隧道施工风险评估
2015-05-14
地铁隧道工程位于地面以下，具有施工复杂、难度大、危险性高等特点，在施工过程中存在诸多不确定风险因素，隐患多，发生各类安全事故的概率高，是高风险的工程，而且一旦出现安全事故，造成的损失相当大。而风险评估是在风险发生之前或者风险发生之后（还没有结束），该风险给工程建设造成的影响和损失的可能性进行量化评估的工作，即量化测评风险带来的影响或损失的可能程度，采用风险评估有利于更加详细的了解风险因素，所以对隧道施工进行风险评估并采取必要的控制措施非常必要。本文以下内容将通过实例介绍隧道施工的风险评估及有效的控制措施，以供大家学习参考之用。
1 工程概况
某地铁隧道位于江苏省南京市区，隧道区位于紫金山中支的余脉向西延伸形成的富贵山，地形起伏不大。隧道区植被茂密，隧道长2200m，隧道内纵坡为12‰的下坡，隧道最大埋深大约20米，地震动峰值加速度为0.10g。隧道区表覆层为第四系全新冲积层粉质粘土、砾砂、碎石土，下伏第三系上新统玄武岩、白垩系下统粉砂岩、砂岩。南京城内主要河流有长江和秦淮河，常年有水，隧区地下水位基岩裂隙水，按其赋存条件可分为风化基岩裂隙水和构造基岩裂隙水。
2 进行隧道施工风险评估的重要意义
根据此隧道的工程概况，此隧道在施工过程中存在涌水、坍塌、突水等问题，对施工的安全性造成了极大的危害，而通过风险评估，可以识别在施工阶段可能出现的潜在风险因素，确定风险等级，并针对各风险因素提出风险处理措施，将各类风险降低到可接受的水平，以达到保证施工安全的目的。
3 风险评估
以设计图纸、地质资料为依据，综合运用风险层次分析法、矩阵法、模糊综合评估法及头脑风暴法等方法，并根据以往及类似工程施工的经验，分析和估计基本风险事件发生的概率、产生的损失值及每一项后果发生的概率进行估计。
根据《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》、《铁路建设安全生产管理办法》及其它规范标准相关要求，结合此地铁隧道工程的实际情况，对其进行风险评估采用如下步骤：第一，搜集资料对施工阶段初始风险进行识别，形成风险清单表；第二，根据风险清单对初始风险进行评价，分别确定各风险因素对施工安全风险发生的概率及损失值；第三，根据评价结果采取相应的措施。在进行风险评估的过程中，应注意收集类似工程施工中的相关经验，并因地制宜的用到实际工程中来。
隧道施工阶段的影响因素多，不确定的因素多，风险大，为了保证工程能顺利的进行，应进行风险评估。通过对此隧道工程各工序的风险因素进行统计，初步辨识和评价出主要安全风险要素为：涌泥、突水、塌方及大变形等。在风险评估过程中应以定量、半定量为主，结合现有统计数据及现行规范标准进行，根据现场调查和设计资料分析确定各风险因素导致的风险事件可能发生的概率和可能发生的后果。经过对此隧道进行风险评估，得出如下结论：此隧道工程各项基本风险总损失值估计为1000万元，综合考虑各项基本风险发生的概率，该项工程项目的风险评估损失值为600万元。经过分析计算和排序可以发现，此隧道的涌泥突水为A类风险，即是风险控制的重点；塌方及变形属于B类风险，即风险控制次重点。
这里需要着重强调的是，在风险评估的时候，不能仅仅局限于一个项目，应该借鉴其它类似项目的经验。并且应建立相应的组织机构，责任到人，形成一个完整的风险评估及风险控制团队，共同的目标是避免风险的发生或者将风险降低到可以接受的范围内，以降低事故发生的概率，提高资源利用率，降低工程总体成本，提高整体经济效益。
4 采取的控制措施
进行风险评估的目的是发现引起安全事故的风险因素，以为采取相应的控制措施提供必要的依据。经过以上风险评估可以知道，隧道施工的风险因素造成的损失是相当大的，必须采取必要的控制措施，在隧道安全事故发生前，降低隧道安全事故发生的概率，在隧道安全施工发生后，采取措施尽快解决，以降低施工成本，实现经济效益的最大化。
对于隧道施工风险的控制措施，主要有避开风险、损失控制、分散风险及转移风险等，控制措施的选择应根据工程实际进行，并经过综合比较确定。根据此隧道工程具有风险发生概率大、经济损失严重等特点，对本项目采用损失控制的措施。
4.1 对于隧道涌泥、突水风险的控制措施
隧道的涌泥突水事故具有突然性的特征并根据此隧道的实际情况，采用了如下的控制措施：在施工前及施工过程中，根据施工图纸及地质资料，加强对隧道重点部位的超前地质预报工作，并综合水平钻探、地质雷达等先进技术，提供及时准确的地质预报，以便及时采取必要的措施；对隧道进行超前加固，即采用先加固后开挖的方法，尽管采用了这种办法，但是在施工过程中仍应加强围岩变形量测及监控，以将风险降低到最低；若根据地质预报确定了具有涌泥突水的危险地段，可以采用超前幄幕预注浆封堵的办法，在封堵经检测合格后，再进行隧道工程的施工，这种方法可以有效的降低涌泥突水风险的发生概率。
采用了以上三种风险控制措施，其对风险控制的概率预计可以达到92%以上，风险控制方案的成本预估计达到100万元左右。
4.2 对于塌方及变形风险的控制措施
由于目前隧道的开挖仍普遍采用爆破的方式，由于操作不当及其它因素很容易引起隧道的塌方及变形，根据此隧道的实际情况，采取了如下控制措施：在进行爆破的时候，根据隧道周围的地质情况及覆土厚度进行炮眼布置，并严格按照计算装药量进行装药，在爆破作业后，及时清理危岩并做好相应的加固措施。另外，对于隧道塌方及变形进行必要的检测也是减少塌方及变形风险发生的概率的一个有效的手段。
由于此隧道的塌方及变形风险由人为因素引起的概率占很大比重，采取必要的措施后，能保证风险控制概率在96%以上，成本值预计30万左右。
经过以上分析可以发现，处理风险发生的成本值预计达到130万左右，这与风险总损失值1000万相比较的话，是完全可以接受的。
5 结束语
由于隧道工程施工具有不稳定因素多、危险高、一旦出现事故损失大的特点，所以我们应该在施工过程中全面的进行风险评估并在施工组织设计中针对项目注明采取的预防措施，以实现对隧道施工风险进行量化估计，并形成系统化和科学化的管理目标，以降低损失，提高整体经济效益。而作为一名技术人员，应该在施工过程中不断总结经验，并注意参照类似工程的施工经验，积极学习工程中的新技术新工艺，为隧道工程的安全施工做出更大的贡献。
