危机发生机理

2024-05-29

危机发生机理(精选五篇)

危机发生机理 篇1

自20世纪80年代开始国内有学者研究财务危机预警。迄今国内学者对该领域的研究大多从实务出发, 注重于对财务危机预警模型的修正与完善。此类研究主要通过改变指标与模型的选择去提高预测结果。所采用的指标主要为财务指标与非财务指标。常用的模型有:一元判定预警模型、多元判定预警模型、逻辑回归预警模型和概率回归预警模型等。如吴世农、卢贤义 (2001) 各选择了70家ST公司与非ST公司为样本, 采用一元判定的方法分析了财务困境出现前5年内这两类公司的21个财务指标各年的差异, 这些财务指标包括净资产报酬率和盈利增长指数等。梁琪等 (2012) 结合了财务指标和公司治理指标, 采用了逻辑回归模型对中小企业的财务危机进行研究, 发现引入公司治理指标会提高预测准确率, 且预测效果在排除含有财务指标极端值样本的情况下表现更为突出。

上述文献中一般通过建立模型进行实证分析, 认为相关性高就代表了预测能力强, 但是理论上的高预测能力并不能转化成现实中的高预测能力。另外, 在前有研究中, 企业自身的专业经验和学习能力未能够充分考虑。本文从理论出发, 结合财务危机发生的机理, 深入剖析危机发生源头、过程及最后的影响, 以期为财务危机研究提供一些有益启发。

二、财务危机机理模型的构建

企业发生财务危机的原因有很多, 因此其危机反馈机制非常复杂。但是, 企业是否发生危机一般是由两种价值力量的大小决定的。一种是反向价值力, 即导致发生危机的力量;另一种是正向价值力, 即阻止企业发生危机的力量。包括政府的扶持、股东增加资本、债务重组等。在考虑财务危机时如果能结合这两种力量的强弱, 就不容易形成顾此失彼的情况, 可以比较全面的考虑企业整体状况。而在预测企业财务危机的时候还需要考虑一个重要的因素, 即企业的学习与应变能力。企业是个能思考的组织, 当企业感知这两种基本力量时, 会做出相应的反馈来调节自身状况。根据以上分析, 本文提出了一种财务危机的发生机理模型 (如图1所示) 。

图1中虚线右侧代表目前财务危机预警研究的基本思路, 即根据财务指标或财务指标与非财务指标相结合来预测财务危机。其核心是:一旦企业发生财务危机, 会导致一些财务和非财务状况发生变化。显然, 这种由表及里的方法注定了基于财务状况的财务危机预警并非预测财务危机的最佳手段, 而仅仅是判别危机的有力工具。因此, 研究财务危机发生的机理是十分必要的。图1中虚线左侧给出了本文提出的财务危机发生的普遍机理, 即财务危机是由正反向价值力和企业学习与应变能力共同决定的。从纵向看, 两个基本力量发生在前, 财务发生变化在后。通过分析两种力量的大小、影响范围, 再结合企业学习和应变能力, 可以得出企业财务状况的变化, 进而预测到财务危机发生的可能性, 并及时提出预警。

三、财务危机机理模型的理论分析

(一) 反向价值力的影响因素

由图1可见, 导致企业发生财务危机的原因主要是反向价值力, 财务指标是财务发生危机的结果。本文认为影响反向价值力的主要因素是企业的生存和发展因素, 包括企业特性因素、产业特性因素和整体环境因素。其中企业特性因素属于内部原因, 产业特性因素和整体环境因素属于外部原因。

内部因素从企业本身的特性着手, 有以下几个方面:公司治理结构、企业危机文化建设、产品或服务的竞争力。公司治理结构是指规范股东、董事会和执行机构权利义务关系的一系列制度体系。Lemmon和Linus (2003) 对亚洲金融危机背景下的公司治理进行研究, 认为公司治理的微小疏忽可能导致企业陷入严重的财务危机;文化则是一种隐性的规范, 是企业整体员工在内心所形成的一种潜在的行为方式。如果企业在建设文化时, 并没有将风险防范的意识融入其中, 很可能导致企业整体员工风险防范意识薄弱。为了追求市场占有率, 增加企业利润, 可能会盲目地在没有通过授权审批的前提下接受客户订单, 导致应收账款坏账积累;产品或服务的竞争力是企业发生危机的重要因素之一, 一个企业若想在竞争激烈的环境中占有一席之地, 首要的前提就是提高产品或服务的竞争力。很多研究都表明发生财务危机的公司的主要产品和服务的竞争力在危机发生的前几年已经急速下滑。

外部因素分为产业特性因素和整体环境因素。如果一个行业整体经营不佳或出现某些不利于行业发展的因素, 则处于该行业的大部分企业都会受到牵连。具有鲜明性特征的是房地产行业。房地产行业的资产负债率一般远远高于市场平均值, 处于该行业的企业的应收账款周转率非常高, 这是由于高额的房价形成了按揭的政策。消费者拿目标房产作为抵押换取贷款支付给房地产开发商, 按揭贷款是消费者与银行之间的交易, 公司只要售出商品则收回了账款。如果银行的按揭贷款政策发生变化, 则必然影响房产的销售。整体环境因素分为经济环境、政治环境和社会环境。经济环境的变化主要受到利率、通货膨胀、税收政策的调整等。2008年发生的特大金融危机就是由于经济环境变化导致的。政治法律环境受到社会安定、经济政策稳定等的影响。社会环境受到市场不景气、购买力减弱等影响。

(二) 正向价值力的影响因素

正向价值力的影响可以阻止财务危机的发生。根据代理学说理论, 企业债权人将资金借给企业后, 债权人和企业之间便形成了一种委托代理关系, 资金只要流入企业, 债权人就丧失了对资金的管理控制权。如果假设财务行为是个体的, 那么股东可能为了自身利益而损害债权人的利益。因为股东对企业债务承担有限责任, 却对企业的剩余资产享有无限求偿权。这就导致股东可能不顾危机去投资一些风险大的项目, 以期待获取高的回报率。债权人只享有相应的利息收入, 远远小于股东利益, 一旦发生危机, 债权人会承担绝大部分损失。但是现代经济形态已经发生了巨大变化, 该变化使得企业与其利益相关者形成了一个统一的整体, 构成同生物学上“共生”现象, 如供应链、合伙联盟等, 这种现象可以降低风险水平。在企业面临财务危机时, 各个利益相关者将不会只握紧自己的钱包, 而是要在任由企业出现财务危机和伸出援助之手两个选择之间做出抉择。因此, 该分析符合公司财务行为的社会嵌入性假设 (李心合, 2009) 。此处的利益相关者主要包括大股东、债权人、政府。

