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事故树分析法在水利水电工程安全评价中的应用研究

文档作者：冀建疆1 孙媛谨文档来源： 1．水利部水利水电规划设计总院 2．湖北省水利水电勘测设计研究院		点击数：	更新时间： 2021年09月17日
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水年{j水电技术第45卷2014年第7鹬
事故树分析法在水利水电工程安全
评价中的应用研究
冀建疆1，孙媛谨
(1．水利部水利水电规划设计总院，北京100120；2．湖北省水利水电勘测设计研究院，湖北武汉430064)
摘要：结合水利水电建设工程的特点，提出了一些事故树的典型模型，并就应用中存在主要问题进
行了分析，为事故树分析法在水利水电工程安全评价中很好地应用提供借鉴作用。
关键词：事故树分析法；水利水电工程；安全评价；应用
中圈分类号："1W513 文献标识码：B 文章编号：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《关于印发(水利水电建设项
目安全评价管理办法(试行))的通知》(水规计
[2012]1 12号)，要求对大型水利枢纽开展安全预评
价和验收评价工作，该文件的发布标志着水利必威体育官方网站
安
全评价工作的正式启动。安全评价中一项重要的工作
就是选择合适的评价方法进行评价，事故树分析法则
是在水利水电建设工程安全评价中较常用的一种评价
方法。
事故树(Fault Tree Analysis，缩写为b-TA)也称故
障树，是从结果到原因描述事故发生的有向逻辑树，
它能对各种系统的危险性进行识别评价，既适用于定
性分析，又能进行定量分析，具有简明、形象化的特
点，体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、
准确性和预测性。FTA不仅能分析出事故的直接原
因，而且能深入揭示事故的潜在原因，因此水利水电
Water R60Ⅻ∞and Hydmpower E，硒m耐馏p，of 45 No．7
工程的设计阶段、事故调查阶段，都可以使用FTrA
进行评价。
2事故树分析方法理论分析
事故树分析方法是一种演绎推理法，它把系统
可能发生的某种事故与导致事故发生的各种因素之
间的逻辑关系用树形图来表示，应用数理逻辑方
法，从一个可能的事故开始，逐层寻找引起事故发
生的触发事件、直接原因、间接原因，并分析各种
事故原因之间的逻辑关系，找出事故发生的主要原
因。
事故树分析法主要步骤如下。
(1)绘制事故树。通过深入分析要研究的系统整
体情况，了解系统的构成、性能、操作等情况，必要
收稿日期：2014—04·03
作者简介：冀建疆(1972一)，男，高级工程师，副处长。
万方数据
冀建疆，等∥事故树分析法在水利水电工程安全评价中的应用研究
表1 机械伤害事故基本事件及代号
事件事件代号事件事件代号事件事件代号
机械伤害7t 人的不安全行为A1 物的不安全状态A2
环境状况不良A3 管理缺陷A4 技术水平不足曰l
防护缺陷砚作业环境不良∞ 布局不合理B4
教育培训不到位崩制度及规程缺陷腼隐患检查和整改不到位B7
违章作业y1 设计不合理，2 文化水平低'3
专业betway必威官方网站
不足Y4 操作不熟练巧无安全防护y6
防护设置不合理y-／ 私自拆除防护豫防护失效，9
照明不足Y10 通风不良n1 作业范围狭窄n2
管线布设不合理n3 未进行安全教育y14 安全教育内容不合理n5
职T未能掌握y16 制度及规程不完善n7 制度及规程不符合实际要求y18
未按规定执行Y19 未按规定安全检查挖O 检查不到位坨1
未及时整改或整改不到位'22
图1 机械伤害事故树分析图
时画出工艺流程图及布置图；收集、调查所分析系统
