（水利水电工程专业论文）公伯峡面板堆石坝填筑施工风险分析及对策.pdf

摘要混凝土面板堆石坝由于其具有经济、施工工期短等突出优点，因而在水坝中的比重日益增大。尤其在高坝领域，堆石坝的数量正逐渐超过混凝土重力坝和拱坝，占据多数地位。面板堆石坝填筑施工是面板坝施工的核心，是一个复杂的系统工程，施工环节多、施工环境复杂、受水文、气象、地形、地质等诸多因素的限制，在施工过程中存在各种不确定性因素的影响。风险存在于工程施工的各个阶段、各个环节，贯穿于工程始末。然而，由于对风险认识不足，对风险管理不力而造成堆石坝填筑施工出现问题的工程屡见不鲜。因此，要发挥堆石坝的优势，做到快速施工。有必要针对具体的工程进行一定的风险分析与风险管理。本文结合公伯峡混凝土面板堆石坝填筑施工实际，运用风险分析方法，首先对影响填筑施工这一系统的风险因素逐一进行辨识：在此基础上，运用故障树风险分析方法，对影响施工的地质风险( 坝料的不确定性) 、洪水、降雨、交通运输等风险进行风险分析研究，通过收集数据、建立不确定性模型，对施工中可能发生的风险因素( 事件) 和可能造成的后果进行定性或量化描述。本文针对坝料不确定性，通过建立决策树分析模型对三种方案进行筛选，推荐第三方案。实际施工采用这一方案，证明模型具有定的实用性与可靠性。根据以上分析研究，运用风险应对策略，为公伯峡堆石坝填筑施工风险防范提出具体措施。并为普遍意义上的面板堆石坝填筑施工风险防范提供借鉴。关键词：堆石坝风险识别风险分析风险应对决策树a b s t r a c ts i n c ec o n c r e t ef a c e p l a t er o c kd a mh a so b v i o u sv i r t u e so fe c o n o m i c a le x p e n d i t u r ea n ds h o r t e rc o n s t r u c t i o np e r i o d ，i t sr a t i oi nd a m si si n c r e a s i n gn o w a d a y s e s p e c i a l l yi nm ea r e ao fh i g hd a mc o n s t r u c t i o n t 1 1 ea m o u n to fc o n c r e t ef a c e p l a t er o c kd a mi sm o r et h a nt h ea m o u n to fc o n c r e t eg r a v i t yd a ma n da r c hd a m p o u r i n gd a mc o n s t r u c t i o ni st h ec o r eo ft h ew h o l ec o n s t m c t i o no fc o n c r e t ef a c e p l a t er o c kd a m ，w h i c hi sac o m p l e xc o n s t r u c t i o ns y s t e mw i t hm a n yc o n s t r u c t i o na c t i v i t i e sa n dc o m p l e xc o n s t r u c t i o ns u r r o u n d i n g s ，a f f e c t e db ym a n yn o n d e t e r m i n i s t i cf a c t o r s ，s u c ha sh y d r o l o g y , w e a t h e r ,t e r r a i n ，g e o l o g y , a n ds oo n t h e r e f o r er i s ke x i s t si ne v e r yp h a s e sa n ds e c t i o n so fc o n s t r u c t i o nf r o ms t a r tt of i n i s h h o w e v e r , b e c a u s eo fs c a r c i t yo fr i s ki d e n t i f y i n ga n df l a b b i n e s so fr i s km a n a g e m e n t ，t h e r eo f t e nh a v ep r o b l e m si nm a n yc o n c r e t ef a c e p l a t er o c kd a mc o n s t r u c t i o n s oi ti sn e c e s s a r yt oc a r r yo u tr i s ka n a l y s i sa n dr i s km a n a g e m e n ti np o u r i n gd a mc o n s t r u c t i o r f 、t od i s p l a yt h ev i r t u e so fc o n c r e t ef a c e p l a t er o c kd a ma r l dt oc o n s t r u c tq u i c k l y