大股东如果在企业出现财务危机时能够注资最为有效。如2008年的金融危机发生后, 东方航空、南方航空因此发生了严重的财务危机。此时, 我国国资委作为大股东给予了大规模的注资, 让这两个企业“起死回生”。我国的债权债务关系主要为企业与银行之间的债权债务关系以及各个企业之间的债权债务关系。而在日本, 很多银行持有具有往来业务企业的股票, 在企业发生危机的时候一般都会增加贷款额度, 帮助企业度过难关。在我国, 一般情况下, 只有大中型企业在企业遇到困难时能获得银行的帮助。因此, 在考虑影响正向价值力的此项因素时, 需要分清楚预测公司是否属于国有大中型企业。

政府在市场中属于特殊的元素。一方面, 它制定的法律法规、税收政策会对所有企业的生产经营能力产生直接或间接的影响。另一方面, 作为国有企业的重要出资人, 政府有意的会去扶持国有企业, 因此国有企业是市场经济的命脉。而对于一些高新技术行业的公司, 国家出台相应优惠政策, 如税收优惠等, 帮助企业减轻甚至消除财务危机。

(三) 企业学习和应变能力

企业应当根据正反价值力的内外部影响因素有效地识别出企业所处的经营和财务状况。反向价值力的影响因素由于较为客观, 判断起来较为容易。但是, 正向价值力的影响因素主要决定于利益相关者。利益相关者相当于第三方, 虽然文中已经论述了正向价值力前提是社会嵌入性假设。但是考虑到财务危机影响的严重性, 企业本身应该持谨慎态度, 对于一切威胁到企业的情况均考虑在内。因此, 企业学习和应变能力应该分是否嵌入利益相关者。事实上, 对于同一时点来说, 考虑嵌入利益相关者的情况下, 可能存在危机假象。本文将企业的感知与反馈表示成图2。

图2中, 如果企业未嵌入利益相关者, 那么企业在感知财务状况时就只需要考虑除利益相关者之外的影响正反向价值力的因素;如果企业嵌入利益相关者, 那么企业在感知财务状况时则需要额外考虑利益相关者的影响。特别值得注意的是, 在嵌入利益相关者的情况下, 企业需要考虑利益相关者在企业发生财务危机时起到的正向价值力的作用, 进而分辨出真正的危机。企业在判别公司状况后, 需要根据自身的学习和应变危机的能力对感知的危机作出一些应对措施。在企业考虑到自身学习和应变能力后企业所承受的危机才是最终决定企业命运的。

(四) 危机公司的财务与非财务指标

由图1知, 在企业的正反向价值力的作用下, 企业通过自身的学习和应变能力反馈所感知的信息后, 若企业发生了财务危机, 则相应的财务指标与非财务指标会发生变化。财务指标有偿债能力指标、营运能力指标、盈利能力指标和发展能力指标等。而非财务指标分为定量和定性两种类型。定量指标有市场占有率、合同履约率、关联业务收入比率等。

市场占有率=顾客渗透率×顾客忠诚度×顾客选择性×价格选择性。企业发生危机会直接导致上述四个方面因素的恶化, 从而导致总体市场占有率明显下降。

合同履约率=未履约合同数/总合同数×100%, 危机公司的合同履约率会大大降低。

关联业务收入比率=关联业务收入/主营业务收入×100%, 发生财务危机的公司的该指标会远高于以往同期水平。

非财务指标的定性指标远多于定量指标, 有抵押担保事项、重大承诺事项、审计报告意见等。

四、总结

本文提出的基于危机发生机理的财务危机预警模型, 从财务危机的发生机理出发研究财务预警, 以两种基本力量的大小来衡量危机, 同时考虑企业自身的学习和应变能力, 弥补了直观财务数据预测预警的缺陷, 揭示了危机发生的根本原因。

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参考文献

[1]吴世农, 卢贤义.我国上市公司财务困境的预测模型研究[J].经济研究, 2001 (6) :46-55.

[2]梁琪, 过新伟, 石宁.我国中小上市公司财务失败预警研究——基于财务指标和公司治理指标的综合考察[J].经济管理, 2012 (3) :123-132.

[3]李心合.嵌入社会责任与扩展公司财务理论[J].会计研究, 2009 (1) :66-73.

恩施州滑坡灾害发生机理的研究 篇2

恩施州滑坡灾害发生机理的研究

摘要:以建始县长梁乡、巴东县信陵镇等几处较大滑坡为例,对恩施州滑坡灾害的形成原因、发生机理及其空间分布规律进行了初步研究.发现其滑坡灾害主要分布在江河沿岸、沟谷坡地、公路沿线等坡度较大和地质结构脆弱的地带;诱发因素主要有工程因素与降水等;形成机理主要包括坡体结构上松下密、滑动体透水性好而基面透水性差导致的`基质抗剪强度下降,滑体前缘有足够的临空面,植被的严重破坏等,若再遇一定强度的降水便可诱发滑坡灾害的发生.作 者:刘华中    王柏泉  作者单位:湖北民族学院生物科学与技术学院,湖北,恩施,445000 期 刊:安徽农业科学  ISTICPKU  Journal:JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES 年,卷(期):, 34(10) 分类号:X43 关键词:滑坡灾害    发生机理    恩施州   

乡村社会冲突发生机理与管理研究 篇3

关键词:乡村社会;社会冲突;发生机理;冲突管理

乡村社会冲突分为村庄内部冲突与村庄外部冲突。村庄内部冲突包括了村民与村民之间的冲突以及村民与村干部之间的冲突两类,村庄外部冲突指村庄与政府、村民与政府之间的冲突。20世纪90年代以来,农民与基层组织的紧张和冲突不断增加,农村社会稳定的基础严重动摇。[1]

一、文献综述

“社会冲突”最早始于西方社会学领域,社会学家达伦多夫认为主体之间目标存在不相容差异的一切关系都是社会冲突关系,科塞对冲突的定义是“价值观、信仰以及稀少的地位、权力和资源分配上的斗争”。达伦多夫强调冲突的公开斗争属性,而科塞则进一步强调冲突的心理因素,“冲突”的外延得到延伸。

