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改进LEC法在污水处理厂改扩建工程中的应用研究

2025-03-28 65 上传者：管理员

摘要：基于传统LEC法，从人员伤亡情况、直接经济损失情况、造成的工期延误情况、运营情况和社会存在的负面评价情况5个方面对事故后果C值进行改进，构建事故后果权重体系，得到改进后的LEC法公式。以深圳市滨河水质净化厂提标扩建工程项目为例，分析项目建造重难点，分别采用传统LEC法和改进LEC对八大危险源进行科学评估，总目标完成率从原来的Ⅲ级风险经改进后升级为Ⅰ类风险。对各类危险源提出合理可靠的管控措施，研究结果可为大型污水处理厂改扩建工程风险管控提供科学依据。

关键词：
减污降碳
建筑施工
改进LEC法
水环境整治
污水处理
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随着我国对城市水污染防治和水环境整治工作力度的不断加强,大量污水处理厂进行改扩建(包括提标),以改善和提高污水收集处理率､污水处理效果和出水质量｡2024年1月5日,国家相关部门联合印发《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》,提出在全国建成100座具有绿色低碳代表意义的污水处理厂,将成为污水处理减污降碳协同增效的重要抓手｡因此对超大型城市中心区域的原有污水处理厂进行低碳减排改扩建,将是未来城市污水处理系统全面升级的重要发展方向｡

安全风险分析与管控作为建筑施工现场必不可少的一环,直接影响工程的进度｡近年来,国内外学者对各类工程的危险源辨识做出了大量研究｡袁世冲等[1]通过层次分析评价模型对某金属矿山开采过程中的突水危险性进行分区｡马辉等[2]利用空间单元安全监测和预警模型,识别出装配式建筑施工空间单元的安全风险｡刘永强等[3]将YOLOv3-DN算法进行改进,大幅度提高了危险源辨识的准确性,同时降低硬件成本｡马强等[4]利用工作分解结构法､层次分析法,分析出了赵口引黄灌区二期工程水闸工程建设期需重点防控的各类危险源｡陆莹等[5]和王翔等[6]将LEC法进行改进,更加科学准确地辨识出施工活动的安全风险,有效做到监测预防一体化｡付鸿鑫等[7]和陶飞飞等[8]利用专家权威性对传统LEC法进行改进,大大减少了专家主观性对风险评估结果的影响｡晁铁彦等[9]基于LEC法对变截面连续梁施工危险源进行辨识和评估,并作出了对应防控措施｡汤超等[10]采用Delphi法和AHP法融合,构建事故后果权重体系,通过改进后的LEC法对工程施工中的危大工程危险源进行评估和制定对应措施｡罗予泽等[11]通过LEC+GreyDEMATEL综合法分析出了沙漠公路施工安全风险关键因素｡

本文以深圳市滨河水质净化厂提标扩建工程为例,通过构建改进LEC评估方法,对工程建设过程中各类危险源进行辨识,结合工程实际情况,对各类风险进行评价,并提出对应的防控措施｡

1、改进LEC法分析

1.1传统LEC法基本原理

LEC评价法又称作业条件危险性评价法,广泛应用于市政､隧道､桥梁､水利等各种建设工程｡LEC法最初是美国K.J.格雷厄姆､K.F.金尼等人提出来的,用来对存在危险的工作场所的危险因素进行半定量化评估[12]｡通过3种维度乘积的结果D(danger,危险性)来评价危险源:L(Likelihood,事故发生的可能性)､E(Exposure,人员暴露于危险环境中的频繁程度)和C(Consequence,一旦发生事故可能造成的后果)｡表达式如式(1)所示:

传统LEC法通过专家组对危险源进行综合评估,得到风险评估等级,相关系数取值见表1｡

表1LEC法相关系数取值

1.2事故严重程度C值划分情况

在传统LEC法中,C表示事故发生的后果,用伤亡人数来反映｡但在实际工程中,事故后果不只人员伤亡,还包括其它各类后果｡改进LEC法的思路如图1所示｡现综合考虑,将C值分为:人员伤亡情况C1､直接经济损失情况C2､造成的工期延误情况C3､运营情况C4､社会存在的负面评价情况C5｡5种事故后果对应的C值见表2｡