i nt h i sp a p e r ，w ea p p l yr i s ka n a l y s i st ot h ea c t u a lc o n c r e t ef a c e p l a t er o c kd a mc o n s t r u c t i o ni ng o n g b o x i ap r o j e c t a tf i r s t ，w ei d e n t i f ye v e r yr i s kf a c t o rw h i c hh a se f f e c to nd a mp o u r i n gc o n s t r u c t i o n ；s e c o n d l y ，o nt h eb a s i so f r i s ki d e n t i f i c a t i o n ，w ea d a p tf a u l tt r e er i s ka n a l y s i sm e a s u r et oa n a l y z ep o u r i n gd a mc o n s t r u c t i o nr i s k ，i n c l u d i n gg e o l o g i c a lr i s k( p o u t i n gs o u r c eu n c e r t a i n t y ) ，f l o o d w a t e rr i s k ，r a i n f a l lr i s k ，t r a n s p o r t a t i o nr i s k ，a n ds oo n a tl a s t ，w ea p p l yg a t h e r i n gp r o j e c td a t u mt op r e s e n t i n gn o n d e t e r m i n i s t i cm o d e l ，a n du t i l i z ec a l c u l a t e dr e s u l t st od e s c r i b eq u a l i t a t i v e l yo rq u a n t i t a t i v e l ye v e r yr i s kf a c t o r e f f e c t so np o u r i n gd a mc o n s t r u c t i o n o nd a r ns o u r c er i s k ，t h i sp a p e rp r e s e n t sd e c i s i o nt r e e sm o d e la n da p p l i e st h em o d e lt oa n a l y z i n gt h r e es e t so fc o n s t r u c t i o ns c h e m e sa c c o r d i n gt od i f f e r e n td a ms o u r c ea m o u n t c a l c u l a t e dr e s u l t ss h o wt h a tt h et h i r ds c h e m ei st h eb e s ti nt h e r es c h e m e s i nf a c t t h et 1 1 i r ds c h e m ei sb e i n gc a r r i e do u ti ng o n g b o x i ap r o j e c t a si d e n t i f i e sm o d e lp r a c t i c a b i l i t ya n dr e l i a b i l i t y o nt h eb a s i so fa b o v es t u d y w em a k er i s kt r e a t m e n ta n a l y s i sa n dp r e s e n tc o n c r e t er i s kd e p e n d i n gm e a s u r e sf o rp o u r i n gd a mc o n s t r u c t i o ni ng o n g b o x i ap r o j e c t t h e s em e a s u r e sh a v ew i d e l ya p p l i c a b i l i t y ，a n dc a np r o v i d er e f e r e n c ef o ro t h e rc o n c r e t ef a c e p l a t er o c kd a m s ，k e y w o r d ：f a c e p l a t er o c kd a m ，r i s ki d e n t i f i c a t i o n ，r i s ka n a l y s i s ，r i s kt r e a t m e n t ，f a u l tt r e e独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成栗，除了文中祷射加以标注和致谢之处外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤盗盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明劳表示了谢意。