我国学者对冲突的定义往往更加强调冲突产生的原因,社会学者党国印给出冲突的定义是“当事人之间存在利害关系,但不能完全根据自己的利益要求自愿达成交易契约的状态”,自愿交易不能达成,即冲突的存在。[2]姜建成认为“社会冲突是不同的个体或群体双方或多方的行动方向、目标不一致,并且相互对抗的一种社会互动形式”。[3]我国学者将冲突产生的原因往往都归结于对利益的追求。

而关于“乡村社会冲突”的概念,可以进一步借鉴赵树凯的观点,赵树凯在《乡镇治理与政府制度化》一书使用了“农村冲突”和“村庄冲突”来描述发生在乡村社会的冲突,将村庄冲突分为村庄内部冲突和村庄外部冲突,村庄内部冲突包括村民与村民之间的冲突以及村民与村庄干部之间的冲突,调查发现村庄内部冲突总体呈现下降趋势,而村庄外部冲突有上升趋势,这里的村庄外部冲突指农村与政府之间的冲突。[1]

“冲突”包括两方面,一方面是心理上的冲突,这类冲突具有内隐性,往往不受重视,另一方面是公开表现的冲突,公开表现的冲突是心理上的冲突的外化,这类冲突更加突出,更易得到重视,往往也是社会热点问题,因而也是学术界研究重点。

我国学者对社会冲突的研究主要将其置于社会转型背景下进行,贾高建从社会转型视角对社会冲突根源进行分析,认为社会冲突有两种,一种是由于正在发生的社会转型触动了原有的既定利益格局而引起的社会冲突,另一种是由于社会转型过程中出现了偏差和脱节而引起的社会冲突,提出要根据社会冲突产生的根源针对性地采取对策。

社会冲突具有的对抗性特征使得其成为治理的课题之一,学者在探索治理路径的同时,往往先对冲突原因进行分析。蒋俊杰引入跨界治理理论发现,区域间的公共政策差异、政府部门间的碎片化管理、行政体系内信息的纵向控制、利益补偿中市场机制和公民参与的缺失是中国社会冲突形成的重要原因。

社会冲突带来各方面负面影响,政府需要对此进行管理。学术界认为政府对农村社会冲突采取的主要策略是妥协。张世勇等人提出在农村社会冲突管理中,农民“闹大”和政府“兜底”共同构建了当前农村社会冲突管理的一般逻辑。

二、冲突形成过程

(一)内隐性冲突形成

乡村社会冲突产生的前提是村民对外在某一事件的不满,由此产生乡村社会冲突的心理因素。外在事件是乡村社会冲突的导火索。赵树凯指出,90年代村庄内部冲突原因主要有收费、干部不公、财务不公开、经济发展、计划生育问题等。到2003年,由于税费改革、村务公开、计划生育政策转变等原因,村庄内部冲突有所减少,但是村庄外部冲突却越来越多。

赵树凯在对20个乡镇进行的调查中发现,在2009年发生在三个乡镇的三个群体性事件都是因为土地征用补偿问题。随着城市化进程加快,政府征地速度在加快,土地作为农民的重要资本,引发的冲突也就越来越多。除此之外,村庄外部冲突的关键问题还体现在土地问题、干部腐败问题、环境污染和侵害问题、宗教问题、村级选举问题、黑恶势力问题、公共服务问题和税费问题等。而这些问题伴随着社会转型与政策完善,还不能得到有效迅速的解决,而村民对现状又有所不满,于是在心理上产生不满。

乡村社会冲突产生原因可以从内外两个方面进行剖析。一方面,从利益诉求者角度看,冲突产生于利益诉求者对既有利益的不满,期待通过冲突来提高自己的所得利益;另一方面,从管理者角度看,冲突产生于管理者的功能失灵,使得利益诉求者有所不满,期望通过冲突来有效解决问题。

(二)外显性冲突爆发

当村民因利益受损带来的不满情绪无法得到平息,就会向外在寻求宣泄,冲突得以外化,形成有形的公开性事件。理论上说,村民可以通过制度化渠道和非制度化渠道两种方式进行利益表达,而在实践中,村民往往采取非制度化渠道进行利益表达。一方面,村民的文化水平有限,对制度化的渠道并不了解,难以操作。另一方面,制度化渠道自身效力不高,繁琐的程序与低效的办公使得急于解决问题的村民放弃制度化渠道。因此,农民在卷入冲突中,往往采取“闹大”方式。“闹大”就是围绕解决某些社会矛盾冲突问题而形成的公民与政府之间的博弈逻辑。“闹大”的方式则多种多样,主要有上访、制造舆论等,上访说明问题已经超越村庄管理本身,制造舆论是为了给政府施加压力。有调查表明,超过50%的农民工愿意通过罢工、游行、示威、静坐、堵马路、集体上访等方式进行利益表达。

当外在事件作用于村民,与村民期望形成反差后,村民感到利益受到损害,形成内隐性冲突,便会寻求最有效或最方便的解决途径,和平方式往往不能满足村民的利益需求,冲突就具有了公开性特征,得以外显。外显性冲突不是村民的必然选择,村民在尝试合作式解决心理冲突时,可能会被动陷入外显性冲突中。而随着“闹大”事件越来越多,村民看到了“闹大”事件解决问题的高效性,更多采取“闹大”策略,以往村民选择“闹大”是在有限选择中作出的选择,是为最有效地解决问题,现在,“闹大”甚至被不法分子利用形成产业链,而村民本身并非为破坏政治,在某些情况下,“闹大”还是村民的一种被动选择。

(三)政府反应

以乌坎事件为例,政府采取了稳定第一的策略,对村民需要解决的问题却没有高效处理,导致事件恶化。市政府在乌坎事件中管理不力,处理重点在于平息外显性冲突,忽视冲突产生的根源,直到省政府做出反应,从根源上处理,才平息了冲突。政府在冲突面前,采取的策略往往是“兜底”,急于解决外显性冲突。但是,政府在面对外显性冲突时,并不总是选择妥协。在赵树凯调查的三个群体性事件中,两起事件的结局是政府妥协,提高了补偿标准,一起事件的结局是上访组织者被抓,农民妥协,事件平息。

政府的定位是服务于公共利益,而在外顯性冲突发生时,往往急于解决外显性冲突,而忽视了对村民利益的保护,使得内隐性冲突仍旧存在,再次爆发外显性冲突。而政府在本身存在不合法性时,更易采取妥协策略,忽视对冲突根源的解决,极有可能导致外显性冲突再次爆发。

三、结论

乡村社会冲突产生根源于制度和政策等外在条件的缺陷损害了村民利益以及村民对利益的期望过高两种情况。这种实际与期望的落差使得村民产生内隐性冲突,内隐性冲突积压到临界点,村民就向外表达利益诉求,和平方式无效的情况下,就会产生外显性冲突。政府面对外显性冲突,往往急于平息,而对冲突的根源处理相对落后,极易再次引发外显性冲突。(作者单位:南京理工大学公共事务学院)

参考文献:

[1] 赵树凯.乡镇治理与政府制度化[M].北京:商务出版社,2010.

