淺談隧道風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制

摘 要：開(kāi)展鐵路隧道的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別工作，便于參建各方對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的控制，可以最大限度地降低事故發(fā)生的概率，確保隧道的施工安全，從而達(dá)到減少損失的目的。

關(guān)鍵詞：隧道；風(fēng)險(xiǎn)；識(shí)別；控制

中圖分類(lèi)號(hào)：U458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）02-0050-02

本文針對(duì)鐵路隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法進(jìn)行了深入探討，介紹了風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、估計(jì)、評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以保證隧道施工的安全。

1 基本概況

隧道位于烏拉特前旗大佘太鎮(zhèn)烏蘭胡洞東部，屬巴彥查干山南部邊緣地帶，隧址區(qū)地形起伏較大，山體自然坡度較陡，最大埋深約115.4 m，最小埋深1.5 m，地形起伏較大，北高南低，植被稀少，溝谷發(fā)育，地面高程1 205～1 331 m，相對(duì)高差126 m。隧址區(qū)山脈巖體破碎、凌亂且切割較深，呈“S”型發(fā)育的“V”字型溝谷縱橫，山坡和溝床內(nèi)落石分布，山坡沖溝和坡面地表水系不發(fā)育，地貌單元為剝蝕中低山區(qū)，除進(jìn)口段分布有0～2 m厚的塊石外，其余地段基巖裸露。

1.1 地層巖性和構(gòu)造

通過(guò)對(duì)工程場(chǎng)地工程地質(zhì)測(cè)繪發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)地內(nèi)出露的主要地層有第四系全新統(tǒng)殘坡積層（Q4dl+el），第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml），下古生界奧陶系中下統(tǒng)石灰?guī)r （O1+2），寒武系上中下統(tǒng)（∈1+2+3）灰?guī)r、頁(yè)巖、粉砂巖，震旦系燧石條帶灰?guī)r夾豬肝色粉砂巖（Zsh），下太古界桑干群混合片麻巖、片麻巖（Ar），侵入巖體。評(píng)估區(qū)所處大地構(gòu)造單元屬華北地臺(tái)內(nèi)蒙臺(tái)背斜，基底巖石由下太古界的桑干群混合片麻巖（Ar1sn1）組成，蓋層為震旦系的什那干群、寒武系和奧陶系等。從太古界至今約25億年中，隧址和附近區(qū)域經(jīng)歷了地殼上歷次造山運(yùn)動(dòng)，其構(gòu)造復(fù)雜，多期構(gòu)造相互干擾疊加，褶皺、斷裂發(fā)育很好。

1.2 隧道施工中的主要地質(zhì)問(wèn)題

通過(guò)對(duì)隧道地質(zhì)、水文和所處位置的分析可知，隧道施工過(guò)程中存在的主要地質(zhì)問(wèn)題為：進(jìn)、出口和淺埋地段巖、土接觸帶施工開(kāi)挖可能引起斜坡失穩(wěn)、坍塌；隧道洞身圍巖整體成巖作用差，施工過(guò)程中極可能出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)、坍塌；洞身通過(guò)斷層破碎帶、不同巖性接觸帶時(shí)，施工中易產(chǎn)生突、涌水（泥）和坍塌。

1.2.1 淺埋隧道洞頂段

在改DK107+713—改DK107+840段附近，隧道位于烏蘭呼洞背斜核部。下太古界片麻巖，全風(fēng)化—強(qiáng)風(fēng)化，巖體裂隙發(fā)育，巖體強(qiáng)度低，同時(shí)為淺埋段，而且距不整合接觸帶較近。在無(wú)水的情況下，這些“風(fēng)化囊”的強(qiáng)度是非常低的，當(dāng)拱部無(wú)支護(hù)時(shí)，處理不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)大型坍方。

1.2.2 不整合接觸帶段

在改DK107+840—改DK108+060段附近，隧道小角度穿越下太古界地層與震旦系地層、震旦系地層與寒武系地層、寒武系地層與奧陶系地層的不整合接觸帶，附近多呈全風(fēng)化狀。

1.2.3 斷層破碎帶段

隧道出口附近發(fā)育有一小逆斷層，走向與線路大角度相交，產(chǎn)狀近191°，傾角38° 與隧道大角度相交，傾向隧道洞身。巖性為灰?guī)r，呈碎塊狀，巖體裂隙發(fā)育很好。

2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序、方法和內(nèi)容

2.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本流程

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基本流程見(jiàn)圖1.