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学也论文作者竞全了解叁生筮兰有关保强、使用学位论文的规定。特授权歪连盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明)、，学钽论文作者签名：，邀也即繇形磁签字日期：占鸸年7 月撂日签字臼期：年月8第一章绪论第一章绪论1 。1 问题的提出1 1 1 面板堆石坝的优势堆石坝是指用石块经过抛填、碾压或砌筑等方法堆筑而成的挡水建筑物。由于其具有经济、旋工工期短等突出优点，因而在水坝中的比重日益增大。尤其在高坝领域，堆石坝的数量正逐渐超过混凝土重力坝和拱坝，占据多数地位。据统计，现在全世界已建和在建的高度超过i 0 0 米面板堆石坝有3 7 座。其中已建成的最高的是墨西哥的阿瓜密尔巴1 8 7 米，拟建的英国伊兰谷坝高3 6 9 ，4 米；而加拿大和美国为南水北调计划建设的堆石坝更高达4 6 4 米和4 7 6 米。我国建成的天生桥一级混凝土面板堆石坝高达1 8 0 米，在建的水布垭面板坝高2 3 0 米。可以看出，混凝土面板堆石坝正向高坝发展的趋势明显。分析堆石坝迅速发展的原因，可以概括为以下几个方面：( 1 ) 首先是由于堆石坝对自然条件有广泛的适应性。它对地基的要求比混凝土坝低，适应不均匀沉陷的能力强，同时堆石坝抗地震性能良好，对气候条件的适应性又比其他坝型优越，可适应于多震区、多雨、寒冷以及交通不便的地区。( 2 ) 堆石坝的经济性。堆石坝可就地取材，充分利用工程中溢洪道、厂房、隧洞等建筑物的开挖石渣。虽然其坝体填筑量较混凝土坝一般大4 6 倍，但堆石单价一般为混凝土的1 1 0 1 2 0 ( 我国) ，因此综合比较其经济优势明显。随着软岩筑坝技术的研究发展，石料的选择更为宽泛。因而其经济性将更为突出。修筑堆石坝可大量节约钢材、木材、水泥，着我国加入世贸，三材价格与国际接轨，采用堆石坝更具现实的经济意义。这不仅减轻了内、外交通压力，而且随受国际价格影响，三材单价风险加大，( 3 ) 堆石坝施工的高度机械化与大型化。由于采用大型机械施工，施工速度大大加快，工期缩短。如巴基斯坦的塔贝拉坝高1 4 3 米，填筑量1 2 7 亿方，填筑期仅四年；美国渥洛维尔坝高2 3 6 米，填筑量5 9 6 4 万方，填筑期四年。随着我国加入世贸，国家“优先发展水电”政策的确立，招、投标制的进一步完善，改革的深入，竞争的加剧，水电开发更注重经济效益，因此面板堆石坝的技术经济优势将进一步发挥，其竞争力将更加增强。1 1 2 面板堆石坝填筑施工风险分析的重要意义第一章绪论水利水电工程工期相对较长、投资大、施工过程复杂，受自然环境、施工环境等影响大，风险存在于工程施工的各个阶段、各个环节，贯穿于工程始末。堆石坝同其它坝型一样，在施工过程中也存在各种不确定因素的影响。因此，要发挥堆石坝的优势，做到快速施工，有必要针对具体的工程进行一定的风险分析与风险管理。面板堆石坝填筑施工是面板坝簏工的核心。其工艺流程包括坝料开采、坝料运输、摊铺、碾压和施工质量检查等。填筑施工首先要解决好料源问题。堆石体填筑材料用量多、费用大，直接关系着工程的进度、投资以及填筑质量。因坝料供应不足，品质不合要求而延误工期，被迫修改度汛方案、设计体形或另选料场的工程实例屡见不鲜0 1 。蒋国澄等在混凝土面板坝工程中介绍，国内某工程旖工过程中，因坝料供应不上，而不得不召开堆石料开采及施工道路规划专题技术咨询会，解决坝料供应问题：某工程按设计规划的料场修筑了道路，剥离了覆盖层，料场开挖后，发现岩石夹层多，含泥量高，无法满足筑坝要求，被迫重选料场，造成巨大浪费。青海公伯峡面板堆石坝工程坝高1 3 9 米，总填筑量4 9 6 万方。由于前期勘探设计工作深度不够，加之地质情况复杂，料源严重不足，虽然对大坝断面体形多次修改，但仍不得不扩挖溢洪道引渠以及药水沟i i 区料场，以补充部分主堆石料，新开辟水车村砂砾石料场以补充部分砂砾石料；由于对溢洪道地质预测与实际有较大出入，坝料质量以及数量的不确定性，使大坝填筑坝料调度安排受到很大影响，对施工各环节施工设备配置带来不利影响。由此可以看出大坝填筑施工是一个复杂的系统工程，施工环境复杂、现场条件差、技术难度大，施工过程中面临的未知数因素多，施工环节多，受水文、气象、地形、地质等诸多因素的限制，这些因素大多是些不确定性因素，往往很难预料。如果不能正确认识并及时采取对策解决这些问题，就有可能使大坝施工在实施过程中发生风险，使工程投资、施工进度以及施工质量受到严重的影响，甚至无法进行，给业主带来无法弥补的损失。因此，对坝料不确定性有必要采用定量化和结构化的方法对其进行充分的考虑和分析，找出其对大坝填筑施工的影响结果和影响大小，并提出防范措施，做到对施工风险的有效管理。尤其在当前面板坝的发展形势良好的情况下，提出这个问题，研究这个问题，进一步提高面板坝施工风险管理决策水平具有十分重第一章绪论要的意义。1 2 国内外研究现状1 2 1 混凝土面板堆石坝的发展历史混凝土面板堆石坝是土石坝的主要坝型之一。