以及支架澆鑄法。下面就LEC風險分析法進行詳細的分析。
一、LEC風險評價方法分析
LEC風險評價方法可以用來評價人們在危險環境中勞作的風險系數,操作起來比較簡便,它是一種半定性的風險評價方法。假設D為風險值,在工程建設中,風險值D大于320就屬于極其危險,需要立即停止施工,進行檢查;當風險值D介于160至320之間時,風險級別為高度風險,此時應該立即對風險源進行整改;當風險值D介于70至160之間時,風險級別為顯著風險,此時應該對風險源進行重點控制,避免風險進一步擴大;當風險值介于20至70之間時,風險級別為一般風險,此時應對風險源進行控制;當風險值不大于20時,風險級別為輕微,風險級別可以接受,但是在施工時需要提請注意。假設L為事故發生的可能性大小,L為0.1至10的中間值;E為暴露于危險環境的頻繁程度,其為0.5至10的中間值;C是風險出現后對于工程的損傷程度,其為1至100的中間值。上述幾個參數直接的關系可以用公式表示為:
D=LEC
二、公路橋梁上跨鐵路線路施工安全評價分析
1、新建線路安全風險分析
在既有線路上施工不僅要保證原線路正常運行,還要保證新建項目安全施工以及工程進度滿足相關要求。新建項目建設過程中往往會面臨工期緊張、施工難度大、影響因素多以及較難組織科學施工的問題,其中安全施工是我們首先應該要注意的問題。跨越鐵路進行橋梁施工時,施工也會對高速行駛的列車安全、施工結構物和施工作業產生一定的影響。考慮到公路橋梁上跨既有線路施工工法,結合工序作業特點、作業環境等危險因素,經常會遇到的安全風險問題有:①新建橋梁基礎開挖以及施工對于鐵路路基的影響;②新建橋梁工作面墜落物體對下面通行車連的影響;③機械設備放置存放侵犯既有鐵路既有線路的邊界;④新建橋梁基礎施工對既有鐵路線路信號以及通信線纜、車輛紅外線軸溫探測光纜、供水供電線路的影響;⑤高速列車通過時誘導氣流對附近的結構設施、設備產生較大的作用力,影響正常施工與安全;⑥新建橋梁施工作業,由于操作人員馬虎操作容易發生觸電傷亡以及接觸網損壞等情況;⑦對于作業時出現的人身傷害事故對其風險源進行檢查辨識,評估各項風險源的風險計算值,相對應的給予評級。⑧新建橋梁施工人員在線路上行走時,要做到“一站、二看、三通過”;駐站聯絡人員當發現下面線路上有車輛通過時應該及時通知施工人員加以注意并在線路3m范圍以外避讓,嚴禁在3m范圍內施工。
2、風險防控措施以及建議分析
針對于上跨既有線路橋梁施工風險源的分析,為了減少懸澆施工對于鐵路線路安全影響,在施工區域搭設了防護棚架,采用了全封閉的周圍圍護措施。防護支架的設計考慮高速列車行駛中產生的空氣動力的影響,減小高速列車行駛中產生的空氣動力的影響,減小高速列車行駛中產生的空氣動力對防護支架的影響。在結構安全的前提下,有限度的加大防護支架的跨度。防護支架頂板設計應密閉安全,防止施工物體墜落,并考慮物體沖擊作用。支架跨越既有線路時需要注意模板架設、支架高度以及跨度等問題,尤其是施工前以及施工后拆卸環節。當下面既有線路車輛通行時,嚴禁在鐵路界限以內施工作業。搭設高壓絕緣隔電板或者采取特殊的防電措施可以有效避免產生觸電引起的傷亡事故的發生。
三、公路橋梁上跨既有公路施工安全分析與評價
1、公路橋梁上跨既有公路施工主要風險因素分析
針對于公路橋梁上跨既有公路施工的特殊情況,風險因素分析首先應該建立風險源普查清單,清單建立要根據國家制定的《企業職工傷亡事故分類標準》,然后再逐項進行分析,下面把主要分析的對象進行列項。風險因素列項包括:①在新建工程模板以及防護棚安裝過程中,下行車輛可能會對承力立柱產生撞擊或者其他影響;②新建橋梁施工對于既有線路交通運行產生的影響;③新建橋梁施工墜物對下面車輛通行造成的安全影響;④新建橋梁施工人員墜落造成的人身傷亡事故;⑤新建橋梁橋墩施工時,孔樁以及橋墩基礎開挖對原有線路基礎造成的影響。針對于以上情況對施工以及下行線路造成的影響,需要對風險值做出評估。
2、風險防控措施以及建議
跨越公路的上跨結構物施工,施工單位應該設置主被動安全提醒標識以及防護措施,比如車輛限高標識牌、墩柱、側墻立面標記以及限高防護架等設施,不僅有效起到下行車輛撞擊橋墩造成結構破壞的風險,還能保證施工人員的人身安全。針對于上跨結構的基礎防護、防落設施、支撐基礎應該設置護欄,另外還可以對于更高級別的公路設置級別更高的防護設施。針對于道路突然變窄以及雙向通行車道,也應該設置主被動提醒標識以及防護措施,其配置應該符合相關規定的要求。上跨橋梁的橫隔板、濕接縫以及防撞護欄的施工,施工單位以及監理單位應該安排專職人員進行旁站以及全盤檢查,嚴禁發生高空墜物現象,當不可避免發生墜物后,應該安排人員及時清理,避免影響下行線路的車輛的通行。上跨橋梁混凝土養護嚴禁使用流水養護以避免水液流淌,影響下行線路車輛通行,造成不必要的安全隱患,此時可以選用土工布覆蓋,其余施工用水可以經過導流槽排放至安全位置。
當施工結束后需要對施工措施進行拆除作業,恢復施工前狀態后,請鐵路部門以及公路管理部門檢查驗收,檢查合格后方可解除營業線施工安全施工協議書,鐵路以及公路管理部如若發現有需要改進的地方,則要求施工單位立刻進行可靠的更改,盡量減少工程風險對于原有線路造成的影響。
現實生活中的橋梁具有跨越河流深谷等障礙物方便通行的作用,但是其所處的外部環境一般比較復雜,橋梁的結構設計以及施工方法等因素也會對橋梁安全帶來一定的不確定因素。本文針對于公路橋梁上跨既有線路(鐵路以及公路)面臨的安全施工風險因素的評價以及解決措施進行了分析,結合了LEC定量分析評估方法,對現在施工過程中安全文明施工辦法以及安全施工的防護措施進行了分析。橋梁工程風險辨識隨著風險辨識以及研究的不斷深入相
信橋梁工程建設的進度、質量、安全管理都會有著較大幅度的提高。
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1風險控制體系的建立根據風險控制的基本原則及風險發生本質[6],本文作者將風險控制體系分為風險識別、風險評價、風險應對及風險監控4個階段,其核心在于研究工程風險發生的規律及風險控制技術.通過控制體系的實施,選擇最有效的施工關鍵技術,主動、有目的地處理風險,從而以最合理的方式達到最終的控制目的.淺埋暗挖法穿越既有橋梁施工風險控制方案,如圖1所示.
