基于AHP-LEC的化工厂区扩建工程施工安全风险分析

顾晓君

摘要：化工厂区扩建工程施工过程中，存在多种风险因素，这些因素容易引发爆炸或者毒气泄漏事故，进而引发巨大的社会经济损失。为了准确识别各种风险因素，对风险因素的重要程度进行排序，据此制定应急方案，将AHP-LEC方法引入施工安全风险分析中。基于623项目建设实例，利用专家经验对项目实施过程中的危险性进行预先分析。在此基础上利用LEC方法计算不同风险因素的影响，利用AHP方法对不同风险因素的重要性进行排序，据此提出了有针对性的风险应急方案。最终工程施工过程中，无任何安全隐患发生以及相对较少的风险防控资源投入，证明了这种方法的有效性。

关键词：化工厂区扩建；施工安全；风险分析；LEC；AHP

0   引言

在工程项目建设过程中，尤其是涉及危险性场所改造时，开展风险评估工作是必要的环节。化工厂区扩建工程在实施过程中，既需要考虑到区域内现存的各种易燃、易爆、剧毒危险因素，又需要扩容新的可能引发毒害危险的工程。

在项目建设初期开展风险辨识，识别化工厂区扩建工程施工中的风险因素，有利于准确判断发生概率、诱发因素、潜在危害，制定有针对性的应急预案，降低风险演变为事故的可能性，进而有效确保工程项目参建设人员的生命和财产安全[1]。

1   施工风险评估概述

施工项目风险评估包括两个主要环节：施工风险要素辨識与风险发生概率判断。前者经常采用作业条件危险性评价（LEC）方法来实施，主要目的是获得施工过程中风险因素的危险等级[2]。后者主要依赖层次分析法（AHP）给出定量结果，主要目的在于计算各种危险因素对于风险控制目标的影响权重[3-4]。

1.1   LEC方法

作为一种经典的半定量危险源风险评价方法，LEC方法由美国安全专家K.J.Benjamin提出。这种方法利用与系统风险有关的因素指标值，半定量地评估操作人员伤亡风险的大小[5]。

定义操作人员在特定作业条件下遭遇安全风险的危害为D（Danger，危险性），将引发安全风险的因素归结为L（Likelihood，风险发生的可能性）、E（Exposure，人员在危险环境中暴露的频次）和C（Consequence，风险引发的次生灾害后果）三类。

风险危害与三个因素之间存在如下函数关系：

D=L·E·C               （1）

由式（1）可知，危及操作人员职业安全的风险，受到随机性（风险有可能发生）、人员（暴露在风险中的频次）与环境（风险发生后会引发环境中的次生灾害）的综合作用。这种风险评估方法融合了多种不同性质的因素，有利于风险管控人员操作，同时也能够全面反映风险发生的深层机制。

1.2   AHP方法

层次分析法（AHP）是运筹学领域中一种常用的主观赋值评价方法，主要用于在多因素指标条件下搜寻关键因素，并进行序列排布[6]。在工程项目建设风险评价过程中，AHP方法将风险因素分解为目标层、准则层和方案层3个类别，之后按照图1所示的步骤进行关键因素识别与风险因素排序。

2   工程实例

辽宁庆阳某特种化工厂区实施管廊工程扩建项目，代号为623。623项目包括工房和廊道两种不同类型的分部工程，主要工序安排包括基坑处理、隧道浇筑、排洪沟修建、室外管道制作与安装、综合管架钢结构安装等部分。

该项目建设工期430个日历天，具体特点如下：基坑处理涉及土方1500m3，垫层全部采用混凝土浇筑；隧道采用现浇钢筋混凝土结构，底板、边墙和顶板分开施工；排洪沟边坡坡底纵坡度≥0.3%，基础采用毛石直接坐浆分层砌筑；室外管道包括多种型号的无缝钢管，采用聚氨酯预制管直埋保温，接口采用法兰连接；综合管架钢结构采用汽车起重机吊装方式安装，现场矫正成型。

3   施工安全风险分析

3.1   基于专家经验的预先危险性分析

在工程项目实施前，开展预先危险性分析是进行风险评估的第一步，目的在于利用专家经验，获得整个项目重点工序中可能存在的安全隐患。结合623项目的施工组织方案，经专家经过评判后，得出如表1所示的项目预先危险性因素分析结果。

3.2   基于LEC的危险性等级判断

根据专家经验得出的项目预先危险性因素分析结果，具有一定的主观性。为了消除这种主观性，定量给出各种风险因素的危险等级，在表1的基础上采用LEC方法进行分析。

首先，对各种风险因素进行量化表示，定义L、E、C的分值指标如表2所示。其次，按照通用的做法，定义危险性等级标准如表3所示。最后，根据表2中的分值指标，分别计算表1中经过专家判断出的各种风险因素的L、E、C值。

