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風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法在安全預(yù)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

文檔作者：劉世煌文檔來(lái)源：水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月23日
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科研管理 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì) 2015年第8期
DOI：10．3969／j．issn．1672—2469．2015．08．028
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法在安全預(yù)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用
劉世煌
(水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京100120)
摘要：本文通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法在引漢濟(jì)渭工程安全預(yù)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，介紹安全預(yù)評(píng)價(jià)的基本原則和方法，
探討了進(jìn)一步提升安全預(yù)評(píng)價(jià)針對(duì)性的途徑。
關(guān)鍵詞： 引漢濟(jì)渭；安全預(yù)評(píng)價(jià)；風(fēng)險(xiǎn)辯識(shí)；矩陣
中圖分類號(hào)：TV513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672—2469(2015)08—0085—03
安全預(yù)評(píng)價(jià)是以風(fēng)險(xiǎn)控制為理論，以風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)
為手段的安全評(píng)價(jià)體系中一個(gè)重要組成部分，它是
在充分反映設(shè)計(jì)已或擬采取的安全措施的基礎(chǔ)上，
通過(guò)對(duì)已批準(zhǔn)方案中風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性及災(zāi)害程度的
分析，客觀、科學(xué)、公正地評(píng)定殘余危險(xiǎn)等級(jí)，提
出安全對(duì)策措施及建議，供下階段設(shè)計(jì)及安全管理
參考的一種評(píng)價(jià)方法。實(shí)踐證明：安全評(píng)價(jià)已在水
利水電工程建設(shè)期及運(yùn)行期的安全管理工作中發(fā)揮
了巨大作用，深受設(shè)計(jì)、業(yè)主和參建各方的歡迎。
為進(jìn)一步提升安全評(píng)價(jià)的針對(duì)性，加強(qiáng)對(duì)策措
施的互應(yīng)性，減少危險(xiǎn)等級(jí)劃分的人為性，使安全
評(píng)價(jià)工作逐步向定量分析方向發(fā)展，吸取水電工程
安全評(píng)價(jià)工作的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)引漢濟(jì)渭深埋長(zhǎng)隧洞的
安全預(yù)評(píng)價(jià)，探討利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法進(jìn)行安
全預(yù)評(píng)價(jià)的可能性。
1 引漢濟(jì)渭深埋長(zhǎng)隧洞工程概況
引漢濟(jì)渭工程是在陜西境內(nèi)引漢江水穿秦嶺向
渭河流域西安、寶雞、咸陽(yáng)、渭南等地以及大型工
業(yè)園區(qū)的供水工程，設(shè)計(jì)調(diào)水流量70m ／s，年調(diào)水
量15億m 。該工程由水源工程、泵站和無(wú)壓輸水隧
洞組成，其中引水隧洞總長(zhǎng)98．3kin，最大埋深
2000m，為深埋長(zhǎng)隧洞，是我國(guó)埋深最大、長(zhǎng)度最長(zhǎng)
的無(wú)壓洞。該隧洞穿越三條區(qū)域性斷層和較多1～3
級(jí)結(jié)構(gòu)面，穿越花崗巖等硬巖和千枚巖等軟巖，巖
性復(fù)雜，可能遇到圍巖失穩(wěn)、巖爆、噴水、噴泥、
放射性、毒氣、高溫、高濕、高外水壓力等問(wèn)題。
深埋長(zhǎng)隧洞的勘探是目前水利水電行業(yè)重大科
研課題之一，考慮當(dāng)前深埋長(zhǎng)隧洞勘探現(xiàn)狀，在開
工前，要求查清100kin 隧洞的所有地質(zhì)問(wèn)題是不
現(xiàn)實(shí)的，估計(jì)深埋長(zhǎng)隧洞施工期及運(yùn)行期的危險(xiǎn)，
是引漢濟(jì)渭工程中的最大危險(xiǎn)。