1•1風險識別風險識別是風險控制的基礎,只有準確識別出工程的風險誘因,才能為后期的風險控制提供可靠的處置對象.因此在地鐵鄰近既有橋梁施工前首先應對工程自身及周邊環境進行資料收集,在此基礎上分析判斷出風險的來源.以既有橋梁結構為關注重點,通過對地層狀況、施工工法、支護及輔助工法等的分析,可以得到既有橋梁可能會出現的風險,如圖2所示.圖2隧道施工過程中既有橋梁可能出現的風險Fig.2Potentialriskofexistingbridgeintunnelconstruction
1•2風險評估為制定合理的地鐵施工時鄰近既有橋梁的控制標準,并提出有效的加固預案,在隧道施工前應根據樁基承載力、既有結構現狀和既有結構的重要程度對既有橋梁的影響,將穿越工程中既有橋梁樁基的風險劃分為A~D,4個等級,見圖3.
1•3風險應對1)主動防護技術.對于具體的淺埋暗挖隧道穿越既有橋梁工程,通常可采用不同的施工方案完成.事實上不同施工方案各有利弊,從保護既有橋梁的安全要求出發,以減小施工對既有橋梁的影響為主要控制目標,可對施工方法進行優化分析,對每個施工步序,根據已產生的內力和變形及控制要求,適當地采用施工主動防護,控制既有橋梁的變形.主動防護方法的選擇應同時考慮技術難度和經濟環境效益狀況,在滿足要求的情況下,盡可能實現施工對既有橋梁造成的附加影響最小,以保證最佳的安全狀態.同時還應考慮到輔助施工措施的應用情況,通過附加影響預測值與既有橋梁控制標準的對比,尋求最為合理的技術方案和措施.當附加影響能夠滿足控制要求時,應適當考慮輔助措施的技術難度和經濟代價;反之,則應同時考慮既有結構加固和輔助施工措施的加強.2)施工過程控制.過程控制流程見圖4.圖4中S為每個步序的沉降值、P為與S相對應的控制標準值,i為施工步數,n為總的施工步數.每個施工過程均是由各施工步序組合而成,而施工過程中各環節既有獨立性,又有關聯性.施工過程控制分為3部分:①根據過程控制原理[7-10],通過預測施工過程,優化施工方案,將環境控制目標合理分配至各個施工階段;②當采用常規方法不能滿足控制標準要求時,需要采用輔助工法進行控制.常見的輔助工法有:超前注漿、施做隔離樁、既有結構抬升等;③按照階段性控制目標,對每個施工步序進行階段性環境風險控制.最終實現環境風險控制目標.
2工程實例分析
2•1工程概況北京地鐵6號線一期工程新建花園橋站,主于西三環花園橋主跨下方,沿玲瓏路和車公莊西路方向跨路口東西向設置.花園橋(圖5)西側為玲瓏路,東側為車公莊西路,為地面道路,南北向為高架的三環主路.車站主體與道路關系如圖6所示.根據場地條件及工期安排,車站穿越既有橋梁段采用PBA(洞樁法)法施工,暗挖段結構剖面圖如圖7所示.
2•2風險識別
2•2•1橋梁現狀調查穿越施工前,對橋梁現狀進行了工前檢測評估,檢測結果如下•1)上部結構.軸⑥~軸⑨梁體混凝土表面無破損、無露筋,梁外表面未見裂縫.2)下部結構.橋梁墩柱混凝土表面無破損、無露筋,墩柱外表面未見裂縫;橋梁墩柱上部蓋梁有水跡,且水跡位置在預留洞口處.3)支座.支座表面無破損、無開裂,支座外觀未見脫空,個別支座固定螺栓松動.4)安全等級評定.依據《城市橋梁養護技術規范》(CJJ99-2003),該橋樁安全狀態評定等級為B級,屬于良好狀態,應進行日常保養和小修.5)檢測結論.檢測結果表明花園橋在隧道下穿施工前整體情況基本完好,除局部表面缺陷外,總體完好,目前結構處于安全使用狀態.
