張 帥

(撫順市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 撫順 113000)

在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和水利等方面水利工程發(fā)揮著巨大作用，為維持社會(huì)穩(wěn)定和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了重要的保障。工程建設(shè)實(shí)施存在參建方多、工序環(huán)節(jié)復(fù)雜、投入資金大、建設(shè)周期長(zhǎng)等特征，為保障工程項(xiàng)目的順利實(shí)施及有效防范施工風(fēng)險(xiǎn)有必要科學(xué)評(píng)估水利工程施工安全。選擇合適的評(píng)估方法為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水利工程施工進(jìn)程風(fēng)險(xiǎn)的重要前提，其中事故分析預(yù)測(cè)法為常用的工程建設(shè)評(píng)價(jià)法[1]。事故樹是指合理分析工程安全事故發(fā)生的原因以及可能造成的各類結(jié)果，所以又稱故障樹，針對(duì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的危險(xiǎn)情況事故樹能夠準(zhǔn)確的識(shí)別分析，從而實(shí)現(xiàn)定量分析與定性判斷的轉(zhuǎn)換處理。因能夠形象、簡(jiǎn)明、直觀的反映工程特點(diǎn)，該方法能夠反映項(xiàng)目建設(shè)安全的系統(tǒng)性、預(yù)測(cè)性和準(zhǔn)確性，在反映產(chǎn)生事故直接原因的同時(shí)還可進(jìn)一步探討誘發(fā)事故的間接因素，所以在事故原因調(diào)查、工程建設(shè)施工等各個(gè)階段均存在較好的適用性[2-5]。本文結(jié)合水利工程建設(shè)特點(diǎn)和安全施工相關(guān)要求，探究了幾種常見的火災(zāi)、觸電、高處墜樓以及機(jī)械傷害等模型，通過對(duì)模型應(yīng)用時(shí)潛在問題的分析及工程安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以期為有效管控和分析水利工程施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)的指導(dǎo)[6-10]。

1 事故樹分析法

事故樹分析法是一種將事故發(fā)生的各個(gè)要素與每個(gè)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的事故之間的邏輯關(guān)系，采用樹形圖描述的演繹推理法，從可能發(fā)生的這個(gè)事故起運(yùn)用數(shù)學(xué)物理的方法逐層尋找致使事故發(fā)生的原因，其中間接原因和直接原因?yàn)橐鹗鹿实膬纱笠蛩?。另外，為了從根本上確定致使事故出現(xiàn)的原因，還要進(jìn)一步分析每個(gè)系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系，揭示各類事故原因的作用機(jī)理和影響程度，其基本流程如下：

(1)繪制事故樹。通過對(duì)工程建設(shè)整體狀況的深入分析，全面掌握系統(tǒng)的操作、構(gòu)成和性能等內(nèi)容，結(jié)合施工建設(shè)安全要求繪制相關(guān)的布置圖及所有工藝的流程圖；對(duì)于將來可能發(fā)生的事故、現(xiàn)在和過去已經(jīng)發(fā)生的事故進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查與收集，參考事故的發(fā)生概率、損失程度、調(diào)查收集結(jié)果以及統(tǒng)計(jì)分析情況尋找其頂上事件；綜合考慮環(huán)境條件、數(shù)據(jù)信息、人為和機(jī)械作用等要素系統(tǒng)分析可能引起頂上事件的原因，將頂上事件及其發(fā)生的原因利用規(guī)定的標(biāo)志或符號(hào)，按照一定的邏輯關(guān)系繪制成事故樹。

(2)定性分析事故樹。通過計(jì)算事故樹的最小割集或最小經(jīng)集，確定每個(gè)事故的危險(xiǎn)性和所有事件的結(jié)構(gòu)重要度，預(yù)防措施的設(shè)置要充分考慮事故的輕重緩急，該過程即為定性分析事故樹。