可研報(bào)告在深埋長(zhǎng)隧洞設(shè)計(jì)中，擬采取的安全
措施為：圍巖分類、根據(jù)圍巖類別全線全斷面采取
不同厚度的噴錨支護(hù)加混凝土襯砌，全線全斷面固
結(jié)灌漿，洞頂回填灌漿。
鑒于深埋長(zhǎng)隧洞問(wèn)題的復(fù)雜性，考慮到勘探試
驗(yàn)洞已發(fā)生的噴水等事件(見(jiàn)圖1)，審查意見(jiàn)要
求：加強(qiáng)深埋長(zhǎng)隧洞勘測(cè)技術(shù)與防治相應(yīng)工程問(wèn)題
的研究。
圖1 勘探試驗(yàn)洞噴水情況
2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法簡(jiǎn)述
風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法是根據(jù)危險(xiǎn)發(fā)生可能性及
危害程度的一種半定量分析方法，該方法充分考慮
作者簡(jiǎn)介：劉世煌(1941年一)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師。
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2015年第8期 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì) 科研管理
設(shè)計(jì)中已或擬采取的安全對(duì)策措施，通過(guò)對(duì)殘余危
險(xiǎn)的發(fā)生可能性及危害程度打分，確定危險(xiǎn)等級(jí)，
并提出相應(yīng)建議，該方法可反映設(shè)計(jì)意圖，提升安
全預(yù)評(píng)價(jià)的針對(duì)性，減少危險(xiǎn)等級(jí)劃分的人為性。
其主要內(nèi)容可見(jiàn)表1、表2。
表1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣
＼＼ 可磋
嚴(yán)重度＼＼ I(災(zāi)難的) Ⅱ(危險(xiǎn)的) Ⅲ(臨界的) Ⅳ(輕微的)
＼
A(頻繁發(fā)生) 1 3 7 13
B(很可能發(fā)生) 2 5 9 16
C(有時(shí)發(fā)生) 4 6 11 18
D(極少發(fā)生) 8 10 14 19
E(不可能發(fā)生) 12 15 17 20
3 引漢濟(jì)渭深埋長(zhǎng)隧洞安全預(yù)評(píng)價(jià)
引漢濟(jì)渭深埋長(zhǎng)隧洞危險(xiǎn)分析見(jiàn)表3。
表2 危險(xiǎn)等級(jí)劃分
風(fēng)險(xiǎn)評(píng) 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) 風(fēng)險(xiǎn)可接受
價(jià)值 程度 風(fēng)險(xiǎn)控制措施及時(shí)間期限
一級(jí) 1 不能接受的 為降低風(fēng)險(xiǎn)，必須配備大量
～ 5
(高度風(fēng)險(xiǎn)) 風(fēng)險(xiǎn) 資源，立即采取措施
6 二級(jí) 不希望有的
— 9
(重度風(fēng)險(xiǎn)) 風(fēng)險(xiǎn) 確定改進(jìn)措施
， 努力在限定
的成本和時(shí)間內(nèi)實(shí)施減少風(fēng)
三級(jí) 有條件接受 險(xiǎn)措施
10—17
(中度風(fēng)險(xiǎn)) 的風(fēng)險(xiǎn)
18 四級(jí) 可以接受的 通過(guò)監(jiān)測(cè)等手段防止風(fēng)險(xiǎn)
— 2O
(低度風(fēng)險(xiǎn)) 風(fēng)險(xiǎn) 升級(jí)
表3 引漢濟(jì)渭輸水隧洞危險(xiǎn)分析表
評(píng)價(jià)項(xiàng)目 引漢濟(jì)渭輸水隧洞(長(zhǎng)98．3km，最大埋深2000m，輸水70m。／s無(wú)壓隧洞)
一
． 施工期：
1)圍巖失穩(wěn)：硬巖結(jié)構(gòu)面不利組合及失穩(wěn)、軟巖變形失穩(wěn)。
2)巖爆：深埋隧洞高地應(yīng)力引發(fā)脆性巖體應(yīng)力突然釋放。
3)噴水噴泥：承壓地下水噴射，攜帶水石泥流，
危險(xiǎn)表現(xiàn)形式及原因 4)毒氣與放射性元素輻射：母巖含放射性元素，洞內(nèi)毒氣，通風(fēng)不良，防護(hù)不到位。
5)高溫、高濕：埋深太大地溫太高，施工排水不夠，濕度超標(biāo)，通風(fēng)不力。
二、運(yùn)行期：
1)圍巖失穩(wěn)：外排水不力，圍巖力學(xué)特性變化，襯砌漏水、開裂、失穩(wěn)。
2)不良水力學(xué)現(xiàn)象：水流波動(dòng)， 補(bǔ)氣不足、凈空不夠。
3檢修時(shí)通風(fēng)排水不良，人員窒息，設(shè)備運(yùn)行不佳
風(fēng)險(xiǎn)后果 施工期冒頂、塌方、巖爆、噴水噴泥、毒氣、放射性輻射、人員傷亡、設(shè)備損壞。
運(yùn)行期圍巖失穩(wěn)及中斷供水、檢修期人員窒息，搶修困難。
1)當(dāng)前勘探水平尚無(wú)法查清長(zhǎng)98．3km、最大埋深2000m深埋長(zhǎng)隧洞的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況。
