JHA分析在地铁轨行区施工风险管控中的应用

戴姝婷

(南京地铁运营有限责任公司，江苏 南京 210012)

1 工作危害分析方法

工作危害分析方法(Job Hazard Analysis，简称JHA)，又称为“工作安全分析”(JSA)或“任务危害分析”(THA)，是一种比较细致的分析作业过程中存在危害的方法。它将一项工作活动分解为相关联的若干个步骤，识别出每个步骤中的危害，并设法控制事故的发生[1]。

分析工作的主要内容是对分析对象的定性和定量。风险分析最终目的是对风险进行预防和管控，这个目的要求分析方法可以做到定性和定量相结合。工作危害分析方法正是这样一个能很好地将定性和定量相结合的方法。该方法先将工作的中的危害进行定性，而后通过公式：风险度=风险发生的概率×后果，计算出结果，根据计算结果对风险进行定量，最后运用针对性的措施对风险进行管控。

JHA方法在很多行业中得到应用。刘丽珍等将其运用于热供应系统的危险源辨识[2]；陈全等将其运用于煤矿设备维修作业的隐患排查[3]；杨玉林等将其运用于码头软管装卸作业中[4]；彭鹏将其运用于海上勘探[5]。综上所述，国内JHA方法较少运用在建筑行业，尚未运用到地铁施工领域。

2 地铁轨行区施工的特点以及JHA分析的关键问题

将JHA方法运用到地铁轨行区施工前，首先应当对地铁轨行区的定义和特点有充分的认识。

地铁轨行区是指地铁运营期，列车运行经过的区域，可以是地铁中的隧道、桥梁或是任何铺设有钢轨的地段。考虑到隧道空间狭小，施工和救援安全可控性较低，且在地铁全线里程中占比较大，本文以研究隧道轨行区为主。

2.1 地铁轨行区施工的特点

(1)空间狭小

随着方便快捷可控性高的盾构法施工在地铁隧道中的应用和普及，隧道实际空间依赖于盾构机的直径，另外为避免隧道开挖对土层稳定性的影响，隧道直径普遍较小，因此轨行区空间狭小，可以容纳的人员、机械和设备较少。这直接导致了施工和救援时的安全可控性较空间开阔地带低，这是形成轨行区施工工作危害的主要原因。

(2)环境不良

轨行区环境不良主要体现在道床排水不良、地面湿滑。照明不良、环境幽暗。极易造成施工人员滑倒或绊倒。这是造成施工人员人身伤害的客观原因。

(3)设备密集

为了保障地铁的正常运行，轨行区中安装了涵盖多个专业的设备。比如安装在隧道顶部的涉及列车供电的高压接触网、位于隧道侧墙的列车通信的通信电缆和限位器、位于道床中间的涉及列车定位的信号设备以及控制道岔扳动的设备等等。这些设备密集的安装于轨行区中，进一步降低了轨行区施工的可作业空间，安全可控性进一步降低。与此同时，这些设备本身通电和坚硬尖锐的属性也会对摔倒或跌倒的施工人员造成直接伤害。在一定程度上是施工人员人身伤害的直接原因。

2.2 JHA分析的关键问题

JHA分析是将一项工作活动分解为相关联的若干个步骤，识别出每个步骤中的危害，并设法控制事故的发生。地铁轨行区施工JHA分析工作的前提是将施工分解成为若干个步骤。如何分解才能比较准确地描述某项施工；依据哪些规律或条件去分解施工，才能使JHA分析最有效；如何分解才能更好地符合施工本身和周围的环境等等。这些问题是在做施工步骤分解前需要思考的问题，也是JHA分析的关键问题。

3 JHA分析策略以及数据库建立的基础

对地铁轨行区的每一项施工进行JHA分析，并根据分析结果建立JHA数据库，便于日后同类型施工安全管控时的检索，同时根据客观条件的变化对每一项施工的JHA分析数据进行更新，可以使施工安全管理的效率得到循环式提高。

JHA分析的核心工作是确定施工的步骤以及步骤中的风险，而施工步骤和相关风险又与施工所在隧道中的空间位置密切相关，因此首先需要对隧道空间位置进行划分，即进行隧道空间分层，之后根据隧道空间分层和具体作业内容对施工项目进行编号。随后对已编号的施工项目进行JHA分析。最后依据编号和分析结果实现对每一项施工的JHA分析结果的存贮，形成JHA数据库。