起源于美国，开始时采用堆石加木面板防渗，以后采用混凝土面板防渗。库克( j 、b 、c o o k e ) 将它的发展分为了三个阶段“。早期阶段：1 8 5 0 1 9 4 0 年以抛填土石，不透水面板为特征，抛填厚度1 8 3 0米，空隙率3 0 4 0 ，其坝高从3 0 米发展到1 0 0 多米，下游边坡也从较陡的1 ：0 5 变到较缓的1 ：1 3 。这一时期后期建成的迪克思河坝、盐泉坝坝高分别为8 4 米、1 0 0 米。但都发生面板破坏而导致渗漏。过渡阶段：1 9 4 0 1 9 6 5 年，由于抛填堆石坝大量变形，导致混凝土面板裂缝和大量渗漏。因此堆石坝有短暂的停滞期。而土质心墙坝由于能较好适应抛填堆石的大量变形却得到发展，坝高最高曾达到1 5 0 米。1 9 6 0 年c m 劳伯茨( c 、m 、r o b e r t s ) 介绍了1 9 5 8 年美国库契坝( o u o i c k ) 采用碾压式堆石的例子，施工时铺层厚度6 0 厘米，先用1 0 吨平碾压平，然后用3 5 吨振动碾压实。虽然坝高3 8 米，但坝体沉降不超过1 9 厘米。这是最早采用薄层碾压堆石的工程。也就在同一时间k 太沙奇( k t e r z a g h i ) 发表了一些重要意见。他认为抛填堆石的压缩性远大于碾压堆石。随着坝高的增大，高压缩性的有害性随坝高的二次方而增加。因此在建高坝时，应优先选用分层碾压堆石代替抛填堆石堆石。现代阶段：2 0 世纪6 0 年代末引入振动碾，进行薄层碾压堆石施工，碾压堆石铺层厚度一般不超过2 米，用振动碾压实。因此，坝体密实而变形较小，混凝土面板的工作状况大为改善，这种坝型才得到很快发展。澳大利亚1 9 7 1 年建成的高1 1 0 米的塞沙那坝( c e t h a n a ) 奠定了现代混凝土面板堆石坝的技术基础。1 。在国内最早的抛填式堆石坝是1 9 6 6 年修建的贵州的猫跳河二级百花大坝，坝高4 8 7 米，以后又修建了南山、三溪度、罗村等大坝，最大坝高达到5 7 6 米。以现代技术修建碾压式面板堆石坝是西北口水库大坝，高9 5 米。在建设实践过程中，技术上有所创新和发展。如软岩筑坝技术、长面板的一次性无轨滑模浇筑、面板的防裂、封缝塑性填料、大吨位振动碾、挤压式边墙技术等。第一章绪论1 2 2 风险分析的运用现状一般来说，风险就是活动或事件消极的、人们不希望的后果发生的潜在可能性。风险分析是近二十年发展起来的一门综合性边缘科学，它最初起源于可靠性分析，它是分析、处理由不确定性产生的各种问题的一整套方法，包括风险的辩识( i n d e n t i f i c a t i o n ) 、风险的估计( e v a l u a t i o n ) 和风险的控制与管理( c o n t r o l a n dm a n a g e m e n t ) ，其目的在于通过对工程不确定性的研究与控制，达到降低损失，控制成本的目的“。风险分析技术一经发展起来就广泛用于宇航、水电、能源、交通、建筑等领域。在水电工程领域，风险分析技术广泛应用于投、融资风险管理、招投标风险管理、施工导截流风险、施工质量风险、施工进度风险方面等。如利用层次分析法”进行项目风险评价或方案选优、利用p e r t 方法0 1 进行工程进度风险评价、利用m c 方法进行导截流风险评价9 3 、利用模糊分析法。1 进行工程投标风险分析等等。随着计算机技术的发展，诸如层次分析法。1 、调查和专家打分法”1 、模糊数学方法。1 、故障树分析法。3 、决策树法、计划评审法。1 等风险分折技术，目前都有相应的计算机软件做技术支持，因而其使用范围以及使用效率大幅提高，能够解决更复杂的风险问题。与此同时，综合应急评审技术( s c e r t ) 。1 、风险评审技术( v e r t ) 。1 、影响图技术( i d ) 。3 等比较新的风险分析技术正在不断完善，并逐步开始使用。随着新的评价方法的不断产生，对风险的分析也向综合性、全面性、多维方向发展。1 3 面板堆石坝施工方面的研究工作1 3 1 面板防裂研究面板坝发生裂缝主要是变形、温度、干缩引起的，由于裂缝对面板的主要危害是降低面板的耐久性( 冻融、融蚀、钢筋锈蚀等) ，因此防止面板裂缝是面板坝的一个关键技术。我国第一批面板坝( 8 座) 施工后均有裂缝。西北口最为严重。因此后来的小干沟、万安溪、珊溪等工程均十分注重对裂缝的研究。研究的方向主要从两个方面来进行“。第，从施工工艺方面着手；第二，从混凝土配合比入手。这些研究成果在工程中应用，成效显著。归纳起来有以下几点”3 ：第一章绪论( 1 ) 坝体填筑：填筑体是面板的支承，坝体填筑除严格按碾压参数控制填筑质量外，考虑实施全断面均衡填筑坝体预沉降技术，防止因坝体的变形过大而导致面板的开裂，特别是对高面板坝尤为重要。( 2 ) 垫层固坡面处理：面板受到基础面约束的程度与面板裂缝有密切关系。因此垫层的保护层应尽量光滑平整，嵌入垫层的架立筋宜采用小直径、大间距、浅埋深。( 3 ) 混凝土施工季节的选择：浇筑时机最好选择在面板的浇筑之后处于温度逐渐回升阶段，以有利于改善面板的温度收缩应力。( 4 ) 混凝土配合比设计：混凝土水胶比一般在0 3 0 _ 加5 0 之间；采用低坍落度，下料口坍落度宜控制在3 c m 左右；水的用量应尽量降低，国内面板混凝土单位水用量低者仅1 2 4 1 4 0 k g m 3( 5 ) 采用补偿收缩混凝土”：在混凝土中掺加微膨胀剂以补偿混凝土的收缩。