固有危險(xiǎn)分析 2)跨越三條區(qū)城性大斷層及眾多大的結(jié)構(gòu)面，大結(jié)構(gòu)面及軟巖附近的巖體破碎，圍巖自穩(wěn)能力低。
3)地應(yīng)力高，巖爆及脆性破壞可能性大。
4)地下水位高，外水壓力大，易加速圍巖失穩(wěn)，造成噴水噴泥。
固 嚴(yán)重程度 施工期可造成重大人員傷亡及設(shè)備損壞，延誤工期，運(yùn)行期可中斷供水，檢修期可引起窒息，危險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí)(危險(xiǎn)
有 的)
危 可能性 為很可能發(fā)生，B級(jí)風(fēng)險(xiǎn)
險(xiǎn)
分 指數(shù) 5
析 等級(jí)
一級(jí)(不能接受風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采取措施防治)
設(shè)計(jì)采取措施 圍巖分類，全線固結(jié)灌漿，洞頂回填灌漿，凈空滿足設(shè)計(jì)要求，噴錨支護(hù)加不用厚度襯砌
審查意見(jiàn) 加強(qiáng)深埋長(zhǎng)隧洞勘探技術(shù)及其主要工程問(wèn)題研究
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科研管理 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì) 2015年第8期
續(xù)表3
殘 嚴(yán)重程度 采取設(shè)計(jì)擬采取措施后，可減少圍巖失穩(wěn)概率及嚴(yán)重程序，但仍可能發(fā)生巖爆、噴水噴泥等現(xiàn)象，仍可造成輕度人
余 員傷亡及設(shè)備損壞。危險(xiǎn)等級(jí)Ⅱ級(jí)，(危險(xiǎn)的)
風(fēng) 可能性 有時(shí)發(fā)生，C
險(xiǎn) 指數(shù) 6
分
析 等級(jí) 二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)努力減少風(fēng)險(xiǎn)
1—1 衛(wèi)片與航片等資料解譯，估計(jì)重大地質(zhì)構(gòu)造位置及規(guī)模。
1—2 加強(qiáng)施工期超前勘探，搞好地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，根據(jù)開挖后揭露的地質(zhì)情況，調(diào)整圍巖分類，提出應(yīng)關(guān)注及防范洞段。
1—3 加強(qiáng)施工期洞室收斂變形監(jiān)測(cè)，開展反演計(jì)算，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)洞室圍巖穩(wěn)定狀況，合理開挖，適時(shí)支護(hù)或應(yīng)急處理，
非常時(shí)應(yīng)立即逃生，確保人員安全。
1—4 搞好隧洞進(jìn)出水口附近勘測(cè)設(shè)計(jì)，鑒于出口區(qū)為7度地震區(qū)a=0．15g， 按抗震規(guī)范規(guī)定，應(yīng)驗(yàn)算抗震穩(wěn)定性，
按規(guī)范要求做好地下洞室抗震設(shè)防措施，關(guān)注黃三段與穿嶺段及連通洞交叉處地震反應(yīng)。
2-1 測(cè)試地應(yīng)力，分析沿線地應(yīng)力場(chǎng)，根據(jù)地應(yīng)力、巖性、埋深、結(jié)構(gòu)面分布、地下水狀況，劃出可能巖爆地段。
2-2 在可能巖爆段首先開鑿應(yīng)力釋放孔(洞)、放炮后掌子面即時(shí)噴水，即時(shí)噴錨支護(hù)，避開巖爆高峰期，聲發(fā)射監(jiān)
測(cè)，做好人員及設(shè)備保護(hù)。
3·1 分析區(qū)域水文地質(zhì)資料，調(diào)查沿線地下水位狀況，提出高水下水位及富水區(qū)可能地段，結(jié)合施工支洞施工，提
改進(jìn)建議 前開鑿排水洞，有效控制洞室周圍地下水位。
3-2 加強(qiáng)施工排水。
3-3 按規(guī)范要求，根據(jù)隧洞工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，合理確定圍巖固結(jié)灌漿范圍，做好隧洞襯砌的縱橫縫止水
設(shè)計(jì)。
4-1 加強(qiáng)施工通風(fēng)，開展放射性氡等元素及毒氣監(jiān)測(cè)，提出警戒值，超值后及時(shí)發(fā)出警報(bào)，及時(shí)逃生。
4—2 加強(qiáng)施工期爆炸器材及火種管理，防止安全事故發(fā)生。
4-3 編制應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案：普及深埋長(zhǎng)隧洞危險(xiǎn)辨識(shí)及搶險(xiǎn)知識(shí)；設(shè)立專門逃生通道和避險(xiǎn)室，備好相應(yīng)生活用水及食物，
備好應(yīng)急搶險(xiǎn)醫(yī)護(hù)設(shè)備；健全應(yīng)急搶險(xiǎn)組織及專業(yè)人員，備好應(yīng)對(duì)各種危險(xiǎn)的搶險(xiǎn)器材、物資、工具??