2•2.2空間位置關系暗挖隧道與既有橋樁空間位置關系不同,樁基受到相應的施工影響程度也不同.對隧道與樁基空間位置關系分區進行研究,得到樁基影響分區圖,如圖8所示.其中D為隧道洞徑.根據暗挖隧道與花園橋空間位置關系,穿越區軸⑦、軸⑧上各樁基(見圖7)的影響區間劃分為:1號樁基,位于Ⅰ級影響區;2號樁基,位于Ⅱ級影響區,偏于Ⅰ級影響區;3號樁基,位于Ⅲ級影響區,偏于Ⅳ級影響區;4號樁基,位于Ⅳ級影響區.可看出1號及2號樁基風險很大,但由于3號、4號樁基受影響較小,使軸⑦、軸⑧出現較大不均勻差異沉降的風險大大增加.
2•3風險評估
2•3•1風險等級劃分為制定合理的地鐵施工時鄰近既有橋梁的控制標準,并提出有效的加固預案,在隧道施工前應根據樁基承載力影響等級、既有結構現狀、既有結構的重要程度對既有橋梁的影響進行風險等級的劃分,將穿越工程中既有橋梁樁基的風險等級劃分為A、B、C、D,4個等級,各橋樁風險等級如表1所示.
2•3•2控制標準的制定依據既有橋梁檢測結論,橋梁安全評估方提出橋梁允許的變形值為:①承臺豎向不均勻沉降控制值<5mm;②縱橋向基礎平移(含傾斜)≤4mm;③橫橋向基礎平移(含傾斜)≤4mm.
2•險應對為了分析設計施工方案是否滿足橋梁變形的控制標準,以便對其進行必要的優化調整,采用FLAC3D對施工過程進行三維模擬,分析PBA施工下地表及樁基位移的變化.計算模型如圖9所示,計算結果見圖及表從圖10及表2可以看出:①車站中線上方地表沉降穩定在40mm•②由于樁基的存在,地層變形在樁基處受到阻礙,造成了地表沉降出現突變,樁基后方土體沉降較小•③樁基最大沉降達到13•8mm,超過了控制值,需要采取輔助措施減小車站施工對既有樁基的影響.根據以上模擬分析可知,如不采取輔助措施施工,將無法滿足樁基安全控制標準.考慮現場條件,采取隔離法對既有橋梁實施主動防護.隔離法主動防護施工措施包括:地面深孔注漿;取消橋樁段前后5m范圍內的6號導洞,圍護樁兼做隔離樁,配筋加強且直接嵌入卵石層;近1號橋樁側上導洞中部增設臨時仰拱.對隔離法主動防護施工過程進行數值模擬分析,數值模擬模型見圖11,地表沉降槽如圖12所示,各施工步序下樁基沉降值見表3.由圖12和表3可以看出:1)地表沉降值最大為25mm,由于地層注漿加固及隔離樁的存在,當1、3導洞開挖后,右側地表沉降基本沒有變化,左側地表變形大于右側地表變形,樁基后方土體沉降較小.2)通過樁周地層加固及隔離樁施作,既有橋樁沉降控制效果明顯,最終沉降值為3•5mm,符合既有橋梁安全控制要求,可采取隔離法防護措施進行實際施工.3)根據過程控制原理,對各施工步序控制值進行分配,各施工步序累積沉降值如表3所示.
2•5現場實測結果分析2011年2月,各導洞穿越橋梁基本上完成,此時,各項監測數據均處于正常狀態,無明顯異常,其中墩柱沉降累計最大值為-1•06mm,墩柱水平位移累計最大值為0•60mm,墩柱傾斜累計最大值為0•37‰,墩柱應變累計最大值為-62•0με.由實測結果可以看出,施工風險得到控制,保證了工程的安全和順利進行.各測點布置見圖13,各項變化歷時曲線如圖14~圖17所示,其中CJ代表沉降、SP代表水平位移、QX代表傾斜、YL代表應力.
地鐵會破壞地層結構造成土層的變形和沉降,影響鄰近建筑物結構,且地鐵施工對鄰近建筑物的影響是城市軌道交通建設中的最為常見的問題。因此,開展鄰近施工的安全管理研究對保護地鐵施工中鄰近建筑物的結構具有重要意義。本文以地鐵施工中的鄰近橋梁為例,以地鐵施工對鄰近橋梁安全的影響為基礎,重點分析了如何對地鐵施工中的鄰近橋梁進行安全管理,提出了施工前檢測、施工前安全性評估、施工中動態控制和施工后評估的風險控制機制。隨后指出,橋梁現狀的評估、鄰近度的確定、實驗數據的積累、控制標準的制定和加固機理及方法的研究是目前國內研究中亟需解決的五大類關鍵問題。
關鍵詞:
地鐵施工;鄰近橋梁;安全管理;控制機制
如今,地鐵建設在促進我國社會經濟發展、加快城市化進程的工作中發揮著越來越重要的角色。地鐵,顯然已經成為了發達城市的標配。最近幾年,我國各地都相繼加大了城市軌道交通的建設力度以及對其的投資力度。作為開發城市地下空間的重點,在各類城市軌道交通建設中,地鐵建設是其中非常重要的一環,也是有效解決地上交通擁堵的重要措施,并且地鐵建設的施工難度愈來愈大。土地的應力場極易被地鐵的施工影響,從而發生變化,進而會對鄰近的建筑物造成不良影響。其中,一個典型的、復雜的有關土地與鄰近建筑物動態相互作用的案例就是鄰近橋梁與地鐵施工的相互作用。在目前公開發表的各類文獻中,學者們在研究鄰近橋梁所受到的地鐵施工的影響以及其本身的應力變形時,主要采用試驗分析、工程實例、理論分析、數值模擬的方法。而對地鐵施工中,鄰近橋梁的風險管理的研究則相對較少,很少對鄰近橋梁的現狀進行論述,并且沒有對鄰近橋梁進行評估,從而無法形成模塊化的、系統性地鐵施工中鄰近橋梁的風險管理體系。綜上所述,地鐵施工這種巨大的地下施工工程會破壞周圍土層的結構,從而嚴重威脅鄰近橋梁的安全。鄰近橋梁在地鐵施工中的安全和正常使用已經成為了當下一個非常重要及緊迫的研究課題。因此,加強地鐵施工中鄰近橋梁的安全管理可很好地保證地鐵施工建設的安全性,開展相關方面的技術研究,可為地鐵施工中鄰近橋梁的安全管理提供科學指導,具有重要的實際應用價值和實踐意義。