( 6 ) 采用改性聚丙纤维网混凝土”“：该混凝土是将聚丙烯纤维加入到混凝土原材料中，在拌和机的搅拌下与水泥、砂石混和。成束的纤维被撕裂成大量单独的细纤维，并均匀地分布在混凝土中。白溪水库大坝二期面板为减少裂缝，提高面板抗变形能力，在二期面板中掺入改性聚丙烯纤维，减少了混凝土干缩7 ，减少开裂指数6 0 ，提高极限拉伸率8 ，降低弹性模量1 0 ，提高弯曲韧性系数3 5 ，抗渗标号提高3 1 ，抗冻等级从f 1 0 0 提高到f 2 0 0 。1 3 2 面板堆石坝计算机仿真研究计算机仿真技术应用于水电工程施工近3 0 年，最早于2 0 世纪7 0 年代初，修建奥地利施立格混凝土坝时采用了确定性数字模拟技术对缆机浇筑混凝土方案进行优选，实践表明，模拟的浇筑速度和迸程与实际施工情况非常吻和。上世纪8 0 年代初，我国首先在二滩工程大坝施工组织设计中采用该技术，进行了类似的研究，效果较好。此后越来越多的水电工程开始应用。面板难石坝施工系统计算机仿真技术的研究应用，国内天津大学较早应用于施工系统仿真建模。天大将排队网络模型与计算机模拟技术结合“，实现了水利水电工程场内交通系统的模拟。武大对天生桥一级电站溢洪道开挖系统进行了模拟。天滓大学1 9 9 4 年提出了将计算机模拟技术与自适应控制系统结合，建立第一章绪论了堆石坝施工过程管理与施工控制模型“。3 ，应用目标从静态的方案优选发展到动态的实时控制，提高了计算机模拟结果作为控制目标的可靠性。天大还开发了溪洛渡施工场内交通运输与渣场优化三维展示系统“。现在，计算机仿真技术己从仿真单一的混凝土浇筑到仿真土石坝填筑施工、导截流施工、地下工程等，从辅助施工组织设计扩展到结构设计，三维动态显示。1 3 3 面板堆石坝料物调配方面的研究对面板坝料物调配研究很多，主要有以下几种：( 1 ) 利用线性规划中运输问题计算料物调配问题“：该法通常假定挖填相等，构筑数学模型，计算确定开挖填筑运输费用最低的调配方案。由于这种方法没有考虑料性匹配施工进度等因素，无法动态反映堆石坝施工过程中每一时段的土石方平衡问题，因此与实际出入较大。( 2 ) 大系统理论1 ：应用大系统理论研究料物调配问题，是将土石方系统看作一个总的系统，这个总系统又可分解为开挖运输填筑等子系统，各子系统在自身优化后成果进入总系统，再根据系统的总目标进行协调，如此反复，直至找到总系统最优。( 3 ) 模拟方法“：利用计算机模拟技术，通过开挖填筑过程的动态模拟来求出料物调配的最佳方案。天津大学利用大系统理论以及计算机仿真模拟技术进行了糯扎渡高堆石坝的施工全过程动态可视化模拟仿真研究：并开发了溪洛渡施工场内交通运输与渣场优化三维展示系统。现在国外的研究也大多集中在土石方工程的运输优化与可视化仿真方面。1 4 本文的主要研究内容混凝土面板堆石坝填筑施工是影响整个工程质量、造价、工期的关键问题。关系着工程的成败。但堆石坝填筑施工又是在一定的自然环境和施工环境中进行的，施工受水文、气象、地形、地质等诸多不确定性因素的影响，整个施工过程充满风险，因此必须充分研究影响坝体填筑的风险因素以及由此带来的影响结果并通过科学的分析，找出防范风险的应对策略，使风险所致的损失降低到最低的程度。这也是本文的目的所在。本文的研究内容有以下几点：( 1 ) 用图解法，针对面板坝填筑施工系统风险因素进行辨识；在此基础上，第一章绪论运用故障树风险分析法对影响面板坝填筑施工的地质风险、洪水风险、降雨以及施工设备等风险的影响大小以及影响后果给出定性描述；( 2 ) 结合公伯峡堆石坝施工实际，通过风险识别，建立公伯峡堆石坝填筑施工风险故障树模型并计算其施工风险大小，对不同风险事件发生的概率和可能造成的后果进行估计；( 3 ) 通过建立决策树模型，对由于地质风险而调整公伯峡大坝体形的三种方案进行分析计算，提出推荐方案；( 4 ) 从风险管理的角度，对堆石坝填筑施工风险提出切实可操作的应对策略，为管理者和决策者提供参考信息；( 5 ) 为公伯峡堆石坝填筑施工风险防范提出具体措施。并为普遍意义上的面板堆石坝填筑施工风险防范提供借鉴。第二章面板堆石坝填筑施工风险分析第二章面板堆石坝填筑施工风险分析2 1 风险的概念2 1 1 风险的概念风险是一外来语，其源于法文的r i s q u d ，在1 7 世纪中叶被引入到英文，写成r i s k ，其最早出现在保险交易中。3 。许多学者试图用简明扼要的语言对风险的含义作出描述。a h m o w b r a y 等认为风险是一种不确定。“；j s r o s e n b l o o m认为风险是损失的不确定。卢有杰认为，风险就是活动或事件消极的、人们不希望的后果发生的潜在可能性“1 ；c a r t h e rw i l l i a m 等认为风险就是给定情况下的可能结果的差异性 3 7 o 黄华明认为风险是在特定的客观情况下在特定的时期内某种损失发生的可能性。从上述不同的描述中可以看出其要素有以下几点：( 1 ) 风险是活动或事件发生的潜在可能性；( 2 ) 风险是事件发生具有不确定性：( 3 ) 风险是一种消极的不良后果。2 1 2 风险的分类。8 通过对风险进行分类，不仅可以加深对风险的认识和理解，而且也辨清了风险的性质，从而有助于制定风险管理目标。