基于风险界面理论的拱坝缆机吊运混凝土作业风险研究

范禹呈 董 勇

（1.青海黄河上游水电开发有限责任公司 2.三峡大学水利与环境学院 3.中国电建中南勘测设计研究院有限公司宜昌设计院）

引言

拱坝缆机作业中存在缆机跨距大、扬程高、运行维护难度大等问题，连续的混凝土浇筑对缆机的正常运转更是一个严峻的考验，这需要对作业人员、设备工具及现场环境等提出较高要求[1]。风险分析对于寻找风险因素并对其归类诊断至关重要，确定风险因素后便可对症下药开展风险控制工作，使缆机运转更为可靠，作业风险相对降低。但由于风险客观存在，且演化路径复杂，事故依旧发生并且往往损失严重。鉴于此，笔者基于风险界面理论对拱坝缆机吊运混凝土作业进行风险分析，综合考虑各类风险因素的共同作用与作业人员、工具设备及现场环境三者之间的交互作用；利用鱼骨图对风险因素归类，找寻风险因素之间以及风险因素与事故的内在关联；通过AHP法对风险因素定量分析，找出关键风险因素，针对关键风险因素开展风险控制工作。

1 作业事故发生机理

由于人、机、环三者之间交互频繁，基于此提出风险界面理论。风险界面理论指出事故主要是由于风险因素对作业人员、设备工具及现场环境三者的刺激产生，并且风险因素通常存在于三者之间的接触界面，如图1所示。接触界面是指作业人员、设备工具及现场环境三者之间的物理接触界面以及三者之间抽象的假想接触界面。例如作业人员与某些损坏漏电的混凝土浇筑机械接触发生触电事故，该事故就发生在人与机械之间的物理接触界面上，该接触界面真实存在；在冬季施工时浇筑机械在启动时会产生静电，静电产生的电磁场会使得其他电子仪器失灵甚至损坏，电磁场与电子仪器之间的界面就是一个抽象的假想接触界面，该界面不以物理状态存在。事故往往发生在作业人员、设备工具及现场环境三者之间的接触界面。

图1 风险界面示意图

风险界面理论将作业人员、设备工具及现场环境三者抽象成概念上相互独立、逻辑上相互联系的能量携带主体，而能量携带主体一旦受到与该能量携带主体相关的风险因素刺激便转化为危险能量携带主体，此时危险能量携带主体与其他危险能量携带主体相互接触便可能引发事故。

作业人员、设备工具及现场环境这三类能量携带主体之间的关系可分为六种，如表1所示。表中“作业人员→设备工具”表示作业人员这一能量携带主体受到与该能量携带主体相关风险因素的刺激转变为危险能量携带主体，而此危险能量携带主体又与设备工具这一危险能量携带主体相互接触这一过程。该过程最终导致的结果可能就是事故的发生，其中作业人员为事故的主动方，而设备工具为事故的承受方。

由此表明，事故产生的过程是由人、机、环三者大量的交叉作业产生危险源为起点，再经过危险能量携带主体之间的接触，使得危险能量发生碰撞，由此产生事故。需要表明的一点是，因为事故的产生受到诸多因素的影响，所以危险能量携带主体之间的接触未必一定导致事故的发生，但是若发生了事故，那么一定会在危险能量携带主体之间的接触界面上发生。

表1 能量携带主体关系分类表

2 作业风险分析

2.1 风险因素

依据风险界面理论，分别分析与作业人员、设备工具及现场环境三者相关的风险因素。其中与作业人员相关的主要风险因素有规章制度、现场管理不善、作业人员失职等；与设备工具相关的有故障损坏、静电磁场、火花等；与现场环境相关的有气候、作业环境等。依据以上方法将混凝土吊运作业风险因素一一找出。

