芻議可靠性理論在水利建筑施工安全領(lǐng)域的應(yīng)用

鐘瑞喜

(山西省水利建筑工程局，山西 太原　030006)

芻議可靠性理論在水利建筑施工安全領(lǐng)域的應(yīng)用

鐘瑞喜

(山西省水利建筑工程局，山西 太原030006)

【摘要】安全施工是水利工程得以順利進行的基礎(chǔ),也為施工質(zhì)量創(chuàng)造了有利條件。隨著水利工程規(guī)模的不斷擴大以及施工難度的加大,安全管理就更為重要。水利建筑施工安全管理系統(tǒng)是施工過程中避免事故發(fā)生、盡量減少事故損失的重要安全控制途徑。在原有的管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，引入了可靠性理論分析，通過對安全因素進行量化的方式，提升安全管理、控制的針對性和目標性，從而提升水利建筑施工安全管理工作效能。

【關(guān)鍵詞】水利建筑施工；安全管理；可靠性理論；工作效能

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，水利建筑行業(yè)也迎來了空前的發(fā)展，在高速發(fā)展的背后，相應(yīng)的問題也隨之產(chǎn)生。施工技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致施工作業(yè)難度加大，而從業(yè)人員的素質(zhì)卻普遍不高，再加上一些建筑項目處于施工環(huán)境非常惡劣的地區(qū)，因此水利建筑施工行業(yè)也成為了安全事故頻發(fā)的行業(yè)，被業(yè)內(nèi)稱之為“高?！毙袠I(yè)。為了進一步減少水利建筑施工行業(yè)安全事故的發(fā)生，越來越多的專家和學(xué)者開始對水利建筑施工安全工作領(lǐng)域進行研究，引入可靠性理論，并應(yīng)用到水利建筑施工安全事故預(yù)防和應(yīng)急處理中。

1可靠性理論分類

可靠性理論按照其內(nèi)容及原理，共分為四個學(xué)科，它們均對應(yīng)著不同的領(lǐng)域和范疇，一是可靠性數(shù)學(xué)，屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)的范疇，常常被應(yīng)用于可靠性的數(shù)據(jù)收集、分析等方面；二是可靠性物理，也被稱之為失效物理，它主要是從根本上尋找不可靠或者不穩(wěn)定因素，從而提高產(chǎn)品的可靠性；三是可靠性工程，這是一門集可靠性設(shè)計、可靠性預(yù)計、可靠性試驗、可靠性評估、可靠性檢驗、可靠性控制、可靠性維修及失效分析等多種方法于一體的包含了許多工程技術(shù)的邊緣性工程學(xué)科，由于在不同領(lǐng)域中可靠性工程所處理的具體問題有所不同，內(nèi)容也會有差異，但都是以系統(tǒng)、綜合的方法和長遠的眼光來研究問題，不僅重視技術(shù)，也重視管理，其目的是取得系統(tǒng)的最大經(jīng)濟效益和保證運行的安全可靠；四是可靠性教育與管理，這門學(xué)科主要研究如何推行可靠性活動，屬于一門保障類的科學(xué)。

不同的學(xué)科，主要針對不同的領(lǐng)域，擁有著不一樣的功能和作用，本文所述可靠性理論在水利建筑施工安全領(lǐng)域的應(yīng)用研究中，主要是基于可靠性工程學(xué)科的相關(guān)理論和方法，對建設(shè)施工安全生產(chǎn)事故的防范和應(yīng)急處理系統(tǒng)進行研究，通過對相關(guān)措施進行可靠性處理，為水利建筑施工安全管理系統(tǒng)的優(yōu)化提供一定的理論依據(jù)。

2水利建筑施工安全管理系統(tǒng)的可靠度分析

隨著我國對安全生產(chǎn)工作的逐步重視，安全生產(chǎn)標準化逐漸建立并實施，安全管理系統(tǒng)在各個水利建筑施工項目上已見雛形，安全管理系統(tǒng)也成為了施工安全領(lǐng)域必不可少的一項內(nèi)容。那么什么是水利建筑施工安全管理系統(tǒng)呢？筆者認為，水利建筑施工安全管理系統(tǒng)是在施工過程中，為了最大限度地避免和防止事故的發(fā)生，或者一旦發(fā)生事故，第一時間應(yīng)對和處理事故的一些安全措施和手段。目前我國水利建筑施工安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要架構(gòu)如圖1所示。