1地鐵施工對領近橋梁的影響
雖然地鐵施工是城市軌道交通建設中不可或缺的一環,但是,在地鐵施工中將不可避免地破壞其施工地周圍的底層結構,進而影響鄰近建筑物特別是鄰近橋梁的建筑結構及其安全性。所以,為了達到保護地鐵施工地鄰近橋梁安全的目的,需要對施工地的鄰近建筑物進行詳細調查與評估,在施工之前,要充分確保鄰近建筑物的安全。鄰近橋梁在地鐵施工條件下的安全管理有存在于一個共同的作用體系之中的四個因素,即地鐵、土體、樁基、以及鄰近橋梁的上部結構,這四個因素會相互影響、相互作用,最終,將會達到一個穩定的平衡狀態。開挖地下洞室時會破壞周圍土體原有的平衡狀態,并對其產生強烈的擾動作用,促使地層進行轉化,從而達到一個新的平衡狀態。在地鐵施工過程中,地層的應力變化會使地層產生變形;隨后,地層變形就傳遞到既有的鄰近橋梁的樁基之上,樁基吸能后釋放彈性勢能對橋梁產生破壞。具體分析樁基的受力時,由于改變了樁端以及樁側的阻力,因此,樁基的承載力大幅度降低,并伴隨著產生沉降,進而破壞橋梁的上部結構并產生附加變形以及附加內力。產生的附加內力會疊加到橋梁內部的既有內力上,一旦兩力的疊加之和超過了橋梁結構本身所容許的內力值,就會發生橋梁的斷裂現象,失去承載力。這一連串的相互作用關系可簡單概述為:地鐵施工-地層變形-樁基受力-橋梁失載。
2安全管理與風險評估
2.1管理流程及等級劃分
橋梁與地鐵的空間關系、地鐵工程條件和目前的橋梁狀況是決定地鐵施工對橋梁安全的影響程度的關鍵性因素。地鐵施工中鄰近橋梁的安全管理中,有三個關鍵點:(1)劃分鄰近等級。(2)鄰近橋梁的調查與評估。(3)風險等級劃分。其中,鄰近等級的劃分就是對地鐵和橋梁的空間關系做一個定性描述,是整個安全管理分析的基礎工作。
2.2風險評估與控制
據上一節中提出的安全管理流程,本文建立了相應的安全風險評估辦法以確保施工過程中鄰近橋梁的安全。(1)施工前的檢測。對施工范圍內橋梁的現狀進行全面檢測并出具檢測報告,為評估地鐵施工的可行性提供相關依據。(2)施工前的安全性評估。根據上一步的檢測報告和原始的橋梁設計參數,對橋梁在附加差異沉降影響下的安全性進行評估,并依據橋梁結構和相關標準確定出橋梁的控制指標。與此同時,通過分析鄰近橋梁的不利變形位置和橋梁結構的破壞形式,出具加工方案、施工方案、檢測方案。(3)施工中的動態控制。對比監測結果和控制方案的目標值,得出實際位移與控制指標容許值的比F,即變位比。當0.6<F<0.8時,發出預警,對現有橋梁結構的安全性進行評估,啟動相關預案,調整施工方案;當F>0.8時,發出警報并立即停工,報送有關部門,加強監測。(4)施工后的評估。根據施工結束后所監測到的結果,再一次評估鄰近橋梁的安全性。對預期控制效果的實現狀況進行評價,依據施工后鄰近橋梁的安全狀態、沉降狀況、變形狀況,制定出相應的恢復方案,并就達到何種恢復程度制定目標。
3亟待解決的關鍵問題
根據以上論述,可以提煉出目前地鐵施工中對鄰近橋梁的安全管理中所亟待解決的五個相關問題。(1)評估橋梁現狀。只有嚴格按照相關規范完成樁徑樁長的核實、模態的測試、外觀的檢測、樁基承載力及沉降的分析、橋梁上部結構損傷劣化的預測、橋梁變形能力及承載能力的分析等方面的評估工作,才能準確地為后續所開展的相關工作提供寶貴的信息。(2)鄰近度的確定。在大量工程實踐及相關理論計算分析的基礎之上才能實現鄰近度的確定。通過測量樁基和地鐵之間的水平距離以及樁底埋深和地鐵施工深度的關系,進行鄰近度的劃分。依據不同的鄰近等級出具不同的措施,如現狀調查、防護對策、安全監視、影響預測及施工記錄等等。但是,國內目前仍沒有形成公認的鄰近度劃分方法,而是一直依據國外的方法進行劃分。(3)實驗數據的積累。鄰近施工復雜性極高,因此,具有兩個必不可少的實驗(現場原位測試和離心試驗)。但目前,國內并沒有關于這兩方面的相關研究,所以亟需科研院所開展與這兩方面相關的學術研究。(4)控制標準的制定。由于我國現階段尚未出臺有關控制鄰近橋梁受地鐵施工而產生的變形的標準,所以,在實際施工中遇到此類的工程問題時,只能參考負責管理施工的相關部門出具的相關控制指標來保證橋梁的安全,但是由于這種指標往往非常嚴格,從而大幅度增加了施工成本而且這種指標具有一定的不合理性。所以,圍繞這一問題,需要開展相關的系統研究,制定出合理的、規范的控制指標。(5)加固機理及方法的研究。系統的、全面的評價采用目前既有的加固方法的鄰近施工工程所取得的效果,并在進一步研究加固機理的基礎之上,依據不同的樁基類型,提出各種更加有效的新加固方法。擴展鄰近施工中加固方案的選擇空間。
4總結與展望
地鐵施工中鄰近橋梁的安全管理涉及因素眾多并具有動態的發展變化規律,因此,對該問題的研究也就顯得較為復雜。但隨著相關學科理論的發展、有關研究的深入、實驗測試的完善以及各類研究方法的廣泛應用,鄰近等級的劃分、現狀的評估、風險等級劃分必然會越來越全面、準確,相應的施工對策必然會越來越完善,對地層的保護一定會越來越到位。加快我國的城市化進程,提高人民群眾的生活水平。
作者:盧文浩 單位:浙江大合檢測有限公司
參考文獻
[1]黃宏偉.隧道及地下工程建設中的風險管理研究進展[J].地下空間及工程學報,2006,2(1):13-20.
