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摘要：本文引一隧道施工工程的实际案例将整个施工工程作为一个系统整体，就隧道塌方这一可能发生的事故进行分析，最终可以根据分析的结果对一些隧道施工工程中应注意并预防的问题进行总结研究。安全系统工程在解决安全问题上与传统的方法不同，它改变了以往凭直接经验和事后处理的被动局面，因而形成了它本身的预测和预防事故发生的优点。通过安全系统工程的开发和应用，可以迅速提高安全技术人员、操作人员和管理人员的业务水平和系统分析能力，为社会的安全事业的发展奠定了坚实的基础。
关键词：隧道施工工程；安全系统工程；安全分析；事故树分析
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
建筑施工企业，怎样确保安全生产始终是一个关系国家财产安全、社会安定、企业声誉、职工安危的大问题。一些土建施工工程由于其自身具有的可控性、预见性、计划性都较差的特点使其施工事故风险较大，因此必须加强施工安全管理模式的多元化，而将安全系统工程引入企业安全管理模式之中，就是一个值得探讨和正在不断发展的研究领域。
1安全系统工程概述
安全系统工程是系统工程在安全工作中的应用。在职业安全领域中安全系统工程是以系统工程的方法，分析解决人类生产过程中的安全问题，目的是使生产条件安全化，使事故减少到可接受的水平，以预防人身伤亡和设备事故的发生，减小经济损失。
安全系统工程运用系统论的观点和方法 ，结合工程学原理及有关专业知识来研究生产安全管理和工程的新学科，是系统工程学的一个分支。其研究内容主要有危险的识别、分析与事故预测；消除、控制导致事故的危险；分析构成安全系统各单元间的关系和相互影响，协调各单元之间的关系，取得系统安全的最佳设计等。
其中，安全系统工程中有两个重要内容：安全系统分析和安全评价，而为了充分认识系统中存在的危险性，就要对系统进行科学的分析。正确的分析，才能在安全评价中得到正确的答案。为此，本文就引一实际工程的例子来运用事故树分析法对其可能出现的塌方事故进行系统安全分析，以此做进一步的应用和说明。
2举例
2.1工程简介
湖北恩施宜万铁路高阳寨隧道进口端线路走向与318国道近垂直相交，公路外侧为木龙河河谷，隧道与木龙河大桥相连。隧道全长4404.76m。勘察设计单位为铁道第四勘察设计院，施工单位为中国铁路工程总公司所属中铁隧道集团有限公司，监理单位为四川铁科建设监理公司，建设管理单位为武汉铁路局宜万铁路总指挥部。
2.2 安全系统分析
目前系统安全分析法有20余种，其中常用的分析法有安全检查表（safety check list）、系统危险性预先分析（PHA）、故障类型、影响及致命度分析（FMECA）、事件树分析（ETA）、事故树分析（FTA）等，下面本文将运用FTA法——事故树分析法对其中的隧道施工过程中可能出现的塌方问题进行安全系统分析。从事故的原因到结果，找出其内在逻辑关系，并制定有效的相关预防措施。
2.2.1首先利用“鱼刺图”对塌方事故的因果关系进行分析
“鱼刺图”是一种发现问题“根本原因”的方法，它也可称之为“因果图”或特性要因图，曾多用于质量管理。它是1953年在日本川琦制铁公司，由质量管理专家石川馨最早使用的，是为了寻找产生某种质量问题的原因，发动大家谈看法，将群众的意见反映在一张图上，就是“鱼刺图”。用鱼刺图分析法分析工程施工安全问题，可以使复杂的原因系统化、条块化，而且直观、逻辑性强，它通过带箭头的线使因果关系明确，便于把主要原因弄清楚。下为本工程隧道施工过程中可能出现的塌方事故的
因果分析“鱼刺图”：
2.2.2事故树分析
下面根据“鱼刺图”所做的因果分析结果来具体做该隧道工程塌方事故的事故树分析。事故树分析又称为故障树分析（FTA），是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。它是系统安全工程中重要的分析方法之一，其不仅可以分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潜在原因，既适用于定性分析，又能进行定量分析，具有简明、形象化的特点，体现了以系统工程研究质量事故的系统性、准确性和预测性。
