地下水封石油洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)評估與控制

郭順利 劉 杰 于 峰 姚元濤 楊 華

(1.黃島國家石油儲備基地有限責(zé)任公司，山東 青島 266426； 2.山東大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心，山東 濟(jì)南 250061； 3.武警水電三峽工程指揮部，湖北 武漢 430000)

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地下水封石油洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)評估與控制

郭順利1劉 杰2于 峰1姚元濤3楊 華1

(1.黃島國家石油儲備基地有限責(zé)任公司，山東 青島 266426； 2.山東大學(xué)巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心，山東 濟(jì)南 250061； 3.武警水電三峽工程指揮部，湖北 武漢 430000)

以我國首個(gè)大型水封石洞油庫為背景，評估了地下水封石油洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)，分析總結(jié)了施工風(fēng)險(xiǎn)評估方法和控制理論，并將其運(yùn)用在洞庫施工過程中，證明了該風(fēng)險(xiǎn)控制體系在工程實(shí)踐中的有效性。

地下水封石油洞庫，風(fēng)險(xiǎn)因子，風(fēng)險(xiǎn)評估，風(fēng)險(xiǎn)控制

0 引言

石油存儲和供應(yīng)對保障國家發(fā)展、維持社會運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要作用。隨著我國的不斷發(fā)展和對石油需求的日益增加，我國石油消耗需大量進(jìn)口，這使我國在應(yīng)對國際政治、經(jīng)濟(jì)和軍事動蕩時(shí)面臨能源挑戰(zhàn)。建設(shè)石油戰(zhàn)略儲備庫有利于保障國內(nèi)穩(wěn)定，減輕石油對外依賴。地下水封石油洞庫又以其安全性高、成本低、地域適應(yīng)性強(qiáng)、庫存規(guī)模大、易擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)受到各國的青睞[1,2]。

地下水封石油洞庫在中國的建設(shè)尚屬起步，且施工難度大，工程設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)少，相關(guān)規(guī)范不完善，建設(shè)過程中存在著一定的不確定風(fēng)險(xiǎn)因素，因此進(jìn)行地下水封石油洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)評估與控制研究有重要作用[3]。

本文結(jié)合我國首座大型地下水封石油洞庫工程施工，開展了洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)評估與控制研究，進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)因子識別，對其重要性和引發(fā)功能失效概率進(jìn)行調(diào)查分析評估。研究結(jié)果不僅可以提高地下水封石油洞庫風(fēng)險(xiǎn)管理與控制水平，而且豐富了地下工程風(fēng)險(xiǎn)評估與控制研究內(nèi)容。

1 施工風(fēng)險(xiǎn)評估

1.1 工程施工風(fēng)險(xiǎn)

工程風(fēng)險(xiǎn)是指工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)施工及運(yùn)營期等各階段可能遇到的不安全因素。風(fēng)險(xiǎn)事件可能出現(xiàn)的概率以及該風(fēng)險(xiǎn)事件出現(xiàn)的后果指數(shù)是研究分析工程風(fēng)險(xiǎn)的兩個(gè)重要內(nèi)容。近年來應(yīng)用最多的風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)數(shù)字化定義表達(dá)式如下[4]：

R=f(p,c)。

其中，R為風(fēng)險(xiǎn)值;p為該風(fēng)險(xiǎn)事件可能出現(xiàn)的概率；c為該風(fēng)險(xiǎn)事件出現(xiàn)的后果指數(shù)。

針對地下水封石油洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)評估，本文主要從洞庫結(jié)構(gòu)安全性與水封功能有效性兩個(gè)方面展開。

1.2 施工風(fēng)險(xiǎn)因子辨識

結(jié)合目前現(xiàn)有的相關(guān)理論研究，根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際情況，并通過對勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理單位的意見咨詢，在系統(tǒng)分析施工風(fēng)險(xiǎn)類型、發(fā)生原因和篩選分析基礎(chǔ)上，辨識出地下水封石油洞庫施工主要風(fēng)險(xiǎn)因子，對風(fēng)險(xiǎn)因子表的內(nèi)容進(jìn)行了分類匯總，見表1。

