隧道施工風險評估
2015-05-14
地鐵隧道工程位于地面以下，具有施工復雜、難度大、危險性高等特點，在施工過程中存在諸多不確定風險因素，隱患多，發(fā)生各類安全事故的概率高，是高風險的工程，而且一旦出現(xiàn)安全事故，造成的損失相當大。而風險評估是在風險發(fā)生之前或者風險發(fā)生之后（還沒有結(jié)束），該風險給工程建設造成的影響和損失的可能性進行量化評估的工作，即量化測評風險帶來的影響或損失的可能程度，采用風險評估有利于更加詳細的了解風險因素，所以對隧道施工進行風險評估并采取必要的控制措施非常必要。本文以下內(nèi)容將通過實例介紹隧道施工的風險評估及有效的控制措施，以供大家學習參考之用。
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化基巖裂隙水和構(gòu)造基巖裂隙水。
2 進行隧道施工風險評估的重要意義
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，而通過風險評估，可以識別在施工階段可能出現(xiàn)的潛在風險因素，確定風險等級，并針對各風險因素提出風險處理措施，將各類風險降低到可接受的水平，以達到保證施工安全的目的。
3 風險評估
以設計圖紙、地質(zhì)資料為依據(jù)，綜合運用風險層次分析法、矩陣法、模糊綜合評估法及頭腦風暴法等方法，并根據(jù)以往及類似工程施工的經(jīng)驗，分析和估計基本風險事件發(fā)生的概率、產(chǎn)生的損失值及每一項后果發(fā)生的概率進行估計。
根據(jù)《鐵路隧道風險評估與管理暫行規(guī)定》、《鐵路建設安全生產(chǎn)管理辦法》及其它規(guī)范標準相關要求，結(jié)合此地鐵隧道工程的實際情況，對其進行風險評估采用如下步驟：第一，搜集資料對施工階段初始風險進行識別，形成風險清單表；第二，根據(jù)風險清單對初始風險進行評價，分別確定各風險因素對施工安全風險發(fā)生的概率及損失值；第三，根據(jù)評價結(jié)果采取相應的措施。在進行風險評估的過程中，應注意收集類似工程施工中的相關經(jīng)驗，并因地制宜的用到實際工程中來。
隧道施工階段的影響因素多，不確定的因素多，風險大，為了保證工程能順利的進行，應進行風險評估。通過對此隧道工程各工序的風險因素進行統(tǒng)計，初步辨識和評價出主要安全風險要素為：涌泥、突水、塌方及大變形等。在風險評估過程中應以定量、半定量為主，結(jié)合現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)及現(xiàn)行規(guī)范標準進行，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和設計資料分析確定各風險因素導致的風險事件可能發(fā)生的概率和可能發(fā)生的后果。經(jīng)過對此隧道進行風險評估，得出如下結(jié)論：此隧道工程各項基本風險總損失值估計為1000萬元，綜合考慮各項基本風險發(fā)生的概率，該項工程項目的風險評估損失值為600萬元。經(jīng)過分析計算和排序可以發(fā)現(xiàn)，此隧道的涌泥突水為A類風險，即是風險控制的重點；塌方及變形屬于B類風險，即風險控制次重點。
這里需要著重強調(diào)的是，在風險評估的時候，不能僅僅局限于一個項目，應該借鑒其它類似項目的經(jīng)驗。并且應建立相應的組織機構(gòu)，責任到人，形成一個完整的風險評估及風險控制團隊，共同的目標是避免風險的發(fā)生或者將風險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)濟效益。
4 采取的控制措施
進行風險評估的目的是發(fā)現(xiàn)引起安全事故的風險因素，以為采取相應的控制措施提供必要的依據(jù)。經(jīng)過以上風險評估可以知道，隧道施工的風險因素造成的損失是相當大的，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，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。
對于隧道施工風險的控制措施，主要有避開風險、損失控制、分散風險及轉(zhuǎn)移風險等，控制措施的選擇應根據(jù)工程實際進行，并經(jīng)過綜合比較確定。根據(jù)此隧道工程具有風險發(fā)生概率大、經(jīng)濟損失嚴重等特點，對本項目采用損失控制的措施。
4.1 對于隧道涌泥、突水風險的控制措施
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，加強對隧道重點部位的超前地質(zhì)預報工作，并綜合水平鉆探、地質(zhì)雷達等先進技術，提供及時準確的地質(zhì)預報，以便及時采取必要的措施；對隧道進行超前加固，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加強圍巖變形量測及監(jiān)控，以將風險降低到最低；若根據(jù)地質(zhì)預報確定了具有涌泥突水的危險地段，可以采用超前幄幕預注漿封堵的辦法，在封堵經(jīng)檢測合格后，再進行隧道工程的施工，這種方法可以有效的降低涌泥突水風險的發(fā)生概率。
采用了以上三種風險控制措施，其對風險控制的概率預計可以達到92%以上，風險控制方案的成本預估計達到100萬元左右。
4.2 對于塌方及變形風險的控制措施
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)此隧道的實際情況，采取了如下控制措施：在進行爆破的時候，根據(jù)隧道周圍的地質(zhì)情況及覆土厚度進行炮眼布置，并嚴格按照計算裝藥量進行裝藥，在爆破作業(yè)后，及時清理危巖并做好相應的加固措施。另外，對于隧道塌方及變形進行必要的檢測也是減少塌方及變形風險發(fā)生的概率的一個有效的手段。
由于此隧道的塌方及變形風險由人為因素引起的概率占很大比重，采取必要的措施后，能保證風險控制概率在96%以上，成本值預計30萬左右。
經(jīng)過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，處理風險發(fā)生的成本值預計達到130萬左右，這與風險總損失值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、危險高、一旦出現(xiàn)事故損失大的特點，所以我們應該在施工過程中全面的進行風險評估并在施工組織設計中針對項目注明采取的預防措施，以實現(xiàn)對隧道施工風險進行量化估計，并形成系統(tǒng)化和科學化的管理目標，以降低損失，提高整體經(jīng)濟效益。而作為一名技術人員，應該在施工過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗，并注意參照類似工程的施工經(jīng)驗，積極學習工程中的新技術新工藝，為隧道工程的安全施工做出更大的貢獻。
