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伶仃洋大桥总体施工安全风险评估研究

2021-05-13张瀚钊保利长大工程有限公司

湖南安全与防灾 2021年4期
关键词:总体大桥指标体系

文┃张瀚钊(保利长大工程有限公司)

关键字:深中通道;伶仃洋大桥;施工安全风险;定性评估;定量评估

引言

随着我国从桥梁大国向桥梁强国的逐渐转变,各类重大桥梁项目应运而生,而重大桥梁施工安全风险评估研究则日趋受到各研究者们的青睐,张艺[1]等以石潭湘江特大桥为工程背景,利用模糊数学综合评价法对该桥进行了施工安全风险评估,并利用BP神经网络模型对背景桥梁水下施工风险等级进行了预测分析;李仁杰[2]对大型桥梁施工安全风险评估的方法及其基本原理进行了综述,并对大桥常见施工期安全问题进行了总结;鹿健[3]等对比探讨了各桥梁施工安全风险评估方法及其优缺点;韦家钧[4]对桥梁施工中常见风险进行了分析,建立了CML桥梁施工安全风险评估体系,以平南三桥为依托工程进行了评估研究。

为贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,严格控制安全风险,减少发生重大和特大生产安全事故,降低经济损失和人员伤亡,保证公路桥梁工程建设的安全,以深中通道项目 S05 合同段伶仃洋大桥为依托工程背景进行施工安全风险评估。

1 工程概况

深中通道S05标重点工程伶仃洋大桥为三跨全漂浮结构体系的钢箱梁悬索桥,桥跨布置为:500m+1666m+500m;主要施工项目包括主桥桥塔施工、两岸锚碇施工、上下游悬索主缆的架设、索鞍及索夹的安装施工、钢箱主梁的安装施工、桥梁支座的安装施工、吊索安装施工、伸缩缝安装施工、阻尼器安装施工等。具体桥型布置图如下图1所示。

图1 桥型布置图(单位:cm)

2 评估方法

公路桥梁工程施工安全风险评估的对象为桥梁施工过程,通过分析深中通道项目S05合同段伶仃洋大桥工程的自然条件、作业环境、施工工艺、主要设备设施、作业场所和操作条件等,辨识施工过程中存在的危险有害因素的种类、分布,评价其潜在的危险程度。

采用传统定性评估及定量评估二者相结合的评估方法,具体对应评估体系示意图如下图2所示。结合深中通道项目S05合同段伶仃洋大桥的施工组织设计方案及大桥施工图设计文件等,利用《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》[5]中的方法,综合定性与定量分析两种方法进行评估。具体的分析及评估办法包括:指标体系法、风险矩阵法、定性风险分析法及专家调查法等。

图2 桥梁施工安全风险评估体系

2.1 专家调查法

采用专家调查法对《指南》以外的重大风险源进行评估。通过根据专家的专业知识及相关实践经验对风险研究问题作出预测及评估的一种定性评估方法。

专家调查法定性分析具有很强的主观性,需借鉴专家的从业经验及类似项目背景或者对应的规范及标准等,对风险因素及事故可能发生的大小进行定性分级,通常有检查列表法、问卷调查法、小组讨论法等,易操作但主观性强易导致判断失准。一般多用于不具备精准分析需借助集体主管评判的分析控制研究项目。

2.2 指标体系法

定量评估中体系指标法是指根据专家经验总结、提炼出现场施工人员可简单熟练掌握并具有一定科学合理性的一种方法。

伶仃洋大桥施工过程中桥梁施工安全风险因素繁多,将整体施工风险组建成一个整体系统,然后将各个影响大桥施工安全风险的因素置于整体系统中进行排查并对比,分析出各个影响因素间的相互影响规律及各个因素对大桥施工安全风险影响的程度,其实质便是多因素的相互影响及其关联性分析。而指标体系法就是对各因素间的关系及影响程度进行探讨分析,并建立整体系统及各因素的评价模型。

3 伶仃洋大桥总体施工安全风险评估

3.1 总体评估思路

伶仃洋大桥的施工安全总体风险评估是在开工前根据大桥所处地理位置的气候环境、地形地貌、水文地质、桥位特征以及大桥的建设规模和现有施工技术的成熟度等孕险环境与致险因子,对大桥施工安全整体风险进行评估,预测其安全风险等级。

采用《指南》中指标体系法和专家调查法进行伶仃洋大桥的总体风险评估,具体评估思路如下:

高中政治虽然不是高考的主要学科,但对学生的教育意义却和其他学科的地位一样重要,成为学生学习中的重要角色。学好政治能够使人的思维更成熟,帮助学生更好地看待问题与解决问题,尽快地适应社会。高中政治的作用主要有以下几点:

(1)通过大桥现场踏勘,对总体风险评估相关的资料信息进行收集整理;