[2]何海健,項彥勇,劉維寧.地鐵施工引起鄰近橋梁樁基差異沉降的概率分析[J].巖石力學與工程學報,2007,26(S1):3257-3265.
1.1梅花山隧道
隧道全長13780m,為贛龍鐵路擴能改造工程最長的隧道,本標段施工出口端4869m(DK224+881~DK229+750),最大埋深688.21m。根據梅花山隧道的地質條件和現場實際,初步擬定了該隧道的風險清單16項,其中,有5個嚴重影響施工安全的風險事件,即:突水涌泥、圍巖坍塌、巖爆、大變形、高地溫。通過施工階段的風險評估,全隧初始風險等級為極高度風險,施工過程通過一系列相應的對策措施,加強風險防范,殘余風險為高度風險,預警等級分為Ⅱ級(嚴重,橙色)。2011年8月,建設單位組織參建四方初步評審為高風險隧道。
1.2石筍山隧道
隧道全長4812m,進口里程DK229+945,出口里程DK234+757,最大埋深564.3m。根據石筍山隧道的地質條件和現場實際,初步擬定了該隧道的風險清單13項,其中,進口端DK229+945-DK230+090為梯田,地層松軟,地下水發育且水位高,洞頂地表有當地村民房屋20多戶,開挖后易產生開裂,甚至倒塌,因此,突水涌泥、第三方損失為“極高度”風險;圍巖坍塌、巖爆、大變形、高地溫為“高度”風險。通過施工階段的風險評估,全隧初始風險等級為極高度風險,施工過程通過一系列相應的對策措施,加強風險防范,殘余風險為高度風險,預警等級分為Ⅱ級(嚴重,橙色)。2011年8月,建設單位組織評審時確定殘留風險等級為中度,2012年8月14日后,要求按高風險隧道管理。
1.3將金山特大橋
全橋長567.65m,施工里程為DK234+759.5~DK235+327.15,孔跨布置為1×32m簡支梁+1×(60+4×100+60)m連續梁。根據該橋的設計情況及所處的地理環境,初步擬定風險清單9項,其中,高空作業、高邊坡或深基坑坍塌、掛藍施工、大跨連續梁施工為主要的風險事件。初始風險等級評定為“高度”風險。2012年8月14日后,按高風險工點進行管理。
2風險管理主要措施與落實情況
2.1成立風險管理組織機構
指揮部成立了以指揮長為組長的風險管理領導小組,項目總工、副指揮長、安全總監為副組長,部門負責人、各項目負責人為組員。風險管理領導小組主要負責標段內所有在建工程施工的風險管理組織領導工作。領導小組辦公室設在指揮部安質環保部。安質環保部為指揮部風險管理職能部門,配備專職安全風險管理人員2人。各項目部均獨立設置安質部,配備專職安質工程師;每一施工作業班組配備了施工經驗豐富、安全工作責任心強、享有一定威望的一線生產工人任兼職安全質量巡查員和群眾安全生產監督員,對本班組的作業場所進行安全質量風險監督檢查。
2.2建立健全風險管理機制
為加強安全風險評估與管理,有效規避和控制安全風險,確保鐵路工程建設安全,依據國家、鐵道部、南昌鐵路局及建設單位的風險管理相關要求,指揮部編制了《隧道施工階段風險評估實施細則》、《鐵路建設工程高風險管理實施細則》、《高風險工點領導帶班作業管理辦法(試行)》、《關于明確高風險工點管理程序的通知》等制度、辦法,明確管控責任和要求,定期落實檢查、考核措施,有效促進了風險管理和現場管控工作。
2.3嚴格落實安全包保、干部帶班作業
為進一步加強安全風險管理,有效規避和控制安全風險,確保鐵路工程建設安全,針對高風險隧道、大型基坑、高陡邊坡、特殊結構橋梁、地下工程、臨近既有線及既有線施工,地質災害及其他高風險工點,采取“評估先行、分工明確、抓好源頭、專家指導、高效聯動、齊抓共管”的風險管理評估機制,落實了指揮部領導、部門負責人、項目部負責人對梅花山隧道出口、石筍山隧道、將金山特大橋等高風險工點實行安全包保和帶班作業;高風險工點嚴格執行技術和安全管理人員跟班作業制度。
2.4開展風險評估,強化現場風險監控管理
本標段不良地質主要是有:特殊巖土、巖溶、采空區、高地溫、高地應力、巖爆、斷層破碎帶、富水區、巖性接觸帶、節理密集帶、軟巖大變形、放射性巖體、煤系地層瓦斯、環水保敏感區等,根據上級單位鐵路隧道風險評估與管理的有關要求和規定,該標段對所有到圖的工點組織超前地質預報專業單位和各單位技術人員都進行了地表周邊調查,對施工過程中將受影響和民房、廠房、水渠、道路、溪流、高壓電塔、供水管路、設計地質等進行了評估;在周邊現場調查的基礎上,邀請專家對該標段的風險評估進行了指導,形成了14座隧道、22座橋梁的風險評估,經監理審查后報建設單位備案。
2.5編制專項施工方案,技術指導現場施工安全
