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事故樹分析法在水利水電工程安全評價中的應用研究

文檔作者：冀建疆1 孫媛謹文檔來源： 1．水利部水利水電規(guī)劃設計總院 2．湖北省水利水電勘測設計研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月17日
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水年{j水電技術第45卷2014年第7鷸
事故樹分析法在水利水電工程安全
評價中的應用研究
冀建疆1，孫媛謹
(1．水利部水利水電規(guī)劃設計總院，北京100120；2．湖北省水利水電勘測設計研究院，湖北武漢430064)
摘要：結合水利水電建設工程的特點，提出了一些事故樹的典型模型，并就應用中存在主要問題進
行了分析，為事故樹分析法在水利水電工程安全評價中很好地應用提供借鑒作用。
關鍵詞：事故樹分析法；水利水電工程；安全評價；應用
中圈分類號："1W513 文獻標識碼：B 文章編號：1000—0860(2014)07—0039·04
Study on application of fault tree analysis method to safety assessment of water
resources and hydropower project
JI Jianjian91．SUN Yuanyuan2
(1．Water Resources and Hydropower Planning and Design General Institute，MWR，Beijing 100120，China；
2．Hubei Provincial Water Resources and Hydropower Planning Survey and Design Institute，Wuhan 430064，Hubei，China)
Abstract：In accordance with the characteristics of water resources and hydropower projecl，some typical models of the fault tree
analysis are put forward herein，and then the problems existed in their actual applications are analyzed as well，SO as to provide
solue iDferences for the better application of the method to the safety assessment made oil water resources and hydropowcr project．
Key words：fault tree analysis method；water resources and hydropower project；safety assessment；application
1 引言
2012年，水利部以《關于印發(fā)(水利水電建設項
目安全評價管理辦法(試行))的通知》(水規(guī)計
[2012]1 12號)，要求對大型水利樞紐開展安全預評
價和驗收評價工作，該文件的發(fā)布標志著水利行業(yè)安
全評價工作的正式啟動。安全評價中一項重要的工作
就是選擇合適的評價方法進行評價，事故樹分析法則
是在水利水電建設工程安全評價中較常用的一種評價
方法。
事故樹(Fault Tree Analysis，縮寫為b-TA)也稱故
障樹，是從結果到原因描述事故發(fā)生的有向邏輯樹，
它能對各種系統(tǒng)的危險性進行識別評價，既適用于定
性分析，又能進行定量分析，具有簡明、形象化的特
點，體現(xiàn)了以系統(tǒng)工程方法研究安全問題的系統(tǒng)性、
準確性和預測性。FTA不僅能分析出事故的直接原
因，而且能深入揭示事故的潛在原因，因此水利水電
Water R60Ⅻ∞and Hydmpower E，硒m耐餾p，of 45 No．7
工程的設計階段、事故調查階段，都可以使用FTrA
進行評價。
2事故樹分析方法理論分析
事故樹分析方法是一種演繹推理法，它把系統(tǒng)
可能發(fā)生的某種事故與導致事故發(fā)生的各種因素之
間的邏輯關系用樹形圖來表示，應用數(shù)理邏輯方
法，從一個可能的事故開始，逐層尋找引起事故發(fā)
生的觸發(fā)事件、直接原因、間接原因，并分析各種
事故原因之間的邏輯關系，找出事故發(fā)生的主要原
因。
事故樹分析法主要步驟如下。
(1)繪制事故樹。通過深入分析要研究的系統(tǒng)整
