中国安全科学学报 ›› 2024, Vol. 34 ›› Issue (2): 67-75.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.02.0385
张建设1(), 黄艳龙1, 李瑚均1,**(
), 陈辉华2, 何况3, 代姿爽1
收稿日期:
2023-08-12
修回日期:
2023-11-17
出版日期:
2024-02-28
通讯作者:
作者简介:
![]() |
张建设 (1966—),男,河南焦作人,博士,副教授,主要从事工程项目安全管理方面的研究。E-mail: jianshezhang@hpu.edu.cn。 |
何 况 教授级高级工程师
基金资助:
ZHANG Jianshe1(), HUANG Yanlong1, LI Hujun1,**(
), CHEN Huihua2, HE Kuang3, DAI Zishuang1
Received:
2023-08-12
Revised:
2023-11-17
Published:
2024-02-28
摘要:
为预防和控制地铁盾构掘进施工过程中的关键安全风险,并精准判断哪些风险耦合情境是导致事故发生的显著情境,提出改进N-K模型研究地铁盾构掘进安全风险耦合;综合运用文献研究、事故案例、专家访谈等方法,辨识地铁盾构掘进的关键安全风险因素;基于N-K模型提出新的地铁盾构掘进安全风险耦合评估模型,并选用安全事故案例验证该模型的适用性。结果表明:辨识得到地铁盾构掘进关键安全风险因素清单,包括4类一级风险因素,21个二级风险因素;地铁盾构掘进施工安全风险随着耦合因素种类的增加而变大,4因素风险耦合值最高,3因素风险耦合值次之,双因素风险耦合值最低,作业人员安全意识薄弱和机械故障参与作用的耦合情境更容易发生安全事故。
中图分类号:
张建设, 黄艳龙, 李瑚均, 陈辉华, 何况, 代姿爽. 基于改进N-K模型的地铁盾构掘进安全风险耦合研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(2): 67-75.
ZHANG Jianshe, HUANG Yanlong, LI Hujun, CHEN Huihua, HE Kuang, DAI Zishuang. Study on coupling of subway shield tunneling safety risk based on improved N-K model[J]. China Safety Science Journal, 2024, 34(2): 67-75.
表1
基于文献和事故案例的安全风险因素
安全风险因素 | 术语含义 | 来源 |
---|---|---|
安全意识薄弱 | 在作业过程中自我保护意识差、思想认识不到位 | PAN Haize等[ |
综合水平不高 | 专业文化知识不足、专业技能水平不高 | 陈辉华等[ |
违章违规操作 | 违反安全规章和制度 | 事故案例 |
操作失误 | 由于作业人员生理、心理等因素而引起的操作不当 | 事故案例 |
机械故障、磨损 | 由于设备设计缺陷或使用不当等原因导致设备故障 | LU Hui等[ |
盾构掘进参数 | 掘进参数异常或输入错误 | ZHOU Hong等[ |
材料设备检测维护不足 | 未检验进场的材料和设备 | 事故案例 |
材料不符合要求 | 施工选用的材料不符合国际标准的规定 | 事故案例 |
盾构机与地质不匹配 | 地质与所选盾构机不匹配 | 事故案例 |
地质环境复杂 | 岩石类型、硬度、混合地面条件、岩质、软弱地基、溶洞等 | 钱王苹[ |
地下水丰富度 | 地下水位、地下水丰度、降雨季节分布 | CHUNG等[ |
敏感环境 | 周围存在桩基、既有隧道等 | 事故案例 |
技术、政策环境 | 在相关技术、标准和规范未出台时发生的事故 | PAN Haize[ |
管理体系混乱 | 管理层对安全生产缺乏重视及未执行安全法规和制度 | 事故案例 |
人员安全教育不到位 | 未执行安全教育和培训、技术交底不到位 | WU Zhiqiang等[ |
人员安排与分工不合理 | 关键岗位员工缺失 | 事故案例 |
表3
2003—2022年发生的风险耦合次数和频率
单因素风险耦合 | 双因素风险耦合 | 多因素风险耦合 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
事件 | 次数 | 频率 | 事件 | 次数 | 频率 | 事件 | 次数 | 频率 |
0000 | 0 | 0.000 0 | 1100 | 3 | 0.032 3 | 1110 | 2 | 0.021 5 |
1000 | 6 | 0.064 5 | 1010 | 5 | 0.053 8 | 1101 | 7 | 0.075 3 |
0100 | 5 | 0.053 8 | 1001 | 12 | 0.129 0 | 1011 | 12 | 0.129 0 |
0010 | 8 | 0.086 0 | 0110 | 12 | 0.129 0 | 0111 | 3 | 0.032 3 |
0001 | 4 | 0.043 0 | 0101 | 6 | 0.064 5 | 1111 | 5 | 0.053 8 |
— | — | — | 0011 | 3 | 0.032 3 | — | — | — |
表4
单、双、多因素风险耦合的概率
单因素风险 耦合概率 | 双因素风险耦 合概率 | 3因素风险耦 合概率 | 4因素风险耦 合概率 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