為有效落實各階段施工風險安全管理,編制并報監理單位審批了72個高風險工點的專項施工方案,施工現場嚴格按批準的方案組織實施。其中,梅花山隧道有26個,石筍山隧道有16個,將金山特大橋有30個。在完善施工方案的基礎上,三個高風險工點形成作業指導書(清單)51份、及時進行現場技術交底共147份。
2.6應用新技術、新方法保安全
管段內隧道地質條件復雜,存在不良地質,主要有高地溫、巖溶及采空區、斷層破碎帶、硬巖巖爆、軟巖大變形、地下水等風險。為做好隧道施工地質超前預報工作,公司擇優選擇第三方單位開展超前地質預報工作,把超前地質預報、監控量測納入施工工序管理,采用地質調查法、超前水平鉆探法、加深炮孔探測、地質雷達法、TSP長期預測預報、紅外線探測法等主要方法,著重進行斷層及斷層影響帶、軟弱夾層、巖溶、圍巖級別變化、工程地質災害、含水構造體、煤系或礦區地層采空區等方面的探測,綜合監測結果,及時提出對不良地質的處理措施,以降低施工風險,確保工程質量和運營安全。
2.7實施風險動態管理
在施工階段風險評估的基礎上,結合環境和地質條件、施工工藝、設備、施工水平、經驗和工程特點等,對新出現的風險進行識別、分級,提出風險處理措施。在施工過程中按照批準的隧道風險監測實施方案,對工程自身結構及環境風險進行全面監測,提前識別和預測地質風險因素,保證施工安全。同時,將隧道安全距離、開挖步距、橋梁模板驗收、支架驗收、特種設備驗收等作為紅線管理,納入單位負責人績效考核。
2.8建立風險預警、響應機制
施工過程中,根據施工現場實時監測數據、施工情況、環境巡視和作業面異常狀態等,確定預警級別、形成異常狀況報告;并對可能發生重大突發風險事件的預警狀態,立即啟動相關預案,及時采取有針對性的風險處理措施,確保人員、機械設備安全。根據風險源識別,針對高中度風險源制定各種專項應急預案16份,針對涌水突泥、隧道坍塌、駐地防洪、物體打擊、防火安全等組織應急演練17次,通過應急演練的開展,進一步健全和完善了預防預警和應急處置機制,形成了指揮部與地方政府相關部門應急接口,與上級單位應急接口,與指揮部所屬各單位銜接的應急體系,有效地提高了事故救援和應急處置能力。
3結語
關鍵詞:滑坡 F-A-M 橋梁易損度
中圖分類號:U4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0745(2013)05-0252-02
1.引言
高速公路不斷向西部山區發展,山區特殊的地質水溫狀況,使得滑坡等地質災害頻發,橋梁作為帶狀結構物不免要受到滑坡的破壞,對滑坡區的橋梁進行滑坡易損性風險評估,為施工單位提供參考。所謂F-A-M法就是神經網絡-有限元-蒙特卡羅模擬計算方法。以往利用有限元計算概率的方法的計算量過于龐大,利用F-A-M法則可避免這一弊端。
2.F-A-M法的原理
2.1. F-A-M法的基本原理及思路
基于F-A-M的風險概率計算方法,是以有限元軟件計算、神經網絡仿真分析、蒙特卡羅方法模擬為基礎,通過有限元軟件數值計算來建立一個可靠的神經網絡模型,然后根據蒙特卡羅模擬的有關理論,最終得到概率值。F-A-M法的基本思路為:首先建立描述問題相近的概率模型,并利用相似性把這個概率模型的某些特征(變量的均值方差等)與數學計算問題的解答聯系起來,然后對模型進行隨機模擬和統計抽樣,最終利用所得結果求出這些特征的統計估值作為原來數學計算問題的近似解[1]。
2.2. F-A-M法的基本步驟
3.F-A-M法的實橋應用
3.1 工程概況
該橋位于湖北省境內,上部結構為7*30m預應力混凝土T型連續梁橋,雙柱式橋墩,U型擴大基礎。橋位跨越處為三峽水庫蓄水淹沒區,兩側均為斜坡且都種植桔樹,其中一側坡度較大約50°。不良地質為順層土坡,坡體表面堆積碎石土,結構松散,下伏侏羅系的粉砂土,坡面與巖層產狀近一致,構成順坡結構,便道開挖不當會導致坡體失穩或坍滑。另外三峽庫區蓄水以后,導致坡腳長期浸泡的水中,極易引起土體失穩而塌岸。
3.2 概率計算
通過有限元軟件MIDAS CIVIL建立模型如圖2。將利用巖土軟件計算得出12組滑坡沖擊力,將其加載到3號橋墩上,計算兩橋梁結構的內力。經計算最危險單元均位于墩底,結果見表1。圖3是第一組力計算的結果。
利用MATLAB建立神經網絡,利用上面的數據進行網絡的訓練與檢驗。結果見表2所示。
由表2可知神經網絡與有限元計算結果的誤差較小,最大的為3.66%,這對于山區橋梁滑坡易損性風險分析是足夠準確的。
參考文獻:[2]中的計算公式計算橋墩的屈服彎矩M=6352.4KNm。根據蒙特卡羅原理,利用MATLAB編寫程序隨機產生多組隨機數,然后將各組隨機數分別帶入已經訓練好的網絡中,最后統計出超過屈服彎矩的值得個數,得到山區橋梁滑坡風險概率,詳見表3。