體情況，了解系統(tǒng)的構成、性能、操作等情況，必要
收稿日期：2014—04·03
作者簡介：冀建疆(1972一)，男，高級工程師，副處長。
萬方數(shù)據(jù)
冀建疆，等∥事故樹分析法在水利水電工程安全評價中的應用研究
表1 機械傷害事故基本事件及代號
事件事件代號事件事件代號事件事件代號
機械傷害7t 人的不安全行為A1 物的不安全狀態(tài)A2
環(huán)境狀況不良A3 管理缺陷A4 技術水平不足曰l
防護缺陷硯作業(yè)環(huán)境不良∞ 布局不合理B4
教育培訓不到位崩制度及規(guī)程缺陷靦隱患檢查和整改不到位B7
違章作業(yè)y1 設計不合理，2 文化水平低'3
專業(yè)知識不足Y4 操作不熟練巧無安全防護y6
防護設置不合理y-／ 私自拆除防護豫防護失效，9
照明不足Y10 通風不良n1 作業(yè)范圍狹窄n2
管線布設不合理n3 未進行安全教育y14 安全教育內容不合理n5
職T未能掌握y16 制度及規(guī)程不完善n7 制度及規(guī)程不符合實際要求y18
未按規(guī)定執(zhí)行Y19 未按規(guī)定安全檢查挖O 檢查不到位坨1
未及時整改或整改不到位'22
圖1 機械傷害事故樹分析圖
時畫出工藝流程圖及布置圖；收集、調查所分析系統(tǒng)
的過去、現(xiàn)在或可能發(fā)生的事故，根據(jù)事故調查結果
和統(tǒng)計分析的結果參照事故發(fā)生的概率和事故損失的
嚴重程度來確定頂上事件；從人、機、環(huán)境和信息等
方面調查與頂上事件有關的所有事故原因，把事故樹
頂上事件與引起頂上事件的原因事件，采取一些規(guī)定
的符號，按照一定的邏輯關系，繪制成事故樹。
(2)事故樹的定性與定量分析。定性分析是事故
樹分析的核心內容，通過計算事故樹的最小割集或最
小徑集，計算各基本事件的結構重要度，分析各事故
類型的危險性，以便按輕重緩急采取預防事故的安全
措施。定量分析是用數(shù)據(jù)表示系統(tǒng)的安全狀況，主要
是計算事故樹頂上事件發(fā)生的概率，計算基本原因事
件的概率重要度和臨界重要度。
3水利水電建設工程常用事故樹模型
事故樹分析法在水利水電建設工程安全評價中有
較大的應用空間，概括起來可應用于施工過程的機械
傷害、高處墜落、觸電等事故分析，以及作業(yè)環(huán)境的
40
變配電火災、油系統(tǒng)火災事故
分析。在事故樹分析中，正確地
繪制事故樹是最基本、最重要的
一個環(huán)節(jié)，通過統(tǒng)計和綜合類比
分析以上事故的發(fā)生原因，提出
了機械傷害、高處墜落、觸電、
火災等事故的事故樹典型模型，
在具體運用中使用者可以根據(jù)具
體事故分析，對基本事件有所取
舍。
3，1機械傷害事故樹
導致機械傷害的因素包括人
的不安全行為、物(機械)的不安全狀態(tài)、環(huán)境狀況
不良及管理缺陷，這些因素又涉及許多下一級事件，
水利水電工程機械傷害事故的主要基本事件見表1，
事故樹見圖1。
3．2高處墜落事故樹
水利水電工程土建工程施工中易發(fā)生施工人員從
腳手架墜落的死亡事故，高處墜落事樹見圖2。
3．3觸電事故樹
觸電事故在水利水電工程施工中較多，觸電主要
包括人體與帶電體直接接觸、人體接近高壓設備造成
弧光放電和在停電設備上工作時突然來電。觸電事故
樹見圖3。
3．4變配電火災事故樹
水利水電工程的水輪發(fā)電機組、主變壓器、廠用
變壓器、互感器、開關站設備、變配電系統(tǒng)易發(fā)生火
災事故。變配電火災事故樹見圖4。
4事故樹計算分析
事故樹繪制完成后，則利用布爾代數(shù)計算事故樹
水利水電技術第45卷2014年第7期
萬方數(shù)據(jù)
冀建疆，等∥事故樹分析法在水利水電工程安全評價中的應用研究
圖2高處墜落事故樹分析圖
圖3人員觸電死亡事故樹分析圖
圖4變配電系統(tǒng)火災事故樹分析圖
的最小割集、最小徑集和結構重要度，進行結果分
水利水電技術第45卷2014年第7期
析，以第3．3節(jié)的觸電事故為
例，該事故樹的結構函數(shù)式如
下。
(1)計算最小割集。
T=D1+D2+X9=E1X6+
(蜀+x8)+X9=(Fl+R+X5)
×X6+(墨+X8)+X9=(XI+x2
+瑪+墨+x5)瓦+(蜀+瓦)+
X9=XIx6+X2x6+x，x6+x4x6
+xsx6+x1+x&amp;amp;+x9
從而得出8個最小割集
Kl=[x1，x6] K2=[x2，x6]
吃=[墨，瓦]墨=[蜀，瓦]
K=[墨，瓦]K6=[X7]
瑪=[墨] K8=[蜀]
(2)計算結構重要度。計算
簡化，計算后結構重要度順序
為
‘(7)=‘(8)=L(9)>
‘(6)>‘(1)=‘(2)=‘(3)=
L(4)=L(5)
