淺談隧道工程風(fēng)險管理

吳崗 蘇遠(yuǎn)達(dá) 岳銀偉 劉東超

摘要：隧道工程施工風(fēng)險管理是保障隧道安全施工的重要環(huán)節(jié)和內(nèi)容。為了降低安全風(fēng)險的發(fā)生，減少人身傷害和財產(chǎn)損失，常常在工程中引入風(fēng)險管理的概念。本文以楊真隧道為研究對象，闡述了隧道風(fēng)險評估的概念、依據(jù)、過程，最后通過指標(biāo)體系法及主成分分析法相結(jié)合的方法進(jìn)行隧道風(fēng)險分析與評估，根據(jù)評估的結(jié)果制定風(fēng)險應(yīng)對策略。通過在隧道工程中實施風(fēng)險管理，可以安全可控的應(yīng)對隧道施工風(fēng)險，保障隧道工程安全運行。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險評估;風(fēng)險管理;風(fēng)險對策

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施工風(fēng)險管理的概念即在施工前，施工過程中及施工完成后實現(xiàn)工程安全.質(zhì)量可靠且風(fēng)險可控的過程[1]。在風(fēng)險分析和風(fēng)險評價方面，實現(xiàn)定性和定量的風(fēng)險分析方法。針對風(fēng)險的應(yīng)對措施，從組織結(jié)構(gòu)和專業(yè)應(yīng)對方面也提出了一些應(yīng)對措施[2C4]。本文以楊真隧道為具體研究對象，提出風(fēng)險識別.分析.評估和應(yīng)對策略，為隧道工程的風(fēng)險管理有一定的參考意義。

1 楊真隧道概況

楊真隧道位于福建省南平市，隧道結(jié)構(gòu)為雙洞連拱隧道，隧道長200m。隧道單洞寬度12.75m，最大埋深45.6m。

2 風(fēng)險評估程序和評估方法

2.1 風(fēng)險評估程序

1.收集整理并分析工程相關(guān)資料：

2.對施工階段進(jìn)行全面風(fēng)險評估，并根據(jù)總體風(fēng)險水平進(jìn)行專項風(fēng)險評估。

3.根據(jù)風(fēng)險等級評價結(jié)果，制定相應(yīng)的管理方案和對策，確定監(jiān)控責(zé)任

4.評估結(jié)論。

2.2 風(fēng)險評估的方法

以楊真隧道施工設(shè)計圖及相關(guān)資料為主線，采用指標(biāo)體系法及主成分分析法相結(jié)合對隧道進(jìn)行施工安全風(fēng)險評估。

3 評估內(nèi)容

3.1 風(fēng)險評估對象及目標(biāo)

評估對象∶楊真隧道工程。

評估目標(biāo)∶通過風(fēng)險評估和管理，建立完善的風(fēng)險評估和管理體系.有效控制各種風(fēng)險，將風(fēng)險降低到可接受的水平。

3.2 風(fēng)險評估的內(nèi)容

隧道工程總體風(fēng)險評估按下列指標(biāo)進(jìn)行。結(jié)合設(shè)計相關(guān)資料，綜合考慮各因素的影響程度，確定隧道總體風(fēng)險等級。

（1）地質(zhì)（C）

1）圍巖情況

V.V級圍巖長度占全隧長度70%以上為3-4分，40%-70%為2分，20%-40%為1分，20%以下為0分。

2）瓦斯含量

隧道洞身穿越瓦斯地層為2-3分，可能存在為1分，反之為0分。

3）富水情況

隧道全程可能存在發(fā)生涌水突泥的地質(zhì)為2-3分，有部分可能發(fā)生為

1分，反之為0分。

（2）開挖斷面（A）

特大斷面為4分，大斷面為3分，中斷面為2分，小斷面為1分。

（3）隧道全長（L）

L≤500m，為1分：500m≤L≤1000m，為2分：1000m≤L≤3000m，為3分：L33000m，為4分。

（4）洞口形式（s）

豎井形式為3分，斜井形式為2分，水平洞形式為1分。

（5）洞口特征（C）

根據(jù)隧道洞口施工難度分為困難2分，較容易1分。

3.2.1 隧道地質(zhì)評估1.圍巖情況

根據(jù)設(shè)計資料可知，該隧道圍巖等級為V級。則圍巖情況評分：a=3。

2.瓦斯含量

通過施工設(shè)計圖上的地質(zhì)勘探情況.及結(jié)合當(dāng)?shù)匾呀ㄋ淼兰霸诮ㄋ淼赖慕ㄔO(shè)情況可知，不存在瓦斯氣體。則瓦斯含量評分∶a=0。