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

在隧道施工之前，結(jié)合施工圖紙，聘請(qǐng)資深的地質(zhì)和隧道專家針對(duì)隧道已經(jīng)識(shí)別出的風(fēng)險(xiǎn)因素，作出客觀的評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)專家的評(píng)審，得出實(shí)施性較強(qiáng)的評(píng)審報(bào)告，對(duì)施工提出合理的處理和預(yù)防措施。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估內(nèi)容

隧道施工風(fēng)險(xiǎn)因素和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估內(nèi)容見(jiàn)表1.

根據(jù)事故發(fā)生的概率和后果等級(jí)，將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為5級(jí)，如表2所示。

表2 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

后果等級(jí)

概率等級(jí) 輕微的 較大的 嚴(yán)重的 很?chē)?yán)重的 災(zāi)難性的

I II III IV V

很可能 V 高度 高度 極高 極高 極高

可能 IV 中度 高度 高度 極高 極高

偶然 III 中度 中度 高度 高度 極高

不可能 II 低度 中度 中度 高度 高度

很不可能 I 低度 低度 中度 中度 高度

風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則和采取的處理措施見(jiàn)表3.

表3 風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則和采取的處理措施

風(fēng)險(xiǎn)等級(jí) 接受準(zhǔn)則 處理措施

低度 可忽略 此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)較小，不需要采取風(fēng)險(xiǎn)處理措施

中度 可接受 此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)次之，不需要采取風(fēng)險(xiǎn)處理措施，但需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)

高度 不期望 此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)較大，必須采取處理措施，降低風(fēng)險(xiǎn)，并加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，要使降低風(fēng)險(xiǎn)的成本不高于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后的損失

極高 不可接受 此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)最大，必須高度重視，采取措施；一般應(yīng)該規(guī)避，降低風(fēng)險(xiǎn)程度

3 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和降低風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則可知，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“低度”和“中度”的風(fēng)險(xiǎn)事件不需要采取風(fēng)險(xiǎn)處理措施。因此，以下僅對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“高度”和“極高”的風(fēng)險(xiǎn)事件提出研究對(duì)策。

3.1 安全風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)

對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后顯示，隧道內(nèi)發(fā)生的較大塌方、塑性變形、突泥突水（季節(jié)性），對(duì)隧道的安全施

工造成嚴(yán)重威脅。

3.2 降低風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策

3.2.1 隧道施工前、中進(jìn)行必要的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

為了有效地減少隧道施工安全事故發(fā)生的概率，做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)很有必要，以此可以對(duì)掌子面前方的地質(zhì)條件進(jìn)行直觀的判斷分析，便于進(jìn)一步核對(duì)設(shè)計(jì)圍巖等級(jí)的準(zhǔn)確性和支護(hù)措施的安全性；還可以提前針對(duì)工程設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的優(yōu)化。

3.2.2 及時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作

及時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作，為初期支護(hù)和二次襯砌提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，為預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。在施工過(guò)程中，按照圍巖的級(jí)別布置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，配置滿足精度的水準(zhǔn)儀和收斂?jī)x，及時(shí)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)，及時(shí)整理分析數(shù)據(jù)，確保做到初期支護(hù)及時(shí)、二次襯砌與掌子面的距離不超標(biāo)，在合理的時(shí)間內(nèi)，施做二次襯砌，確保施工安全。

3.2.3 預(yù)防發(fā)生塌方的對(duì)策

隧道進(jìn)口和出口分別施做30 m和20 mΦ108超前大管棚進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)，洞內(nèi)軟弱圍巖段采取Φ42超前小導(dǎo)管支護(hù)。針對(duì)IV、V級(jí)圍巖采用短臺(tái)階法開(kāi)挖，控制循環(huán)進(jìn)尺和開(kāi)挖臺(tái)階長(zhǎng)度，及時(shí)封閉掌子面，嚴(yán)格控制二次襯砌和掌子面的距離，切實(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作，以便及時(shí)修正支護(hù)參數(shù)和施工方法。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基本流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)隧道風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別、分析、控制和采取措施，將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“高度”和“極高”的風(fēng)險(xiǎn)事件降為“中度”和“低度”，避免了風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生。因此，隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估和控制是非常重要的，是施工中必不可少的重要環(huán)節(jié)。

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作者簡(jiǎn)介：李璐（1980—）女，工程師，2006年畢業(yè)于西南交通大學(xué)（本科）。

〔編輯：曹月〕

Identification and Control the Risk of Tunnel

Li Lu

Abstract： The risk identification work of railway tunnel， facilitate the participation of all parties to effectively control risks to the construction site， can minimize the probability of the accident， to ensure the construction safety of the tunnel， so as to reduce the loss of purpose.

