隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評估
2015-05-14
地鐵隧道工程位于地面以下，具有施工復(fù)雜、難度大、危險(xiǎn)性高等特點(diǎn)，在施工過程中存在諸多不確定風(fēng)險(xiǎn)因素，隱患多，發(fā)生各類安全事故的概率高，是高風(fēng)險(xiǎn)的工程，而且一旦出現(xiàn)安全事故，造成的損失相當(dāng)大。而風(fēng)險(xiǎn)評估是在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生之前或者風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生之后（還沒有結(jié)束），該風(fēng)險(xiǎn)給工程建設(shè)造成的影響和損失的可能性進(jìn)行量化評估的工作，即量化測評風(fēng)險(xiǎn)帶來的影響或損失的可能程度，采用風(fēng)險(xiǎn)評估有利于更加詳細(xì)的了解風(fēng)險(xiǎn)因素，所以對隧道施工進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估并采取必要的控制措施非常必要。本文以下內(nèi)容將通過實(shí)例介紹隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)評估及有效的控制措施，以供大家學(xué)習(xí)參考之用。
1 工程概況
某地鐵隧道位于江蘇省南京市區(qū)，隧道區(qū)位于紫金山中支的余脈向西延伸形成的富貴山，地形起伏不大。隧道區(qū)植被茂密，隧道長2200m，隧道內(nèi)縱坡為12‰的下坡，隧道最大埋深大約20米，地震動峰值加速度為0.10g。隧道區(qū)表覆層為第四系全新沖積層粉質(zhì)粘土、礫砂、碎石土，下伏第三系上新統(tǒng)玄武巖、白堊系下統(tǒng)粉砂巖、砂巖。南京城內(nèi)主要河流有長江和秦淮河，常年有水，隧區(qū)地下水位基巖裂隙水，按其賦存條件可分為風(fēng)化基巖裂隙水和構(gòu)造基巖裂隙水。
2 進(jìn)行隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評估的重要意義
根據(jù)此隧道的工程概況，此隧道在施工過程中存在涌水、坍塌、突水等問題，對施工的安全性造成了極大的危害，而通過風(fēng)險(xiǎn)評估，可以識別在施工階段可能出現(xiàn)的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，確定風(fēng)險(xiǎn)等級，并針對各風(fēng)險(xiǎn)因素提出風(fēng)險(xiǎn)處理措施，將各類風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的水平，以達(dá)到保證施工安全的目的。
3 風(fēng)險(xiǎn)評估
以設(shè)計(jì)圖紙、地質(zhì)資料為依據(jù)，綜合運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)層次分析法、矩陣法、模糊綜合評估法及頭腦風(fēng)暴法等方法，并根據(jù)以往及類似工程施工的經(jīng)驗(yàn)，分析和估計(jì)基本風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率、產(chǎn)生的損失值及每一項(xiàng)后果發(fā)生的概率進(jìn)行估計(jì)。
根據(jù)《鐵路隧道風(fēng)險(xiǎn)評估與管理暫行規(guī)定》、《鐵路建設(shè)安全生產(chǎn)管理辦法》及其它規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，結(jié)合此地鐵隧道工程的實(shí)際情況，對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估采用如下步驟：第一，搜集資料對施工階段初始風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別，形成風(fēng)險(xiǎn)清單表；第二，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)清單對初始風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，分別確定各風(fēng)險(xiǎn)因素對施工安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率及損失值；第三，根據(jù)評價(jià)結(jié)果采取相應(yīng)的措施。在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的過程中，應(yīng)注意收集類似工程施工中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并因地制宜的用到實(shí)際工程中來。
隧道施工階段的影響因素多，不確定的因素多，風(fēng)險(xiǎn)大，為了保證工程能順利的進(jìn)行，應(yīng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。通過對此隧道工程各工序的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，初步辨識和評價(jià)出主要安全風(fēng)險(xiǎn)要素為：涌泥、突水、塌方及大變形等。在風(fēng)險(xiǎn)評估過程中應(yīng)以定量、半定量為主，結(jié)合現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和設(shè)計(jì)資料分析確定各風(fēng)險(xiǎn)因素導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)事件可能發(fā)生的概率和可能發(fā)生的后果。經(jīng)過對此隧道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，得出如下結(jié)論：此隧道工程各項(xiàng)基本風(fēng)險(xiǎn)總損失值估計(jì)為1000萬元，綜合考慮各項(xiàng)基本風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，該項(xiàng)工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)評估損失值為600萬元。經(jīng)過分析計(jì)算和排序可以發(fā)現(xiàn)，此隧道的涌泥突水為A類風(fēng)險(xiǎn)，即是風(fēng)險(xiǎn)控制的重點(diǎn)；塌方及變形屬于B類風(fēng)險(xiǎn)，即風(fēng)險(xiǎn)控制次重點(diǎn)。
