隧道與地下工程風險評估研究

孫青霞

摘要：隧道與地下工程作為一個極其復雜和有一個系統的工程，有很多的不確定性和許多安全風險。本文根據隧道與地下工程施工中的一般風險評估目的、評估體系、分析影響因素，為施工和管理多個方面提供借鑒和參考。

關鍵詞：隧道與地下工程；風險評估；研究

前言

隧道與地下工程在某種程度上來說，相對于其他工程建設特點的復雜性、隱蔽性和投資風險大，在設計、施工和在決策方面，會遇到許多困難。通過風險評估，可以在任何一個鏈接，分析不可預見的風險因素的不確定性，并進行量化指標，以幫助相關部門做出正確的決策，減少風險因素對隧道與地下工程的影響。

1 隧道與地工工程風險評估研究目的

隧道與其它工程項目相比，因為隱蔽的特點，復雜性和不確定性、施工風險是非常大的。隧道施工安全風險問題已經成為一個需要解決的問題。在風險分析和評估理論的幫助是有效手段，風險評估可以分析這些不確定性，不可預見的風險因素量化指標，來幫助完成最后的決策，以達到安全、經濟和高效的管理目標。風險評估研究的最終目的是為各種決策提供依據的政策制定者，從決策者的角度來看，它的值可以反映信心當決策者決策、控制項目進度和有效控制資金的流動。對決策者來說，決策的風險評估是簡單、準確和專業。在施工階段，主要是施工過程中施工的安全風險評估，明確風險來源，避免風險大的施工計劃，制定、完善風險控制措施和計劃。

2 隧道與地下工程風險評估體系

2.1 風險分析的基本理論

（1）風險的定義

國際隧道協會將風險定義為：災害和事故可能導致損害的個人安全和健康可能性。隧道和地下工程，風險是指項目建設和運營的目標正常運行過程中，如果一個活動就足以導致承險體系統承受各種各樣的直接或間接損失的可能性，就稱為該事件存在風險，造成這一活動的后果被稱為事故的風險。

（2）風險的本質

針對工程項目風險分析，風險具有以下三個屬性.a.損害性，無論個人或團體，都意味著風險可能產生不良后果。工程項目風險研究的目的是如何降低事故的發生率，使項目在軌道上順利運行。b.不確定性，即風險發生不良后果，無論是在空間、時間、強度、和具有很強的不確定性。c.復雜性，由于風險因素之間的相互作用和相互影響，并使風險系統變得異常龐大和復雜，有時很難用準確的概率分布或狀態方程表達，在這一點上，問題適當簡化，并采用分析與模糊數學的工具等。

2.2 風險評估的方法

定性評價方法是使用歸納和演繹、分析與綜合、抽象和概括，了解事情，揭示其內在規律，得到評價結果的評價方法。定量評價方法是對對象的特征參數之間數值關系和靈敏度分析從而了解其本質，揭示內在規律，得到評價結果的評價方法。

本研究采用工程類比法，結合當地地質條件進行隧道的風險分析，分析其結果、原因等。根據原因、結果和類似工程施工措施，提出合理的風險控制措施和本質。利用層次分析法對隧道與地下工程的重大安全風險事件反應來源進行重要度排序，采取相應的措施，為施工提供參考。

2.3 風險評估的流程

風險評估的步驟包括：風險辨識、重要度排序、風險控制及應急救援預案，風險評估的流程如圖1所示。

2.4 風險水平定級

隧道安全風險等級，應根據風險發生概率和風險損失等級共同確定，不同等級風險需采用不同的風險控制措施，不同等級風險接收準則見表3。

3 隧道與地工工程中主要風險因素的分析

3.1 超前地質預報

由于我國山區分布較為廣泛，且地質條件復雜多變，在隧道施工過程中，地質災害頻發，也由此，地質超前預報更是隧道施工中不可或缺的一項重要技術。但是，超前地質預報卻也存在著不準確預報的風險。

3.1 二次襯砌

在隧道工程施工的過程中，就隧道邊墻與拱部的二次襯砌澆筑來說，使用移動液壓托盤模板臺車和泵送混凝土進行整體澆筑，為了確保二次襯砌的密實，每個應連續鑄造模具內襯混凝土，一次完成。二次襯砌施作時必須先澆筑仰拱和矮邊墻，然后立模進行拱部混凝土澆筑，矮邊墻與拱墻模筑混凝土間的縱向施工縫宜位于電纜溝蓋板以下。就實際施工方面來看，進行二次襯砌施工的風險主要包括：未能一次性連續完成澆筑；未能在應留注孔漿的拱部進行預留，導致無法在二次襯砌后進行重填注漿；拆模時二次襯砌強度未能與設計強度的100%相符等等。