圖1　安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)架構(gòu)

從圖1可以看出，水利建筑施工安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要分成兩大部分：第一部分是事故的預(yù)防，是為了采取相應(yīng)的措施杜絕或者盡量避免事故的發(fā)生；第二部分是一旦發(fā)生事故的響應(yīng)和處理機制。根據(jù)可靠性工程學(xué)科理論，圖1可以轉(zhuǎn)變?yōu)閳D2。

圖2　建筑施工安全系統(tǒng)任務(wù)可靠性模型框

從圖1、圖2可以看出，整個水利建筑施工安全管理系統(tǒng)的兩大部分是并聯(lián)關(guān)系，第二部分的三大子內(nèi)容為串聯(lián)關(guān)系，它們在工程施工現(xiàn)實應(yīng)用中，有一定的先后關(guān)系，三大子內(nèi)容只有在全部可靠的前提下，第二大部分才是安全可靠的?？煽慷瓤梢杂孟率奖硎荆?/p>

RO=1-(1-RA)(1-RB)

RB=RB1·RB2·RB3

其中，RA為第一部分的可靠度，RB為第二部分的可靠度；RB1為事故預(yù)警的可靠度，RB2為應(yīng)急反應(yīng)的可靠度，RB3事故控制及處理的可靠度。

3可靠性理論在工程中應(yīng)用的理論分析

由以上對建筑工程安全系統(tǒng)任務(wù)的可靠度分析可見，建筑工程安全管理系統(tǒng)的可靠性受兩部分的影響，下面重點介紹可靠性理論在事故預(yù)防方面的實際應(yīng)用。

在建筑工程施工中，導(dǎo)致事故發(fā)生的因素一般可以分為三類：人的不安全因素，物的不安全因素，環(huán)境的不安全因素。我們假設(shè)事故預(yù)防的可靠度為RA，人的不安全因素為RA1,物的不安全因素為RA2，環(huán)境的不安全因素為RA3，則有：

RA=RA1·RA2·RA3

要想將事故預(yù)防的可靠度提升上去，就需要將三個可能導(dǎo)致事故發(fā)生因素的可靠度全部提升上來。在實際施工中RA1、RA2、RA3是不斷變化的，而且不同的項目、不同的環(huán)境，其變動的主要因素也不相同，例如：在建筑工程外業(yè)現(xiàn)場的腳手架施工中，工人的素質(zhì)、知識量、身心健康狀況都會直接影響到RA1，如果素質(zhì)低、知識量小、身心健康欠佳，就會直接導(dǎo)致RA1下降，這時就應(yīng)該強化對員工的教育和培訓(xùn)；而如果腳手架所處邊坡松動、地面不平或腳手架本身不穩(wěn)固，這時就要加強物體本身的防護措施，強化其穩(wěn)定性；如果是高溫的夏季中午作業(yè)，這時RA3就會下降，就應(yīng)該采取相應(yīng)的降溫防暑措施，確保人員的安全，從而防止事故的發(fā)生。

為避免事故發(fā)生，在工程施工期間，可以對相應(yīng)的因素進行量化處理，并設(shè)定一個安全的量化可靠度，每一個時期、每一個階段、每一個項目、每一個施工部位都擁有不一樣的可靠度，這樣，當某一因素降到目標可靠度以下時，只需要采取相應(yīng)的措施，提升對應(yīng)因素的可靠度，就可以最大限度地做好事故預(yù)防工作，從而最大可能地避免安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