1.3 施工風(fēng)險(xiǎn)評估

施工風(fēng)險(xiǎn)分析是指在風(fēng)險(xiǎn)識別的基礎(chǔ)之上，建立綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)概率和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后果的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，依據(jù)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析評價(jià)，判斷風(fēng)險(xiǎn)是否可以接受，為風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對與監(jiān)控提供科學(xué)依據(jù)，以確保工程項(xiàng)目順利進(jìn)行。

在風(fēng)險(xiǎn)分析中，風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則表示在規(guī)定某階段內(nèi)可接受或可管理的風(fēng)險(xiǎn)水平。對風(fēng)險(xiǎn)因素的分析和等級劃分決定了工程中各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)需采取的管理控制措施，在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)須制定風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則，見表2。

表1 洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)因子匯總表

表2 風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則

風(fēng)險(xiǎn)等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括風(fēng)險(xiǎn)概率等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)損失等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)施工風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)的原則，參考我國有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確定了相關(guān)等級標(biāo)準(zhǔn)，見表3,表4。

表3 事故發(fā)生概率等級標(biāo)準(zhǔn)

表4 經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡等級標(biāo)準(zhǔn)

通過定性、定量或定性與定量相結(jié)合的指標(biāo)對系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行等級劃分，得到風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)見表5，為風(fēng)險(xiǎn)決策和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對提供依據(jù)。

表5 風(fēng)險(xiǎn)等級標(biāo)準(zhǔn)

在風(fēng)險(xiǎn)識別的基礎(chǔ)上，評價(jià)分析對比風(fēng)險(xiǎn)因子的重要性與發(fā)生概率是風(fēng)險(xiǎn)評估的重要內(nèi)容[5]。通過上述分析方法，得到了高度及以上風(fēng)險(xiǎn)因子：結(jié)構(gòu)安全性方面包括：地應(yīng)力、爆破方案、主洞室設(shè)計(jì)形狀大小、洞室設(shè)計(jì)埋深、錨桿布設(shè)方式、巖性共6個(gè)高度風(fēng)險(xiǎn)因子；水封有效性方面包括：水幕注水壓力、水位、主洞室設(shè)計(jì)埋深、注漿效果、結(jié)構(gòu)面張開度等風(fēng)險(xiǎn)因子。

2 施工風(fēng)險(xiǎn)控制

2.1 風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測及信息管理

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)檢測分析。風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測一般通過超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、監(jiān)控量測和現(xiàn)場觀察、檢查等手段隨著施工進(jìn)程密切跟蹤已識別的風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)識別新的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析與評估，風(fēng)險(xiǎn)處理措施的評價(jià)與調(diào)整。

對評估為中度及以上等級的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)制定風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測實(shí)施方案。風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測實(shí)施方案應(yīng)明確風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測的主要內(nèi)容、采用的監(jiān)測方式或手段和主要風(fēng)險(xiǎn)因素及其判別指標(biāo)。風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測應(yīng)有詳細(xì)記錄，每天上報(bào)相關(guān)管理管轄單位，定期提交風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測成果報(bào)告。

風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測成果報(bào)告應(yīng)在匯總相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對下述內(nèi)容進(jìn)行說明：

1)工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)處理措施實(shí)施進(jìn)度，實(shí)施效果，是否需要新的風(fēng)險(xiǎn)處理措施；

2)對工程整體目標(biāo)實(shí)現(xiàn)可能性的預(yù)期分析是否仍然成立；

3)工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展變化是否與預(yù)期的一致；

4)已識別的工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生情況；

5)是否出現(xiàn)了新的風(fēng)險(xiǎn)因素。

圖1為項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理流程圖。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)分析預(yù)警與處置