根据公式（1）计算得到对应的D值，并结合表3中的等级指标标准对相应风险因素进行分级，所得结果如表4所示。

3.3   基于AHP的危险性分级评价

在获得各种风险因素的D值的基础上，需要对所有风险因素进行分级，从而确定哪些风险因素对于安全施工这一总目标是最重要的。然后确定合理的资源，用于防范最可能发生且危害性最大的风险。根据图1所示的步骤，对表4中计算出D值的各种风险因素进行AHP排序计算。

3.3.1   构建层次结构模型

根据623项目的建设目标和施工方案，从目标层、准则层和指标层等三个层次构建一个影响施工安全风险目标的层级结构，如图2所示。

3.3.2   构造判断矩阵

为了对比指标层各个不同指标因素之间的相对重要性，构造判断矩阵并赋值。为了方便对比，判断矩阵采用奇数表示，如表5所示。表5中，各種不同分值代表了风险因素对完成施工安全控制目标的重要程度，分值9代表“非常重要”，分值1代表“不重要”。

3.3.3   层次分析与一致性检验

根据图2中的层次结构，构造目标层（G）-指标层（H）相关性矩阵。矩阵中，相同指标之间的重要性相关值为1。不同指标之间的重要性相关值，由专家按照表6中所示的判断矩阵进行重要性打分后取倒数得到。目标层（G）-指标层（H）相关性矩阵如表6所示。

表6中，不同目标层（G）-指标层（H）相关性矩阵的一致性判断指标，按照下式进行计算：

（2）

式中：i，j=1，2，…，15。

根据公式（2），计算不同目标层（G）-指标层（H）相关性矩阵的一致性判断指标。根据计算结果，可以判断指标之间的相对重要性程度关系。

3.3.4   层次排序

进行计算后，根据结果排序，可以得到不同准则层中，不同指标之间的重要性程度排序。不同准则层之间的重要性程度排序结果如表7所示。

根据表7可以看出，在各个分项工程中，影响施工安全的各种风险因素之间的重要程度。制定安全施工应急预案时，需要对重点指标进行资源倾斜。这样能够在有限的资源投入条件下，取得最显著的安全、管理控制效果。

4   重要风险因素安全控制措施

对于识别出的重要风险因素，在施工中应（转下页）（接上页）该采取有针对性地安全控制措施。这些措施可以被归类如下。

使用钢丝绳的机械，在运转中严禁用手套或其他物件接触钢丝绳，用钢丝绳拖、拉机械或重物时，人员远离钢丝绳。

全面规划工地排水设施，其设置不得防碍交通，影响工地周围环境。建筑施工器材包括建筑材料预制构件、施工设施构件等，均按施工平面布置图规定地点分类堆放整齐。各类材料堆放不得超过规定高度。

施工现场安全设施，如安全网、洞口盖板、护栏、防护罩、各种保险限位装置等应齐全有效，且不得擅自拆除或移动。使用起重机作业时，在起重机作业前后范围50m设安全警戒牌、警示灯，并安排专人做警戒。

5   结束语

623项目在实施过程中，采用基于AHP-LEC的方法进行施工安全风险分析，针对识别出的风险因素进行重要性排序，以此作为编制风险防控方案的依据。最终，在整个工程项目建设过程中，没有发生一例安全事故，用于安全风险风控的资金投入仅占项目预算额的2.5%，远低于项目论证阶段的估计。由此说明，基于AHP-LEC方法的施工安全风险分析，对于提升项目风险防控能力、减少用于风险防控的资源投入，具有重要的指导意义。

参考文献

[1] 张红霞.谈建筑工程施工现场的安全风险及管控措施 [J].

城市建设理论研究（电子版）， 2023（15）：26-28.

[2] 寇超.建筑工程施工安全风险管理与防范[J].工程技术研

究， 2023， 8（6）：130-132.

[3] 刘永莉，席铭洋，朱方一，等.基于AHP+BP法高铁桥梁施

工安全风险评估模型研究 [J].世界桥梁，2023，51（3）：66-73.

[4] 黄华.基于AHP-模糊综合评价法的深基坑施工安全风险

评估研究[J].江西建材，2023（1）： 373-375+378.

[5] 陈海军.装配式建筑施工安全风险管理研究 [J].城市建筑，

2023，20（4）：155-157.

[6] 周喆奇.基于模糊理论的建筑混凝土施工安全风险评价方

法 [J].石材，2023（2）： 96-99.