l _ 按风险造成后果划分( 1 ) 纯风险：只会造成损失而不会带来收益的风险。( 2 ) 投资风险：指既可能带来机会、获得利益，又隐含着威胁造成损失的风险。2 按风险产生的原因划分( 1 ) 自然风险：系指工程项目所在地区客观存在的恶劣自然条件，工程实施期间可能碰上的恶劣气候，工程项目所在地周围环境和恶劣的现场条件等因素可能给工程业主或投资商构成的威胁。( 2 ) 社会政治风险：指工程建设与有关法律、政策的不一致，以及由于上级对业主的行政干预带来的风险。( 3 ) 经济风险：系指一个国家在经济实力、经济形势及解决经济问题的能力等方面潜在的不确定因素构成的经济领域的可能后果。第二章面板堆石坝填筑施工风险分析( 4 ) 技术风险：指由于缺乏有关技术知识而不能维持施工过程的正常进行而带来的风险。3 按风险的控制程度划分( 1 ) 可转移的风险：可以通过适当的合同将风险转移。( 2 ) 不可避免的风险：无法弥补损失的风险。4 按照是否可管理划分( 1 ) 可管理的风险：指可以预测，并可采取相应措旖加以控制的风险。( 2 ) 不可管理的风险：反之，则是不可管理的风险。2 2 风险识别风险识别是风险管理的第一步，是整个风险管理系统的基础。风险识别是确定一个项目的风险范围。即有那些风险存在，将这些风险因素逐一列出，以作为风险管理的的对象。在不同的阶段由于目标设计、项目的技术设计和计划、环境调查的深度不同，人们对风险的认识程度也不相同，经历一个有浅入深逐步细化的过程。风险识别是通过一定的方法和途径，尽可能多角度、多方面、分阶段系统地辩识系统存在的风险因素，采取结构化分析方法，即由总体到细节、由宏观到微观，层层分解。找出主要的风险因素和原因以及造成的后果，形成系统风险清单。2 2 1 风险识别步骤业1风险识别可以采用如下六步来实现：( 1 ) 确认不确定性的客观存在：这项工作包括两项内容：首先要辨认所发现或推测的因素是否存在不确定性。( 2 ) 建立初步清单：建立初步清单是识别风险的操作起点。清单中应明确列出客观存在的和潜在的各种风险，应包括影响工程项目的各种因素。( 3 ) 确立各种风险事件并推测其结果：根据初步风险清单中开列的各种重要的风险来源，推测与其相关联的各种合理的可能性。( 4 ) 制定风险的预测图：鉴于风险是一种不确定性，并且与潜伏的危害性密切相关，因而可通过一种由曲线群构成的风险预测图表示。如图2 1 。曲线群中每一曲线均表示相同的风险，但不确定性或者说其发生的概率与潜在危害有所不同，因此各曲线所反映的风险程度也就不同。曲线距离原点越远，风险就越大。9第二章面板堆石坝填筑施工风险分析概率潜在的风险图2 1 风险预测图( 5 ) 进行风险分类：对风险进行分类具有双重目的：首先，通过对风险分类能加深对风险的认识和理解：其次，通过分类，辨清了风险的性质，从而有助于制定风险管理的目的。( 6 ) 建立风险目录摘要：这是风险辨认过程的最后一个步骤，通过建立风险目录摘要，可将项目能面临的风险汇总并排列出轻重缓急，能给人一种总体风险印象图。2 2 2 风险识别的主要方法( 1 ) 专家调查法”0 1由于在风险辨识阶段的主要任务是找出各种潜在的危险，并做出对其后果的定性而非定量的估计，又由于有些危险很难在短时间内用统计的方法，实验分析的方法或因果关系论证得到证实，主要是依靠实际的经验和推断的方法，为了克服个别分析者的局限性，采用集中一些有专门经验的专家意见的集中调查法。目前广泛采用的主要有集思广益和德尔菲法。( 2 ) 幕景分析法“”幕景分析法是一种能在风险管理中帮助辨识引起风险的关键因素及其影响程度的方法。幕景就是一项事业或某个企业未来某种状态的描述。这种描绘可以在计算机上进行计算和显示，也可用图表、曲线等进行描绘。由于计算复杂和方案众多，一般都应当在计算机上进行。研究的重点是：当某种因素变化时，整个情况会是怎样? 会有怎样危险发生? 像电影上一幕一幕的场景一样，供人们进行研究比较。幕景分析的结果，都是以易懂的方式表示出来。幕景分析法在风险辨识中的具体应用过程包括筛选、监视和诊断三大步骤。( 3 ) 层次分解法( 风险树法)第二章面板堆石坝填筑施工风险分析层次分解法就是根据分解的原则，将复杂的事物分解成较为简单的容易识别的事物，将大系统分解为若干小系统，从而识别可能存在的种种风险与潜在的损失。2 3 风险分析与评价风险分析就是对将会出现的各种不确定性及其可能造成的各种影响和影响程度进行恰如其分的分析和评估。2 3 1 风险分析步骤。1( 1 ) 采集数据，采集与所要分析的风险相关的各种数据。这些数据可从历史记录中获得，若无直接历史数据也可采用专家调查法获得；( 2 ) 建立不确定型风险模型，以取得的有关风险事件的数据资料为基础，对风险事件发生的可能性和可能的结果给出明确的量化描述，即风险模型：( 3 ) 风险评价，通过对不同风险事件发生的概率和可能造成的后果估计，就可以对项目进行风险评价。一般情况下，将风险事件发生的概率和可能的结果结合起来进行评价。风险分析的全过程可用图2 2 流程图表示。图2 2 风险分析过程图1 1第二章面板堆石坝填筑施工风险分析2 3 2 风险分析的内容。