4可靠性理論在工程中的應(yīng)用案例

本文以東山供水9號隧洞出口段的工程施工安全管理為例。該施工段采用爆破法和TBM掘進施工相結(jié)合的施工方法，以TBM掘進施工為主。9號隧洞出口段全長15460.44m，采用TBM掘進施工段長為14635.44m，圓形斷面，開挖直徑4.16.m。襯砌為C45W8F150預(yù)制混凝土管片拼裝結(jié)構(gòu)，單管片為六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)，厚25cm，寬1.2m，四片管片組成一環(huán)。根據(jù)施工內(nèi)容、位置的不同，從施工安全管理的角度，可以分為三個部位：預(yù)制廠施工安全管理區(qū)、洞外施工安全管理區(qū)、洞內(nèi)施工安全管理區(qū)，每個施工安全管理區(qū)都可以作為一個單獨的建筑施工安全管理系統(tǒng)。結(jié)合工程現(xiàn)場預(yù)制混凝土管片生產(chǎn)以及安全管理實際情況，再將預(yù)制廠施工安全管理系統(tǒng)進行細致性劃分，并運用可靠性理論進行分析。工作流程如圖3所示。

圖3　現(xiàn)場預(yù)制混凝土管片工藝流程①、②、⑤——通過滾道滾動來完成模具在流水線作業(yè)運轉(zhuǎn)的目的；③、④——通過平移車托運來完成滾道和蒸養(yǎng)窯之間的運轉(zhuǎn)

從施工工藝角度看，預(yù)制廠施工安全管理系統(tǒng)可以再次劃分為鋼筋作業(yè)區(qū)安全管理子系統(tǒng)、澆筑混凝土安全管理子系統(tǒng)、蒸汽鍋爐安全管理子系統(tǒng)等八個子系統(tǒng)，在這里重點運用可靠性理論對蒸汽鍋爐的安全管理進行分析(見圖4)。

圖4　蒸汽鍋爐安全管理與系統(tǒng)架構(gòu)

蒸汽鍋爐安全的可靠度為R，人的因素的可靠度為R1，蒸汽鍋爐的定期安全檢驗可靠

蒸汽鍋爐安全因素量化處理表

環(huán)境因素：暑天、冰凍天采取相應(yīng)安全防護措施其可靠度為1，未采取相應(yīng)的安全防護措施其可靠度為0.8。在鍋爐安全管理時，可以設(shè)定鍋爐的安全可靠度為0.8，一旦出現(xiàn)R=R1R2R3<0.8的情況，就可以針對可靠度低的項目采取相應(yīng)的安全措施。

5結(jié)語

將可靠性理論引入到水利建筑施工安全領(lǐng)域中，可以非常直觀地看到影響工程施工安全的最重要因素，正所謂打蛇打七寸，抓藥要對癥，在水利建筑施工的安全工作中，只要解決了影響建筑工程施工安全的最主要問題，就可以最大限度地避免事故發(fā)生；如果事故不可避免地發(fā)生了，只要抓好事故預(yù)警、應(yīng)急、事故控制及處理的相關(guān)工作，提升薄弱環(huán)節(jié)的可靠度，就可以最大限度地減少事故的損失?？梢?，可靠性理論在水利建筑施工安全領(lǐng)域的應(yīng)用，可以大大提高水利建筑施工安全工作效率，進一步提高水利建筑施工安全保障效能，同時對優(yōu)化安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和有效開展施工事故預(yù)防及應(yīng)急處理工作具有非常重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻

[1]左東紅,貢凱青.安全系統(tǒng)工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[2]周文富.淺析施工現(xiàn)場安全現(xiàn)狀及應(yīng)對措施[J].山西建筑,2008(17).

[3]楊靜,向曉東,吳高明,等.可靠性分配理論在系統(tǒng)安全目標實現(xiàn)中的應(yīng)用[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2007(12).

Discussion on the application of immature reliability theory in

water conservancy construction safety domain

ZHONG Ruixi

(ShanxiWaterConservancyConstructionEngineeringBureau,Taiyuan030006,China)

Abstract:Safety construction is the foundation for smooth progress of water conservancy project, and it also creates favorable conditions for construction quality. Safety management is more important with the continuous expansion of water conservancy project scale and increase of construction difficulty. Water conservancy construction safety management system is an important safety control approach to avoid accident and reduce accident loss in the construction process. Reliability theory analysis is introduced on the basis of original management system. The pertinence and target performance of safety management and control are improved through quantifying safety factors, thereby improving the efficiency of water conservancy building construction safety management work.

Key words:water conservancy construction; safety management; reliability theory; work efficiency

中圖分類號：TV512

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8241(2015)12-0055-03

DOI:10.16617/j.cnki.11- 5543/TK.2015.12.016