侯軍軍(中國兵器工業北方勘察設計研究院有限公司,福建 廈門 361000)
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基于巖土工程風險分析及應用研究
侯軍軍
(中國兵器工業北方勘察設計研究院有限公司,福建廈門361000)
摘要:隨著經濟的發展和社會的進步,巖土工程在人類社會生活中發揮著越來越重要的作用。巖土工程施工過程中,由于環境因素的不確定,使其呈現復雜的特性。所以,進行有效巖土工程風險分析是有必要的,設定科學合理的參數,以增大工程建設的安全系數。本文主要論述了巖土工程的特點,并分析了巖土工程的風險及其應用。
關鍵詞:巖土工程;風險分析;應用
巖土工程是土木工程中的一部分,它集巖石力學、地質學、土力學等眾多學科于一體。通常,巖土工程建設大多屬于社會發展基本設施的范疇,因而要求巖土工程的安全性、耐用性。巖土工程的施工建設中,存在較多的風險,主要受到自然因素、認為因素的影響。為此,加強巖土工程施工的安全性是重中之重,對巖土工程的風險進行深入分析具有必要性。
巖土工程主要包括巖體和土體兩方面。由于巖土歷經歲月的洗禮而逐漸形成,其性質具有不確定性,使得巖土工程具有與眾不同的特性,主要表現在三方面:一是結構的不均性、向異性;二是物理力學方面的非線性;三是巖土材料的不確定性。
隨著社會的發展,巖土工程對人類社會越來越發揮著重要作用,同時人類社會對巖土工程安全性的要求也越來越高。巖土工程的不確定性主要表現在:其一,施工現場巖土指標與實驗室的巖土指標判別具有不確定性;其二,巖土工程相關計算理論、方法具有不確定性,可能影響計算結果;其三,巖土工程受力過程中,力的分布及作用大小難以確定。
由此可見,巖土工程施工中存在著較多不確定性因素,可能引發風險問題,影響巖土工程施工。所以有關人員有必要充分認識和掌握巖土工程的特性,以增強安全意識,防范風險。
(一)主要分析方法
長期以來,我國巖土工程風險分析的主要方法是定值論,利用安全系數而預測建設施工的風險程度。此種風險分析方法,雖然在我國持續使用一段時間,但隨著社會的發展和科學技術的進步,此方法難以更好滿足巖土工程風險分析的需要。為此,我國巖土工程工作者需要探尋新型有效的風險分析方法。巖土工程項目體系較為龐大,其施工問題可能涉及到眾多領域的多方面,所以某一環節的失誤都可以直接影響到施工的整體質量。要想確保巖土工程建設施工的安全性、可靠性,不僅需要巖土工程工作者探尋有效的風險分析方法,而且要求施工人員增強風險意識,明確風險評估目的,在施工環節中嚴格遵守相關操作標準,確保工程施工的安全可靠性。
(二)主要分析內容
目前,我國巖土工程風險分析的內容主要包括兩方面:一是安全系數;二是設計參數。首先,關于安全系數的分析,有利于提高巖土工程建設施工的安全性,為施工提供更多安全保障;其次,參數的設計能夠為工程建設提供重要指導,使施工人員嚴格按照相關參數進行施工,為安全施工奠定基礎。
1 安全系數
巖土工程施工中,具有較多不確定性因素,對施工安全產生重大影響。首先,施工現場外界的環境直接影響著施工條件,進而影響施工的安全與穩定;其次,氣候的變化關系到巖土的整體特性;最后,不同的土質影響巖土工程的施工方法。因此,巖土工程施工人員在施工過程中必須做好足夠的安全措施準備,以更好應對突發狀況,增大施工的安全系數,減少意外事故的發生。通常,巖土工程安全系數是由系統運行能力下限和所需估值上限而決定的。
2 設計參數