這里需要著重強(qiáng)調(diào)的是，在風(fēng)險(xiǎn)評估的時(shí)候，不能僅僅局限于一個(gè)項(xiàng)目，應(yīng)該借鑒其它類似項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)。并且應(yīng)建立相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)，責(zé)任到人，形成一個(gè)完整的風(fēng)險(xiǎn)評估及風(fēng)險(xiǎn)控制團(tuán)隊(duì)，共同的目標(biāo)是避免風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生或者將風(fēng)險(xiǎn)降低到可以接受的范圍內(nèi)，以降低事故發(fā)生的概率，提高資源利用率，降低工程總體成本，提高整體經(jīng)濟(jì)效益。
4 采取的控制措施
進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估的目的是發(fā)現(xiàn)引起安全事故的風(fēng)險(xiǎn)因素，以為采取相應(yīng)的控制措施提供必要的依據(jù)。經(jīng)過以上風(fēng)險(xiǎn)評估可以知道，隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)因素造成的損失是相當(dāng)大的，必須采取必要的控制措施，在隧道安全事故發(fā)生前，降低隧道安全事故發(fā)生的概率，在隧道安全施工發(fā)生后，采取措施盡快解決，以降低施工成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
對于隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的控制措施，主要有避開風(fēng)險(xiǎn)、損失控制、分散風(fēng)險(xiǎn)及轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)等，控制措施的選擇應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行，并經(jīng)過綜合比較確定。根據(jù)此隧道工程具有風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率大、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重等特點(diǎn)，對本項(xiàng)目采用損失控制的措施。
4.1 對于隧道涌泥、突水風(fēng)險(xiǎn)的控制措施
隧道的涌泥突水事故具有突然性的特征并根據(jù)此隧道的實(shí)際情況，采用了如下的控制措施：在施工前及施工過程中，根據(jù)施工圖紙及地質(zhì)資料，加強(qiáng)對隧道重點(diǎn)部位的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，并綜合水平鉆探、地質(zhì)雷達(dá)等先進(jìn)技術(shù)，提供及時(shí)準(zhǔn)確的地質(zhì)預(yù)報(bào)，以便及時(shí)采取必要的措施；對隧道進(jìn)行超前加固，即采用先加固后開挖的方法，盡管采用了這種辦法，但是在施工過程中仍應(yīng)加強(qiáng)圍巖變形量測及監(jiān)控，以將風(fēng)險(xiǎn)降低到最低；若根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)確定了具有涌泥突水的危險(xiǎn)地段，可以采用超前幄幕預(yù)注漿封堵的辦法，在封堵經(jīng)檢測合格后，再進(jìn)行隧道工程的施工，這種方法可以有效的降低涌泥突水風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率。
采用了以上三種風(fēng)險(xiǎn)控制措施，其對風(fēng)險(xiǎn)控制的概率預(yù)計(jì)可以達(dá)到92%以上，風(fēng)險(xiǎn)控制方案的成本預(yù)估計(jì)達(dá)到100萬元左右。
4.2 對于塌方及變形風(fēng)險(xiǎn)的控制措施
由于目前隧道的開挖仍普遍采用爆破的方式，由于操作不當(dāng)及其它因素很容易引起隧道的塌方及變形，根據(jù)此隧道的實(shí)際情況，采取了如下控制措施：在進(jìn)行爆破的時(shí)候，根據(jù)隧道周圍的地質(zhì)情況及覆土厚度進(jìn)行炮眼布置，并嚴(yán)格按照計(jì)算裝藥量進(jìn)行裝藥，在爆破作業(yè)后，及時(shí)清理危巖并做好相應(yīng)的加固措施。另外，對于隧道塌方及變形進(jìn)行必要的檢測也是減少塌方及變形風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率的一個(gè)有效的手段。
由于此隧道的塌方及變形風(fēng)險(xiǎn)由人為因素引起的概率占很大比重，采取必要的措施后，能保證風(fēng)險(xiǎn)控制概率在96%以上，成本值預(yù)計(jì)30萬左右。
經(jīng)過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，處理風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的成本值預(yù)計(jì)達(dá)到130萬左右，這與風(fēng)險(xiǎn)總損失值1000萬相比較的話，是完全可以接受的。
5 結(jié)束語
由于隧道工程施工具有不穩(wěn)定因素多、危險(xiǎn)高、一旦出現(xiàn)事故損失大的特點(diǎn)，所以我們應(yīng)該在施工過程中全面的進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估并在施工組織設(shè)計(jì)中針對項(xiàng)目注明采取的預(yù)防措施，以實(shí)現(xiàn)對隧道施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化估計(jì)，并形成系統(tǒng)化和科學(xué)化的管理目標(biāo)，以降低損失，提高整體經(jīng)濟(jì)效益。而作為一名技術(shù)人員，應(yīng)該在施工過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并注意參照類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，積極學(xué)習(xí)工程中的新技術(shù)新工藝，為隧道工程的安全施工做出更大的貢獻(xiàn)。