2.2 风险因素归类

拱坝缆机吊运混凝土作业能量携带主体以及风险因素之间交互频繁、演化路径复杂多变，不易于对风险因素归类，因此考虑使用鱼骨图法[2]。鱼骨图通过由疏到密的树枝状箭线将事故与风险因素联系起来，每个大鱼骨都由众多中鱼骨组成，代表能量携带主体；每个中鱼骨由众多小鱼骨组成，代表各风险因素。通过鱼骨图将各风险因素归类并逐层分解，直到该风险因素可以直接找到相应的对策为止，找到每一个可能引发事故的风险因素。图2中“作业人员→施工机械”表示作业人员这一能量携带主体受到与该能量携带主体相关风险因素（如：决策失误、作业人员失职等）的刺激转变为危险能量携带主体，而此危险能量携带主体又与设备工具这一危险能量携带主体相互接触这一过程。该过程最终导致的结果可能就是事故的发生，其中作业人员为事故的主动方，施工机械为事故的承受方。通过多种风险因素的刺激，以及危险能量携带主体的接触，最终所有危险能量全部汇集到“鱼头”即事故的爆发点。

根据鱼骨图识别的风险因素结果，将各能量携带主体、风险因素依据大鱼骨（如：作业人员→施工机械、作业人员→现场环境）、中鱼骨（如：决策失误、现场管理不善）、小鱼骨（如：施工机械方案选择错误、进度计划不合理）分别归类，得到风险因素分析表，如图2所示。

图2 拱坝混凝土吊运作业风险因素分类鱼骨图

2.3 风险因素定量分析

在对风险因素定性分析的基础之上，利用AHP法对风险因素定量分析。通过对引发事故的能量携带主体、首层风险因素以及第二层风险因素赋予相应的权重，利用数理统计的方法得到末端风险因素对于事故的得分，即该风险因素对于事故产生的重要程度。得分最高的风险因素为关键风险因素，需优先考虑针对关键风险因素的应对方案。

对风险因素定量分析步骤如下：

（1）在对风险因素归类分解的基础之上，组织行业专家对鱼骨图上能量携带主体评分，分数范围为1～5分，分数越高表明对事故发生的影响程度越大。

（2）在对能量携带主体评分的基础之上运用相同的方法继续逐层对各风险因素评分，直至将所有风险因素逐一评分。

表2 风险因素分析表

（3）利用数理统计的方法计算每个末端风险因素对于上一级风险因素的影响力，即影响因子。首先，假设Pi、Pij、Pijk分别为能量携带主体、首层风险因素以及第二层风险因素的分数，P′i、P′ij、P′ijk分别为处于能量携带主体层、首层、第二层的风险因素。P′ijk对首层风险因素的影响因子为：

P′ijk对能量携带主体的影响因子为：

P′ijk对问题的最终影响因子为：

（4）将最终影响因子U（ijk）的值由高致低排序，并将影响因子值最高的风险因素称为关键风险因素。

（5）通过对鱼骨图上各风险因素的计算，得到各末端风险因素对事故的最终影响因子以及关键风险因素。

3 结语

拱坝缆机吊运混凝土作业风险主要由风险因素的刺激产生，由于人、机、环三者交叉作业的频繁性，风险界面的实际存在性，提出风险界面理论，并同时阐明事故发生机理。其次依据上述研究找出风险因素，并通过鱼骨图对其进行归类，形成完整的事故致因鱼骨图，通过鱼骨图将事故发生的过程形象的表述出来，为其后的定量分析打下基础。最后通过AHP法对各风险因素依次进行专家评测，根据评测分数计算风险因素之间的相对分数，客观的论证了风险因素之间的关系以及能量携带主体之间交互的频繁性，确定关键风险因素，为风险控制找到主要控制对象。风险控制可以分为两个方面，首先最主要的就是减少风险因素，尤其是关键风险因素，其对于事故产生的影响最大。其次就是限制危险能量携带主体之间的接触，实际就是减少施工过程中交叉作业的数量。从以上两个方面入手，可以降低风险成本，减少事故发生的频率。