[2] 党国印.发展与冲突:一个理论假说与经验实证分析[J].社会学研究,1998(4).

煤矿事故发生机理研究 篇4

所谓煤矿安全事故内在机理是指煤矿安全事故发生的内在的、互相联系的物质稳态结构及非稳态结构能量互相转化时, 产生破坏力的机制要理。爱因斯坦认为, 除物体之间互相作用能量外, 物质自有内在巨大能量E=MC2如, 瓦斯突出即可解释为物质内在能量的突变释放。所以, 凡是物质系统均具有超凡的能量, 这些能量在非稳定状态下都能变成具有很强破坏力的危险源, 构成威胁人类生命财产的隐患。安全事故发生的严重程度与非稳态的失控能量多少有关。

煤矿事故之所以频繁发生, 其根本的原因在于, 人们尚未真正弄清楚煤矿事故发生的内在机理, 没有科学严谨的理论做指导的实践势必付出代价。目前人们对瓦斯赋存、防水治水、矿井深度地压、高温灾害等研究方面仍然存在许多世界技术难题, 这些难题影响了煤矿安全技术水平、安全装备制造及安全管理规范机制的提高。对煤和瓦斯突出的机理研究仍停留在假说阶段, 尚没有成熟的理论来指导煤与瓦斯突出防治技术的开发和研究。随着煤矿开采深度的增加, 瓦斯突出、地热灾害、高地应力、矿震等灾害的防治技术难度增大, 对这些问题的研究都还处在模糊阶段。需要提出的是, 这些涉及行业技术发展的基础性和前瞻性重大理论课题, 国家支持力度大大减弱, 难以开展技术攻关, 基础理论研究严重滞后于煤矿安全的需要。对安全事故发生机理研究的忽视, 必然造成对安全事故防范措施的忙乱, 导致安全生产装备的制造技术失当, 致使阻隔事故的保证力得不到保障。

如何提高煤矿安全技术水平及煤矿安全装备运行的可靠性, 如何增强人的安全行为能力等问题的研究均要建立在对煤矿安全事故内在规律认识清楚的前提下, 只有弄清楚了煤矿各类事故发生内在的机理, 才能实施有效的安全技术保障措施, 杜绝煤矿事故发生。

2.国内外煤矿事故内在机理研究综述

国外关于安全机理的理论研究远远超前于我国。远在1919年英国的格林伍德 (Greenwood M.) 和伍兹 (Wood H.H.) 对伤亡事故进行了统计分析, 开创了事故致因理论研究, 创造了事故倾向性理论、心理动力理论等;美国的海里因 (1881-1962) 对事故研究建立在大量统计数据基础上, 得出了人、机、物不安全因素模型, 一方面强调了人的不安全行为在事故发生中的重要作用, 同时也强调物或机械的不安全状态也是事故发生的直接原因。20世纪二三十年代, 国外关于伤亡事故研究的理论还有, 因果链理论、多重因素-流行病学理论、系统理论、轨迹交叉理论、扰动理论、自我调控模型、能量意外释放理论等, 这些理论对国家管理煤矿、推出管理法律法规起到了重要积极的作用。

其中, 系统理论认为, 研究事故发生的原因, 要利用系统论、信息论、控制论的系统分析方法, 从人-机-物-环境组成的大系统出发, 探究人-机-物-环境之间的相互作用、反馈和调整, 辨识事故将要发生时的系统状态和特征, 辨识危险源存在的位置和机理。特别是与人的感觉、记忆、理解和行为响应等过程特征, 从而分清事故的主次原因, 使预防事故更有效。在系统理论的框架下, 日本劳务省提出了“轨迹交叉模型”。该理论认为, 事故的发生是人的运动轨迹与物的运动轨迹异常接触所致, 是物直接接触于人, 或是人暴露于有害环境之中。人与物两种运动轨迹的交叉点 (即异常接触点) 就是事故发生的时空。在此模型中, 物的原因被表示为“不安全状态”, 人的原因被表述为“不安全行为”。人的不安全行为和物的不安全状态是造成事故的直接原因。安全系统原理还认为, 人与物的关系取决于人与人的关系。所以, 政府对煤矿安全的管理行为是安全事故增与减的直接动因。这就要求政府要重新审视过去和现行的法律法规和制度安排, 创造一个好的环境, 使我国煤矿生产中, 达到“人、机、物、环境、社会”大系统的充分协同, 以极大限度地减少人因所造成的煤矿事故。

事故交叉理论认为, 多数情况下, 在直接事故原因的背后, 往往存在着企业经营者、管理监督者在安全管理上交叉存在的缺陷, 这是造成事故的本质原因。因为发生事故、问题毕竟是发生事故的人或管理者、监督者不知道、不会做或知道而不做。发达国家矿难事故之所以能够得到有效控制, 与其行之有效的理论研究、技术装备、法律法规和科学管理分不开。

我国对事故发生机理的理论研究起步较晚, 1987年, 陈昌祺出版了《安全生产与心理学》研究了心理动力论等, 1995年陈宝智在对交叉系统安全理论研究的基础上, 提出了两类危险源理论;2000年, 李晋平、李海中出版了《煤矿安全管理方法新编》, 提出了安全大系统管理法应用理论。比国外理论研究晚上近百年。

