基于事故树理论的隧道塌方原因分析与防治

因分析与防治

一、论文研究思路

论文的研究思路是通过统计方法统计出最近几年发生的隧道塌方事故，并分析总结出事故发生的风险因素，然后建立隧道塌方的事故树，利用事故树分析法（计算最小割集、最小径集、结构重要度等）总结分析，最后提出基于事故树理论的隧道塌方的防治技术。二、塌方风险因素及原因分析

1.风险因素分类隧道塌方事故的风险因素分为自然因素和人为因素。自然因素包括水的因素和地质因素，人为因素包括设计因素、施工因素、施工质量因素、施工管理因素、辅助措施因素和其他因素等。2.塌方原因分析统计表明，约90％的事故伴随有各种不良地质，60％的事故伴随有水的影响，80％的事故中含有人为因素的影响。C级风险因素在事故中出现频率的统计结果如下：3025频率/%201510501357911131517192123252729风险因素出现频率较高的因素统计：地质因素水的因素人为因素C16开挖方式选择不合理C17爆破不当C19支护质量有问题C20工序不当C24处理加固措施不当C27轻视地质观察C6结构面产状不利C7围岩破碎软弱地层C9偏压、构造应力C1连续降雨降雪C3地下水发育在上述分类的基础上，对隧道塌方事故中所包含的风险因素类别做进一步统计，见下图。（1：二类因素同时作用2：地质因素3：水的因素4：地质因素、水的因素5：地质因素、人为因素）34%46%1234514%2%4%由上述统计结果可知，地质因素是塌方事故的主要内在因素，人为因素的影响是事故的重要诱发因素。根据事故致因论，通过控制人为因素可避免约80％的塌方事故发生。三、隧道塌方事故树分析

1.隧道塌方事故树的建立根据事故树建立的程序，建立隧道塌方的事故树。2.定性与定量分析通过对隧道塌方事故树进行定性分析，可以得出该事故树的36个最小割集和2个最小径集，可以提出有针对性的防治措施；定量分析并计算概率重要度，得出详细的结果，见下表。各基本事件的概率及其重要度——————————————————————————————符号概率重要度符号概率重要度符号概率重要度——————————————————————————————X01 50% 0.303 X11 3% 0.032 X21 1.6% 6.726e-5X02 30% 0.184 X12 0.1% 0.001 X22 1.2% 5.045e-6X03 2% 0.01 X13 0.01% 1.051e-4 X23 0.8% 3.363e-5 X04 15% 0.158 X14 0.8% 0.008 X24 0.01% 4.204e-7X05 0.5% 0.005 X15 1% 0.011 X25 0.8% 3.363e-5X06 13% 0.263 X16 0.8% 3.363e-5 X26 0.4% 1.682e-5X07 3% 0.019 X17 0.01% 1.051e-4 X27 0.4% 2.245e-4X08 1% 5.806e-4 X18 0.4% 1.681e-5 X28 3% 0.027X09 5% 0.042 X19 0.4% 1.681e-5 X29 0.01% 1.051e-4X10 50% 0.445 X20 0.01% 4.204e-7———————————————————————————————依据事故发生频率，将导致岩石公路隧道塌方的风险因素划分为以下五个等级：—————————————————————————————————等级一级二级三级四级五级—————————————————————————————————事故描述不可能很少发生可能发生偶尔发生频繁区间概率P﹤0.01% 0.01%≤P﹤0.1% 0.1%≤P﹤1% 1%≤P﹤10% P≥10%—————————————————————————————————3.防治技术结合事故树基本事件的概率及其重要度和风险等级划分，可以将导致隧道塌方事故的基本事件分为五个等级，一级和二级风险因素不仅发生概率较小，同时在所有的风险因素中所占的比例较小，在这里本文不做更进一步的讨论，仅针对三级、四级、五级风险因素进行重点分析。（1）三级风险因素——————————————————————————————符号事件名称——————————————————————————————X05 爆破参数设计不当X12 岩爆X14 超前地质预报不力X16 盲目减少工程投入X18 设计人员对存在的塌方缺乏思想准备和相应措施X19 支护模型计算不当X23 喷砼厚度达不到要求或厚度不均X25 不按设计支护方案施工X26 围岩外部载荷增加X27 监测到围岩异常而未及时采取措施———————————————————————————————三级风险因素分类X05、X18、X19 X16、X25X23X14、X27X12、X26（2）四级风险因素——————————————————————————————符号事件名称——————————————————————————————X03 特殊地质地段X07 开挖机械震动X08 二次衬砌施工不及时X09 降雨X11 高地应力X15 对围岩的判断不准确X21 锚杆长度不够或间距不均匀X22 锚杆灰砂不饱满或强度不足X28 超前支护不及时或施工不当——————————————————————————————四级风险因素分类X09X07、X15X08、X28X21、X22X03、X11（3）五级风险因素————————————————————符号事件名称————————————————————X01 节理裂隙发育且岩体破碎X02 经过大的断层带X04 赶工期X06 施工安全意识淡薄X10 遇富含水层————————————————————五级风险因素分类不良地质因素水的因素施工因素X01、X02X10X04、X06