地铁安全事故评价方法论文_何嵘国,姚晓明

地铁安全事故评价方法论文_何嵘国,姚晓明

中铁西南科学研究院有限公司 四川成都 610041

摘要:地铁建设往往采用盾构法、矿山法进行地下隧道施工、连续墙护壁明挖法施工车站、打桩或钻空灌注桩施工桥基等,会不同程度的引起地面沉降、深层土体的挤压扰动,很容易导致地面建筑和地下构筑物开裂破损、甚至倒塌,我国地铁施工安全事故频发,造成了严重的人员伤亡和财产损失。如何根据我国地铁施工安全管理特点,对影响地铁施工安全的多种因素进行定量与定性相结合的系统研究,是一个极其重要的问题。

关键词:地铁施工;事故成因分析

1引言

在地铁项目实施过程中,建设队伍、机械设备、施工操作技术水平、组织管理水平对工程的建设风险都有直接或者间接的影响。地铁施工事故的发生往往是事件链的组合:地铁施工过程中存在的管理失误导致产生人员信息缺陷,进而引起了职工的不安全行为、设备的不安全状态以及不安全的生产环境,最终导致了地铁施工事故的发生。

地铁施工安全事故评价又称危险性评价或风险评价,是通过运用系统的、科学的和工程的手段,对地铁施工环境和施工过程中存在的危险性进行定性、定量分析,依据己有的专业经验,评价系统发生危险的可能性及其后果严重程度,并根据评价结果提出改进措施。施工安全事故评价离不开安全分析技术。安全评价技术分为定性分析和定量分析两种类型。定性安全评价考察系统危险性,估计危险程度,而定量安全评价可以计算出事故发生概率和损失率。下面介绍一些常用的传统施工安全事故评价方法。本文以提高工务段养护维修效率和质量为出发点,研究我国各种轨道几何不平顺预测方法,找出最能满足工务段现场养护维修需求的轨道几何不平顺预测方法。

2常见安全事故评价方法

2.1定性方法

(1)事故树分析法

事故树分析法,又称事故树分析或事故逻辑树分析,是系统安全分析中最广泛,最普遍的一种分析方法。它既适用于定性分析,又能定量计算,能全面地对系统危险性进行辨识分析及预测评价,得到了广泛应用。事故树分析由顶事件开始可以找出引发此事件的各种风险的组合,寻找项目失败的可能方式。上下层故障事件是结果原因关系,它们用逻辑“与”“或”关系连接。最后形成一棵倒立的树状图形。事故树分析一般要经历资料收集准备、事故树编制、定性定量分析、预防措施制定几个阶段。在施工实践中,施工可以根据现有的人员、设备情况和以往的施工经验求出其发生的概率,并据此提供各种控制风险因素的方案。通过地铁隧道竖井基坑围护结构失稳事故树,可以看出导致安全事故“地铁隧道竖井基坑围护结构失稳”的基本事件,这些基本事件即地铁隧道竖井基坑围护结构失稳的风险因素。

(2)层次分析法

层次分析法在 70 年代提出,是建立在系统工程理论基础上的用于解决多层次多准则决策问题的一种实用方法。其应用领域比较广阔,可以分析社会、经济以及科学管理领域中的问题。层次分析法首先系统分析评价对象,然后构建出评价框架,提出评价指标,并提供了一套方法来确定指标权重,最后得出评价结果。在复杂系统中,层次分析的缺点较明显,很难分析出系统层次的高低,或者层次之间直接或间接地相互影响。虽然如此,层次分析法仍不失为一种好方法,尤其在评价准则体系建立时它的基本思想会起到重要的作用。采用层次分析法对地铁工程施工风险进行识别。地铁工程的主要施工风险,总的来说,可分为工程地质等自然条件风险、施工环境保护风险、基坑工程风险、盾构工程施工风险、高架工程施工风险、轨道工程施工风险、测量控制风险、装修施工风险、机电安装施工风险、采用“四新”技术风险等共十类风险因素。各类风险因素又可以细分为若干种基本风险。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本文以基坑工程风险为例,将其继续细分,可分为:基坑开挖阶段的滑坡和坍塌;支撑失稳破坏;围护结构的变形控制;围护结构渗漏水及流砂;基坑周边的围护防护设施防坠落等;基坑降水效果;支撑吊装、拼装安全;坑底隆起;结构施工安全;临时封堵墙施工防渗漏等十个基本风险因素。