( 1 ) 风险事件发生可能性的估计，研究风险自身规律，估计风险事件发生可能性大小；( 2 ) 风险的影响和损失的分析；( 3 ) 风险级别分析，风险因素影响有大有小，要区别对待，抓住主要因素：( 4 ) 风险存在和发生时间分析，即风险可能在哪个阶段、哪个环节上发生，从而采取相应予警和控制措施；2 3 3 风险分析与评价的主要方法( 1 ) 调查和专家打分法( 主观评分法) ，这是一种最常用最简单的易于应用的分析方法。这种方法分三步进行，首先，识别和评价对象相关的风险因素风险事件和发生风险的环节，列出风险调查表( c h e c k l i s t ) ；其次，请有经验的专家对可能出现的风险因素或风险事件的重要性进行评价，最后，综合整体的风险水平。( 2 ) 层次分析法( a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ，a i - i p ) ，是一种有效地处理不易定量化变量下的多准则决策手段，它可以将复杂的问题分解成递阶层次结构，然后在此原问题简单分解成递阶层次上逐步分析可以将人的主观判断用数量形式表达和处理，可以同时处理可定量和不易定量因素；也可以提出人们对问题的主观判断是否存在不一致。( 3 ) 决策树分析，决策树是一种树状图，决策树方法是应用树状图方法来做出决策，它是决策分析最常用使用的一种方法。决策树分析是采用系统分析的方法对整个项目的组成部分进行分析。首先采用较少的作业工序来描述某一项目，然后对某一作业再作进一步分析，找出与此作业相关的风险来源，然后通过比较做出决策。由于它简单直观，所以应用较为广泛。尤其对于分析比较复杂的问题非常适用。( 4 ) 蒙特卡罗模拟技术( m o n t ec a r l os i m u l a t i o n ) ，蒙特卡罗方法又称随机抽样技巧或统计试验方法，它是估计工程风险的一种方法。在一般研究不确定因素问题的决策中，通常只考虑最好、最坏和最可能三种估计。如果这些不确定因素问题有很多，只考虑这三种估计便会使决策发生偏差或失误。而蒙特卡罗方法的应用就可以避免这些情况的发生，使在复杂情况下的决策更为合理和准确。第二章面板堆石坝填筑施工风险分析总之，比较合适大中型项目中应用。( 5 ) 灵敏度分析，就是在自然状态的概率值及各个方案发生变化时，分析它们对选择最优方案的影响。通常，估计或预测的自然状态和据此计算得到的效益值不一定准确，因此必须计算它们的误差对决策方案的影响程度。( 6 ) 模糊分析法工程项目中潜在的各种风险因素很大一部分难以用数字来准确加以定量描述。这种不能定量的特性就是模糊性。模糊评价法就是利用模糊集理论评价工程项目风险的方法。2 4 混凝土面板堆石坝填筑施工风险识别混凝土面板堆石坝填筑施工处在一定的自然环境和社会环境当中，地形、地质、水文、气象等自然气候条件时刻影响、制约着工程的正常施工，当地的现场条件、社会条件也影响着工程的方方面面。加之大坝填筑施工包括坝料开采( 含加工) 、坝料运输、坝料摊铺、坝料碾压以及施工质量检查等多个环节，在整个施工过程中，施工的每一个环节都现实的存在着风险。因此，根据面板坝施工特点，找出这些风险因素并加以归类，然后进行风险分析，对于风险管理具有重要的意义。2 4 1 面板坝施工特点与过程面板坝的施工特点：( 1 ) 填筑方量大，强度高。面板坝施工往往需要在一个枯水期或两个枯水期坝体达到渡汛高程，因此必须高强度填筑。为保证坝面的填筑一条龙施工，填筑强度与机械的合理配置，坝料供应必须稳定，运输条件良好。( 2 ) 大型化机械化施工。不管是料场的钻爆设备、挖装设备、运输设备，还是坝面的摊铺、碾压设备的配置必须满足上坝强度的要求，并相互配套。保证完好率。( 3 ) 堆石体可以分期填筑，但垫层料过渡料以及部分主堆石必须平起施工防止坝体不均匀沉陷。因此对主堆石料必须优先保证。面板坝填筑施工过程：面板坝填筑施工是面板坝施工的核心。施工流程包括坝料开采( 含加工) 、坝料运输、坝料摊铺、坝料碾压以及施工质量检查等。其工艺流程如图2 - 3 所示：第二章面板堆石坝填筑施工风险分析图2 3 堆石坝填筑施工工艺流程图2 4 2 面板堆石坝填筑施工风险的识别面板坝填筑施工是一个复杂的系统，施工各个阶段以及施工各环节都存在着风险，这一系统受地形、地质、降雨、洪水等因素的影响。下面从坝料的开采、运输到摊铺、填筑整个大坝填筑施工过程分析存在的风险因素。( 1 ) 地质风险：面板坝的主体是堆石体，主要填筑材料是石料( 爆破开采和人工加工) 砂砾石料以及山麓堆积料。这些填筑材料都要靠开采获得。但由于人类对地质认识的局限性，依靠现在的科学技术还无法对地质情况精确定量描述。因此地质风险导致坝料品质( 岩性级配等) ，坝料数量的不确定性，设备配置的不确定性。a 坝料品质的不确定性：由于地质风险的存在，岩体中断层、夹泥，软弱破碎带的不确定性，坝料品质不明确，坝料岩性、级配的不确定性。b 坝料数量的不确定性：由于地质风险的存在，岩体中断层、夹泥，软弱破碎带的不确定性，导致可用料、弃料数量不明，带来上坝料数量的不确定。c 设备配置的不确定性：由于地质风险的存在，坝料质量以及数量的不确定，给坝面摊铺碾压设备安排构成影响。地质风险产生的原因以及对填筑施工造成的影响分析：地质风险产生的原因。1 ，一是由于人们认识客观事物的局限性，二是由于我们描述客观事物的数据信息总是滞后于事物的发生或形成。地质风险对大坝填筑施工的影响是多方面的，具体来说：a 从施工工艺过程讲，坝体填筑一般是“先粗后细”( 先粗料后细料) ，各区料均衡上升的。