P0…=0.440 9 | P00··=0.161 3 | P0·0·=0.161 3 | P000·=0.043 0 | P001·=0.118 3 | P010·=0.118 3 | P0000=0.000 0 |
P·0··=0.537 6 | P0··0=0.268 8 | P·00·=0.236 5 | P011·=0.161 3 | P100·=0.193 5 | P101·=0.182 8 | P0001=0.043 0 |
P··0·=0.462 4 | P·0·0=0.204 3 | P··00=0.150 6 | P110·=0.107 6 | P111·=0.075 3 | P00·0=0.086 0 | P0010=0.0860 |
P…0=0.440 9 | P01··=0.279 6 | P0·1·=0.279 6 | P00·1=0.075 3 | P01·0=0.182 8 | P01·1=0.096 8 | P0011=0.032 3 |
P1…=0.559 2 | P0··1=0.172 1 | P·01·=0.301 1 | P10·0=0.118 3 | P10·1=0.258 0 | P11·0=0.053 8 | P0100=0.053 8 |
P·1··=0.46 25 | P·0·1=0.333 3 | P··01=0.311 8 | P11·1=0.129 1 | P0·00=0.053 8 | P0·01=0.107 5 | P0101=0.064 5 |
P··1·=0.537 7 | P10··=0.376 3 | P1·0·=0.301 1 | P0·10=0.215 0 | P0·11=0.064 6 | P1·00=0.096 8 | P0110=0.129 0 |
P…1=0.559 2 | P1··0=0.172 1 | P·10·=0.225 9 | P1·01=0.204 3 | P1·10=0.075 3 | P1·11=0.182 8 | P0111=0.032 3 |
— | P·1·0=0.236 6 | P··10=0.290 3 | P·000=0.064 5 | P·001=0.172 0 | P·010=0.139 8 | P1000=0.064 5 |
— | P11··=0.182 9 | P1·1·=0.258 1 | P·011=0.161 3 | P·100=0.086 1 | P·101=0.139 8 | P1001=0.129 0 |
— | P1··1=0.387 1 | P·11·=0.236 6 | P·110=0.150 5 | P·111=0.086 1 | — | P1010=0.053 8 |
— | P·1·1=0.225 9 | P··11=0.247 4 | — | — | — | P1011=0.129 0 |
— | — | — | — | — | — | P1100=0.032 3 |
— | — | — | — | — | — | P1101=0.075 3 |
— | — | — | — | — | — | P1110=0.021 5 |
— | — | — | — | — | — | P1111=0.053 8 |
表6
二级安全风险因素耦合值计算结果
序号 | 耦合因素 | 耦合情景 | 风险耦合值 |
---|---|---|---|
1 | 人机 | H1+M1 | 0.022 73 |
H2+M1 | 0.045 47 | ||
2 | 人环 | H1+E | 0.008 52 |
H2 E | 0.012 78 | ||
3 | 机环 | M1+E | 0.001 60 |
4 | 机管 | M1+M2 | 0.004 17 |
M1+M3 | 0.008 33 | ||
5 | 环管 | E+M2 | 0.011 20 |
E+M3 | 0.022 40 | ||
6 | 人管 | H1+M2 | 0.011 07 |
H1+M3 | 0.022 13 | ||
P2+M2 | 0.005 53 | ||
P2+M2 | 0.027 67 | ||
7 | 人机环 | H2+M1+E | 0.099 50 |
8 | 人机管 | H1+M1+M2 | 0.039 77 |
H2+M1+M3 | 0.019 89 | ||
H2+M1+M2 | 0.079 54 | ||
9 | 人环管 | H1+E+M2 | 0.012 28 |
H1+E+M3 | 0.036 85 | ||
H2+E+M2 | 0.024 57 | ||
H2+E+M3 | 0.073 70 | ||
10 | 机环管 | M1+E+M2 | 0.017 03 |
M1+E+M3 | 0.034 07 | ||
11 | 人机环管 | H1+M1+E+M2 | 0.051 56 |
H1+M1+E+M3 | 0.051 56 | ||
H2+M1+E+M2 | 0.051 56 | ||
H2+M1+E+M3 | 0.103 12 |
[1] |
doi: 10.1108/ECAM-12-2019-0726 |
[2] |
|
[3] |
doi: 10.1016/j.aei.2015.03.002 |
[4] |
doi: 10.1016/j.aei.2018.06.011 |
[5] |
阎向林. 盾构掘进风险评估模型[J]. 铁道科学与工程学报, 2022, 19(8):2453-2460.