5—1 完善無(wú)壓長(zhǎng)隧洞運(yùn)行期通氣補(bǔ)氣設(shè)施。
5-2 加強(qiáng)運(yùn)行期隧洞圍巖變形、隧洞內(nèi)水位及凈空區(qū)范圍監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)隧洞水力學(xué)監(jiān)測(cè)，對(duì)可能失穩(wěn)段襯砌變形和應(yīng)
力監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)洞周地下水位監(jiān)測(cè)。
4 結(jié)論
從上述實(shí)例中可見(jiàn)，風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)矩陣法具有下述
特點(diǎn)：
(1)引漢濟(jì)渭工程安全預(yù)評(píng)價(jià)，針對(duì)已批準(zhǔn)的
調(diào)水方案及其建筑物設(shè)計(jì)，根據(jù)審查意見(jiàn)，圍繞本
工程的最大風(fēng)險(xiǎn)—— 深埋長(zhǎng)隧洞風(fēng)險(xiǎn)，分析殘余風(fēng)
險(xiǎn)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性及危害程度，采用矩陣
指數(shù)法，半定量評(píng)定危險(xiǎn)等級(jí)，減少了危險(xiǎn)等級(jí)評(píng)
定中的人為性。
(2)在矩陣指數(shù)法中增加了設(shè)計(jì)擬采取的安全
措施，較好地反映了設(shè)計(jì)意圖，區(qū)分固有風(fēng)險(xiǎn)和殘
余風(fēng)險(xiǎn)，較好地預(yù)測(cè)工程建設(shè)期及運(yùn)行期的安全狀
況及尚存風(fēng)險(xiǎn)。
(3)根據(jù)引漢濟(jì)渭引水隧洞建設(shè)期及運(yùn)行期各
種危險(xiǎn)源及危害程度的特點(diǎn)，突現(xiàn)深埋長(zhǎng)隧洞評(píng)價(jià)
單元的作用，將同危險(xiǎn)等級(jí)的相應(yīng)危險(xiǎn)，合并于一
張表中，反映了同一評(píng)價(jià)單元中相關(guān)危險(xiǎn)間相互關(guān)
系，使評(píng)價(jià)結(jié)果更為簡(jiǎn)捷明了；同時(shí)還將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)
與對(duì)策措施合并于一張表格中，從而提升了危險(xiǎn)分
析與對(duì)策措施的互應(yīng)性。
(4)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)矩陣法，始終圍繞具體工程、具
體建筑物、具體危險(xiǎn)因素展開，充分反映設(shè)計(jì)擬采
取的安全措施，遵循審查意見(jiàn)，對(duì)策措施的建議與
尚存風(fēng)險(xiǎn)緊密掛鉤，有利于評(píng)價(jià)人員更進(jìn)一步了解
設(shè)計(jì)意圖和審查意見(jiàn)，有利于評(píng)價(jià)人員客觀科學(xué)地
預(yù)測(cè)工程建設(shè)期和運(yùn)行期的安全狀況及尚存風(fēng)險(xiǎn)，
有利于安全預(yù)評(píng)價(jià)工作的順利展開；把同一評(píng)價(jià)單
元中各種危險(xiǎn)、危險(xiǎn)等級(jí)及對(duì)策措施集中展現(xiàn)，也
有利于各參建方了解安全評(píng)價(jià)結(jié)果，有利于下階段
設(shè)計(jì)報(bào)告的修編，有利于加強(qiáng)建設(shè)期和運(yùn)行期項(xiàng)目
安全管理。
實(shí)踐證明，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指數(shù)矩陣法，有利于反映
設(shè)計(jì)意圖和審查意見(jiàn)，有利于科學(xué)客觀地預(yù)測(cè)工程
尚存的危險(xiǎn)，有利于提升安全預(yù)評(píng)價(jià)的針對(duì)性；實(shí)
踐還證明，只有確保了安全預(yù)評(píng)價(jià)的針對(duì)性，才能
對(duì)設(shè)計(jì)和管理單位有實(shí)用價(jià)值，也才能使安全預(yù)評(píng)
價(jià)工作煥發(fā)出旺盛的生命力。
參考文獻(xiàn)
[1]陜西省引漢濟(jì)渭工程建設(shè)有限公陜西省引漢濟(jì)渭工程安全預(yù)評(píng)
價(jià)報(bào)告[R]．西北勘測(cè)設(shè)計(jì)院，2014．
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