的过去、现在或可能发生的事故，根据事故调查结果
和统计分析的结果参照事故发生的概率和事故损失的
严重程度来确定顶上事件；从人、机、环境和信息等
方面调查与顶上事件有关的所有事故原因，把事故树
顶上事件与引起顶上事件的原因事件，采取一些规定
的符号，按照一定的逻辑关系，绘制成事故树。
(2)事故树的定性与定量分析。定性分析是事故
树分析的核心内容，通过计算事故树的最小割集或最
小径集，计算各基本事件的结构重要度，分析各事故
类型的危险性，以便按轻重缓急采取预防事故的安全
措施。定量分析是用数据表示系统的安全状况，主要
是计算事故树顶上事件发生的概率，计算基本原因事
件的概率重要度和临界重要度。
3水利水电建设工程常用事故树模型
事故树分析法在水利水电建设工程安全评价中有
较大的应用空间，概括起来可应用于施工过程的机械
伤害、高处坠落、触电等事故分析，以及作业环境的
40
变配电火灾、油系统火灾事故
分析。在事故树分析中，正确地
绘制事故树是最基本、最重要的
一个环节，通过统计和综合类比
分析以上事故的发生原因，提出
了机械伤害、高处坠落、触电、
火灾等事故的事故树典型模型，
在具体运用中使用者可以根据具
体事故分析，对基本事件有所取
舍。
3，1机械伤害事故树
导致机械伤害的因素包括人
的不安全行为、物(机械)的不安全状态、环境状况
不良及管理缺陷，这些因素又涉及许多下一级事件，
水利水电工程机械伤害事故的主要基本事件见表1，
事故树见图1。
3．2高处坠落事故树
水利水电工程土建工程施工中易发生施工人员从
脚手架坠落的死亡事故，高处坠落事树见图2。
3．3触电事故树
触电事故在水利水电工程施工中较多，触电主要
包括人体与带电体直接接触、人体接近高压设备造成
弧光放电和在停电设备上工作时突然来电。触电事故
树见图3。
3．4变配电火灾事故树
水利水电工程的水轮发电机组、主变压器、厂用
变压器、互感器、开关站设备、变配电系统易发生火
灾事故。变配电火灾事故树见图4。
4事故树计算分析
事故树绘制完成后，则利用布尔代数计算事故树
水利水电技术第45卷2014年第7期
万方数据
冀建疆，等∥事故树分析法在水利水电工程安全评价中的应用研究
图2高处坠落事故树分析图
图3人员触电死亡事故树分析图
图4变配电系统火灾事故树分析图
的最小割集、最小径集和结构重要度，进行结果分
水利水电技术第45卷2014年第7期
析，以第3．3节的触电事故为
例，该事故树的结构函数式如
下。
(1)计算最小割集。
T=D1+D2+X9=E1X6+
(蜀+x8)+X9=(Fl+R+X5)
×X6+(墨+X8)+X9=(XI+x2
+玛+墨+x5)瓦+(蜀+瓦)+
X9=XIx6+X2x6+x，x6+x4x6
+xsx6+x1+x&amp;amp;+x9
从而得出8个最小割集
Kl=[x1，x6] K2=[x2，x6]
吃=[墨，瓦]墨=[蜀，瓦]
K=[墨，瓦]K6=[X7]
玛=[墨] K8=[蜀]
(2)计算结构重要度。计算
简化，计算后结构重要度顺序
为
‘(7)=‘(8)=L(9)>
‘(6)>‘(1)=‘(2)=‘(3)=
L(4)=L(5)
(3)分析。该事故树有8个
最小割集，其中任何一个发生
都会导致顶上事件的发生。通
过分析可知正确使用安全防护
用具、杜绝误操作、保持安全
距离是防止电气作业中触电事
故的最重要环节，其次是严格
执行作业中的监护制度和对系
统中不带电体绝缘性能的及时
检查与修理，减少正常不带电
部位意外带电的可能性。
5事故树法实际应用中存
在的问题
(1)事故树绘制错误或不完
整。由于事故树分析较为复杂，
对所分析的事故基础betway必威官方网站
不掌
握，调查不深入，无法查找出导
致事故发生的所有主要因素，各
因素之间的逻辑关系不清楚，从
而导致事故树绘制错误或不完
整。
(下转第49页)
41