|
|
|
[6] |
姚浩, 周红波, 蔡来炳, 等. 软土地区土压盾构隧道掘进施工风险模糊评估[J]. 岩土力学, 2007, 28(8):1753-1756.
|
|
|
[7] |
|
[8] |
doi: 10.1016/j.ssci.2018.01.009 |
[9] |
|
[10] |
|
[11] |
doi: 10.1111/j.1539-6924.2012.01829.x pmid: 22571494 |
[12] |
|
[13] |
doi: 10.1080/19475705.2020.1785956 |
[14] |
黄靓钰, 阳军生, 张聪, 等. 基于BP神经网络的水下岩溶地层盾构掘进参数预测与分析[J]. 土木工程学报, 2020, 53(增1):75-80.
|
|
|
[15] |
|
[16] |
doi: 10.1007/s12205-018-0912-y |
[17] |
陈辉华, 李瑚均, 户晓栋. 地铁盾构掘进安全影响因素及事故致因模型[J]. 铁道工程学报, 2020, 37(5):87-92.
|
|
|
[18] |
|
[19] |
钱王苹, 漆泰岳, 乐弋舟, 等. 盾构隧道下穿高速铁路的安全因素分析及应用[J]. 铁道科学与工程学报, 2017, 14(11):2282-2289.
|
|
|
[20] |
李蒙, 龚雨洁, 余宏亮. 隧道盾构施工关键风险因素辨识研究[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(6):141-146.
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.06.024 |
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2018.06.024 |
|
[21] |
|
[22] |
pmid: 9963176 |
[23] |
|
[24] |
|
[25] |
|
[26] |
|
[27] |
罗帆, 刘堂卿. 基于N-K模型的空中交通安全耦合风险分析[J]. 武汉理工大学学报, 2011, 33(2):267-270.
|
|
|
[28] |
杨婷, 帅斌, 黄文成. 基于N-K模型的道路危险品运输系统耦合风险分析[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(9):132-137.
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.09.021 |
doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.09.021 |
|
[29] |
doi: 10.1016/S0048-7333(99)00064-5 |
[30] |
侯公羽, 刘伟, 李乐, 等. 多风险因素耦合的地铁施工安全系统脆弱性分析[J]. 土木工程学报, 2022, 55(2):111-119.
|
|
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
吴贤国, 吴克宝, 沈梅芳, 等. 基于N-K模型的地铁施工安全风险耦合研究[J]. 中国安全科学学报, 2016, 26(4):96-101.
|
|
[1] | 胡立伟, 贺雨, 侯智, 张瑞杰, 陈琛, 刘冰. 山区高速公路交通事故风险多维度耦合研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 17-27. |
[2] | 李一可, 张洪海, 石宗北, 周锦伦. 基于N-K-FRAM的空中交通运行安全风险耦合机制[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 175-185. |
[3] | 戢晓峰, 李金, 卢梦媛, 韩春阳, 覃文文. 考虑乡镇集市影响的穿村镇公路事故风险因素辨识[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(5): 214-222. |
[4] | 徐孝民, 李伟, 黄胜忠. 黄河流域环境风险因素的时空演变及影响因素分析[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(3): 206-215. |
[5] | 王秉, 王兵, 廖慧敏. 元宇宙安全的内涵及治理路径研究[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(2): 2-7. |
[6] | 张超, 翁文国, 陈勇, 代宝乾, 秦挺鑫. 城市安全风险特征及对风险管理的启示[J]. 中国安全科学学报, 2024, 34(1): 223-230. |
[7] | 赵雷通, 刘鑫, 闫换换. 基于CRM模型的障碍物遮蔽安全风险研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(S1): 150-155. |
[8] | 孙殿阁. 基于数字孪生技术的民用机场安全管理系统构建[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(S1): 222-227. |
[9] | 吴真真, 杨文涛, 王曦, 任遐. 社区安全发展评估体系研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(S1): 249-255. |
[10] | 王秉, 王渊洁, 张志宏. 压电安全管理及其模型[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(9): 1-9. |
[11] | 王海英, 楚林, 许建. 融合N-K模型的复杂网络架桥机施工安全风险因素分析[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(9): 10-17. |
[12] | 李新宏, 付雅倩, 刘亚洲, 韩子月, 张认认. 基于Copula-BN的海上船舶碰撞风险评估方法[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(9): 204-213. |
[13] | 陈芳, 崔庆敏, 向千秋. 基于动态贝叶斯网络的民航空中停车事件安全风险评估[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(7): 16-23. |
[14] | 陈伟, 田仪帅, 赵卓雅, 王艳华, 郭道远. 强降雨下地铁车站施工安全风险演化推理研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(6): 135-143. |
[15] | 王艾迪, 邢莹莹, 张诗雯, 陆键. 基于关联规则的危险品公路运输事故风险因素研究[J]. 中国安全科学学报, 2023, 33(6): 159-165. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||