基于AHP-LEC的化工廠區擴建工程施工安全風險分析

顧曉君

摘要：化工廠區擴建工程施工過程中，存在多種風險因素，這些因素容易引發爆炸或者毒氣泄漏事故，進而引發巨大的社會經濟損失。為了準確識別各種風險因素，對風險因素的重要程度進行排序，據此制定應急方案，將AHP-LEC方法引入施工安全風險分析中?；?23項目建設實例，利用專家經驗對項目實施過程中的危險性進行預先分析。在此基礎上利用LEC方法計算不同風險因素的影響，利用AHP方法對不同風險因素的重要性進行排序，據此提出了有針對性的風險應急方案。最終工程施工過程中，無任何安全隱患發生以及相對較少的風險防控資源投入，證明了這種方法的有效性。

關鍵詞：化工廠區擴建；施工安全；風險分析；LEC；AHP

0? ?引言

在工程項目建設過程中，尤其是涉及危險性場所改造時，開展風險評估工作是必要的環節?；S區擴建工程在實施過程中，既需要考慮到區域內現存的各種易燃、易爆、劇毒危險因素，又需要擴容新的可能引發毒害危險的工程。

在項目建設初期開展風險辨識，識別化工廠區擴建工程施工中的風險因素，有利于準確判斷發生概率、誘發因素、潛在危害，制定有針對性的應急預案，降低風險演變為事故的可能性，進而有效確保工程項目參建設人員的生命和財產安全[1]。

1? ?施工風險評估概述

施工項目風險評估包括兩個主要環節：施工風險要素辨識與風險發生概率判斷。前者經常采用作業條件危險性評價（LEC）方法來實施，主要目的是獲得施工過程中風險因素的危險等級[2]。后者主要依賴層次分析法（AHP）給出定量結果，主要目的在于計算各種危險因素對于風險控制目標的影響權重[3-4]。

1.1? ?LEC方法

作為一種經典的半定量危險源風險評價方法，LEC方法由美國安全專家K.J.Benjamin提出。這種方法利用與系統風險有關的因素指標值，半定量地評估操作人員傷亡風險的大小[5]。

定義操作人員在特定作業條件下遭遇安全風險的危害為D（Danger，危險性），將引發安全風險的因素歸結為L（Likelihood，風險發生的可能性）、E（Exposure，人員在危險環境中暴露的頻次）和C（Consequence，風險引發的次生災害后果）三類。

風險危害與三個因素之間存在如下函數關系：

D=L·E·C? ? ? ? ? ? ? ?（1）

由式（1）可知，危及操作人員職業安全的風險，受到隨機性（風險有可能發生）、人員（暴露在風險中的頻次）與環境（風險發生后會引發環境中的次生災害）的綜合作用。這種風險評估方法融合了多種不同性質的因素，有利于風險管控人員操作，同時也能夠全面反映風險發生的深層機制。

1.2? ?AHP方法

層次分析法（AHP）是運籌學領域中一種常用的主觀賦值評價方法，主要用于在多因素指標條件下搜尋關鍵因素，并進行序列排布[6]。在工程項目建設風險評價過程中，AHP方法將風險因素分解為目標層、準則層和方案層3個類別，之后按照圖1所示的步驟進行關鍵因素識別與風險因素排序。

2? ?工程實例

遼寧慶陽某特種化工廠區實施管廊工程擴建項目，代號為623。623項目包括工房和廊道兩種不同類型的分部工程，主要工序安排包括基坑處理、隧道澆筑、排洪溝修建、室外管道制作與安裝、綜合管架鋼結構安裝等部分。

該項目建設工期430個日歷天，具體特點如下：基坑處理涉及土方1500m3，墊層全部采用混凝土澆筑；隧道采用現澆鋼筋混凝土結構，底板、邊墻和頂板分開施工；排洪溝邊坡坡底縱坡度≥0.3%，基礎采用毛石直接坐漿分層砌筑；室外管道包括多種型號的無縫鋼管，采用聚氨酯預制管直埋保溫，接口采用法蘭連接；綜合管架鋼結構采用汽車起重機吊裝方式安裝，現場矯正成型。

3? ?施工安全風險分析

3.1? ?基于專家經驗的預先危險性分析

在工程項目實施前，開展預先危險性分析是進行風險評估的第一步，目的在于利用專家經驗，獲得整個項目重點工序中可能存在的安全隱患。結合623項目的施工組織方案，經專家經過評判后，得出如表1所示的項目預先危險性因素分析結果。

3.2? ?基于LEC的危險性等級判斷

根據專家經驗得出的項目預先危險性因素分析結果，具有一定的主觀性。為了消除這種主觀性，定量給出各種風險因素的危險等級，在表1的基礎上采用LEC方法進行分析。

首先，對各種風險因素進行量化表示，定義L、E、C的分值指標如表2所示。其次，按照通用的做法，定義危險性等級標準如表3所示。最后，根據表2中的分值指標，分別計算表1中經過專家判斷出的各種風險因素的L、E、C值。

