水利水电工程施工重大危险源风险评价系统开发及应用.pdf

水利水电技术第45卷2014年第10期水利水电工程施工重大危险源风险评价系统开发及应用付成华1⋯，张焕敏1”，施浩然1”，曾倩彬3(1．西华大学能源与环境学院，四川成都610039；2．西华大学流体及动力机械教育部重点实验室，四川成都610039；3．中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都610081)摘要：基于面向对象、数据库管理和可视化技术开发了工程施工重大危险源风险评价系统。该系统由输入模块、分析模块和输出模块三部分组成，即：输入模块包括许多危险施工单元。分析模块是在水利水电工程施工重大危险源层次结构的基础上量化各项评价指标，采用水利水电工程施工重大危险源风险评价矩阵法计算综合安全指数。输出模块将计算出的综合安全指数与判断标准值进行比较，完成施工重大危险源的辨识和评价。本系统实现了水利水电工程施工重大危险源的定量辨识，方便快捷，实用性强，可为工程施工重大危险源的安全管理提供强有力的支持。关键词：水利水电工程；施工重大危险源；风险评价系统；矩阵法；可视化中图分类号：’Ⅳ5l文献标识码：A文章编号：1000．0860(加14)10．0075．03DeVelopment舳dappK姐tionofriskass咖ent昭stemformajorhazard∞Iu．c髑ofco璐咖c6佃ofwater隅ourc鹤锄dhydIDpowerproj忧tFUChenghual严，ZHANGHuanminl一，SHIHaoml’-，ZENGQianbin’(1．Energy粕dEnvironrnentSchoolof)【ihuaUniversity，Chen酣u610039，Sichu肌，Cllina；2．KeyI丑boratory0fnuidandPowerMachineryoft|leMillistryofEducation，XihuaUniversity，Chengdu610039，Sichu鲫，China；3．SinohydmBuI．eau7Co．，Ltd．，Chengdu610081，Sichu柚，China)Abst聃ct：B鹊edontlletecllIliqIlesofobject_oriemed，datab∞em粕agernent锄dvisualizali∞，arisk鹪sessmentsystemforthemajorhazardsofeIlgineeringconstmctionisdeveloped．ThesystemconsistsoftlIreepartssuch鹅tlleinputmodllle，tlleanalysismodule衄dt}leoutputmodule，i．e．theinputmodllleincludesalotofmajordangemusconstmctionunits；theaIlalysismodulequaJlti6esaUtlleassessmentindexesontheb鹊isoft}leIliemrchystmctureoftllemajorh北ardsourcesd谢ngtheconstnlctionofthewaterresourcesandhydmpowerproject，andt}Iencalculatestllecomprehensivesd音tyindexwit}lthematrixmethodfortheriskassessmentonthemajorhazardsof山econstr．Ilction；tIleoutputmodIllecomparesthecalclllatedcomprehensives如tyindex俩t11therelevantjud西ngcriteriavaluesforcompletingbot王ltIleidentific“on觚dtlle鹊sessmentoft|lemajorconstmcti伽h犯一ards．Thissystemrealizesthequantitativeidenti6c“onofthemajorhazardsourcesoftlleconstIucti帆oftllewaterresourcesandhydmpowerpmject，whichisconvenient，e佑cientafldpractical，锄dt}Ienc肌pro“destrongsupportfortlles出tym锄agementofthemajorh越ardsourcesoftheen画neeringconstmction．