HSE風險管理體系在高鐵隧道工程中的應用

盧慶釗

(中鐵十六局集團第一工程有限公司 北京 101300)

我國東南山區由于特殊的巖土體分布形態及復雜的地質水文條件，給高鐵隧道工程建設的施工作業帶來了很大難度。如何做好施工風險的辨識和控制，是一個很有意義的研究課題。

本文以新建南三龍鐵路荊西隧道為研究對象，借鑒HSE(Health-Safety-Environment)管理體系，詳細論述了該體系在高鐵隧道工程建設中進行風險辨識與控制的方法。

1 工程概況

荊西隧道全長3 639 m，最大埋深約230 m，隧道內為3‰、10.9‰單面上坡。隧道明洞段為整體式襯砌，暗挖段為復合式襯砌。

隧道地形自然坡度30°～45°。隧址區屬于閩江水系沙溪上游，雨量充沛，年均降水量1 715 mm，年最多降水為2 207.3 mm；該區大地形高差大，溝谷發育，多發育地面徑流，常年流水，水量較小。

2 HSE管理體系風險辨識和管控方法

HSE管理體系主要通過事前辨識風險源、評判風險等級，事中采取有效的控制措施把風險降到最低或防止事故的發生。雖然該體系在石油天然氣勘探開發領域形成并發展[1-2]，但是近年來應用于常規路橋[3]、港珠澳大橋水下隧道[4]等工程建設項目。針對東南地區復雜路段的隧道建設工程開展專項HSE風險評價及對策措施研究較少。

2.1 HSE風險管理的內容

HSE管理體系反映了PDCA(Plan-Do-Check-Act)的管理思想[5]，主要是在工程項目建設之前進行風險因素識別，然后針對潛在的風險源評估，最后采取預防措施，并提出改進意見[6]。

HSE管理體系中，有兩種風險識別與評價的方法[7]:一種是以作業條件危險性分析為基礎，包括LEC(Likelihood-Exposure-Consequence)法以及MES法(Measure-Exposure-Sequent)、ESP 法(Exposure-Sequent-Program)；另一類是以矩陣原理為基礎，包括RAC(Risk-Assessment-Code)法、半定量風險矩陣法。兩種研究方法的基本原理一致[8-9]。

結合作者多年工程管理經驗，以LEC法定量分析風險。

2.2 LEC風險指標值

LEC風險評價法具體計算公式如下:

式中，D為風險值(Danger)；L為事故發生的可能性(Likelihood)；E為暴露在危險環境中的程度(Exposure)；C為事故發生后產生的后果(Consequence)。

2.3 風險等級判定

2.3.1 事故發生的可能性(L)等級

L標準如表1所示。

表1 事故發生的可能性等級

2.3.2 暴露于危險環境的頻率(E)等級

E的標準如表2所示。

表2 暴露于危險環境的頻率等級

2.3.3 事故發生產生的后果(C)等級

C的評分標準如表3所示。

表3 事故發生產生的后果等級

2.3.4 風險等級(D)

D的數值與對應風險等級列于表4。

表4 風險等級

3 高鐵隧道工程的HSE風險識別與管理

通過對荊西隧道施工風險特點分析，本文構建了風險評價指標，計算出風險等級后從以下三方面定量評價風險。

3.1 施工人員健康風險評價

按照隧道施工重點工序環節進行活動劃分，對施工人員健康風險評價結果如表5所示。

表5 重點工序環節施工人員健康風險等級

續表5

由表5可知:施工期間的運輸作業尤其是關于車輛的管控需重點關注(極易出現Ⅳ級風險)；其次要特別注意洞身開挖時對開挖作業臺架的防護(極易出現Ⅳ級風險)；其余風險源的風險等級一般在Ⅴ級風險范圍內。

3.2 施工安全風險評價

按照隧道施工重點工序環節進行活動劃分，每一環節存在的施工風險等級如表6所示。

表6 重點工序環節施工風險等級

由表6可知:洞身開挖階段屬于Ⅴ級較高風險；(局部)意外塌陷事故風險等級較高，突水、突泥意外事故風險等級次之；其余風險等級較低。

3.3 施工環境風險評價

施工排水過程和通風與防塵過程風險等級如表7所示。

表7 重點過程施工環境風險等級

由表7可知:排水造成環境污染的風險等級高達Ⅴ級，需高度注意。

4 HSE管理體系的對策措施

針對荊西隧道施工的中等及以上等級風險類型，可以采取的具體措施如下:

4.1 控制隧道塌方風險

4.1.1 洞口塌方控制措施

針對該類塌方可采取的控制措施包括:

(1)加強對進、出口端洞口的支護和地表檢測。

(2)做好地質超前預報及監控量測。

4.1.2 洞身塌方控制措施

針對特殊的地質條件，洞身防塌方措施有:

(1)做好超前地質預報，及時掌握地質動態。

(2)重點做好“短進尺、多循環、弱爆破”，盡量減少對圍巖的擾動。

4.2 控制突泥突水風險

在該隧道突泥地段施工時，當瞬時出水量達到40 m3/h(準42 mm探孔)、壓力在0.06 MPa以上的突水情況出現時，應啟動應急響應措施；日常施工出現突泥時，必須盡快堵口；隨后噴射混凝土封閉，加固洞身，并設超前支護。

5 結束語

利用HSE風險管理方法按照施工工序分析了荊西隧道建設過程中的風險，并有針對性列舉了相應風險較高施工段的具體防控措施。工程實踐表明，HSE風險管理方法在該段隧道建設中起到了良好的風險預防與管控效果。