由表3可知隨著模擬次數的增加,概率趨于穩定,并近似等于0.076。
4.結論
基于神經網絡-有限元-蒙特卡羅(F-A-M)模擬計算方法很好的解決了傳統概率計算中遇到的橋梁結構極限狀態函數呈隱式、高次非線性的問題。而且避免了單純使用有限元軟件計算風險概率的龐大計算量的難題,利用神經網絡以及蒙特卡羅的原理大大減少了結構有限元的計算次數,提高了計算效率。
參考文獻:
關鍵詞:橋梁;施工;風險管理;分析
引言
交通行業一直是我國的重點建設行業,特別是從2008年金融危機開始,公路作為拉動內需的重點行業,給我國公路施工企業提供了前所未有的發展契機。然而,建筑企業面對日益競爭激烈的市場環境中,對建筑企業應對工程風險的能力提出了更高的要求。橋梁在交通建設中處于重要地位,技術含量高、施工難度大,橋梁施工面臨的各種事故和潛在風險日益嚴重,所以橋梁施工風險就成為橋梁工作者必須面對的一個重要問題。潛在橋梁施工風險隨著跨徑的加大,橋梁施工的作業環境越來越復雜,施工的難度也增大。橋梁在施工階段的事故問題顯得越來越突出。由此橋梁施工風險的管理問題也日益得到重視,因此開展橋梁施工風險的管理的研究十分必要,本文對橋梁施工風險管理進行了初步的分析。
1 橋梁施工風險管理研究現狀與問題分析
1.1 橋梁施工風險管理研究現狀
風險管理從1930年代開始萌芽。風險管理最早起源干美國,195O年代風險管理發展成為一門學科,風險管理一詞形成。50年代以來受到了歐美各國的重視和應用。20世紀80年代以來,隨著經濟的全球化,項目風險管理研究逐步向系統化方向發展,管理的范圍和應用的領域也不斷擴展。產生了主觀評分法、層次分析法、模糊風險綜合評價法、決策樹法、等風險圖法、等風險管理技術。同時應用的領域也涉及到經濟、工程等各個方面取得了很大的經濟效益。1983年,美國RIMS年會上通過了“101條風險管理準則”,作為各國風險管理的一般準則。我國引入風險管理理論較晚,尤其在工程項目風險管理方面仍然是一個薄弱環節,工程項目風險管理的知識還沒有得到普及,熟悉工程項目風險管理的人也不多。近幾年,工程建設領域的風險管理已受到國家重視,國內也出現了很多專家和學者對風險管理作了深入研究,為工程建設風險管理,尤其是橋梁施工風險管理提供了一定的理論基礎。在橋梁建設領域風險管理的研究就顯得非常稀少了。橋梁建設作為基本交通建設往往過分強調規范化和標準化管理,但無論是從橋梁施工分析,僅如此還是不夠的。在橋梁施工的過程中,不可
避免的會受到不確定因素的干擾,并導致橋梁施工建設項目的進度、質量的目標不能實現的風險,目前在橋梁施工風險方面為數不多的研究也主要集中在超長大橋梁方面,對于一般橋梁很少對其作風險分析。對于大型橋梁所做的風險分析的深度不夠,可操作性不強,沒有結合橋梁工程的特性,對于橋梁施工風險管理的進一步探討很有必要。
1.2 橋梁施工風險管理問題分析
我國目前正處于交通發展期,數以萬計的橋梁正在建設施工。橋梁技術工藝復雜,一旦發生風險事故,損失大,對橋梁施工風險管理要求迫在眉睫。鑒于我國目前橋梁風險管理還處于起步階段,還存在不少問題有待進一步研究,我國橋梁風險管理特別是施工中的風險管理存在的主要問題有如下幾個。
1.2.1 風險管理意識不強,沒有建立健全的風險管理機制。
由于受計劃經濟體制的影響,我國橋梁施工企業管理者的風險意識還比較淡薄,對于橋梁施工風險管理的重要性認識不足,沒有把其作為橋梁施工管理的重要內容。盡管有一些橋梁施工風險管理的措施,但僅局限于在橋梁施工組織設計和施工技術方案中編制的一些在工程質量安全等方面的措施,缺乏系統性的橋梁施工風險管理目標,沒有正式的橋梁施工風險管理方案。橋梁施工管理人員只注重業務量,缺乏專業風險管理。沒有建立健全的橋梁施工風險管理機制。國內多數橋梁施工企業由于風險意識的不強,對橋梁施工風險管理沒有明確的定位,因此,在企業組織結構設置上未考慮橋梁施工風險管理職能,缺乏專職人員來進行風險管理。橋梁施工企業內部風險機制不健全,增加了組織結構的運行風險。
1.2.2 橋梁施工風險管理信息系統的建立不完善,不具備良好的橋梁施工風險管理技術和能力。
絕大多數橋梁施工企業未能建立起全面完善的風險管理信息系統,這主要表現對于橋梁施工過程中的變化控制不得力,對于橋梁施工中不斷發生的各種變化不能做到充分考慮,造成當橋梁施工風險到來時,由于缺乏全面可靠數據支持,不能及時做出應對措施,管理成效低。不具備良好的橋梁施工風險管理技術意味著以較低的項目成本獲得利潤的增加,我國橋梁施工企業普遍存在缺乏系統的風險管理技術和管理程序,管理制度化、程序化不高,不具備良好的風險管理能力。