图1改进LEC法思路

表2各类事故后果划分及数值情况

1.3事故严重程度C值改进计算

采用德尔菲法与层次分析法融合的方式,对导致事故的组成因素及事故严重程度C值权重进行确定｡

首先根据德尔菲法构建五阶判断矩阵B,将各类情况可能造成的事故严重程度进行赋值,对人员伤亡损失情况(人)､直接经济损失情况(经)､工期延误情况(工)､运营情况(运)､社会负评价情况(社)5种因素进行比较｡

采用方根法计算各个因素指标的权重waijnij1m==Π,同时,将向量标准化即为权重向量,得到权重wwwijij1=m=Σ｡各类因素的权重及权重向量见表3｡

表3各类因素权重情况

通过权重值可以看出,各类因素的权重情况由大到小分别为:人员损失情况､直接经济损失情况､运营情况､工期延误情况和社会负评价情况｡

为方便计算,将wi取小数点后2位,w1=0.57,w2=0.19,w3=0.09,w4=0.12,w5=0.03｡特征向量W=(0.57,0.19,0.09,0.12,0.03)T｡

通过查询一致性指标表(表4)可知,当n=5时,随机一致性指数IR=1.12｡

表4一致性指标

求出一致性比率RC,当RC值<0.1时,一致性比率符合要求｡经计算,RC=0.098,故符合条件,因素合理｡综上所述,可以得到改进后的D值表达式:

2、案例分析

2.1案例简介

滨河水厂是深圳首座污水处理厂,是深圳目前施工难度最大､边界条件最为复杂的水厂项目,改扩建完成后,将成为全国首个采用AOA工艺的大规模水厂,为深圳河断面达标提供有力保障｡项目建设重难点为:

1)施工期间,工程总体目标为“不停产､不减量､不降标”｡

2)地下管线错综复杂,厂区建造历史悠久,始建于1983年,经过4次改扩建,地下管线原始资料不齐,管线实际走向不明确｡

3)结构造型复杂,多异形结构,狭小空间作业,搭拆模板困难｡

4)有限空间作业,对操作人员技艺要求高｡

5)基坑边距离红线不足3m,场内难以形成环形道路等重难点问题｡

2.2危险源辨识及划分

针对项目的重难点情况,将危险源划分为总目标完成率､基坑作业､管线拆除､高处作业､受限空间､场内道路､异性模板安拆和试运行调试8个具有代表性的危险源｡将改进前的D值和改进后的D值进行对比,对比情况见表5｡通过对比可知,高处作业和受限空间作业从改进前的Ⅱ级危险源变为Ⅰ级危险源,试运营调试从Ⅴ危险源变为Ⅳ危险源,总目标完成率更是从Ⅲ级危险源调整为Ⅰ级危险源,这是由于项目总目标作为项目最重要的指标之一,其重要程度可见一斑,但由于传统的LEC法将C值与人身安全直接相关,从而难以体现出非人身安全类危险源的利害关系,而改进后的LEC法可以从多角度全方位考虑危险源的评定情况,结果也更加合理可靠｡

表5建造过程危险源级别划分

3、风险管控措施

基于改进LEC对施工建造过程中的危险源进行辨识与等级划分,其中总目标完成率､高处作业､受限空间和场内道路被划分为Ⅰ类风险｡对危险性较大的危险源需要特别防患,对于危险性一般的危险源需要引起注意｡为了减少风险隐患,降低各类隐患发生概率,保障项目能够安全高效建造,现针对上述各类风险提出如下风险管控措施[13-15]｡

3.1总体目标预防控制措施

项目目标为“不停产､不减量､不降标”,建立工程进度监控系统,以项目经理为主要负责人,组织各部门负责人参与;针对项目建造全过程的重难点问题,建立针对性解决方案;树立一次成优的建设理念｡

3.2基坑作业预防控制措施

厂区内共分为5个基坑,各基坑大小和深度不一,不同支护结构的分界面是影响围护结构受力和稳定性的薄弱环节[16-18]｡在出土口四周设置防护,防护构造应满足建筑工程的安全要求;根据施工组织设计的要求,对物料进行合理堆放,不得随意摆放机械､物体;基坑开挖应严格遵守基坑开挖计划,施工期间应按设计要求定期对基坑支护进行监控｡

3.3管线拆除预防控制措施

地下管线错综复杂:涉及三路进水管(涵)､生产管线､剩余污泥管､中水(再生)管､厂区给水管､雨水管､污水管､加药管(沟)､电缆线管､上清液溢流管等的改造､改迁或废除及绿化迁移等｡对此制定安全事故应急救援预案;全面考虑大型管道临时固定装置的安装;在进行拆除工作之前,施工单位要对建筑物中的各种管道进行全面检查,确保所有的管道都被切断后才能进行施工;在拆除维修管道后,一定要按时检查,保证污水处理厂能够正常运营｡