需要指出的是, 煤矿安全事故机理研究除对物的不安全状态机理研究外, 还应当包括人文安全制度机理。美国安全工程师海因里希经过大量研究, 认为事故的发生存在着“88:10:2”规律, 即在100起事故中, 有88起事故纯属人为的因素, 有10起事故是人为和物的不安全状态综合造成的, 只有2起事故是人难以预防的。而中国矿业大学副教授陈红对我国煤矿1980-2000年发生的重大事故案例的全面统计数据分析显示, 在所有导致我国煤矿重大事故的直接原因中, 人因所占的比例实际上高达97.67%以上, 远远高于一般人们认识的结果。

注:数据来源:陈红主编的《中国煤矿重大事故中的不安全行为研究》, 科学出版社, 2006.9。

我国政府在安全管理方面, 尤其是煤矿安全管理方面, 相继推出了一系列政策, 《安全法》、《矿山安全法》、《煤炭法》、《煤矿安全监察条例》等, 成立了国家安全生产监督总局、煤炭安全生产监督局等监察部门, 实施对煤矿的安全生产监察工作。但由于我国煤矿存在环境的特殊性, 在社会、人、机、物、环境生产劳动的交互系统中, 这些管理条例和部门设置都存在交叉轨迹和制度设计缺陷, 存在诸多的“管理不时症”, 致使煤矿事故不能很好地得到遏制。

3.煤矿安全事故发生内在机理的平衡态理论

平衡态理论认为, 自然界中的每一事物都存在两种状态:平衡稳态和非平衡激发态。平衡稳态即是物质长期在大自然中形成的自然存在状态, 由于这种状态与周围其他物质共处一定空间的稳定系统中, 所以, 处在平衡稳态物质没有能量转化, 不构成事故的危险源。非平衡激发态即是由于处于平衡稳态的物质被外力所位移, 或在位移过程中, 破坏了系统空间物质的稳定结构, 促使了物质的能量转化 (如势能、化学能、压力能等) 或能量释放, 造成安全事故的发生。

按照平衡稳态理论, 安全事故发生的机理可解释为, 人们的生产斗争活动, 要利用自然造福人类, 就要对不利于人们生存环境的处在稳定状态的物态进行修正和改造。于是, 处于平衡稳态的事物就会被打破平衡, 变为非平衡激发态, 处在非平衡激发态的事物就产生能量转化或意外能量释放, 构成破坏其他事物的危险源, 如果防护不当就会酿成事故。对于煤矿来讲, 事故的发生就是在采煤过程中, 对本来深埋在地下数百米处于平衡稳态的煤层地质结构进行了破坏, 由平衡稳态的复杂煤层变为非平衡激发态的结构, 于是, 地压冲击、煤和瓦斯突出、高压水冒喷、煤层塌陷等不安全状态的物质意外释放出极大的能量, 造成摧毁采煤巷道和人员伤亡的矿难事故。

大量的理论和实践都证明, 任何处于两种状态的事物在对其修正和改造过程中, 能量转化或意外能量释放都是可以得到有效控制和利用的, 核电站的出现就是对核裂变非平衡激发态控制利用的很好例子。

如何科学、准确、有效地控制在采煤过程中地下煤层由平衡稳态到非平衡激发态意外能量释放产生的破坏性, 是矿难事故得到遏制的安全生产机理所在。影响煤层物质两种状态转化的要素由人、机 (各种支护与采掘设备、工具等) 、物 (煤层及其地下的自然物等) 及人与机、物构成的环境等要素构成。这些要素构成一个协同交互的大系统, 在这个大系统中, 人处于支配核心地位, 其他三元素处在能被人了知其规律并可被协同掌控的状态。理论上讲, 人对事物和自然的认识能力是无限的, 任何事物或事件也同样是可以被掌控的。所以, 任何矿难事故都是可以避免的。这就是行业专家研究出的结论:煤矿事故的发生97.67%是人为因素引发的原因。历史上, 矿难事故之所以不断发生, 是由于人们在对煤层被采掘移动过程中, 使其从一种平衡稳态经过非平衡激发态再到另一种新的平衡稳态时, 意外释放能量的机理和规律尚为搞清楚, 或者是对已经认识和掌控的事故致因, 由于人的不安全心理及其行为导致了物的不安全状态, 或者是人未能正确使用机器等工具, 造成矿难事故。通常人们所讲的自然不可抗拒的“天灾”力量而引起的巨大煤尘和瓦斯突出事故, 只是人们尚未制造出抵御这种矿难发生的机械装备而已。所以, 用科学的观点解释, 把事故降低到最低甚至实现零事故。

4.基于事故平衡态理论的系统环境安全管理

安全事故发生机理的平衡态理论还可以演化为人的安全心理和安全行为的平衡态理论。系统论告诉我们, 煤矿生产是一个人、机、物、环境相互交互的动态系统, 在这个系统中, 人力活动行为的正确与错误是导致机、物、环境三因素是否协调运动的根本, 所以, 人的安全因素居于主动地位。人的心理处于平衡态时, 即处于心情舒畅、神志平和状态时, 他的活动就会有条不紊, 严格按照设定的流程工作;相反, 如果人的心理处于非平衡态甚是激发态时, 即当一个人受到领导的不公正的批评和挫折时, 他的活动就会产生紧张慌乱情绪, 导致非流程性工作, 甚至故意产生破坏力。这就要求我们, 在员工安全培训、安全管理方面, 要始终使矿工在工作时保持平衡态心理, 不要让任何处在非平衡激发态心理的矿工上岗。如果发现某矿工有非平衡态的心理表现, 要即时教育开导, 使其转化为平衡心态。所以, 煤矿企业要营造关怀文化、勤政文化、服务文化、公平文化、矿工为本等一系列的安全文化氛围。让矿工沉浸在平和的工作和生活环境当中, 从而使矿工达到长效的平衡心理状态。

根据安全事故的人因平衡态理论, 结合经济管理学的观点看, 目前关于煤矿事故死亡人员的赔偿问题, 一种观点认为, 只要提高矿工死亡的赔偿金额就会做到使煤矿经营者加大安全投入, 避免事故发生。可是如果对死亡人员的赔偿金高到某个程度 (如超出目前出现的上百万元的死亡赔偿金额) , 死亡的超高额赔偿可能会诱发某些矿工转化为非平衡激发态的心理, 产生故意制造事故的可能, 如果在事故中死亡, 就会获得巨额赔偿, 这个数字对那些极度贫困的矿工充满诱惑力的, 于是就进一步加大了这个矿工轻视自我生命, 从而铤而走险的概率。经济管理学认为, 人的生命有时是可以定价的, 譬如, 做一种高危险性事件, 拿二十万元、二百万元等就可以促使一些人愿意冒着生命的危险获得这些赔偿金。所以, 搞好煤矿安全生产一定要全面的考虑矿工人安全平衡态心理因素, 在制定人员安全管理政策时, 要认真研究从业人员的心理生命价值效度, 做到从制度和文化上杜绝任何人因不安全行为的发生。

