隧道工程風(fēng)險評價研究

徐善常 張嫄園

摘要：隧道工程風(fēng)險會直接影響人們的日常出行安全，在此背景下，針對自然風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、經(jīng)濟風(fēng)險、組織管理風(fēng)險和社會政策風(fēng)險，利用問卷調(diào)查法建立模型，并分析各項指標間的相互作用，確定混合權(quán)重值。根據(jù)權(quán)重值得出對隧道工程產(chǎn)生影響的重要因素，為隧道工程的施工建設(shè)提供參考建議。

關(guān)鍵詞：隧道風(fēng)險;風(fēng)險評價;問卷調(diào)查法

中圖分類號：U455.43 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

近年來，對于隧道工程的風(fēng)險評價與研究迫在眉睫。建立風(fēng)險因素的評價制度，對于準備建設(shè)的隧道地下工程和正在進行中的隧道修建工程的風(fēng)險評估，研究并進行風(fēng)險防控是有必要的，并將這樣的風(fēng)險因素評價應(yīng)用到整個地下工程領(lǐng)域，以隧道工程為研究對象，提前進行風(fēng)險防范工作[1]。

1 隧道風(fēng)險的類別

隧道屬于地下建筑，主要由主體結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)備組成，對于其風(fēng)險的評估需要找出風(fēng)險產(chǎn)生的原因。從目前的經(jīng)驗來看，諸多指標因素都會對隧道產(chǎn)生影響，并且在施工前期和中后期對隧道產(chǎn)生影響的指標因素有所不同。具體的風(fēng)險因素為社會環(huán)境風(fēng)險[4]、費用風(fēng)險[5]、勘探風(fēng)險[6]、自然風(fēng)險[7]、技術(shù)風(fēng)險[8]、經(jīng)濟風(fēng)險[9]、組織管理風(fēng)險、成本超支風(fēng)險[10]、坍塌等，為甄別以上影響較為明顯的風(fēng)險因素，特建立相關(guān)指標體系，如圖1所示。

2 隧道工程多階段多風(fēng)險因素的影響

2.1 不同風(fēng)險因素對隧道施工前期的影響

由于勘探技術(shù)有限，隧道工程比其他工程的施工更為困難，可通過地面測繪、探測等探究地質(zhì)構(gòu)造與工程區(qū)的工程地質(zhì)條件。如圖2所示，隧道工程風(fēng)險評價問卷調(diào)查結(jié)果顯示，在隧道施工前期準備階段，可能遇到的風(fēng)險所占比重不同，歸納總結(jié)后可得地質(zhì)不確定性、勘探不足、設(shè)計缺陷及施工缺陷為重要方面[2]。

隧道工程應(yīng)盡量避開大斷層、滑坡、溶洞等不利于施工的地質(zhì)，由于施工前的地質(zhì)工作受搜集資料的技術(shù)手段限制，加上地質(zhì)的復(fù)雜性，所取得的資料不能完全滿足施工要求，與實際施工中遇到的地質(zhì)條件存在差異，因此，應(yīng)根據(jù)隧道施工具體位置、構(gòu)件設(shè)計圖紙，確定每一段的巖圍類別和開挖斷面、支護設(shè)計參數(shù)、開挖方法、爆破進尺和裝藥量，減少施工困難與風(fēng)險[3]。

2.2 不同風(fēng)險因素對隧道施工中期的影響

如圖3所示，隧道工程風(fēng)險評價問卷調(diào)查結(jié)果顯示，在隧道施工階段，可能遇到的風(fēng)險所占比重不同，其中洪水、滑坡、地震以及施工事故的比重較大。洪水與滑坡所占比重均為13%，地震所占比重為13%，屬于罕遇自然風(fēng)險，不能準確預(yù)測，導(dǎo)致施工現(xiàn)場坍塌，巖土介質(zhì)的流動性都會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。施工技術(shù)也存在風(fēng)險，在地質(zhì)資料不明確的情況下，在現(xiàn)場有毒氣體沒有釋放完全時、在通信設(shè)備不齊全時，不可擅自動工，否則容易造成施工事故，必須采取有效管理措施。因此必須選擇相對適宜的盾構(gòu)類型，并采取相對應(yīng)的輔助工法，從而保證開挖面的穩(wěn)定性，加大對地質(zhì)水文的勘察。施工中也需盡量減小對土層的相對擾動，以保證土體的原狀性，進而減小隧道施工的風(fēng)險。