但施工过程中存在的开采料数量的不确定会造成施工的不均衡或导致进度的延误；b 由于地质风险的存在，岩体中断层夹泥，软弱破碎带的不确定性，爆破开挖后坝料岩性、级配存在不确定，坝料分选困难，坝料质量难以保证，从而1 4第二章面板堆石坝填筑施工风险分析给大坝填筑质量埋下隐患。另外对于建筑物开挖料堆存后，倒运上坝时，导致坝料回采率降低。堆存料可用数量下降。c 由于坝料数量不确定，上坝料数量忽高忽低，极不均衡，导致摊铺、碾压设各有时闲置，有时却超负荷运行，引起故障率高、完好率低。d 对开挖方式及爆破参数的影响。由于地质风险的存在，当岩体中分布的夹层条带多时，为保证开挖料的质量和数量，一般会调整开挖方式，比如公伯峡溢洪道引渠( 主堆石料场) 有三条大致平行大的片岩条带，爆破开挖后，好料差料相互混杂，对上坝主堆石料质量造成很大影响，因此把原来面向黄河的爆破临空面调整为与片岩条带大致平行的方向作为临空面。一定程度上保证了开挖料质量。岩体中节理裂隙发育程度不一( 不确定性) ，对爆破的单耗、孔网参数选择影响较大，因此每茬炮都需要根据现场实际不断调整参数，否则最大粒径、细颗粒含量以及级配很难满足设计及规范要求。e 会引起合同纠纠纷，导致索赔补偿的发生。承包商是按业主提供的地质资料来编制投标文件，投标和签订合同的。如果业主提供的地质资料与实际有大的偏差，导致料场开采方式或填筑施工方式发生大的改变，索赔、补偿、调整合同单价不可避免。( 2 ) 洪水风险a 主河道洪水主河道洪水对堆石坝施工有很大影响。一定程度上左右着工程渡汛及坝体施工安排。对建于峡谷的堆石坝，多采用一次断流和隧洞导流的方式，多数情况下低围堰截流，高强度填筑坝体临时断面挡水渡过第一个汛期。对于宽阔河谷第一个汛期，坝体一般无法填至拦洪高程，因此采用从堆石体上渲泄部分洪水的方式渡汛。而在第二个汛期实现挡水“1 。b 小流域洪水一般在峡谷地区，尤其西北地区，山高谷深，植被稀疏，工程所在地大量发育有绵延几公里长的冲沟，形成几平方公里或十几平方公里的所谓小流域，旦发生局部暴雨在短时间内就会形成山洪或泥石流，给工程各个施工系统造成危害。如1 9 9 7 年8 月5 日由于局部暴雨引起小流域洪水暴发进而引发泥石流，冲入了正在运行的龙羊峡发电厂房，造成水淹厂房、四台三十二万千瓦机组停运。损失约一亿元“”。洪水对堆石坝填筑施工的影响：洪水对堆石坝影响最大，决定大坝的填筑施工方式，是全断面平起施工或第二章面板堆石坝填筑施工风险分析抢前部的小断面挡水渡汛，还是坝顶过水。超标准洪水可能会对施工系统造成很大灾害，对工程造成全方位影响。( 3 ) 降雨堆石坝填筑受气候的影响较小，冬、雨季一般可以照常施工。降雨对坝面填筑来说，影响不大。第一主要的影响就是开采料场的高边坡稳定。开采料场由于开挖量较大，常形成几十米甚至上百米的高边坡，由于对边坡一般不作支护，因此降雨对高边坡稳定极为不利，潜在威胁着下部掌子面施工人员及设备的安全。即使溢洪道开挖的高边坡作了支护，由于降雨及地质缺陷的存在一样有潜在的安全风险。第二降雨对施工道路的影响。由于水电建设常在深山峡谷，地形复杂，施工道路布置困难，尤其施工支线路况较差，坡陡弯急，遇有降雨对行车造成很大障碍。间接影响坝体填筑的速度与进度。第三由降雨所致，集中水流冲走垫层料，形成垫层料缺口不仅影响进度，而且缺口回填不实会导致运行期发生较大变形。如国内的西北口、国外的安起卡亚、萨尔瓦兴娜等都发生过此类事故“1 。( 4 ) 交通运输风险：交通运输风险包括施工道路风险和运输设备风险。根据国内工程资料分析，堆石坝的运输费用，约占面板坝整个建设费用的5 5 6 2。由此可见，坝料运输对面板坝投资影响很大。a 运输道路：堆石坝一般填筑方量很大，动辄成百上千万方。这些料都要用大型机械运输上坝，因此运输道路条件如何直接关系车速，运输效率，上坝强度等，也直接影响大坝填筑进度。运输道路的风险主要来自于道路规划、道路设计标准以及修筑好后的维护管理水平。如果道路规划不周密，道路设计标准不高，可能带来车流密度过大，岔口过车能力不足，造成堵车、塞车；维护管理不到位，路况差，会造成车辆损耗过大，故障率高、完好率低。b 运输设各：国内外面板坝施工一般采用自卸汽车进行运输，吨位在2 0 4 5 吨之间。如何选择合适吨位的自卸汽车数量并与挖装设备配套，提高机械设备的高效率运转以及机械设备的维护保养水平，准备充足的备品备件，是运输设备减小风险发生的关键。( 5 ) 其它风险a 管理协调风险：面板坝填筑施工，坝料来自不同料场，有建筑物开挖料，也有开采料场来料，还有倒运场来料；施工环节多，有坝料开采、运输、填筑碾第二章面板堆石坝填筑施工风险分析压三个环节，时空分布很广泛，一般工程不同的环节由不同的施工单位施工，协调管理难度大。因此组织、调度、协调好各个环节的施工，并总体协调好整个填筑工程的正常进行，使进度、质量、投资可控在控，将由此引起的风险减至最低，是风险管理重要的一个部分。b 新技术、新工艺风险：新技术新工艺的采用由于无经验可寻，只能在摸索中前进，因此，存在一定风险。会对大坝填筑质量、进度产生一定影响。2 5面板堆石坝填筑施工风险分析与评价面板坝填筑施工是一个复杂的系统，施工环节多，环环相扣，无论那个环节出现问题或那个风险因素实际发生，系统就会发生故障，就会出现系统风险，因此，利用故障树来分析解决面板坝填