(2)根据《指南》中指标体系法判断各风险因素能否真实反应伶仃洋大桥的重难点及施工特点,若有不适之处,对指标体系法因素进行适当修改;

(3)结合伶仃洋大桥实际工程施工安全条件,根据风险评估指标体系法,对各风险因素的评估指标进行风险赋值,求和得到大桥总体风险值;

(4)将大桥总体风险值与总体风险分级标准进行对比,确定伶仃洋大桥施工安全总体风险的判定等级;

(5)分析总体风险评估中各风险影响因素对大桥施工全过程安全的影响,得到施工安全风险控制的主要因素。

3.2 评估指标体系

施工安全总体风险评估主要考虑大桥所处地理位置的气候环境、地形地貌、水文地质、桥位特征以及大桥的建设规模和现有施工技术的成熟度六个评估指标,各评估指标的赋值标准及分类见下表 1所示。

表 1 伶仃洋大桥总体风险评估指标体系

3.3 评估指标分析

(1)建设规模

伶仃洋大桥为 580m+1666m+580m 三跨全漂浮体系。索塔为门型结构;锚碇基础为“8”字形地下连续墙+内衬结构。

(2)地质条件分析

桥位区域上部软体层分布连续稳定,主要为淤泥及淤泥质土,层厚约12-17m,该软土层为海相沉积成因,强度低,承载力小,土体稳定性差,受荷后易于发生滑移和侧向挤出,沉降和残余沉降大;中层为粉质砂土、粉砂、中砂为主,层厚变化不大,约 20m,力学性质一般,土质总体较均匀;下伏基岩为花岗岩,基岩埋深起伏较小,可按其风化程度划分为全风化、强风化、中风化及微风化,其物理性质较好。

(3)气候环境条件

伶仃洋大桥南临热带海洋,北靠亚洲大陆,位于珠江口内伶仃洋海域,属于南亚热带海洋性季风气候区气候,温暖潮湿。因热带海洋和亚欧大陆气流的交替变换,桥位所在地灾害性天气频繁,气候复杂易变。

(4)地形地貌条件

伶仃洋是珠江喇叭口形的河口湾,湾顶在虎门一带,宽3公里,场区海面宽22公里。伶仃洋水面地形复杂,可分为两深槽三浅水。场区处在地貌上属河口三角洲,为珠江入海口,海底表层为河流堆积形成的巨厚淤泥层。

(5)桥位特征

伶仃西航道是深圳西部港区、广州港、虎门港等到港万吨级以上船舶进出的深水航道。伶仃水道现有水深-17米,目前已满足10万吨级集装箱船和12万吨级散货船双向通航要求。

(6)施工工艺成熟度

伶仃洋大桥位于珠江口伶仃洋开口水域,主孔跨径达到1666米,为世界第四,桥面高达90米,未来有望成为全球最高海中大桥。伶仃洋大桥采用500m+1666m+500m 三跨全漂浮结构体系的钢箱梁悬索桥。

(7)水文条件

伶仃洋是珠江口东部四个口门(虎门、蕉门、洪奇门、横门)注入的河口湾,湾型呈喇叭状,宽约30km,纵向长达72km,项目区域宽约22km。伶仃洋水下地形具有西浅、东深的横向分布趋势和湾顶窄深、湾腰宽浅、湾口宽深的纵向分布特点,水下地形呈“三滩两槽”的基本格局。

表 2 伶仃洋大桥总体风险评估

3.4 风险等级

评估小组邀请业主单位、监理单位、施工单位专家参照伶仃洋大桥实际工程情况,结合施工组织设计文件及施工设计图等资料,对大桥的施工安全情况进行评分,具体评分见下表 2所示。

根据《指南》中桥梁工程施工安全总体风险分级标准,如下表3所示,确定伶仃洋大桥施工安全总风险等级为等级Ⅳ(极高风险)。根据《指南》的要求,需要开展专项风险评估。

表 3 桥梁工程施工安全总体风险分级标准

目前我国已建成东海大桥、杭州湾大桥、舟山跨海大桥、嘉绍跨江大桥、洞头大桥、金塘大桥、南澳大桥等众多海上大桥,有些桥梁在世界上也是屈指可数的。相比较而言,伶仃洋大桥施工中可参考、借鉴的经验较多,但从建设规模、建设环境、技术难度等来看,还是具有较大风险,在安全管理中应引起重视。

4 结论

以深中通道伶仃洋大桥为研究背景,依据《公路桥梁和隧道施工安全风险评估指南》,采用专家调查法及指标体系法等方法,针对伶仃洋大桥总体施工安全风险评估进行了研究,分析结果表明该桥风险等级为Ⅳ,属于极高风险类等级,应加强安全防范管理措施,合理把控重大风险源安全项目,伶仃洋大桥施工安全风险评估为该大桥安全顺利施工打了基础,也为同类型大桥施工安全风险评估提供了一定参考借鉴价值。

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