3.2 防排水

鋪設襯砌背后的塑料防水板前，應在防水板內側（靠近圍巖側）先鋪設300g/m²無紡布，無紡布用暗釘圈固定在噴層上；防水卷材的鋪掛應采用熱風雙焊縫無釘鋪掛工藝，防水卷材搭接長度應不小于10cm并應保證接縫質量，防水板的搭接質量應采用氣壓測試進行抽檢：兩條焊縫間生成2.5巴的氣壓，在15min內，氣壓下降值應小于0.25巴；隧道沉降縫和施工縫設置橡膠止水帶，縱向施工縫采用單液型遇水膨脹密閉膠；所有排水管路交叉部分，原則上均應采用市售成品；而在此施工中，主要存在如下幾點風險：材料以及工法選擇的不當、搭接質量不合格等等。

3.3 施工對環境的影響

通常來說在隧道工程施工的過程中，會不免涉及到有大量棄渣的外運，這也就會造成如下幾點主要影響：將棄渣運往處置地的過程中，會對城市路面造成污染，同時由于風的作用，揚起干、細顆粒物，還會對城市大氣造成污染。

3.4 洞內環境對施工級施工者的影響

在隧道的施工中，使用光面爆破或預裂爆破法，加之由于洞內作業環境惡劣，會造成以下幾點影響：（1）由于鉆孔、爆破等施工產生的粉塵；（2）內燃機的廢氣及廢煙排放；（3）有機溶劑產生的有害氣體；由于洞內通風差，易使工作者發生缺氧癥，而由于大量粉塵的產生，會對施工者造成健康風險。

4 隧道與地下工程風險控制

4.1 超前地質預報

該方法作為基本的地質分析方法，必須加以強化，促進其預報水平的提高；在施工地質災害的超前預報中，長期地質預報作為一項重要組成，應積極發展與應用。

4.2 施工工序

注意以下幾點施工工序的風險整治：隧道洞口開挖應遵循“早進洞、晚出洞”的原則，盡量采用零開挖進洞技術，確保洞口邊坡及仰坡的穩定；開挖爆破作業要點；初期支護。

4.3 支護施工

隧道初期支護拱墻采用濕噴工藝噴射混凝土；隧道初期支護的仰拱采用模筑混凝土；噴射混凝土的回彈物嚴禁重復利用；新噴射的混凝土應按規定灑水養護。隧道爆破開挖后，應堅持先噴后錨的原則，隧道系統錨桿為有壓注漿中空錨桿，以保證注漿質量，錨桿必須設置墊板，并灌注早強水泥砂漿，錨桿孔內注漿應密實飽滿。

4.4 防排水

為了促進圍巖止水性能的提高，將透水系數提升上來，必須要做好下列幾點風險控制措施：（1）做好整個隧道工程的施工管理工作，其中包括對使用材料的管理、選用技術的管理以及水質管理；（2）嚴格依據施工目的、實際的地質條件選擇壓注材料。

4.5 施工對環境的影響

對施工進度進行詳細、合理、規范的安排，做好對棄渣運輸的環境保護舉措，盡量將由于棄渣運輸而造成對周圍環境的影響控制到最小；棄渣還應做好臨時的覆蓋保護工作，避免誘發水土流失的問題；依據當前節能、環保的基本觀點，合理處理、管理產生的渣土。

4.6 洞內環境對施工級施工者的影響

對隧道工程施工過程中，在洞內惡劣條件下施工時產生的粉塵濃度進行長期、持續、嚴格的測定，實際掌握粉塵情況，以便于做出相應的應對舉措；同時，嚴格控制好在洞內所有施工人員的工作時間。

5 結語

在當前的風險評估研究的工程實踐來看，項目安全風險評估技術的實施步驟、研究內容、研究方法等都有了初步檢查應用程序和實踐，這些特點使工程安全風險評估技術的可操作性的得到驗證，提高風險評估技術的實用性與針對性，使利用風險評估理論和方法的研究不斷深化。