3.1 隧道的纬向分层

对隧道拱横截面进行纬向分层，使其形成三个位置，即拱顶、拱中和拱底。在这三个位置的施工项目，以及它们具体的步骤和这些步骤对应的风险是完全不同的。比如在拱顶的施工，因与高压接触网距离较近，施工的一个步骤是将接触网通过挂地线来断电。如果这一步骤做的不规范，那么施工人员就有触电的风险。这个步骤和风险在拱中和拱底的施工中是不存在的。同样拱底的施工，也有确认道岔编号的特有步骤和被尖轨夹伤的特有风险。同时拱顶、拱中以及拱底三个位置的施工也有共有的步骤和风险。为了便于JHA分析的展开，将与施工位置有关的特有步骤和共有步骤分别命名为位置特有步骤和位置共有步骤。每项施工在具备位置特有步骤和位置共有步骤的同时，也具有和自身施工内容相关的一般步骤。

3.2 隧道的经向分层

对隧道拱横截面进行经向分层，使其形成三个位置，即拱左侧、拱中和右侧。这三个位置施工的位置特有步骤以及一般步骤和这些步骤对应的风险也是不尽相同的。

3.3 施工项目编号

具体的施工项目编号可根据隧道空间分层和具体作业的内容来实现。以前两个字母表示经纬向，第三个字母表示在经纬向中的具体位置，第四和第五个字母表示施工专业，最后三个数字表示施工项目的具体序号。例如位于隧道拱顶的结构渗漏水检修，其位于纬向分层的上部，即latitude top，选取latitude的前两个字母以及top的第一个字母，即为LAT，该项施工属于工务专业，其表征专业的编号是工务两个字汉语拼音的首字母GW，如果其序号为001，那么该项施工的完整编号为LATGW001。依此类推，位于经向分层中部的隧道结构变形监测，编号则为LOMGWXXX，即longitude middle工务，最后三位根据具体的序号确定。

4 JHA分析实例

JHA分析的关键问题之一是如何分解施工步骤才能更好地符合施工本身和周围的环境。因此地铁轨行区施工步骤的分解需要符合轨行区隧道空间分层的客观规律。选取隧道空间分层典型施工的位置特有步骤、位置共有步骤以及与施工具体内容相关的一般步骤进行JHA分析。

4.1 隧道纬向分层

隧道纬向分层的典型施工是拱顶的隧道裂缝治理以及拱底的钢轨大中修施工。这两项施工有各自的位置特有步骤和一般步骤，同时具有相同的位置共有步骤。

(1)拱顶：隧道拱顶裂缝治理

当隧道拱顶出现裂缝，就需要在拱顶位置进行裂缝的治理施工。

南京地铁3#线某区间进行的拱顶管片裂缝治理就属于此类施工。该区间为盾构隧道，长度双线均为1 300 m左右，覆土深度从9.70～22.34 m不等。管片采用错缝拼装、弯螺栓连接。

该项施工的主要步骤为：①测量管片裂缝；②管片裂缝小于0.2 mm时，则抹平其表面，抹平使用的材料为刚性环氧树脂；③当裂缝大于0.2 mm时，则封闭裂缝并补强管片，封闭裂缝通过灌注环氧树脂实现。上述步骤构成了该项施工的一般步骤。前两个步骤就其施工内容本身不存在明显的危害或潜在事件。第三个步骤的危害和潜在事件较为显著。该项施工的一般步骤JHA分析如表1。

因为裂缝的治理施工的位置处于隧道拱顶，靠近拱顶的高压接触网，施工的位置特有步骤是挂接地线，从而确保高压接触网断电。另外该施工本身属于高处作业，因此固定安全带也属于它的位置特有步骤。位置特有步骤JHA分析如表2。

表1 隧道拱顶裂缝治理施工的一般步骤JHA分析

表2 隧道拱顶裂缝治理施工的位置特有步骤JHA分析

(2)拱底：钢轨大中修施工

钢轨大中修是对隧道拱底超限磨耗和损伤的钢轨进行更换的施工。比如南京地铁一号线某区间的施工：上行K12+672～K13+356处钢轨损伤较大，曲上股垂直和侧面磨耗均已超限，某些作用面已经掉块，需要成段更换该段钢轨。该施工主要有4个步骤：①放样并计算施工所需的25 m钢轨的根数以及组合方式；②将组合好的多根25 m钢轨进行焊接；③将线下焊接形成的长轨条拨接上线；④将更换下来的旧轨进行运输和集中摆放。

上述一般步骤具有显著危害和潜在事件的是步骤②和③。该项施工一般步骤JHA分析如表3。

表3 钢轨大中修施工的一般步骤JHA分析

轨道道岔可以被远程控制扳动，即扳道岔人员不在现场，可通过系统远程控制道岔的扳动。该项施工的地点在拱底的道床上，被远程控制扳动道岔的尖轨可能会夹伤施工人员。因此此项施工中，一个特有的步骤是通过对讲机接收远程控制人员的道岔扳动通知，从而得知被扳动道岔的编号，继而判断自身是否处在被扳动的道岔中，然后做出合理避让。综上所述，该项施工的位置特有步骤有两个，一个是接收通知，第二个是判断自身位置。JHA分析如表4。

