高速公路桥梁施工风险识别及应对措施

张月胜

（新疆交通建设（集团）有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830016）

0 引言

随着我国西部大开发战略的实施，西部地区逐渐形成了四通八达的高速公路网，极大地改善了当地交通并方便了居民的出行和货物运输。西部地区大多处于山区丘陵地带，是我国山洪分布较为广泛的地区，而该地区高速公路的大部分路段由桥梁构成。尽管在桥梁施工过程中山洪爆发的可能性较小，但一旦发生必将导致十分严重的后果[1]。

桥梁的风险损失分析起源于20世纪80年代，目前仍处于研究的初始阶段，我国从2001年才开始这方面的相关研究。目前，桥梁风险损失的相关研究均为对设计阶段的研究，主要面向设计参数及设计中存在的问题[2]。本文基于山洪灾害对桥梁施工的影响，从风险分析理论及方法出发，对桥梁施工进行风险分析，并给出其定义及识别方法，从经济损失、环境损失、社会损失三方面进行研究，建立损失数学模型，通过模型研究得出了应对山洪爆发时桥梁施工的措施（包括工程措施、生物措施、非工程措施等），为今后高速公路桥梁施工提供理了论依据。

1 风险分析理论及方法

高速公路桥梁施工风险是指所关注的桥梁系统在施工阶段内，由于外部原因（洪水）引起的非预期性结果或损害的概率和引发的后果。风险评估一般包括两方面内容，一是非预期事件发生的可能性，二是发生风险事件后产生的后果[3]。风险识别是指整个桥梁施工过程中，将洪水对桥梁施工过程中的风险因素识别出来并加以分析。风险评价是指建立桥梁施工系统的评价模型，并且计算风险发生的概率并预测出现的后果。高速公路桥梁施工风险分析流程见图1。

图1 高速公路桥梁施工风险分析流程图

高速公路桥梁施工风险识别是指在整个施工周期中，通过挖掘可能存在的风险，将复杂的风险组织分成独立存在的风险源，忽略其中影响较小的风险源，对其余风险源逐一进行分析，进而建立数学模型并得出结论。高速公路桥梁施工风险识别过程中应重点解决以下问题[4-5]：

（1）考虑高速公路桥梁施工过程中具体存在哪些风险；

（2）引起这些施工风险的原因是什么；

（3）这些风险综合作用会产生哪些后果，最严重的后果是什么；

（4）确定风险识别研究的主要对象及其工作量大小；

（5）对这些风险对象进行具体研究，得出应对措施。

2 洪水作用下施工风险分析

新疆省某高速公路桥梁主桥为一座连续刚构特大桥梁，其有3个桥墩分布在山谷和山坡中，其中4号桥墩高64.7m，5号桥墩高113.6m，6号桥墩高66.5m，桥梁所在地段为一个冲击河谷，最大桥高为123m。主桥梁上部采用混凝土连续钢结构，下部为空心桥墩和柱式桥墩。桥梁所在地质带地貌起伏明显，地表破碎，水量季节分明，海拔在920～1120m之间。该桥梁百年一遇洪水流量设计值为141.5m3/s，设计冲刷深度为4.5m，设计高程为1130m。将洪水作用下高速公路桥梁各项损失序号列于表1中。

表1 高速公路桥梁各项损失序号

德尔菲法是一种风险层次分析法，其标度值介于1～9之间。1号标度值表示两个因素具有同等的重要性；3标度值表示一个因素比另一个稍微重要；5标度值表示一个因素比另一个明显重要；7标度值表示一个因素比另一个重要的多；9标度值表示一个因素比另一个极端重要；其余标度值表示介于上述标度值之间的层次程度。

根据特征向量求出事件2对事件1的损失权重，见表2。

表2 事件2对事件1的损失权重

经数据处理，得出的损失从大到小的结论是：直接经济损失、间接经济损失、生命损失、环境损失、社会桥梁结构损失大于机械材料损失，大于工期损失。洪水灾害后，对某次特大直接经济损失进行估计，得出轻微冲刷经济损失为160万元，严重冲刷损失为54万元，路基挖空损失为10.5万元，雨淋损失为19.2万元，冲走掩埋损失为16.6万元。合计总直接经济损失为260.3万元，间接经济损失为工期延长37d，间接损失400万，4人轻伤。经上述风险评估，此次风险属于中级风险。

3 风险应对措施

对高速公路桥梁施工进行风险评估后，应提出应对山洪风险的措施，主要分为工程防治措施、非工程防治措施、生物防治措施三种。

3.1 工程防治措施

工程防治措施主要基于改变地形、洪水流向来削弱洪灾，其应用十分广泛，能起到立竿见影的治理效果。但是较高的成本制约了该措施的广泛应用。

按照治理特点工程防治措施可分为治水、治土、疏导三种。治水工程主要是在高速公路桥梁上游修建水库等蓄水工程，及时调节洪水流量；治土工程主要有拦砂坝、谷坊、挡土墙、护坡工程等；疏导工程主要是在斜坡上修筑一条边沟，将山坡离散化，大大削弱了山体径流侵蚀。

3.2 非工程防治措施

非工程防治措施的原理为：允许洪水淹没一部分工程，用最合理的管理方式进行预防和修复，最大程度上削弱洪水对桥梁工程的危害。其具体措施有：加强对灾区防灾知识的宣传培训、开展山洪灾害普查、建立监测预警系统、编制山洪灾害防御预案、部分地区搬迁避让、加强政策法规建设、加强防灾管理。

3.3 生物防治措施

生物防治工程主要体现在减少洪水量和减少泥土量两个方面。其具体措施有：水源涵养林、水土保持林、沟床保护林、护堤固滩林、建立农业生态系统、适度放牧、改善牧草。

4 结语

西部地区大多处于山区丘陵地带，是我国山洪分布较为广泛的地区，而该地区高速公路的大部分路段由桥梁构成。基于山洪灾害对桥梁施工的影响，本文从风险分析理论及方法出发，研究了桥梁施工的风险分析，给出了其定义以及识别方法，从经济损失、环境损失、社会损失三方面进行研究，建立损失数学模型，通过模型研究得出了应对山洪暴发时桥梁施工的措施：工程措施、生物措施、非工程措施等，为今后高速公路桥梁施工提供理论依据。

[1]张婷婷.灵江大桥风险评估体系、方法及应用研究[D].杭州：浙江大学，2010.

[2]包龙生，刘克同，于玲，等.基于灰色层次分析法的桥梁施工方案多目标风险分析及评价[J].沈阳建筑大学学报：自然科学版，2009（4）：663-669.

[3]杨伟军，王鹏.基于云标尺和最不利状态的桥梁施工风险评价方法研究[J].中外公路，2013（1）：89-93.

[4]陆新鑫，徐秀丽，李雪红，等.基于肯特指数法的桥梁施工安全风险评估[J].中国安全科学学报，2013（6）：165-171.

[5]张丽.大型桥梁工程施工阶段风险控制[J].交通标准化，2012（4）：126-129.