FTA一般可分为以下几个阶段：
（1）选择合理的顶上事件，系統分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；
（2）资料收集准备，围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集；
（3）建造故障树，这是FTA的核心部分。通过对已收集的技术资料，在设计、运行管理人员的帮助下，建造故障树；
（4）对故障树进行简化或者模块化；
（5）定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多地，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；
（6）定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。
其具体程序如下图：
明确了现象和隧道坍塌事故的原因，我们进行事故树的描绘，具体如下说明：
T——塌方事故 A1——地质因素
A2——人为因素A3——岩层地质
A4——水文地质A5——施工组织设计
A6——施工现场管理A7——设计
X1——穿越不稳定地层X2——有不利软弱结构
X3——地下水发育X4——地表水渗漏明显
X5——衬砌落后X6——未改变施工参数
X7——支撑度不够X8——积水排除不及时
X9——物资准备不充分X10——勘察不详
X11——地质条件把握不准确
然后，运用布尔运算对最小割集的求解，再利用最小割集分析各个基本事件的结构重要度得出基本事件的结构重要度排序为： X8=X9=X10=X11>X1=X2>X5=X6=X7>X3=X4
可以看出塌方事故的各个因素中积水排除不及时、物资准备不充分、勘察不详、地质条件把握不准确为最重要因素，而地质因素、人为因素第二重要，衬砌落后、 未改变施工参数、支撑度不够次之，影响因素最小的为岩层地质、水文地质因素。
3结论：
隧道与其它工程的不同之处是对施工安全的要求更高，任何疏漏、谬误，在隧道施工中都有可能造成无法挽回的人员伤亡和经济损失；而隧道工程地质勘察又不能做到像其他工程那样慎密，从而导致隧道工程施工地质条件变数较大。 通过本文可以看出，安全系统工程在解决安全问题上与传统的方法不同，它改变了以往凭直接经验和事后处理的被动局面，因而形成了它本身的预测和预防事故发生的优点。它对安全进行定量分析、评价和优化技术，为安全管理事故预测提供了科学依据，通过安全系统工程的开发和应用，可以迅速提高安全技术人员、操作人员和管理人员的业务水平和系统分析能力，为社会的安全事业的发展奠定了坚实的基础。
关键词：隧道施工工程；安全系统工程；安全分析；事故树分析
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
建筑施工企业，怎样确保安全生产始终是一个关系国家财产安全、社会安定、企业声誉、职工安危的大问题。一些土建施工工程由于其自身具有的可控性、预见性、计划性都较差的特点使其施工事故风险较大，因此必须加强施工安全管理模式的多元化，而将安全系统工程引入企业安全管理模式之中，就是一个值得探讨和正在不断发展的研究领域。
1安全系统工程概述
安全系统工程是系统工程在安全工作中的应用。在职业安全领域中安全系统工程是以系统工程的方法，分析解决人类生产过程中的安全问题，目的是使生产条件安全化，使事故减少到可接受的水平，以预防人身伤亡和设备事故的发生，减小经济损失。
安全系统工程运用系统论的观点和方法 ，结合工程学原理及有关专业知识来研究生产安全管理和工程的新学科，是系统工程学的一个分支。其研究内容主要有危险的识别、分析与事故预测；消除、控制导致事故的危险；分析构成安全系统各单元间的关系和相互影响，协调各单元之间的关系，取得系统安全的最佳设计等。
其中，安全系统工程中有两个重要内容：安全系统分析和安全评价，而为了充分认识系统中存在的危险性，就要对系统进行科学的分析。正确的分析，才能在安全评价中得到正确的答案。为此，本文就引一实际工程的例子来运用事故树分析法对其可能出现的塌方事故进行系统安全分析，以此做进一步的应用和说明。
2举例
2.1工程简介