2.2定量方法

(1)作业条件危险性评价法(LEC)

作业条件危险性评价法(LEC)评价系统内危险因素和危险程度,识别系统中的主要危险、危害因素,并对其发生的可能性和后果严重性进行评估,从而提出改进的安全措施。

(2)模糊综合评价法

模糊评价是利用模糊数学的基本理论——隶属度来将模糊信息定量化,选择因素域值,再运用矩阵计算等传统数学方法进行定量评价,从而科学地得出评价结论的一种方法。

模糊评价法首先建立影响评价因素集,对各因素赋予相应的权重,然后由评价者建立评价集对各因素进行评价,得出评价矩阵。最后由相应的权重与评价矩阵形成系统评价矩阵,由此求出系统总得分再对照安全等级。模糊评价法能够分析地铁施工事故中主要危险源和次要危险源,管理人员根据分析结果采取相应防范措施,加强管理力度。

(3)概率风险评价方法

概率危险评价方法起源于核工业,利用累积的故障数据,计算出发生故障或事故概率,推算整个系统发生事故的概率和事故的后果,所得结果与社会允许的安全值进行比较,评价系统是否安全。这种方法要求数据准确、充分、分析完整、判断和假设合理,并能准确地描述系统中的不确定性,目前已经成功推广到航空、航天核能等领域,英国和北欧国家的海上石油天然气生产系统中也有广泛应用。它在处理系统结构简单、清晰、相同元件的基础数据上有很大的优势。该方法要求数据准确、充分,能对系统进行完整分析,判断和假设合理,并能准确的描述系统中的不确定性。目前使用概率法所存在的弊端是,需要取得组成系统各零部件和子系统发生故障概率的数据。系统复杂,不确定性因素多,人员失误概率的估计十分困难。

3 地铁施工安全事故评价方法选择

地铁施工系统是一个非线性、复杂、开放的系统。目前用于此类系统研究的方法均有一定程度的应用,如事故树分析法、安全检查表法、层次分析法等。选择合适的评价方法非常重要,首先需要分析地铁安全事故的特性进行分析。

(1)地铁安全事故特性分析

1)地铁施工事故分析属于大型复杂系统,因素数量繁多,因素之间的关系错综复杂,如果采用层次分析法,恐怕难以理清层次之间的关系。如果采取事故树或者事件树进行分析,其最小割集数量非常庞大,必然面临庞大的计算量。模糊综合评价法也面临计算量大,因素权重和隶属度函数无法处理的问题。

2)地铁施工事故的基本事件往往重复出现,不确定性强,而一般安全评价方法是基于事件在事故场景中仅出现一次的前提,现有的近似和截断方法都只适用于二态单调系统。而且鉴于我国地铁安全事故研究少之余少,相关的数据积累寥寥。因此,传统的数据积累要求高的概率风险评价方法也不适合。由前面几种主要评价方法优缺点分析可以看出,传统的单一某种安全评价方法或多或少都存在一些局限性,不能充分满足地铁施工安全事故评价的要求。

4 结论

我国地铁施工安全事故频发,造成了严重的人员伤亡和财产损失。如何根据我国地铁施工安全管理特点,对影响地铁施工安全的多种因素进行定量与定性相结合的系统研究,成为一个极其重要且必须解决的问题。这也是本文的研究中心。论文分析和比较事故树法、层次分析法、核查表法、模糊综合评价法、危险性预分析法、概率安全方法等传统安全评价方法,指出这些方面的优点和缺点。

参考文献:

[1] 陈桂香,黄宏伟.对地铁项目全寿命周期风险管理的研究.地下空间与工程学报,2006,2(1):47-50

[2] 张佳,付修华.成都地铁工程施工安全监督管理初探.建筑安全, 2006(9):31-33

[3] 张庆贺,朱合华.地铁与轻轨.北京:人民交通出版社,2005

论文作者:何嵘国,姚晓明

论文发表刊物:《北方建筑》2016年11月第31期

论文发表时间:2016/11/25

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