建立風(fēng)險(xiǎn)事件關(guān)鍵指標(biāo)管理。通過分析風(fēng)險(xiǎn)成因，找出關(guān)鍵成因，分析確定導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)該成因的定性描述或具體數(shù)值，確定關(guān)鍵指標(biāo)。根據(jù)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，建立風(fēng)險(xiǎn)分級預(yù)警系統(tǒng)。

跟蹤監(jiān)測關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)和變化趨勢，一旦達(dá)到預(yù)警狀態(tài)，系統(tǒng)立即啟動相應(yīng)預(yù)案，組織處理。預(yù)警狀態(tài)期間，施工單位應(yīng)及時(shí)向相關(guān)單位報(bào)告監(jiān)測、處理情況，設(shè)計(jì)應(yīng)及時(shí)調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)處理措施，由項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)組織相關(guān)單位進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)決策和組織實(shí)施，并報(bào)風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)導(dǎo)小組。解除風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警狀態(tài)應(yīng)由施工單位提交消警報(bào)告，經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)后報(bào)送項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)審批。

制定風(fēng)險(xiǎn)控制方案。方案包括各種風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測預(yù)案、動態(tài)施工處理措施和關(guān)鍵施工技術(shù)預(yù)案、關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)監(jiān)測預(yù)案、信息收集、反饋和快速反應(yīng)等預(yù)案。對于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率大、后果損失嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)事件，控制方案的確定應(yīng)當(dāng)在專家組集思廣益的基礎(chǔ)上，綜合分析技術(shù)方案各方面影響進(jìn)行論證決策。

3 結(jié)語

本文依托我國首個(gè)大型水封石洞油庫的建設(shè)過程，通過研究分析得到以下成果：辨識了地下水封石油洞庫施工風(fēng)險(xiǎn)因子；得到了影響程度為高度及以上風(fēng)險(xiǎn)因子；形成了施工風(fēng)險(xiǎn)控制管理流程；建立了地下水封石油洞庫工程施工風(fēng)險(xiǎn)評估與控制指導(dǎo)體系。

[1] 錢七虎.國家石油儲備庫應(yīng)建于地下[N].科學(xué)時(shí)報(bào),2007-03-14.

[2] 王夢恕,楊 森.地下水封巖洞油庫是儲存油品的最好型式[A].中國土木工程學(xué)會第十屆隧道及地下工程分會第十三屆年會[C].2004.

[3] 錢七虎,戎曉力.中國地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理的現(xiàn)狀、問題及建議[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2008,27(4):649-655.

[4] 范益群,鐘萬勰,劉建航.時(shí)空效應(yīng)理論與軟土基坑現(xiàn)代設(shè)計(jì)概念[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000,40(S1):49-53.

[5] 王者超,陸寶麒,李術(shù)才,等.地下水封石油洞庫施工期安全風(fēng)險(xiǎn)評估研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2015(6):1057-1067.

Risk assessment and control of underground water seal oil caverns

Guo Shunli1Liu Jie2Yu Feng1Yao Yuantao3Yang Hua1

(1.HuangdaoOilReserveBaseLimitedCompany,Qingdao266426,China; 2.GeotechnicalandStructuralEngineeringResearchCenter,ShandongUniversity,Jinan250061,China; 3.TheThreeGorgesProjectCommandPostofArmedPoliceHydropowerTroops,Wuhan430000,China)

Based on the China’s first large underground crude oil storage caverns, the risk source and risk assessment of the cavern construction are studied. And the construction risk assessment and control system result is made. The research results have been used in the construction process, which proves the validity of the research in engineering practice.

underground crude oil storage cavern, risk source, risk assessment, risk control

1009-6825(2017)14-0248-02

2017-03-04

郭順利(1964- ),男,經(jīng)濟(jì)師; 劉 杰(1988- ),男,在讀碩士; 于 峰(1981- )，男,工程師; 姚元濤(1980- )，男，工程師; 楊 華(1979- ),男,工程師

TU714

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