表4 钢轨大中修施工的位置特有步骤JHA分析

表4(续)

(3)隧道纬向分层施工位置共有步骤JHA分析

当隧道纬向分层时，无论施工处于纬度上部(latitude top)，还是纬度底部(latitude bottom)，施工人员都有被列车撞击的潜在风险。无论施工人员通过接收通知亦或通过声音和震动判断来车，他们都需要对来车做出及时避让。因此对来车进行避让是位置共有步骤。JHA分析如表5。

表5 隧道纬向分层施工位置共有步骤JHA分析

上述两项施工一般步骤、位置特有步骤和位置共有步骤融合后，即形成每一项施工完整的JHA分析。

4.2 隧道经向分层

隧道经向分层的典型施工是隧道钢环加固的拱侧面作业和拱中部的隧道变形监测。这两项施工有各自的一般步骤和位置特有步骤。它们的位置共有步骤与隧道纬向分层的施工基本一致。

(1)拱侧：隧道钢环加固

隧道拱侧的施工主要是隧道钢环加固的拱侧面作业。

南京地铁目前处在建设阶段的5#线隧道某区间上下行线均于1 100～1 200环穿过目前处在运营阶段的1#线隧道下方，且下行线结构距离1#线左右线结构底部净距最小均在3～4 m左右不等。1#线因此产生了结构的稳定风险，需要对结构进行预加固。南京地铁通过钢环加固的方法对1#线的隧道结构进行预加固。此项施工属于隧道的拱侧面作业。

钢环安装的步骤是：①凿除对应位置的道床；②现场放样；③安装牛腿，并加工同一环的侧板和顶板；④在安装一定环数的牛腿后，再安装对应环数的侧板和顶板。上述一般步骤具有显著危害和潜在事件的是步骤④，即侧板和顶板的安装，JHA分析如表6。

表6 隧道钢环加固一般步骤的JHA分析

牛腿与侧板、侧板与顶板的衔接处均基本处在隧道拱侧面，因此1#线该区间隧道预加固钢环施工的作业面基本处在隧道拱侧。

隧道拱侧面布有通信电缆和控制电缆间相互位置和间距的卡槽。隧道拱侧施工有可能对通信电缆造成破坏，因此，该项施工的位置特有步骤是转移部分通信电缆或对电缆线进行就地保护。JHA分析如表7。

表7 隧道钢环加固施工位置特有步骤JHA分析

(2)拱中部：隧道变形监测施工

隧道变形监测是测量人员使用测量仪器在拱中部的道床上对隧道道床沉降监测点、拱顶沉降监测点以及拱腰侧的收敛监测点进行观测和记录，从而计算出隧道在一定时间段内的内径变化以及隧道的拱顶和道床底部的高程变化，也就是变形量。

某单位开发南京地铁二号线附近的地块，进行了基坑开挖，将面积约为4 357.55 m2、体积约为20 036.98 m3的弃土堆积在南京地铁二号线K27～K28区段100 m范围内的隧道右线上方及结构外边线。导致该范围隧道累计最大沉降量达到23.3 mm、最大沉降速率达到负0.11 mm/d。另外也产生了多种结构病害。

经沟通，该单位对弃土进行了卸载。南京地铁在卸载过程中持续监测了隧道的形变。

监测项目包含：道床沉降监测、拱顶沉降监测、隧道直径收敛监测、道床与拱顶距离测量。就上述测量(一般)步骤本身而言，未有显著的危害和潜在事件。

此项施工监测人员和仪器均具有一定的高度，且施工全过程均在道床中线上沿着公里数直线移动，只是观测方向分别有前、后、上、两侧。因此，人和机在施工全过程中的位置在隧道横截面中均处于拱中部，同时在隧道公里纵深上延轨道中线移动。

在较短时间内完成较长公里数的测量，需要施工人员携带仪器从前一个监测点不断地向下一个监测点快速移动，这就是该项施工的位置特有步骤。JHA分析如表8。

表8 隧道变形监测施工位置特有步骤JHA分析

5 结 语

分析了地铁轨行区的施工环境特点以及JHA分析的关键问题。在隧道空间纬向和经向分层的基础上提出了地铁轨行区施工项目的编号方法和JHA的分析策略，对构建JHA数据库的基础进行了阐述。最后根据隧道空间纬向和经向分层，进行了地铁轨行区施工的JHA实例分析。在今后的研究中，需要在JHA数据库内在组成结构以及调查涵盖轨行区所有专业施工的具体方法上深入。