2.3 不同風(fēng)險因素對隧道施工后期的影響

如圖4所示，對施工后期產(chǎn)生影響的風(fēng)險因素中，設(shè)計缺陷、施工事故和施工使用材料質(zhì)量所占比例相同，均為21%;地震可能導(dǎo)致隧道發(fā)生塌陷，所占比例為19%;根據(jù)國家政府政策，后期對于隧道的使用、維護、美化等有重要的影響，占18%。增強安全風(fēng)險意識，強化風(fēng)險防控，嚴防施工后期因使用不當、人為影響或自然災(zāi)害造成的損傷，以減少人員傷亡和經(jīng)濟損失。

3 問卷調(diào)查與數(shù)據(jù)分析

隧道工程是目前工程中較為重要的一種，其實施范圍較廣，市政、道路均有涉及。由于隧道工程施工環(huán)境相對復(fù)雜，因此不可控因素較多，往往在工程建設(shè)過程中面臨諸多困難，具體面臨的影響因素主要分為自然風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、經(jīng)濟風(fēng)險、組織管理風(fēng)險、社會政策風(fēng)險等五類在風(fēng)險分類基礎(chǔ)上構(gòu)建隧道建設(shè)過程中潛在風(fēng)險因素指標體系，為方便二級指標與三級指標相聯(lián)系，將二級指標下所有的三級指標符號進行相應(yīng)改動，如二級指標B9有2個三級指標C18、C19，可將其改為C91、C92，第一個數(shù)字即為二級指標種類。

文章以大學(xué)土木工程方向的教授及施工單位的施工技術(shù)人員為調(diào)查對象，調(diào)查了隧道施工過程中可能面臨的風(fēng)險因素。結(jié)合前文構(gòu)建的指標體系，本次問卷擬定了19個三級指標，嚴重等級設(shè)置為5個層次，從而更合理地區(qū)分它們的影響程度。本次問卷調(diào)查總共發(fā)出問卷275份，未回收及失效的為22份，回收的有效問卷為253份，問卷有效回收率達到91.7%，回收率符合相關(guān)要求，可以應(yīng)用。

3.1 問卷的信度和效度分析

文章選擇SPSS 17.0對問卷進行信度和效度分析。根據(jù)信度分析結(jié)果可得出總量表Cronbach's Alpha系數(shù)為0.788，根據(jù)計算分析得到的分量表Cronbach's Alpha系數(shù)范圍為0.761～0.811，由此可見Cronbach's Alpha系數(shù)滿足合理性的要求。通過計算發(fā)現(xiàn)，問卷具有較好的信度。同時，文章對效度進行了分析，結(jié)果表明KMO系數(shù)為0.753，P值為0.003，通過提取5個公因子，得到累積解釋總方差為68.327%;同時，通過計算獲取的各指標項旋轉(zhuǎn)載荷范圍為0.547～0.8937，并且多數(shù)超過了0.6，因此問卷的效度較好。

3.2 指標選項的頻率統(tǒng)計分析

對調(diào)查問卷的所有三級影響指標結(jié)果進行頻率統(tǒng)計，其結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，影響隧道工程的風(fēng)險因素按照重要程度依次為工程預(yù)算費用、國家政策、隧道襯砌腐蝕、地質(zhì)不良。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，結(jié)合ANP進行權(quán)重結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)二級指標排行第一的自然風(fēng)險所占權(quán)重達到31.87%，其內(nèi)部子指標權(quán)重排序分別為滑坡、地質(zhì)不穩(wěn)定、地震、暴雨與洪水。根據(jù)結(jié)果，自然風(fēng)險中滑坡比重最大，給隧道工程帶來巨大的本質(zhì)上的風(fēng)險，對施工隊伍、機械設(shè)備、施工操作技術(shù)等都有直接的影響。二級指標排行第二的為技術(shù)風(fēng)險，其內(nèi)部的子指標權(quán)重排序依次為設(shè)計變更、施工事故、施工缺陷、設(shè)計缺陷、勘探不足。二級指標排行第三的為經(jīng)濟風(fēng)險，所占比重達到20.06%，其內(nèi)部的子指標權(quán)重排序依次為施工建筑材料質(zhì)量、物價與資金短缺。二級指標排行第四的為組織管理風(fēng)險，所占比重為12.09%。二級指標排行第五的為社會政策風(fēng)險，其內(nèi)部的子指標為國家政府政策。政府對隧道工程的期望與滿意程度更有利于項目的施工與運營。

4 結(jié)論

文章建立隧道工程的風(fēng)險評估模型，利用問卷調(diào)查法對5個二級指標、19個三級指標進行統(tǒng)計分析，同時結(jié)合ANP得出，二級指標中自然風(fēng)險是影響程度最高的風(fēng)險，需要充足的資金、良好的國家政策支持以及較好的地質(zhì)條件才能最大限度降低自然風(fēng)險的影響，合理控制風(fēng)險因素有助于隧道工程的施工及運營。

（責任編輯：陳之曦）

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