从安全事故发生机理的平衡态理论可以看出, 人的平衡心理, 物的平衡状态是构成安全生产的两大平衡砝码。这两大平衡砝码处在机器、环境因素中, 寻求总体的动态平衡。另外还有人、机器、物、环境四因素伴随着煤矿的动态生产过程相互作用。人的平衡心理导致人的安全行为, 物的安全状态避免能量转化或意外能量释放, 机器及技术水平预知和抵挡避免事故后果。人、机、物在环境时空中形成煤矿安全生产的动态活动过程。

煤矿安全管理系统设计就是要从人、机、物协同环境构成的大系统中寻求整体平衡稳态, 在煤炭开采的动态过程中, 时刻保持系统从一个协同的平衡稳态到另一个新的协同平衡稳态。个人的安全心理平衡、人与人之间协同安全平衡、人与机器协同运行的安全平衡、机器与物运行的安全平衡、物与运行环境的协同安全平衡等, 每一个平衡稳态都要通过系统管理制度发挥作用, 从而到达煤矿安全生产的效果。

参考文献

高速铁路隧道岩溶突水发生机理研究 篇5

目前,在岩溶地区修建高速铁路隧道的技术尚不成熟,而高速铁路岩溶隧道突水致灾机理及成套理论研究,更是大大滞后于生产实践的发展[1,2,3,4]。因此,开展高速铁路岩溶隧道突水灾变机理相关研究,为生产实践提供针对性理论指导,显得尤为紧迫。目前,国内外已有一些学者致力于岩溶隧道突水规律及演化机制研究,并取得了可喜进展。L.Toran等人[5]采用物理模型和化学测试跟踪的方法,获取了隧道岩溶突水的运移规律。李术才等人[6]、李利平等人[7]对岩溶隧道突涌水力学机理进行了深入研究,开发了岩溶突水渗流物理模型和光纤信息监测系统,初步揭示了高风险岩溶隧道突水灾变演化机理,并将研究成果成功运用于多次发生岩溶突水灾害的齐岳山隧道、乌池坝隧道等工程实践之中。刘招伟等人[8]采用理论分析和数值模拟相结合的方法,揭示了隧道岩溶充填物在水压、围岩塑性区共同作用下渐近失稳引发突水的力学机制。

这些研究成果毫无疑问一定程度上揭示了岩溶突水发生的原因和规律,给岩溶突水的预测及防治提供了有效途径,但是这些研究成果尚未将岩溶突水的灾变演化过程阐释清楚,而事实上,掌握岩溶突水灾变演化过程,不仅能够反馈于建立岩溶突水理论判据,还能为采取针对性的全过程防治措施提供理论依据。此外,国内外关于岩溶突水的研究成果也主要集中在隧道涌水量预测[9,10,11]、矿井突水模型及失稳判据方面[12,13],涉及高速铁路这类超大断面的岩溶隧道不多。因此,对高速铁路隧道充填型岩溶管道突水灾变的演化过程进行相关研究,具有重要的意义。

1 建立两类力学模型

通常,将隧道岩溶突水分为地质缺陷诱发突水和非地质缺陷诱发突水两类,其中地质缺陷诱发岩溶突水占实际工程中的绝大部分,通常表现为地质缺陷体失稳形成突水通道,进而贯通溶腔和隧道,引发突水涌泥。因此现在研究对象为地质缺陷诱发岩溶突水。

隧道围岩中天然条件下普遍存在的节理、裂隙、裂缝等地质缺陷体往往是围岩中最为薄弱的充填结构,对于隧道充填型岩溶管道,其充填介质的失稳破坏模式就决定了隧道岩溶的突水灾变机制。因此,建立充填型岩溶管道突水的两类力学模型,分别是:充填介质渗透失稳力学模型、充填介质滑移失稳力学模型。

1.1 充填介质渗透失稳力学模型

当岩溶管道中的充填物为透水介质时,由于透水介质具有结构松散、孔隙率大等特点,溶腔中的水流会持续侵蚀透水介质,并导致透水介质逐渐液化。随着侵蚀渗流的进一步加深,充填结构颗粒逐步流失,充填介质孔隙率逐渐增大。当隧道开挖至岩溶通道底部形成临空面时,充填介质迅速流失,岩溶通道得以全部贯通,从而引发岩溶突水。建立充填介质渗透失稳力学模型如图1所示。

现将充填介质渗透失稳力学力学演变过程划分为三个阶段,分别为充填介质初始密实阶段、充填介质渗透流失阶段、岩溶管道全贯通阶段,下面分别推导三个阶段的力学演变机制。

(1)充填介质初始密实阶段:在最初阶段,岩溶管道中的充填介质是密实的,溶腔中的水流对充填体产生渗流动水压力ps(图1),充填介质任一点受到的渗流动水压力大小为

式(1)中:为充填介质任一点的渗流动水压力矢量;为溶腔中水的重度;j为渗流水力坡度矢量。

设岩溶管道渗流水沿x方向的水力坡度为J,则岩溶管道在dx长度内充填段受到的渗流动水压力的合力大小为

式(2)中:J为沿x方向的水力坡度;D为岩溶管道宽度;n为充填介质的孔隙率(此时n<1);其他符号意义同前式。

充填体受到渗流动水压力的同时,会对岩溶管道壁产生拖曳力,根据力作用与反作用原理,该拖曳力也即充填体受到岩溶管道壁的阻力,阻力合力大小等于渗流动水压力Ps,阻力的表达式为

式(3)中:fw为充填体对岩溶管道壁产生的单位拖曳力;其他符号意义同前式。

联立式(2)和式(3),计算得到充填体对岩溶管道壁产生的单位拖曳力fw为

式(4)中:ρw为水流密度;其他符号意义同前式。

(2)充填介质渗透流失阶段:在经过溶腔内流体的持续渗透作用后,充填介质中的小颗粒逐渐流失,孔隙率n逐渐变大,当n趋向于1时(但不等于1),充填物中流失的小颗粒悬浮在岩溶渗流水中形成高密度泥砂,表现为管涌,此时高密度泥砂对岩溶管道壁产生的单位拖曳力fs为:

式(5)中:ρs为管涌泥砂密度;其他符号意义同前式。

对比式(4)、式(5),由于ρs>ρw,因此在第二个阶段高密度泥砂对岩溶管道壁产生的单位拖曳力要大于第一阶段渗流水作用下产生的单位拖曳力。

(3)岩溶管道全贯通阶段:经过第二阶段充填介质渗透流失后,岩溶管道内不再有充填物,此时岩溶管道内表现为流砂,孔隙率n=1,将孔隙率代入式(5),则此时岩溶管道内混合流体对管道壁产生的拖曳力为

经上述推导,在有溶腔水且隧道开挖揭露了岩溶管道的前提下,连接溶腔的岩溶管道内透水介质将历经以上三个阶段最终演变为渗透失稳,并发生隧道突涌水。

1.2 充填介质滑移失稳力学模型

对于非透水介质充填体,其阻水性能很强,内部颗粒介质不会被溶腔水渗透后带走,但在溶腔水动水压力和静水压力的联合持续作用下,加上充填体的胶结程度要好于充填体与管道壁的咬合程度,将使得非透水介质充填体与管道壁之间的强度会发生持续减弱,并最终发展为非透水介质沿着管道壁滑移失稳,岩溶通贯通,引发岩溶突水。建立充填介质滑移失稳力学模型如图2所示。

对充填介质滑移失稳力学模型进行受力分析,其竖向的力学平衡方程可以表示为

式(7)中:f为滑移充填体与岩溶管道壁的摩擦力;N为隧道支护作用在滑移充填体上的荷载;Gs为滑移充填体的重力;Gw为滑移充填体的上覆溶腔水重力;Pw为溶腔水对滑移充填体的渗透力。

现逐一求解平衡方程中的各项未知量。假定岩溶管道形状近似为圆柱体,其直径为D,长度为L,则滑移充填体的自重为:

式(8)中:γs为滑移充填体的重度。

隧道支护作用在滑移充填体上的荷载为

式(9)中:S为溶腔横截面积;q为隧道单位支护力。

滑移充填体的上覆溶腔水重力为

式(10)中:Vw为上覆溶腔水的体积。

溶腔水对滑移充填体的水力梯度为

当充填体渗透系数为k时,渗流流速V=kI,渗流力是一种体积力,其大小等于体积乘以水力梯度,此时,溶腔水沿滑移充填体的渗流力在垂直方向的渗流分力为:

式(12)中:d为滑移充填体的平均粒径;其他符号意义同前式。

为求滑移充填体与岩溶管道壁的摩擦力,现对充填体取一个微小圆柱体,圆柱体的高为dz,该圆柱体内一点的抗剪切强度为

由此可知微圆柱体的竖向摩擦力为

则微圆柱体沿岩溶管道的侧向摩擦力为

由于微小圆柱体沿竖向侧面剪切破裂,此时水平向的应力σn为最小主应力σ3,竖直向的应力σs为最大主应力σ1,而σ1=γ0Z,则:

式(16)中:Ks为充填体的侧压力系数。

把式(16)代入式(15)后,对微圆柱体沿岩溶管道的侧向摩擦力进行积分,得到滑移充填体与岩溶管道壁的摩擦力f为

到此,平衡方程中的各项未知量均已得到求解,将式(8)、式(9)、式(12)、式(17)一起代入平衡方程式(7),得到充填介质滑移失稳力学模型为

式(18)的等号左边是充填介质的抗滑力,右边是滑动力,则充填体的安全系数K=F抗/F滑。当K<1时,充填介质将发生滑移失稳,引发岩溶突水;当K=1时,充填介质处于极限平衡状态,如果此时有爆破振动等外界扰动因素,将诱发滑移失稳;当K>1时,充填介质将处于稳定状态,不会发生滑移失稳。式(18)即充填介质滑移失稳判据。

2 工程概况

2.1 工程地质环境

油坊坪隧道位于沪昆客运专线长昆湖南段CK-TJ-9标段的湘西新晃县内,隧道起讫里程DK387+174.24~DK388+075,全长900.76 m,最大埋深227.4 m。隧道岩层以灰岩、白云岩为主,节理裂隙较为发育。地质构造主要跨越准地台和华南褶皱系,沿线主要断裂带为新晃—芷江断裂带(图3)。湖南省处于华南地震区内陆腹地,总体地震活动频率不高,沿线地震动峰值加速度小于0.05g。

区段主要不良地质有岩溶、人为坑洞、滑坡、危岩、顺层、岩堆等等。沿线地下水主要为岩溶水、基岩裂隙水及第四系孔隙水三大基本类型。岩溶水是沿线最大的地下水类型,分布广、水量大,主要赋存于溶蚀管道及溶蚀裂隙中,从现场工程实际来看,岩溶问题对施工安全造成了较大影响。勘探结果表明岩溶形式主要为顺层溶蚀,岩溶段总长度35.6 m,岩溶位置紧靠隧道洞身,易引发隧道岩溶突水。油坊坪隧道的工程地质剖面图如图4所示。

2.2 隧道现场突发涌水

当油坊坪隧道进口端开挖至里程DK387+512时(图3中1#溶洞),隧道的左边拱腰位置揭露出一条岩溶管道,管道内充填物以黏土、泥砂为主,揭露初期,岩溶管道未见渗水。现场随即采用地质雷达对岩溶管道及内部溶腔进行探测分析,根据分析结果推断岩溶管道和隧道横截面的结构如图5所示。不久,岩溶管道出现黏土渗水、泥砂涌出现象,随即发生大量突水涌泥,涌水量达到400 m[3]/h,喷出距离长达4 m,对隧道施工安全造成明显影响。

2.3 隧道岩溶突水机理分析

根据现场探测和调查结果分析,所揭露的岩溶管道内黏土及泥砂充填物为多年水流作用冲刷堆积而成,其突水灾变演化过程,符合前面所建立的两类失稳力学模型。根据调查结果,该里程隧道埋深227.4 m,岩溶管道充填段长L=5 m,管道宽度约0.3 m,溶腔充水体积约4.5 m3;初期充填介质的孔隙率n=0.2,水力坡度为1.8;充填体密度为2 100kg/m3,侧压力系数为0.7,黏聚力21 k Pa,内摩擦角为25°,平均粒径0.009 m。