1.2.3 橋梁施工風險評估理論體系不完善。
還處于方法研究和對大型橋梁進行風險研究,橋梁施工風險因素識別的層次不統一,不便于分工協作。雖然目前橋梁施工管理風險在一些橋梁施工中得到運用,但系統和實用性強的成果并不多。已有的風險理論相對抽象,理解的難度大,不便為大多數橋梁施工一線的技術管理人員所運用。我國橋梁施工企業對風險管理沒有引起足夠的重視,橋梁施工風險管理知識的匱乏,使得我國橋梁施工企業整體對駕馭風險的能力較弱。橋梁施工風險管理已經成為橋梁施工企業不能回避的問題,需要找的一種符合目前風險發展水平且易于橋梁施工掌握和操作的實用風險評估方法。
2橋梁施工風險管理問題的策略探討
隨著交通事業發展需要,大量的公路需要建設,橋梁作為公路的重要工程,對于橋梁施工管理風險的研究可以從多個角度進行。
2.1 建立起全面、完善的橋梁施工風險管理信息系統,加強對經驗數據的積累,對橋梁施工過程中發生的變化做出科學估計,當風險到來時及時做出有效的反應。建立和完善橋梁施工風險管理機構和機制。對橋梁施工風險管理明確定位,設置上考慮風險管理部門和職能,配備專職部門和人員來履行橋梁施工風險管理職責。健全風險管理機制,增強橋梁施工企業組織結構的運行效率,增強橋梁施工風險管理意識,把風險管理作為橋梁施工管理的重要內容。加強對橋梁施工風險管理的基本原理、技術方法的學習,并能自覺應用。
2.2 加強橋梁施工中的風險識別,為了直觀地表現風險,按橋梁施工目標的實現程度,可將橋梁施工風險分為進度風險、質量風險和費用風險,分別從這三個角度對風險進行識別,影響橋梁施工進度的因素很多,包括橋梁建設環境、設計、施工等多個方面,要從大量的因素中尋找橋梁施工的風險因素,對于可能轉化為工期風險的因素要做比較詳細地識別。另外要注意對橋梁施工中的風險估計,橋梁施工中的風險估計是對橋梁施工中的風險事件發生的可能性大小、發生時間等的估計。風險估計的對象是橋梁施工單個風險。可分為收集數據、建立模型、橋梁施工風險發生的概率估計。這些風險包括設計變更頻繁、施工管理水平低、違反施工程序、建筑材料不合格、施工技術不完善、建筑材料費用漲價、投資或成本控制措施不力等因素。
2.3 注意建立橋梁施工風險預警機制,以便更有力地監控風險,減少風險帶來的損失,應樹立風險回避意識,重視風險,增強橋梁施工職工的凝聚力,使管理人員懂得橋梁施工風險管理的新方法,遵守橋梁施工的法律法規,另外梁施工風險與施工合同不嚴密和不完備密切相關。要提高合同管理質量,是符合我國國情的橋梁施工風險預防機制中的一個重要內容。加強施工合同管理包括合同簽訂管理、合同履行管理、書面資料管理等措施。加強工程環境風險的研究,對現場加強管理,規范操作。要制定科學合理的橋梁施工方案和施工組織設計、采用科學的施工工藝,加強的管理,采用合適的橋梁施工機械并加強對其管理。橋梁施工企業要重視安全生產,必須取得安全行政主管部門頒發的《安全施工許可證》后才可開工,各類人員必須具備執業資格才能上崗,新員工必須經過三級安全教育,安全檢查不能放松,施工現場安全設施齊全,并符合國家規定,橋梁施工機械必須經安全檢查合格,并建立安全施工責任制,制定和完善橋梁施工安全操作規程和橋梁施工安全技格執行。
2.4 在橋梁施工工程實施過程中,要對各項風險對策的執行進行檢查,檢查橋梁施工管理風險對策的執行效果。除此之外,還需要檢查是否有被遺漏的橋梁施工工程風險,開始新一輪的橋梁施工風險管理過程。橋梁施工風險管理是一個連續的過程,要在橋梁施工整個實施過程中要對風險進行持續的監視,從而保證橋梁施工風險管理計劃得以很好執行,需要說明的是橋梁施工風險管理相關研究較少,制約其發展的因素多,國家也尚未頒布工程風險管理的規范性文件,今后對橋梁施工風險管理企業建立和完善風險管理機構和機制,增強風險管理意識的同時,需要進一步對這個問題進行探討與研究,從而更好的保證橋梁施工工程建設順利實施。
3 結語
目前,我國正處于工程建設高峰期,建設規模大,工程質量問題時有發生,工程風
險大大增加。尤其橋梁施工風險管理的問題也比較突出,由于橋梁施工風險管理自身的復雜特點,缺乏施工風險管理已帶來一系列問題。本文立足于橋梁施工風險管理這一問題,提出了適合橋梁施工風險管理的應對措施.以達到減少橋粱施工風險的發生和損失,提高橋梁施工管理水平,為今后進行類似工作提供了參考。
參考文獻
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