一種基於HAZOP‑離準度的盾構推進地表形變風險分析方法與流程
2023-05-17 05:20:56
本發明涉及地表形變
技術領域：
，尤其涉及一種基於hazop-離準度的盾構推進地表形變風險分析方法。
背景技術：
：目前，公知的hazop(危險與可操作性，hazardandoperabilityanalysis)法是一種簡單的定性分析方法，大多應用於化工行業。採用不同專業領域專家的「頭腦風暴」法，通過引導詞激發設計人員、安全專業人員和操作人員等不同專業領域人員的想像力，使他們能夠辨識設備的潛在危險性，以採取措施排除影響系統正常運行和人身安全的隱患。但是，公知的hazop法目前大多處於定性分析階段，無法滿足對分析結果定量、直觀處理的要求，而且尚未應用到盾構施工領域。技術實現要素：針對上述問題，本發明的目的在於提供一種基於hazop-離準度的盾構推進地表形變風險分析方法，能夠對風險因素進行定性和定量分析。為了解決
背景技術：
中所存在的問題，本發明的技術方案為：一種基於hazop-離準度的盾構推進地表形變風險分析方法，包括：1)、確定盾構隧道施工中風險因子的標準取值及其範圍；2)、獲取風險因子參數的實際監測值；3)、根據hazop方法以及風險因子參數實際監測值，對盾構隧道施工情況進行分析，獲取風險因子參數的偏差、基礎離準度、總離準度以及後果分析；4)、將風險因子參數的偏差、基礎離準度、總離準度以及後果分析進行匯總，得到風險原因。所述3)具體包括：3.1、根據hazop方法，對盾構隧道施工情況設定引導詞，所述引導詞用於對風險因子參數與標準值的偏差進行定性劃分，得到風險因子參數的偏差；3.2、計算基礎離準度：其中，bd為基礎離準度，a為風險參數實際監測值，s為風險參數標準值，為參數最大允許正偏差，為參數最大允許負偏差，η為保險係數；3.3、計算後果離準度：所述促進和抑制代表風險因子的偏差所導致的後果對盾構隧道引起隆起或沉降的結果；3.4、將後果離準度按照各自的權重進行數據耦合，建立離準度關聯折線圖，通過計算得到總離準度。所述步驟3.4具體包括：a、確定各風險因子參數的權重ωi(i＝1，2，…，n)；b、建立離準度關聯折線圖：首先，按照工藝流程的先後順序，對各風險因子參數進行排序，其權重依次為ω1，ω2，…，ωn；然後建立平面直角坐標系，x軸代表各參數的次序累計權重，y軸代表各參數的後果離準度，其中其中，x為橫軸坐標值，y為縱軸坐標值，ω′i為各參數的次序累計權重，cdi為第i個風險因子參數的後果離準度；其後，將各風險因子參數描繪在平面直角坐標系中，得到折線圖，所述風險因子參數在平面直角坐標系中的坐標為(ω′i，cdi)；最後，計算總離準度：其中，s+為折線圖位於x軸上方圍成的總面積，s-為折線圖位於x軸下方圍成的總面積，為總離準度。所述保險係數為分為正、負保險係數，正、負保險係數的計算方法如下：其中，η+為正保險係數，η-為負保險係數。與現有技術相比較，本發明的有益效果為：本發明提供了一種基於hazop-離準度的盾構推進地表形變風險分析方法，將傳統的hazop定性分析改進為定量分析；通過提出離準度的計算方法，將現有的hazop法改進為兼具定性和定量分析功能的風險分析方法，對風險因素進行定性和定量分析，本發明建立的基於hazop-離準度的盾構施工地表形變的風險分析方法，操作簡單，對於盾構推進階段地表形變的風險預防起到指導作用。進一步地，本發明採用總離準度計算採用面積法，用次序累計權重來耦合相互關聯的風險因素，能夠直觀的將風險因素以及後果映射出來，給施工單位提供參考，對於盾構安全推進、減少風險事故起到指導作用。附圖說明圖1是本發明基於hazop-離準度的盾構推進地表形變風險分析方法方法流程圖；圖2是本發明實施例的流程圖；圖3是本發明實施例盾構機通過階段折線圖；圖4是本發明實施例盾尾通過空隙閉合階段折線圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明做詳細描述。如圖1所示，本發明提供了一種基於hazop-離準度的盾構推進地表形變風險分析方法，包括：1)、確定盾構隧道施工中風險因子的標準取值及其範圍；2)、獲取風險因子參數的實際監測值；3)、根據hazop方法以及風險因子參數實際監測值，對盾構隧道施工情況進行分析，獲取風險因子參數的偏差、基礎離準度、總離準度以及後果分析；具體包括：3.1、根據hazop方法，對盾構隧道施工情況設定引導詞，所述引導詞用於對風險因子參數與標準值的偏差進行定性劃分，得到風險因子參數的偏差；3.2、計算基礎離準度：其中，bd為基礎離準度，a為風險參數實際監測值，s為風險參數標準值，為參數最大允許正偏差，為參數最大允許負偏差，η為保險係數；所述保險係數為分為正、負保險係數，正、負保險係數的計算方法如下：其中，η+為正保險係數，η-為負保險係數。