3.富水情況

擬設(shè)隧道區(qū)未發(fā)現(xiàn)深大斷裂結(jié)構(gòu)和全新斷裂通過。隧道總體埋置較深，匯水面積及補(bǔ)給范圍一般。隧址區(qū)水系總體對路線影響較小。則富水情況評分∶b=0。

綜合1.2.3點可知，隧道地質(zhì)總體評分為∶C=a+b+c=2+0+0=2。

3.2.2 開挖斷面評估

擬建隧道為兩車道隧道，屬于中斷面。則開挖斷面總體評分∶A=2。

3.2.3 隧道長度評估

隧道長度L=200m>500m，屬于短隧道。則隧道長度總體評分∶L=1。

3.2.4 洞口形式評估

根據(jù)施工設(shè)計圖可知，洞口形式為水平洞。則洞口形式總體評分∶s=1。

3.2.5 洞口特征評估1.洞口工程地質(zhì)概況

①地形地貌

隧道進(jìn)口端坡度為10。-20。，出口坡度為20。-30。。

⑨水文

地表水主要以短沖溝為主。水流量和水位呈季節(jié)性變化。2.洞口穩(wěn)定性分析

洞口地質(zhì)主要由第四系碎屑巖和全-強(qiáng)風(fēng)化片麻巖組成，穩(wěn)定性極差。

3.淺埋偏壓分析

隧道右線出口受地形影響有明顯偏壓。

結(jié)合以上1.2.3點所述，洞口施工難度較大。則洞口特征總體評分∶C=2。

4 風(fēng)險評估結(jié)果

綜合上述各分析指標(biāo)分值，按照《公路橋梁和隧道工程施工安全風(fēng)險評估指南（試行）》風(fēng)險分級標(biāo)準(zhǔn)∶R≤6，風(fēng)險等級為I：7≤R≤13，風(fēng)險等級為Ⅱ：14≤R≤21，風(fēng)險等級為Ⅲ：R322，風(fēng)險等級為Ⅳ。

施工安全總體風(fēng)險R=C（A+L+s+C）=3×（2+1+1+2）=18。綜上楊真隧道總體風(fēng)險等級為Ⅲ。

5 安全風(fēng)險技術(shù)對策

5.1 隧道風(fēng)險事件的技術(shù)對策

1.做好設(shè)計審查，現(xiàn)場地質(zhì)核實.地質(zhì)分析和超前地質(zhì)預(yù)報工作。

2.加強(qiáng)施工技術(shù)管理與工序銜接控制，確保工程質(zhì)量和工序銜接。3.加強(qiáng)監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)反饋判定圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，確保

施工安全。

4.確保二次襯砌及時施工。

5.加強(qiáng)施工管理，確保措施實施到位：加強(qiáng)過程管理，確保工序緊跟，施工步距合理。

5.2 洞口處施工技術(shù)對策

洞口加強(qiáng)超前支護(hù)施作。結(jié)合隧道洞口地質(zhì)水文條件，加強(qiáng)監(jiān)測，分析邊仰坡的受力情況，對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，保證施工安全。

5.3 軟弱圍巖及淺埋段預(yù)防坍塌.冒頂?shù)募夹g(shù)對策

1.堅持"短進(jìn)尺.勤量測.強(qiáng)支護(hù).早封閉"的施工原則。

2.加強(qiáng)監(jiān)測，預(yù)留足夠的沉降量，保證施工安全和二次襯砌設(shè)計厚度。

3.加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報，結(jié)合監(jiān)控量測分析，及時調(diào)整設(shè)計參數(shù)。

4.有仰拱時，嚴(yán)格控制仰拱.回填及二次襯砌之間的步距。

5. 施工作業(yè)過程中，隨時記錄掌子面的地質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)問題及時上報，防止錯過最佳處理時間。