Key words： tunnel； risk； distinguish； control

3.2.2 及時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作

及時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作，為初期支護(hù)和二次襯砌提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，為預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。在施工過(guò)程中，按照圍巖的級(jí)別布置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，配置滿足精度的水準(zhǔn)儀和收斂?jī)x，及時(shí)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)，及時(shí)整理分析數(shù)據(jù)，確保做到初期支護(hù)及時(shí)、二次襯砌與掌子面的距離不超標(biāo)，在合理的時(shí)間內(nèi)，施做二次襯砌，確保施工安全。

3.2.3 預(yù)防發(fā)生塌方的對(duì)策

隧道進(jìn)口和出口分別施做30 m和20 mΦ108超前大管棚進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)，洞內(nèi)軟弱圍巖段采取Φ42超前小導(dǎo)管支護(hù)。針對(duì)IV、V級(jí)圍巖采用短臺(tái)階法開(kāi)挖，控制循環(huán)進(jìn)尺和開(kāi)挖臺(tái)階長(zhǎng)度，及時(shí)封閉掌子面，嚴(yán)格控制二次襯砌和掌子面的距離，切實(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作，以便及時(shí)修正支護(hù)參數(shù)和施工方法。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基本流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)隧道風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別、分析、控制和采取措施，將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“高度”和“極高”的風(fēng)險(xiǎn)事件降為“中度”和“低度”，避免了風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生。因此，隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估和控制是非常重要的，是施工中必不可少的重要環(huán)節(jié)。

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作者簡(jiǎn)介：李璐（1980—）女，工程師，2006年畢業(yè)于西南交通大學(xué)（本科）。

〔編輯：曹月〕

Identification and Control the Risk of Tunnel

Li Lu

Abstract： The risk identification work of railway tunnel， facilitate the participation of all parties to effectively control risks to the construction site， can minimize the probability of the accident， to ensure the construction safety of the tunnel， so as to reduce the loss of purpose.

Key words： tunnel； risk； distinguish； control

3.2.2 及時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作

及時(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作，為初期支護(hù)和二次襯砌提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，為預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。在施工過(guò)程中，按照圍巖的級(jí)別布置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，配置滿足精度的水準(zhǔn)儀和收斂?jī)x，及時(shí)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行測(cè)設(shè)，及時(shí)整理分析數(shù)據(jù)，確保做到初期支護(hù)及時(shí)、二次襯砌與掌子面的距離不超標(biāo)，在合理的時(shí)間內(nèi)，施做二次襯砌，確保施工安全。

3.2.3 預(yù)防發(fā)生塌方的對(duì)策

隧道進(jìn)口和出口分別施做30 m和20 mΦ108超前大管棚進(jìn)行超前預(yù)支護(hù)，洞內(nèi)軟弱圍巖段采取Φ42超前小導(dǎo)管支護(hù)。針對(duì)IV、V級(jí)圍巖采用短臺(tái)階法開(kāi)挖，控制循環(huán)進(jìn)尺和開(kāi)挖臺(tái)階長(zhǎng)度，及時(shí)封閉掌子面，嚴(yán)格控制二次襯砌和掌子面的距離，切實(shí)做好監(jiān)控量測(cè)工作，以便及時(shí)修正支護(hù)參數(shù)和施工方法。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基本流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)隧道風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別、分析、控制和采取措施，將風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為“高度”和“極高”的風(fēng)險(xiǎn)事件降為“中度”和“低度”，避免了風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生。因此，隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估和控制是非常重要的，是施工中必不可少的重要環(huán)節(jié)。

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作者簡(jiǎn)介：李璐（1980—）女，工程師，2006年畢業(yè)于西南交通大學(xué)（本科）。

〔編輯：曹月〕

Identification and Control the Risk of Tunnel

Li Lu

Abstract： The risk identification work of railway tunnel， facilitate the participation of all parties to effectively control risks to the construction site， can minimize the probability of the accident， to ensure the construction safety of the tunnel， so as to reduce the loss of purpose.

Key words： tunnel； risk； distinguish； control