(1)第一阶段:最开始岩溶管道内的黏土及泥砂充填物为松散透水介质,在溶腔水流的持续侵蚀作用下,充填介质沿着岩溶管道不断渗透、积累,由于岩溶管道中间存在折线过渡段,因而泥砂在岩溶水的渗透拖曳和自重作用下在折线过渡段积累,并不断被冲压密实,形成透水性较差的致密充填体。此阶段按式(4)计算可得充填体对岩溶管道壁产生的拖曳力fw为

(2)第二阶段:当隧道开挖揭露岩溶管道后,一方面岩溶管道充填体失去了原有围岩支护作用,另一方面溶腔动、静水压力持续作用于充填体,弱化充填体与管道壁之间的咬合强度,此时,按式(18)分别计算充填体的抗滑力和滑动力

据此可知,岩溶管道充填体的安全系数K=F抗/F滑=129.2 k N/484.1 k N=0.27<1,安全系数小于1表明充填体处于不平衡状态,将发生滑移失稳并导致岩溶突水,这一解析计算结果与隧道现场实际突水情况相吻合。

3 岩溶突水机理数值分析

通过快速拉格朗日Flac3D程序对岩溶突水的机理及相关规律进行数值分析,突水过程实际上就是岩土体的流固耦合过程,因此,将岩体视为多孔介质,岩溶突水视为流体在多孔介质中的渗流,服从达西定律。

3.1 计算模型的建立

计算模型断面选取油坊坪隧道揭露岩溶管道处,也即1#溶洞的DK387+512里程位置,该里程隧道埋深227.4 m,隧道断面形状为马蹄形,宽B=14.95 m,高H=10.72 m,隧道断面积约为160 m2,为超大断面。由于隧道开挖影响范围为3倍左右洞直径,因此Flac3D程序中计算模型的尺寸选取为:x方向全宽80 m,y方向取单位厚度,求解视为平面应变问题,z方向上部由隧道顶部取到地表,下部由隧道底部取30 m。所建模型含2 157个单元,4 336个节点,如图6所示。

3.2 计算参数

根据工程地质勘查报告资料,结合现场水压试验结果,隧道围岩及地下水渗流计算参数如表1所示。

3.3 计算结果分析

3.3.1 隧道未开挖

在隧道尚未开挖,且岩溶管道充填体处于稳定状态时,溶腔附近的地下水汇集,产生的渗流场孔隙水压力如图7(a)所示,由于溶腔为透水边界,因此溶腔附近的孔隙水压力为零,岩溶管道为弱透水介质,孔隙水压力持续对岩溶管道充填体产生渗透作用,孔隙水压力从上至下为10~40 kPa;渗流场流动矢量如图7(b)所示,从图中可直观看出溶腔附近地下水渗流方向朝溶腔中心,尽管隧道未开挖,但岩溶管道渗透性强于周边围岩,因此隧道的左拱顶沿岩溶管道方向渗流矢量强烈,表明左拱顶附近将是地下水的重要渗流通道。

3.3.2 隧道开挖后岩溶突水

隧道开挖到岩溶管道位置揭露岩溶管道口后,随着溶腔水不断渗流作用于岩溶管道充填体,充填体开始滑移失稳,岩溶通道彻底打开,溶腔水顺着岩溶管道涌入隧道内,产生的渗流场孔隙水压力如图8(a)所示,此时溶腔、岩溶管道全部贯通隧道,为自由渗流边界,边界处孔隙水压力为0~20 kPa;渗流场流动矢量如图8(b)所示,从图中可知,溶腔附近渗流矢量向溶腔富集,岩溶管道渗流朝管道临空面,而隧道环向渗流矢量均朝隧道中心,与图7隧道未开挖时相比,岩溶管道和隧道的孔隙水压力急剧下降,表明岩溶水正顺着岩溶通道迅速向隧道突水。

3.3.3 突水处治,施加衬砌

在对岩溶管道进行注浆处治,并施加衬砌后的渗流场孔隙水压力和渗流场流动矢量分别见图9(a)、图9(b)所示。从渗流场孔隙水压力图9(a)可知,施加衬砌后,孔隙水压力发生明显降低,岩溶管道和隧道开挖面附近的低渗透压区域显著扩大(见图中淡蓝色区域),该区域最大孔隙水压力为10kPa,仅为衬砌施加前的一半,表明突水处治产生了较好的效果。从渗流场流动矢量图9(b)可知,隧道和岩溶通道内已经没有了渗流矢量,表明渗流通道已经处于隧道和岩溶通道范围外,岩溶通道的一定范围外的左下侧、右侧,有渗流矢量汇集,易沿矢量集中位置形成渗流通道,因此可以将该范围视为需注浆加固处治区域。同时,注意到隧道拱脚、右拱腰处渗流矢量集中,应在隧道防水中予以重视。

4 结论

本文对沪昆高速铁路油坊坪隧道岩溶突水发生机理进行了研究,得到以下研究结论:

(1)对油坊坪隧道岩溶突水建立两种突水力学模型,分别为充填介质渗透失稳模型、充填介质滑移失稳模型,对两种模型的力学失稳机理,展开了理论推导,并将理论推导结果应用于油坊坪隧道岩溶突水现场实际,计算结果表明,岩溶管道充填体的安全系数K=F抗/F滑=0.27<1,表明充填体处于不平衡状态,将发生滑移失稳并导致岩溶突水,这一解析计算结果与隧道现场实际突水情况相吻合。

(2)通过快速拉格朗日Flac3D程序对岩溶突水的机理及相关规律进行了数值分析计算。在隧道尚未开挖且岩溶管道充填体处于稳定状态时,溶腔附近的孔隙水压力为零,而岩溶管道附近孔隙水压力从上至下为10~40 kPa;隧道的左拱顶沿岩溶管道方向渗流矢量强烈,表明左拱顶附近将是地下水的重要渗流通道。

(3)隧道开挖后,岩溶通道彻底打开,溶腔水顺着岩溶管道涌入隧道内,溶腔、岩溶管道全部贯通隧道,边界处孔隙水压力为0~20 kPa;溶腔附近渗流矢量向溶腔富集,岩溶管道渗流朝管道临空面,而隧道环向渗流矢量均朝隧道中心。

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