(3)分析。該事故樹有8個
最小割集，其中任何一個發(fā)生
都會導致頂上事件的發(fā)生。通
過分析可知正確使用安全防護
用具、杜絕誤操作、保持安全
距離是防止電氣作業(yè)中觸電事
故的最重要環(huán)節(jié)，其次是嚴格
執(zhí)行作業(yè)中的監(jiān)護制度和對系
統(tǒng)中不帶電體絕緣性能的及時
檢查與修理，減少正常不帶電
部位意外帶電的可能性。
5事故樹法實際應用中存
在的問題
(1)事故樹繪制錯誤或不完
整。由于事故樹分析較為復雜，
對所分析的事故基礎知識不掌
握，調查不深入，無法查找出導
致事故發(fā)生的所有主要因素，各
因素之間的邏輯關系不清楚，從
而導致事故樹繪制錯誤或不完
整。
(下轉第49頁)
41
萬方數(shù)據(jù)
為17．59％，其值滿足設計沉降率77>10％的要求，
密實效果良好。
4．2基床夯實質量
根據(jù)實際測量資料，爆夯作業(yè)完成后，基床面普
遍存在平整度較差、局部地方需要補拋塊石等情況，
不能滿足爆夯作業(yè)平整度的要求。為確保工程施工質
量，在補拋后、基床整平前，對基床采用重錘滿夯一
遍，保障基床表層塊石的密實及基床面的平整，保障
該分部工程的施工質量。
4．3爆夯基床對沉箱安裝的影響
爆夯作業(yè)完成后，進行沉箱的安裝。安裝前先對
基床整平，由潛水工水下進行清理，將高出基床面的
塊石搬移副較低的地方，較低處采用塊石和二片石填
高。本工程沉箱總數(shù)為56件，其中較大的A型沉箱
共42件，主要尺寸：8．85 111×10．2 m×12．50 m(長
x寬x高)，單件沉箱重593 t。沉箱重量大于500 t
時，采用起重船與半潛駁共同在現(xiàn)場進行安裝，碼頭
建成后碼頭面沉降觀測結果滿足相關質量標準舊。的
要求，效果良好。
4．4爆夯作業(yè)對相鄰段基床的影響
在施工中，為了解爆夯相鄰段基床的影響，有針
對性地制定測量方案進行檢查研究。經(jīng)過爆夯的基
床，距離爆破點15 ITI的位置沉降約80～100 mm；距
+*+一+--}、+一+-+
黃夏幸，等∥水1、爆夯拋石基床的質量控制
離爆破點60 ITI的位置沉降約30 mm。在多次爆夯施
工時，特別是爆夯與拋石工序穿插進行的情況，存在
一部分相互影響的沉降量，在實際施工中應予以考
慮。
5結語
水下爆夯施工工藝在重力式碼頭基床施工中得
到廣泛的應用，其效果顯著。水下爆破夯實基床工
藝具有工期短、造價低、作用能量大、密實效果好
等特點，對于寬厚基床的夯實，明顯地優(yōu)于傳統(tǒng)的
重錘夯實法，且質量可控，是一種比較理想的施工
手段。
參考文獻：
[1] 王鴻源，張玉衛(wèi)．基床爆夯在廣州港南沙港區(qū)一期工程中的應
用[J]．中國港灣建設，2006(4)：42．44．
[2] 林明臻．廈門海滄港區(qū)16～17號泊位基床爆夯的安全控制[J]．
中國港灣建設，2009(4)：58—60．
[3] 童新春，曹承濱，張寶潔．爆破振動測試在嵩嶼碼頭基床爆夯
施工中的應用[J]．水運工程，2009(4)：150-153．
[4] jTs 204--2008，水運工程爆破技術規(guī)范[s]．
[5] JTS 167—_2—2009，重力式碼頭設計與施工規(guī)范[S]．
[6] ．ITS 257--2008，水運工程質量檢驗標準[s]．
(責任編輯郭利娜)
一‘-卜-+一—-卜一—■一-—卜一+．--4--·
(2)結構重要度排序有誤。結構重要度是指不考
參考又獻：
慮基本事件發(fā)生的概率多少，僅從事故樹結構上分析[1] 劉繼革，江天革，劉宗富．正確掌握事故樹分析在安全評價中
各基本事件的發(fā)生對頂上事件的影響程度。一般都的應用[J]·科技風·2011(11)·
型竺墾塵型集或墅簍芝耋蘭竺型要苧苧查專譬竺愛}：簍囂鬟篙弩腫張帥題結構重要度，1／旦1：：I疋在結構重要度的判斷和排序沒有
[[23 3] 林L a兆J．祥I．’；荔荔擊≤差薹擊施工牟晶應用[J]．廣東輕工業(yè)，
按照判定四原則進行，沒有從第一條開始逐條判斷2010(8)．
結構重要度大小，而是直接用第四原則中的近似判(責任編輯歐陽越)
別式來逐一計算各基本事件的結構重要度系數(shù)，這
樣導致結構重要度可能出現(xiàn)錯誤排序，誤導安全措
施的制訂。
6結論
事故樹分析法可以在水利水電建設工程安全評價
中很好地應用。使用該評價方法重點應做好事故原因
基本事件的確定、事故樹的繪制，同時在計算結構重
要度時應嚴格按照計算四原則進行，就可以客觀地評
價可能發(fā)生事故的潛在安全隱患，制訂出合理的安全
對策措施。
水利水電技術第45卷2014年第7期
萬方數(shù)據(jù)

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