伶仃洋大橋總體施工安全風險評估研究

文┃張瀚釗（保利長大工程有限公司）

關鍵字：深中通道；伶仃洋大橋；施工安全風險；定性評估；定量評估

引言

隨著我國從橋梁大國向橋梁強國的逐漸轉變，各類重大橋梁項目應運而生，而重大橋梁施工安全風險評估研究則日趨受到各研究者們的青睞，張藝[1]等以石潭湘江特大橋為工程背景，利用模糊數學綜合評價法對該橋進行了施工安全風險評估,并利用BP神經網絡模型對背景橋梁水下施工風險等級進行了預測分析；李仁杰[2]對大型橋梁施工安全風險評估的方法及其基本原理進行了綜述，并對大橋常見施工期安全問題進行了總結；鹿健[3]等對比探討了各橋梁施工安全風險評估方法及其優缺點；韋家鈞[4]對橋梁施工中常見風險進行了分析，建立了CML橋梁施工安全風險評估體系，以平南三橋為依托工程進行了評估研究。

為貫徹落實“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，嚴格控制安全風險，減少發生重大和特大生產安全事故，降低經濟損失和人員傷亡，保證公路橋梁工程建設的安全，以深中通道項目 S05 合同段伶仃洋大橋為依托工程背景進行施工安全風險評估。

1 工程概況

深中通道S05標重點工程伶仃洋大橋為三跨全漂浮結構體系的鋼箱梁懸索橋，橋跨布置為：500m+1666m+500m；主要施工項目包括主橋橋塔施工、兩岸錨碇施工、上下游懸索主纜的架設、索鞍及索夾的安裝施工、鋼箱主梁的安裝施工、橋梁支座的安裝施工、吊索安裝施工、伸縮縫安裝施工、阻尼器安裝施工等。具體橋型布置圖如下圖1所示。

圖1 橋型布置圖（單位：cm）

2 評估方法

公路橋梁工程施工安全風險評估的對象為橋梁施工過程，通過分析深中通道項目S05合同段伶仃洋大橋工程的自然條件、作業環境、施工工藝、主要設備設施、作業場所和操作條件等，辨識施工過程中存在的危險有害因素的種類、分布，評價其潛在的危險程度。

采用傳統定性評估及定量評估二者相結合的評估方法，具體對應評估體系示意圖如下圖2所示。結合深中通道項目S05合同段伶仃洋大橋的施工組織設計方案及大橋施工圖設計文件等，利用《公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估指南》[5]中的方法，綜合定性與定量分析兩種方法進行評估。具體的分析及評估辦法包括：指標體系法、風險矩陣法、定性風險分析法及專家調查法等。

圖2 橋梁施工安全風險評估體系

2.1 專家調查法

采用專家調查法對《指南》以外的重大風險源進行評估。通過根據專家的專業知識及相關實踐經驗對風險研究問題作出預測及評估的一種定性評估方法。

專家調查法定性分析具有很強的主觀性，需借鑒專家的從業經驗及類似項目背景或者對應的規范及標準等，對風險因素及事故可能發生的大小進行定性分級，通常有檢查列表法、問卷調查法、小組討論法等，易操作但主觀性強易導致判斷失準。一般多用于不具備精準分析需借助集體主管評判的分析控制研究項目。

2.2 指標體系法

定量評估中體系指標法是指根據專家經驗總結、提煉出現場施工人員可簡單熟練掌握并具有一定科學合理性的一種方法。

伶仃洋大橋施工過程中橋梁施工安全風險因素繁多，將整體施工風險組建成一個整體系統，然后將各個影響大橋施工安全風險的因素置于整體系統中進行排查并對比，分析出各個影響因素間的相互影響規律及各個因素對大橋施工安全風險影響的程度，其實質便是多因素的相互影響及其關聯性分析。而指標體系法就是對各因素間的關系及影響程度進行探討分析，并建立整體系統及各因素的評價模型。

3 伶仃洋大橋總體施工安全風險評估

3.1 總體評估思路

伶仃洋大橋的施工安全總體風險評估是在開工前根據大橋所處地理位置的氣候環境、地形地貌、水文地質、橋位特征以及大橋的建設規模和現有施工技術的成熟度等孕險環境與致險因子，對大橋施工安全整體風險進行評估，預測其安全風險等級。

采用《指南》中指標體系法和專家調查法進行伶仃洋大橋的總體風險評估，具體評估思路如下：

高中政治雖然不是高考的主要學科，但對學生的教育意義卻和其他學科的地位一樣重要，成為學生學習中的重要角色。學好政治能夠使人的思維更成熟，幫助學生更好地看待問題與解決問題，盡快地適應社會。高中政治的作用主要有以下幾點：