(3)定量分析事故樹。采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)衡量系統(tǒng)的安全狀態(tài)，對(duì)主要原因時(shí)間概率、臨界重要度以及事故樹頂上發(fā)生概率的計(jì)算為最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，該過程即為定量分析事故樹。

2 水利工程建設(shè)事故樹模型

事故樹分析法在工程建設(shè)評(píng)估方面的應(yīng)用空間非常巨大，如配電系統(tǒng)、油泵系統(tǒng)火災(zāi)事故分析，以及建設(shè)過程中的機(jī)械傷害、觸電、高處墜落等。事故樹分析最基本、最重要的環(huán)節(jié)為準(zhǔn)確繪制事故樹，經(jīng)過系統(tǒng)分析和準(zhǔn)確識(shí)別各類元素，搭建火災(zāi)、觸電、機(jī)械傷害及高處墜落等模型，在具體的應(yīng)用過程中為決策者對(duì)基本事件的取舍提供科學(xué)依據(jù)。

2.1 高處墜落事故樹

水利工程建設(shè)施工時(shí)較為常見安全風(fēng)險(xiǎn)是施工人員從腳手架上的墜落，對(duì)于此類高處墜落事故主要從人為活動(dòng)、物的狀態(tài)不安全行為兩大系統(tǒng)探討，由此搭建的事故樹如圖1。

圖1 水利工程施工建設(shè)的高處墜落事故樹

2.2 觸電事故樹

水利工程建設(shè)施工時(shí)觸電事件也是一種較為常見的事故類型，主要有人體與帶電體直接接觸觸電、人體距離高壓設(shè)施或設(shè)備太近而產(chǎn)生的弧光放點(diǎn)以及停電工作時(shí)突然來電導(dǎo)致的觸電等，由此搭建的觸電事故樹如圖2。

圖2 水利工程施工建設(shè)觸電事故樹

2.3 火災(zāi)事故樹

水利工程建設(shè)施工時(shí)應(yīng)用到的水輪發(fā)電機(jī)組、變壓器、開關(guān)設(shè)備及變配電系統(tǒng)等均可造成火災(zāi)事故，從而形成的火災(zāi)事故樹模型如圖3。

圖3 水利工程施工建設(shè)火災(zāi)事故樹

2.4 機(jī)械傷害事故樹

環(huán)境因素、管理缺陷、物的不安全狀態(tài)及人的不安全行為等因素均可在一定程度上產(chǎn)生機(jī)械傷害，另外其它安全事件中也經(jīng)常涉及到此類因素。水利工程建設(shè)施工中可能發(fā)生的機(jī)械傷害事件統(tǒng)計(jì)情況如表1，由此構(gòu)建的工程建設(shè)機(jī)械傷害事故樹如圖4。

圖4 水利工程施工建設(shè)火災(zāi)事故樹

表1 水利工程施工建設(shè)機(jī)械傷害事件統(tǒng)計(jì)

3 事故樹模型的計(jì)算與分析

3.1 工程建設(shè)安全評(píng)估

根據(jù)已構(gòu)造的事故樹模型科學(xué)探討工程建設(shè)安全水平，其中布爾代數(shù)法為常見的求解方法，該方法以最小徑集或割集、結(jié)構(gòu)重要度的準(zhǔn)確計(jì)算，在此基礎(chǔ)上完成安全評(píng)估值輸出。為簡(jiǎn)要說明該過程，以水利工程建設(shè)觸電事故為例，按照以下結(jié)構(gòu)函數(shù)式和方程衡量觸電事故樹水平，具體為：

(1)求解最小割集。利用公式(1)推求最小割集：

T=X1+D1+D2=X1+X2+X3+X4X5+

X4X6+X4X7+X4X8+X4X9

(1)

(2)推求結(jié)構(gòu)重要度。為便于計(jì)算分析按照結(jié)構(gòu)重要度的大小將安全評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行排序，如式(2)所示：