6. 進(jìn)洞前，應(yīng)進(jìn)行洞口段以及淺埋段的縱橫斷面測量，隨時掌握洞頂覆土厚度，并相應(yīng)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工部署。

7.嚴(yán)格控制和管理人員進(jìn)出洞，減少不必要的損失。

8.做好應(yīng)急預(yù)案，并配備相應(yīng)的救援物資。

5.4 隧道大變形施工技術(shù)對策及安全技術(shù)措施

加強(qiáng)圍巖，改善變形，先柔后剛，先放后抗，充分變形，底部加強(qiáng)。施工超前錨桿，在掌子面噴射混凝土：設(shè)置臨時仰拱，對底部進(jìn)行注

漿加固：兩側(cè)附加錨桿長度應(yīng)大于圍巖塑性區(qū)：縮短施工步距，并盡快閉合：初期支護(hù)應(yīng)能滿足大變形的要求：增大預(yù)留變形量，提高二次襯砌剛度。

5.5 隧道涌水突泥的技術(shù)對策

根據(jù)隧道防.排水構(gòu)造的設(shè)計資料，結(jié)合工程實際情況，因地制宜，選擇既經(jīng)濟(jì)合理，又安全環(huán)保的治水方案。

5.5.1 處理隧道施工中涌水輔助施工方法

采取超前鉆孔或輔助坑道排水：超前小導(dǎo)管預(yù)注漿法堵水.止水：超前固巖預(yù)注漿堵水。

5.5.2 采用輔助坑道排水施工要求

輔助坑道應(yīng)與主隧道平行或接近平行：底標(biāo)高應(yīng)低于主隧道底標(biāo)高：應(yīng)先于主隧道10C20m，至少應(yīng)超前1C2個循環(huán)進(jìn)尺。

5.5.3 采用超前鉆孔排水技術(shù)要求

鉆孔底應(yīng)超前開挖面1C2個循環(huán)：孔位應(yīng)在水流的上方，采取相應(yīng)的防護(hù)裝置：采取排水措施，保證鉆孔排出的水迅速排出洞外。

5.5.4 超前圍巖預(yù)注漿堵水施工

注漿區(qū)域長度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件.涌水量.設(shè)備容量等因素確定。鉆孔及注漿順序應(yīng)由外圈到內(nèi)圈，同一圈的鉆孔應(yīng)跳孔進(jìn)行：漿液應(yīng)為水泥漿或水泥-水玻璃漿液。

5.5.5 承壓水排放和高壓水處理

當(dāng)預(yù)計隧道開挖面前方有承壓水，排水不影響圍巖穩(wěn)定，可采用超前鉆孔或輔助坑道排水。隧道施工中遇到高壓涌水，應(yīng)采用排水法降低地下水壓力，并用注漿法封堵。

5.6 隧道塌方的技術(shù)對策

先排水，將水截于坑道之外：短開挖，減少圍巖暴露時間：弱爆破，開挖面不宜太寬：使用超前支護(hù)注漿加固圍巖：早支護(hù)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度：勤量測。

6 結(jié)束語

風(fēng)險評估對隧道施工確實起到了未雨綢繆的作用，預(yù)先做好各方面的預(yù)案，將隧道施工中的風(fēng)險降低到可接受的程度，但勘察設(shè)計難免在某段與實際開挖圍巖情況不符，這就需要重視隧道超前預(yù)報工作，及時調(diào)整隧道的施工參數(shù)，做到動態(tài)施工。當(dāng)隧道風(fēng)險評估結(jié)果與隧道實際開挖圍巖一致性較好時，更應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行隧道風(fēng)險評估的相關(guān)要求，避免為了趕進(jìn)度等原因把隧道風(fēng)險評估結(jié)果束之高閣，使其失去應(yīng)有的作用。總之，當(dāng)施工情況與設(shè)計情況不符時，應(yīng)及時調(diào)整施工措施，動態(tài)施工：當(dāng)施工情節(jié)與設(shè)計情況相符時，嚴(yán)格按照風(fēng)險評估要求進(jìn)行施工。

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