3.3、計算後果離準度：基礎離準度的計算中，為了方便後續確定離準度等級，統一取絕對值。不同因素偏差的離準度對風險後果存在本質影響，定義一種區分不同偏差後果的離準度-後果離準度cd；所述促進和抑制代表風險因子的偏差所導致的後果對盾構隧道引起隆起或沉降的結果；可以根據不同的工程類型和風險參數進行假設，例如，在盾構隧道推進過程中，總推力過大導致地表隆起的後果為「促進」，出土量過大導致地表沉降則為「抑制」。3.4、將後果離準度按照各自的權重進行數據耦合，建立離準度關聯折線圖，通過計算得到總離準度：所述步驟3.4具體包括：a、確定各風險因子參數的權重ωi(i＝1，2，…，n)；b、建立離準度關聯折線圖：首先，按照工藝流程的先後順序，對各風險因子參數進行排序，其權重依次為ω1，ω2，…，ωn；然後建立平面直角坐標系，x軸代表各參數的次序累計權重，y軸代表各參數的後果離準度，其中，其中，x為橫軸坐標值，y為縱軸坐標值，ω′i為各參數的次序累計權重，cdi為第i個風險因子參數的後果離準度；其後，將各風險因子參數描繪在平面直角坐標系中，得到折線圖，所述風險因子參數在平面直角坐標系中的坐標為(ω′i，cdi)；最後，計算總離準度：其中，s+為折線圖位於x軸上方圍成的總面積，s-為折線圖位於x軸下方圍成的總面積，為總離準度。4)、將風險因子參數的偏差、基礎離準度、總離準度以及後果分析進行匯總，得到風險原因。為了方便直觀地了解整個工藝流程中風險因子的偏差程度，將風險分析結果以圖表的形式匯總，及時找出風險原因，加以改進。本發明的有益效果是：1)將傳統的hazop定性分析改進為定量分析；2)建立一個基於hazop-離準度的盾構施工地表形變的風險分析方法，操作簡單，對於盾構推進階段地表形變的風險預防起到指導作用。示例性的，以實際某區段盾構隧道施工過程為例進行說明：如圖2所示，首先確定風險因素的標準取值及其範圍，為後續風險分析提供數據支持。根據相關資料和類似工程文獻，該區段盾構隧道施工過程中影響地表形變的各項參數標準數據如表1所示。表1影響地表形變的參數標準數據參數標準值最大允許負偏差最大允許正偏差範圍土艙壓力/(mpa)0.12-0.02+0.02[01.0，0.14]千斤頂推力/(kn)10000-800+3000[9200，13000]出土量/(m3)40-2+5[38，45]掘進速度/(mm/min)45-5+5[40，50]注漿壓力/(mpa)0.25-0.02+0.03[0.23，0.28]注漿量/(m3)5-0.5+1.8[4.5，6.8]在風險參數標準數據的基礎上，根據工程實況以及監測數據，運用引導詞進行hazop風險分析，並填寫hazop風險分析表，如表2所示：表2hazop風險分析引導詞逐一應用完畢之後，依據表2進行離準度計算。(1)基礎離準度根據基礎離準度公式、風險係數公式計算基礎離準度，計算結果如表3所示：表3基礎離準度結果匯總按照離準度的數值由大到小進行排序，離準度越大表示該參數出現的偏差對地表形變的影響越大。排序如下：注漿量＞出土量＞千斤頂推力＞土艙壓力＞掘進速度＞注漿壓力。(2)後果離準度根據後果離準度公式計算出各個風險參數的後果離準度，結果如表4所示：表4後果離準度結果匯總風險參數後果離準度後果狀態假設依據土艙壓力-0.375地表沉降千斤頂推力+0.471地表隆起出土量-0.735地表沉降掘進速度-0.300地表沉降注漿壓力+0.280地表隆起注漿量+1.550地表隆起(3)總離準度根據工程實況和歷史經驗，由專家意見小組討論或層次分析法得出各風險因子對應的權重係數如表5所示：表5風險影響因素的權重係數根據後果離準度坐標公式分別繪製各階段離準度折線圖，如圖3、4所示，圖3為盾構機通過階段折線圖，圖4為盾尾通過空隙閉合階段折線圖。根據折線圖和總離準度公式，得出總離準度為根據各個階段的參數監測和計算結果，將離準度數據匯總整合，填寫風險分析匯總表6，及時把握偏差風險動態，為下一環節的開挖提供數據參考。表6風險分析匯總表7引導詞含義：對於本領域技術人員而言，顯然能了解到上述具體實施例只是本發明的優選方案，因此本領域的技術人員對本發明中的某些部分所可能作出的改進、變動，體現的仍是本發明的原理，實現的仍是本發明的目的，均屬於本發明所保護的範圍。當前第1頁12