根據公式（1）計算得到對應的D值，并結合表3中的等級指標標準對相應風險因素進行分級，所得結果如表4所示。

3.3? ?基于AHP的危險性分級評價

在獲得各種風險因素的D值的基礎上，需要對所有風險因素進行分級，從而確定哪些風險因素對于安全施工這一總目標是最重要的。然后確定合理的資源，用于防范最可能發生且危害性最大的風險。根據圖1所示的步驟，對表4中計算出D值的各種風險因素進行AHP排序計算。

3.3.1? ?構建層次結構模型

根據623項目的建設目標和施工方案，從目標層、準則層和指標層等三個層次構建一個影響施工安全風險目標的層級結構，如圖2所示。

3.3.2? ?構造判斷矩陣

為了對比指標層各個不同指標因素之間的相對重要性，構造判斷矩陣并賦值。為了方便對比，判斷矩陣采用奇數表示，如表5所示。表5中，各種不同分值代表了風險因素對完成施工安全控制目標的重要程度，分值9代表“非常重要”，分值1代表“不重要”。

3.3.3? ?層次分析與一致性檢驗

根據圖2中的層次結構，構造目標層（G）-指標層（H）相關性矩陣。矩陣中，相同指標之間的重要性相關值為1。不同指標之間的重要性相關值，由專家按照表6中所示的判斷矩陣進行重要性打分后取倒數得到。目標層（G）-指標層（H）相關性矩陣如表6所示。

表6中，不同目標層（G）-指標層（H）相關性矩陣的一致性判斷指標，按照下式進行計算：

（2）

式中：i，j=1，2，…，15。

根據公式（2），計算不同目標層（G）-指標層（H）相關性矩陣的一致性判斷指標。根據計算結果，可以判斷指標之間的相對重要性程度關系。

3.3.4? ?層次排序

進行計算后，根據結果排序，可以得到不同準則層中，不同指標之間的重要性程度排序。不同準則層之間的重要性程度排序結果如表7所示。

根據表7可以看出，在各個分項工程中，影響施工安全的各種風險因素之間的重要程度。制定安全施工應急預案時，需要對重點指標進行資源傾斜。這樣能夠在有限的資源投入條件下，取得最顯著的安全、管理控制效果。

4? ?重要風險因素安全控制措施

對于識別出的重要風險因素，在施工中應（轉下頁）（接上頁）該采取有針對性地安全控制措施。這些措施可以被歸類如下。

使用鋼絲繩的機械，在運轉中嚴禁用手套或其他物件接觸鋼絲繩，用鋼絲繩拖、拉機械或重物時，人員遠離鋼絲繩。

全面規劃工地排水設施，其設置不得防礙交通，影響工地周圍環境。建筑施工器材包括建筑材料預制構件、施工設施構件等，均按施工平面布置圖規定地點分類堆放整齊。各類材料堆放不得超過規定高度。

施工現場安全設施，如安全網、洞口蓋板、護欄、防護罩、各種保險限位裝置等應齊全有效，且不得擅自拆除或移動。使用起重機作業時，在起重機作業前后范圍50m設安全警戒牌、警示燈，并安排專人做警戒。

5? ?結束語

623項目在實施過程中，采用基于AHP-LEC的方法進行施工安全風險分析，針對識別出的風險因素進行重要性排序，以此作為編制風險防控方案的依據。最終，在整個工程項目建設過程中，沒有發生一例安全事故，用于安全風險風控的資金投入僅占項目預算額的2.5%，遠低于項目論證階段的估計。由此說明，基于AHP-LEC方法的施工安全風險分析，對于提升項目風險防控能力、減少用于風險防控的資源投入，具有重要的指導意義。

參考文獻

[1] 張紅霞.談建筑工程施工現場的安全風險及管控措施 [J].

城市建設理論研究（電子版）， 2023（15）：26-28.

[2] 寇超.建筑工程施工安全風險管理與防范[J].工程技術研

究， 2023， 8（6）：130-132.

[3] 劉永莉，席銘洋，朱方一，等.基于AHP+BP法高鐵橋梁施

工安全風險評估模型研究 [J].世界橋梁，2023，51（3）：66-73.

[4] 黃華.基于AHP-模糊綜合評價法的深基坑施工安全風險

評估研究[J].江西建材，2023（1）： 373-375+378.

[5] 陳海軍.裝配式建筑施工安全風險管理研究 [J].城市建筑，

2023，20（4）：155-157.

[6] 周喆奇.基于模糊理論的建筑混凝土施工安全風險評價方

法 [J].石材，2023（2）： 96-99.