3.4高处作业预防控制措施

在施工流程的设计与操作中,尽量降低起重作业的数量及时间;采用安全系数高的作业方法,用先进机具代替陈旧的机具;从事高空作业的工人,应接受相关安全教育与训练,增强安全意识,严格执行《作业规范》及《工地安全条例》｡

3.5受限空间预防控制措施

由于场内蓝天区生化池等提标项目,场所不考虑拆除现有操作层｡由于全部在密闭空间内施工,危险性较大,必须严格实行作业审批制度,严禁擅自进入有限空间作业;必须做到“先通风､再检测､后作业”,严禁通风､检测不合格时作业;操作工人必须经过安全培训,未经培训的员工不得进入工作岗位｡

3.6场内道路预防控制措施

场内基坑边距离红线不足3m,场内难以形成环形道路｡场内主要道路为厂区内部路,需和厂区运营共用,交通疏解压力大｡按照施工平面总体布置图合理规划施工现场内的道路;优化场内物料运输路线,安排专人统筹安排物料,做到人车分流｡

3.7异形模板安拆预防控制措施

异形模板安拆前,管理人员应将施工中的技术措施及注意事项向全体施工人员进行全面交底;保证异形结构模板拼接处牢固可靠;模版拆除之前,必须有拆模申请,并根据同条件养护试块强度记录,符合设计要求时,方可批准[19-20]｡

3.8试运营调试预防控制措施

调试工作进行之前,调试工程师应对项目配备人员进行培训;调试过程必须按方案规定的步骤进行,不得擅自变更;调试完成后,应由建设单位组织有关单位验收,确认合格,并形成文件｡

4、结语

本文在传统LEC法的基础上对事故后果C值进行科学分类与改进,得到改进LEC法｡改进LEC法从管理､施工､运营等多个角度综合考虑施工现场的各类危险源｡结合滨河水质净化厂提标扩建工程项目案例,分析大型污水处理厂建造过程中存在的八大具有代表性的风险管控要素,并对应提出预防措施,为后续其他污水处理厂的改扩建工程提供理论依据｡

参考文献:

[1]袁世冲,李强,孙帮涛,等.金属矿山深部开采突水致灾危险源辨识与危险性评价:以滇东北毛坪铅锌矿为例[J].工程地质学报,2023,31(5):1668-1679.

[2]马辉,吕航,栾瑞斌.基于空间单元分析的装配式建筑施工安全预警模型[J].中国安全科学学报,2020,30(5):27-32.

[3]刘永强,伏仲明,吴浩,等.基于改进YOLOv3-DN算法的水利施工危险源辨识[J].安全与环境学报,2022,22(2):550-557.

[4]马强,张辉,杨子照,等.灌区水闸工程建设期危险源识别及风险评价研究[J].人民黄河,2022,44(11):131-136.[5]陆莹,吴国琛,邓韫璇,等.基于BIM-改进LEC法的地铁施工安全风险自动评价方法[J].土木工程学报,2022,55(增刊2):129-138.

[6]王翔,郑淇文,李晨.多维多时间-空间尺度水利工程安全风险评价系统及其应用[J].长江科学院院报,2023,40(12):169-175.

[7]付鸿鑫,徐颖,程琳,等.基于熵值-G2法改进LEC法的地铁施工安全评价[J].西安理工大学学报,2024,40(1):111-120.

[8]陶飞飞,皮妍玲,蒋勇.基于专家可信度与LEC-FCE法的水利工程安全风险评价[J].水电能源科学,2023,41(10):171-175.

[9]晁铁彦,王旭东,张新华,等.LEC法在变截面连续梁施工危险源识别与风险评价中的应用[J].施工技术(中英文),2023,52(15):90-97.

[10]汤超,肖桂林.LEC法的改进及其在施工现场危险源评价中的应用[J].水利科技与经济,2023,29(11):115-119.

[11]罗予泽,王首绪,罗桢.基于LEC+Grey-DEMATEL的沙漠公路施工安全风险控制研究[J].工程研究:跨学科视野中的工程,2024,16(1):50-61.

[12]阴建康,高艳彬."格雷厄姆-金尼"危险性等级评价法在事故中的应用[J].中国职业安全卫生管理体系认证,2003(5):27-28.