万方数据
为17．59％，其值满足设计沉降率77>10％的要求，
密实效果良好。
4．2基床夯实质量
根据实际测量资料，爆夯作业完成后，基床面普
遍存在平整度较差、局部地方需要补抛块石等情况，
不能满足爆夯作业平整度的要求。为确保工程施工质
量，在补抛后、基床整平前，对基床采用重锤满夯一
遍，保障基床表层块石的密实及基床面的平整，保障
该分部工程的施工质量。
4．3爆夯基床对沉箱安装的影响
爆夯作业完成后，进行沉箱的安装。安装前先对
基床整平，由潜水工水下进行清理，将高出基床面的
块石搬移副较低的地方，较低处采用块石和二片石填
高。本工程沉箱总数为56件，其中较大的A型沉箱
共42件，主要尺寸：8．85 111×10．2 m×12．50 m(长
x宽x高)，单件沉箱重593 t。沉箱重量大于500 t
时，采用起重船与半潜驳共同在现场进行安装，码头
建成后码头面沉降观测结果满足相关质量标准旧。的
要求，效果良好。
4．4爆夯作业对相邻段基床的影响
在施工中，为了解爆夯相邻段基床的影响，有针
对性地制定测量方案进行检查研究。经过爆夯的基
床，距离爆破点15 ITI的位置沉降约80～100 mm；距
+*+一+--}、+一+-+
黄夏幸，等∥水1、爆夯抛石基床的质量控制
离爆破点60 ITI的位置沉降约30 mm。在多次爆夯施
工时，特别是爆夯与抛石工序穿插进行的情况，存在
一部分相互影响的沉降量，在实际施工中应予以考
虑。
5结语
水下爆夯施工工艺在重力式码头基床施工中得
到广泛的应用，其效果显著。水下爆破夯实基床工
艺具有工期短、造价低、作用能量大、密实效果好
等特点，对于宽厚基床的夯实，明显地优于传统的
重锤夯实法，且质量可控，是一种比较理想的施工
手段。
参考文献：
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用[J]．中国港湾建设，2006(4)：42．44．
[2] 林明臻．厦门海沧港区16～17号泊位基床爆夯的安全控制[J]．
中国港湾建设，2009(4)：58—60．
[3] 童新春，曹承滨，张宝洁．爆破振动测试在嵩屿码头基床爆夯
施工中的应用[J]．水运工程，2009(4)：150-153．
[4] jTs 204--2008，水运工程爆破技术规范[s]．
[5] JTS 167—_2—2009，重力式码头设计与施工规范[S]．
[6] ．ITS 257--2008，水运工程质量检验标准[s]．
(责任编辑郭利娜)
一‘-卜-+一—-卜一—■一-—卜一+．--4--·
(2)结构重要度排序有误。结构重要度是指不考
参考又献：
虑基本事件发生的概率多少，仅从事故树结构上分析[1] 刘继革，江天革，刘宗富．正确掌握事故树分析在安全评价中
各基本事件的发生对顶上事件的影响程度。一般都的应用[J]·科技风·2011(11)·
型竺垦尘型集或墅篓芝耋兰竺型要苎苎查专譬竺爱}：篓嚣鬟篙弩肿张帅题结构重要度，1／旦1：：I疋在结构重要度的判断和排序没有
[[23 3] 林L a兆J．祥I．’；荔荔击≤差薹击施工牟晶应用[J]．广东轻工业，
按照判定四原则进行，没有从第一条开始逐条判断2010(8)．
结构重要度大小，而是直接用第四原则中的近似判(责任编辑欧阳越)
别式来逐一计算各基本事件的结构重要度系数，这
样导致结构重要度可能出现错误排序，误导安全措
施的制订。
6结论
事故树分析法可以在水利水电建设工程安全评价
中很好地应用。使用该评价方法重点应做好事故原因
基本事件的确定、事故树的绘制，同时在计算结构重
要度时应严格按照计算四原则进行，就可以客观地评
价可能发生事故的潜在安全隐患，制订出合理的安全
对策措施。
水利水电技术第45卷2014年第7期
万方数据

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