Keywords：waterresourcesandhydropowerpmject；majorhazardsourcesofconstnlction；risk勰sessmentsystem；matrixmeth—od：visualization1引言水电工程建设是一个复杂的系统工程，环境条件复杂多变，参与人员多，大型机具多，工程占地范围讳么研R甜D“，嬲硎dHyd唧Dl料E，卿眦耐嘤％f．45N0．，D收稿日期：基金项目：作者简介：2014—01．02武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室开放基金(20ll肋87)；西华大学流体及动力机械省部共建教育部重点实验室学术成果培育项目(sBzDPY．11．9)。付成华(1978一)，女，湖北襄阳人，副教授，博士。 付成华，等∥水利水电工程施工重大危险源风险评价系统开发及应用大，施工复杂，涉及爆破、高空操作等特种作业，潜在的安全隐患较多，安全风险较大⋯。因此，水电工程施工重大危险源的界定、辨识和风险评价，对控制重大安全事故的发生，减小人员伤亡和财产损失具有重要意义。本文依托大量工程资料和在建工程项目，对水电工程施工中的重大危险源进行综合研究，基于面向对象、数据库管理、可视化技术开发了在水电工程施工中易于推广应用的重大危险源风险评价系统，实现了水电工程施工重大危险源的定量辨识。2重大危险源的风险辨识方法水电工程施工重大危险源风险辨识采用矩阵法旧J，依据水利水电相关工程技术规范以及安全法规等，结合专家打分法、层次分析法和安全检查表法，通过量化指标对输人的工程资料进行分析，计算出待评作业的综合安全指数，完成施工重大危险源的风险辨识和评价。2．1危险源初判利用皿c法(格雷厄姆一金尼法)计算各危险作业容忍度D，即D=L×E×c(1)式中，￡为发生事故的可能性大小；E为人员暴露在这种危险环境中的频繁程度；C为一旦发生事故可能造成的损失后果。D值反映危险陛大小，D值越小，作业条件的危险陛愈小，说明作业越安全；D值越大，说明作业条件的危险性愈大，初步筛选出D>160的危险作业。2．2分层分项指标量化根据评价指标体系的系统性、相关性和实用性等原则，将水利水电工程施工中众多危险因素按其性质分为目标层、中间层和最底层¨‘2J。(1)用专家打分法给最底层的30个指标分别按是否满足安全生产要求的程度依次赋予分值{1．0，O．8，0．6，0．4}，作为评价指标因素的安全等级系数。(2)由工程实际情况得每个评价指标的具体分值C“(||}=l，2，⋯，6；i=1，2，⋯，5)。利用评价指标因素的权重与评价指标对应的安全等级系数分别计算出中间层6个主要影响要素(作业人员、机械设备、材料、施工方法、作业环境、安全管理)的安全等级系数c。。(3)分别给各个施工危险作业项目的6个主要影响要素的重要度赋值¨‘2J，据此可得出各个施工危险作业的主要影响要素的重要度值口。和重要度评价总值Ⅳ，亦可得到各个主要影响要素的权重值。2．3综合安全指数计算及风险辨识利用重要度评价总值Ⅳ、主要影响要素的安全等级系数值C。、主要影响要素的重要度评价值口。，按下式计算出待评作业的综合安全指数c6∑口^cIc=午×100％(2)由式(2)计算得到的c值越大，判别作业的安全性越高，反之安全性越低。结合各类事故、事件及安全生产隐患的特点，并与项目实际安全管理状况进行比较，最终确定重大危险源综合安全指数判断标准值为80％。项目安全评价等级为：c≥90％，项目有风险，按较大危险作业管理；80％≤C<90％，项目风险较大，按高度危险作业管理；C<80％，项目风险大，列为施工重大危险源管理。3系统流程及结构水电工程施工重大危险源风险评价系统有系统输入、系统分析和系统输出三大模块组成，具体流程设计如图1所示。图1系统流程框图(1)系统输人模块。收集、查阅相关工程施工、事故(事件)及事故隐患资料，综合考虑施工现场人员素质、管理水平等现状、水利水电工程施工的实际情况，对资料进行加工整理。基于水利水电工程施工危险作业、水利水电工程施工重大危险源的定义，确定工程的各个危险施工单元，并罗列出每个危险施工单元中的危险施工作业。利用皿c法计算各危险施工水利水电技术第45卷2014年第10期 作业容忍度D，筛选出D>160的危险作业。将包含这些危险作业的危险施工单元按照施工重大危险源风险评价层次结构输入系统。(2)系统分析模块。