設計參數是巖土工程風險分析的又一主要內容。由于巖土工程對社會基礎設施建設的安全性、耐用性發揮著重要影響,因而參數設計應該具有嚴格的標準,為施工提供重要依據,確保施工安全。設計參數工作固然重要,但是確定設計參數是否符合施工要求的工作更為關鍵。這就要求相關工作人員必須對相關參數進行精確驗證,為安全施工奠定有利基礎。通常,工作人員利用擬合度檢驗而驗證設計參數是否符合施工要求。
風險識別:對風險的來源、特性和行為以及現象有關的不確定性進行鑒別。
風險的量化和度量:利用主客觀概率,對產生錯誤的可能性進行評估。對風險源及其可能產生的影響進行分析,計算風險概率值。
風險評價:對上述風險評價過程和風險管理進行有機銜接。
風險決策:選擇接受還是規避。評估每種決策方案的成本、效益和風險,包括成本核算、社會經濟、環境政治等。
風險管理:對可能存在的風險因素進行量化估計,構建風險模型,制定風險決策。
(一)方法確定
長期以來,我國采用定值論的方法進行巖土工程風險分析。但是,隨著社會的發展和科技的進步,定值論方法不能更好滿足巖土工程風險分析精確的要求,因而我國有關人員需要進一步探索巖土工程風險分析方法。在長期的巖土工程風險分析實踐中,許多工程師將概率和定值論相結合的方法得到認同,其方法對風險分析更為有效,有力保障了巖土工程的安全施工。
(二)風險評估
通常,利用巖土工程風險分析而進行一系列評估活動,需要從多角度出發。在巖土工程施工,可能存在許多不正常事件,對施工安全產生重要影響。從風險分析角度對事件可能產生的后果及其影響進行科學評估。完善的風險分析系統能夠對巖土工程施工風險作出正確評估,反映環境破壞、經濟損失、社會影響等眾多方面,有效兼顧經濟效益與社會效益的統一。
(三)施工對策
巖土工程施工中,要想確保安全,必須采取有效措施以規避風險。首先,有關人員對施工區域巖土性質進行深刻分析,使施工者了解該地區巖土的整體特性,進而提出有效的施工方案。其次,工程師利用科學合理的風險分析方法對巖土工程施工中可能存在的風險問題進行分析,確保施工者針對安全隱患而做好萬全的準備工作。再次,設計參數人員必須根據巖土工程的施工實際情況而進行參數設計,并對參數進行反復校驗。第四,巖土工程風險分析應該與現代信息技術緊密結合,力求風險分析的精確,深入挖掘施工中的不確定性因素,加強對風險源的識別和風險參數的確定。第五,相關人員加強對施工不確定性因素的辨識。一方面,不斷提高自身的技術能力;另一方面,積極積累工作經驗。最后,核實參數是否符合施工要求的工作人員,必須嚴格遵守相關標準而開展審核工作,既是對國家經濟和人民生命財產的負責,又是對自身工作職責的負責。
首先,在開展巖土工程風險分析工作之前,必須要制定合理的分析方法,這樣才能夠使分析工作有序進行。在制定分析方法時,需要根據工程的實際情況,采用合理有效的分析方法。一般工程人員都會從定值法和概率法入手,全面分析風險存在的可能性,為采取有效的方法創造條件。在選定好分析方法之后,需要運用風險評估體系,分析可能導致風險的所有因素,包括施工對環境、經濟和社會造成的損失等;此外,還要對其他不確定參數進行分析,從而做出正確的施工決策,使施工工作順利進行。在完成全部的風險分析工作之后,就需要結合巖土工程的實際要求,采取相應的防范措施或技術措施保證建筑工程的安全,提高工程質量。
社會的發展和時代的進步,促使建筑行業快速發展,且在人類社會發展中越來越發揮著重要的作用。巖土工程多為社會發展的基本設施,使巖土工程的施工建設中必須確保較高的安全性和耐用性,這對于巖土工程施工建設工作者而言是一項挑戰。在巖土工程施工中,較多不確定性因素引發眾多安全隱患,影響施工安全。為此,相關人員有必要加強對施工風險的分析,增強風險意識,提高施工安全,確保社會效益、經濟效益。
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