（1）通過大橋現場踏勘，對總體風險評估相關的資料信息進行收集整理；

（2）根據《指南》中指標體系法判斷各風險因素能否真實反應伶仃洋大橋的重難點及施工特點，若有不適之處，對指標體系法因素進行適當修改；

（3）結合伶仃洋大橋實際工程施工安全條件，根據風險評估指標體系法，對各風險因素的評估指標進行風險賦值，求和得到大橋總體風險值；

（4）將大橋總體風險值與總體風險分級標準進行對比，確定伶仃洋大橋施工安全總體風險的判定等級；

（5）分析總體風險評估中各風險影響因素對大橋施工全過程安全的影響，得到施工安全風險控制的主要因素。

3.2 評估指標體系

施工安全總體風險評估主要考慮大橋所處地理位置的氣候環境、地形地貌、水文地質、橋位特征以及大橋的建設規模和現有施工技術的成熟度六個評估指標，各評估指標的賦值標準及分類見下表 1所示。

表 1 伶仃洋大橋總體風險評估指標體系

3.3 評估指標分析

（1）建設規模

伶仃洋大橋為 580m+1666m+580m 三跨全漂浮體系。索塔為門型結構；錨碇基礎為“8”字形地下連續墻+內襯結構。

（2）地質條件分析

橋位區域上部軟體層分布連續穩定，主要為淤泥及淤泥質土，層厚約12-17m，該軟土層為海相沉積成因，強度低，承載力小，土體穩定性差，受荷后易于發生滑移和側向擠出，沉降和殘余沉降大；中層為粉質砂土、粉砂、中砂為主，層厚變化不大，約 20m，力學性質一般，土質總體較均勻；下伏基巖為花崗巖，基巖埋深起伏較小，可按其風化程度劃分為全風化、強風化、中風化及微風化，其物理性質較好。

（3）氣候環境條件

伶仃洋大橋南臨熱帶海洋，北靠亞洲大陸，位于珠江口內伶仃洋海域，屬于南亞熱帶海洋性季風氣候區氣候，溫暖潮濕。因熱帶海洋和亞歐大陸氣流的交替變換，橋位所在地災害性天氣頻繁，氣候復雜易變。

（4）地形地貌條件

伶仃洋是珠江喇叭口形的河口灣，灣頂在虎門一帶，寬3公里，場區海面寬22公里。伶仃洋水面地形復雜，可分為兩深槽三淺水。場區處在地貌上屬河口三角洲，為珠江入?？?，海底表層為河流堆積形成的巨厚淤泥層。

（5）橋位特征

伶仃西航道是深圳西部港區、廣州港、虎門港等到港萬噸級以上船舶進出的深水航道。伶仃水道現有水深-17米，目前已滿足10萬噸級集裝箱船和12萬噸級散貨船雙向通航要求。

（6）施工工藝成熟度

伶仃洋大橋位于珠江口伶仃洋開口水域，主孔跨徑達到1666米，為世界第四，橋面高達90米，未來有望成為全球最高海中大橋。伶仃洋大橋采用500m+1666m+500m 三跨全漂浮結構體系的鋼箱梁懸索橋。

（7）水文條件

伶仃洋是珠江口東部四個口門（虎門、蕉門、洪奇門、橫門）注入的河口灣，灣型呈喇叭狀，寬約30km，縱向長達72km，項目區域寬約22km。伶仃洋水下地形具有西淺、東深的橫向分布趨勢和灣頂窄深、灣腰寬淺、灣口寬深的縱向分布特點，水下地形呈“三灘兩槽”的基本格局。

表 2 伶仃洋大橋總體風險評估

3.4 風險等級

評估小組邀請業主單位、監理單位、施工單位專家參照伶仃洋大橋實際工程情況，結合施工組織設計文件及施工設計圖等資料，對大橋的施工安全情況進行評分，具體評分見下表 2所示。

根據《指南》中橋梁工程施工安全總體風險分級標準，如下表3所示，確定伶仃洋大橋施工安全總風險等級為等級Ⅳ（極高風險）。根據《指南》的要求，需要開展專項風險評估。

表 3 橋梁工程施工安全總體風險分級標準

目前我國已建成東海大橋、杭州灣大橋、舟山跨海大橋、嘉紹跨江大橋、洞頭大橋、金塘大橋、南澳大橋等眾多海上大橋，有些橋梁在世界上也是屈指可數的。相比較而言，伶仃洋大橋施工中可參考、借鑒的經驗較多，但從建設規模、建設環境、技術難度等來看，還是具有較大風險，在安全管理中應引起重視。

4 結論

以深中通道伶仃洋大橋為研究背景，依據《公路橋梁和隧道施工安全風險評估指南》，采用專家調查法及指標體系法等方法，針對伶仃洋大橋總體施工安全風險評估進行了研究，分析結果表明該橋風險等級為Ⅳ，屬于極高風險類等級，應加強安全防范管理措施，合理把控重大風險源安全項目，伶仃洋大橋施工安全風險評估為該大橋安全順利施工打了基礎，也為同類型大橋施工安全風險評估提供了一定參考借鑒價值。