Iφ(3)=Iφ(2)=Iφ(1)>Iφ(4)>Iφ(9)=

Iφ(8)=Iφ(7)=Iφ(6)=Iφ(5)>Iφ

(2)

(3)結(jié)果分析。根據(jù)推求的最小割集運(yùn)算結(jié)果，水利工程建設(shè)觸電事故樹的共有9個(gè)，只要出現(xiàn)任何一個(gè)割裂均可能導(dǎo)致頂上事件的出現(xiàn)。通過計(jì)算重要度發(fā)現(xiàn)，為杜絕觸電事故的發(fā)生應(yīng)正確應(yīng)用防護(hù)工具、杜絕失誤操作以及保持安全獨(dú)立，同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)中的監(jiān)護(hù)制度以及對(duì)帶電體絕緣性的及時(shí)檢查修理等措施，可以在一定程度上降低不帶電體意外帶電的概率。

3.2 事故樹模型潛在問題

采用事故樹分析法評(píng)估水利工程施工建設(shè)的安全狀態(tài)時(shí)仍存在許多問題，如圖形繪制錯(cuò)誤、重要度錯(cuò)誤以及不完整因素的出現(xiàn)，這些因素均可能產(chǎn)生誤導(dǎo)和不安全因素，具體如下：

(1)繪制事故圖錯(cuò)誤。水利工程建設(shè)施工事故樹的分析涉及面廣、內(nèi)容多，結(jié)構(gòu)模型比較復(fù)雜，若未能全面掌握待分析事故的基本知識(shí)或前期調(diào)查不夠深入等，使得事故原因查找不完整或者不夠清楚，則繪制的事故樹極易出現(xiàn)不完整或制圖錯(cuò)誤。

(2)推求結(jié)構(gòu)重要度存在問題。事故樹法中的重要環(huán)節(jié)是準(zhǔn)確推求結(jié)構(gòu)重要度，若結(jié)構(gòu)重要度出現(xiàn)錯(cuò)誤或排序存在偏差，則很可能引起錯(cuò)誤操作。該參數(shù)是從多個(gè)不同的角度系統(tǒng)分析頂上事故受每個(gè)事件出現(xiàn)的影響。其中，最小徑集或割集為最常用的近似計(jì)算方法，該方法可對(duì)每個(gè)事件的重要度直接利用第四原則近似計(jì)算，判斷過程中并不是依據(jù)第一原則逐層分析，所以排序過程中該方法可能會(huì)出現(xiàn)重要度排序錯(cuò)誤，對(duì)工程建設(shè)安全措施的制定造成不利影響。

4 結(jié) 語

水利工程安全施工受運(yùn)行工程管理、地質(zhì)形態(tài)、環(huán)境條件和施工技術(shù)等諸多因素的影響，對(duì)其運(yùn)行形態(tài)的準(zhǔn)確評(píng)估始終為工程技術(shù)人員和學(xué)術(shù)界重點(diǎn)關(guān)注的問題。因此，本文通過對(duì)常用模型和事故樹原理的詳細(xì)探討，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料和工程特點(diǎn)搭建工程風(fēng)險(xiǎn)模型，可為準(zhǔn)確評(píng)估工程建設(shè)施工進(jìn)度等提供科學(xué)的指導(dǎo)。水利工程風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)時(shí)事故樹分析原理較為常見，該方法的適用性強(qiáng)、直觀性好。針對(duì)水利工程施工安全狀態(tài)利用事故樹模型進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí)，應(yīng)充分考慮產(chǎn)生事故的各類要素及其對(duì)工程建設(shè)的影響，嚴(yán)格依據(jù)推求原則搭建符合工程實(shí)際的事故樹模型，準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)重要度確保安全風(fēng)險(xiǎn)要素識(shí)別的準(zhǔn)確度，為水利工程安全管理和風(fēng)險(xiǎn)防控等提供科學(xué)的指導(dǎo)。