湖北恩施宜万铁路高阳寨隧道进口端线路走向与318国道近垂直相交，公路外侧为木龙河河谷，隧道与木龙河大桥相连。隧道全长4404.76m。勘察设计单位为铁道第四勘察设计院，施工单位为中国铁路工程总公司所属中铁隧道集团有限公司，监理单位为四川铁科建设监理公司，建设管理单位为武汉铁路局宜万铁路总指挥部。
2.2 安全系统分析
目前系统安全分析法有20余种，其中常用的分析法有安全检查表（safety check list）、系统危险性预先分析（PHA）、故障类型、影响及致命度分析（FMECA）、事件树分析（ETA）、事故树分析（FTA）等，下面本文将运用FTA法——事故树分析法对其中的隧道施工过程中可能出现的塌方问题进行安全系统分析。从事故的原因到结果，找出其内在逻辑关系，并制定有效的相关预防措施。
2.2.1首先利用“鱼刺图”对塌方事故的因果关系进行分析
“鱼刺图”是一种发现问题“根本原因”的方法，它也可称之为“因果图”或特性要因图，曾多用于质量管理。它是1953年在日本川琦制铁公司，由质量管理专家石川馨最早使用的，是为了寻找产生某种质量问题的原因，发动大家谈看法，将群众的意见反映在一张图上，就是“鱼刺图”。用鱼刺图分析法分析工程施工安全问题，可以使复杂的原因系统化、条块化，而且直观、逻辑性强，它通过带箭头的线使因果关系明确，便于把主要原因弄清楚。下为本工程隧道施工过程中可能出现的塌方事故的
因果分析“鱼刺图”：
2.2.2事故树分析
下面根据“鱼刺图”所做的因果分析结果来具体做该隧道工程塌方事故的事故树分析。事故树分析又称为故障树分析（FTA），是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。它是系统安全工程中重要的分析方法之一，其不仅可以分析出事故的直接原因，而且能深入提示事故的潜在原因，既适用于定性分析，又能进行定量分析，具有简明、形象化的特点，体现了以系统工程研究质量事故的系统性、准确性和预测性。
FTA一般可分为以下几个阶段：
（1）选择合理的顶上事件，系統分析边界和定义范围，并且确定成功与失败的准则；
（2）资料收集准备，围绕所需要分析的事件进行工艺、系统、相关数据等资料的收集；
（3）建造故障树，这是FTA的核心部分。通过对已收集的技术资料，在设计、运行管理人员的帮助下，建造故障树；
（4）对故障树进行简化或者模块化；
（5）定性分析，求出故障树的全部最小割集，当割集的数量太多地，可以通过程序进行概率截断或割集阶截断；
（6）定量分析，这一阶段的任务是很多的，它包括计算顶事件发生概率即系统的点无效度和区间无效度，此外还要进行重要度分析和灵敏度分析。
其具体程序如下图：
明确了现象和隧道坍塌事故的原因，我们进行事故树的描绘，具体如下说明：
T——塌方事故 A1——地质因素
A2——人为因素A3——岩层地质
A4——水文地质A5——施工组织设计
A6——施工现场管理A7——设计
X1——穿越不稳定地层X2——有不利软弱结构
X3——地下水发育X4——地表水渗漏明显
X5——衬砌落后X6——未改变施工参数
X7——支撑度不够X8——积水排除不及时
X9——物资准备不充分X10——勘察不详
X11——地质条件把握不准确
然后，运用布尔运算对最小割集的求解，再利用最小割集分析各个基本事件的结构重要度得出基本事件的结构重要度排序为： X8=X9=X10=X11>X1=X2>X5=X6=X7>X3=X4
可以看出塌方事故的各个因素中积水排除不及时、物资准备不充分、勘察不详、地质条件把握不准确为最重要因素，而地质因素、人为因素第二重要，衬砌落后、 未改变施工参数、支撑度不够次之，影响因素最小的为岩层地质、水文地质因素。
3结论：
隧道与其它工程的不同之处是对施工安全的要求更高，任何疏漏、谬误，在隧道施工中都有可能造成无法挽回的人员伤亡和经济损失；而隧道工程地质勘察又不能做到像其他工程那样慎密，从而导致隧道工程施工地质条件变数较大。 通过本文可以看出，安全系统工程在解决安全问题上与传统的方法不同，它改变了以往凭直接经验和事后处理的被动局面，因而形成了它本身的预测和预防事故发生的优点。它对安全进行定量分析、评价和优化技术，为安全管理事故预测提供了科学依据，通过安全系统工程的开发和应用，可以迅速提高安全技术人员、操作人员和管理人员的业务水平和系统分析能力，为社会的安全事业的发展奠定了坚实的基础。