在水电工程施工重大危险源层次结构的基础上，根据输入的工程实际资料量化各项和各级评价指标，采用水电工程施工重大危险源风险评价矩阵法计算其综合安全指数。(3)系统输出模块。将系统分析得到的综合安全指数与判断标准值进行比较，辨识水电工程施工重大危险源，并对项目安全等级做出评价。该系统具有如下特点。付成华，等∥水利水电工程施工重大危险源风险评价系统开发及应用5娃-哪■～·t畸封口■¨·“二Jt‘t哪_口州：l一璇嘲舯^■■*t■■伸■■■n晰■o抽—●nl●■嘲t目酗∞■—啊∞日l目■，静●■■p：：：『．厂．『．广．r鹰：=：f-．f『．广．F丘阳广——————————————’期西r—一⋯一～I-mn}“『i碗一一——]l_u“a¨，¨^_r⋯～■b●“r■m种口●目●啉●哺t¨●■■^，；麓：广．r『，广．斤匿塑亘习I％目獬n“辩d"i●■lr．t’咖～ⅣoI‘镰*nⅡ*柚bla1^一～o哪^辅■■■’(1)输入输出方式多样。可以通过界面直接进行资料的输入输出，也可以通过文件将资料导人和导出。(2)系统集成了包含大量实际工程资料的数据库，结构层次清晰，紧密联系实际，指导性和实用性强。(3)系统面向对象分模块设计，计算过程可视化，将人工填表统计计算的模式改进为面向对象交互计算模式，简便快捷，便于使用、维护与扩充。：：：：=：j『．『．『，r．『蔷i釜矗晶磊蒜赢矗≤描磊茜晶酗；蕊商5tⅢ●●Ⅲ：mo■-d‘“m^而；-————————卫·㈣¨％：阿——————————]盼l÷-*_啉．瓯磊牙r———————习{tl●-懈is毗：l晰tⅡt。jI■自§址i#■k●■日附坍’■竹■^：竺：：r．厂一．f’日m女2n％ft“女K藕萌蕊r———一一1．Ⅱ～§¨!^Ⅻ-：而ni雨丽—jj1．*·∞同蕊匿————]i{：女iⅢd而=；；菇萌r_———————刁l●t■日t#☆■m■■目目市●÷诅·o●■■^，l：=：r．广．F．『『．r—!!型!!!!1．!竺!!竺。I!!：竺!!竺竺|图2系统输入输出4．3施工重大危险源辨识根据危险源初判结果，在危险作业选择界面中选择相应的危险作业，按照施工重大危险源层次结构，将项目部提供的资料和对施工现场查证情况由图2所示界面输入系统。根据工程资料量化各项要素指标并计算，取计算结果最小值，斜井、竖井开挖支护作业的综合安全指数c=72．8％小于判断标准值80％，因此，判定压力管道施工风险大，应列为施工重大危险源管理控制。危险源辨识结果输出如图2左下角所示。4系统应用实例5结语4．1工程简介大岗山水电站坝址位于大渡河中游上段雅安市石棉县挖角乡境内，电站引水发电建筑物主要由进水口、4条压力管道、地下厂房、主变室、尾水调压室、2条尾水洞等组成，主要施工设备有三臂凿岩台车、液压钻、装载机等30多个型号机械组成。这里以压力管道施工为例进行危险源辨识。4．2危险施工单元初判结合工程实际情况，压力管道施工包括斜井、竖井开挖支护作业，高边坡施工作业，起重吊装作业、压力管道安装作业等。用埘c法确定危险作业。(1)斜井、竖井开挖支护作业危险分数D=6×6×15=540。(2)高边坡施工危险分数D=3×6×7=126。(3)起重吊装作业危险分数D=6×6×7=252。(4)压力管道安装作业危险分数D=3×6×7=126。通过以上计算知，压力管道施工危险单元中有斜井、竖井开挖支护和起重吊装两项作业危险分数大于l60分，须对该单元进行施工重大危险源辨识。水利水电技术第45卷2014年第10期基于面向对象技术、数据库管理技术和可视化技术开发的水电工程施工重大危险源风险评价系统，依托工程施工安全和国家相关法律法规，理论与实践相结合，采用的技术方法正确，评价结果客观、可靠。利用该系统可及时发现施工重大危险源，及早采取控制措施，防止安全事故的发生。同时该系统实用、易于掌握，可应用于水电工程施工项目，亦可推广应用于道路桥梁工程、房屋建筑、冶金、矿山等行业，推广应用前景非常广阔。参考文献：[1]曾倩彬，赵伟亮，赵林．水利水电工程施工重大危险源辨识的量化分析及应用[J]．水利水电施工，2010(6)：96一loo．[2]施浩然，宋文武，付成华，等．水利水电工程施工重大危险源辨析及应用[J]．西华大学学报(自然科学版)，2013，32(6)：84—89．[3]文杰．水利水电工程施工企业危险源辨识的思考[J]．水利水电技术，2007，38(7)：4．6．[4]黄福艺．水利水电工程施工的危险源辨识和风险评价[J]．水利水电技术，2004，35(5)：127一128．(责任编辑欧阳越)