隧道施工技術風險評估及風險控制措施

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摘要：近年來，無論是公路還是鐵路交通工程建設，幾乎都會面臨著巨大的施工風險，尤其是在隧道施工路段，因為面臨的地質地形條件復雜，再加上隧道特殊的結構特征和施工要求，工程企業在遇到隧道施工路段時，技術風險評估和風險控制是關鍵性的工作，以通過科學的技術評估和風險預防來減少施工中的安全事故。基于此，本文針對隧道施工作業的技術風險評估方法展開了詳細的分析，提出了風險預防與控制的有效對策，對同類型施工作業有著一定的指導價值。

關鍵詞：隧道施工技術；風險評估；風險控制；措施

1隧道施工技術風險評估及控制的現實意義

在一些特殊的施工路段，為克服地質地形條件限制，一般采用的是隧道結構建設，以充分通過隧道結構來滿足通行要求。隧道施工技術風險評估和控制的意義具體體現在以下方面：（1）有效減少施工作業中不定性損失的科學控制，因為在技術風險評估下，經由對現場風險的識別、評估，來有效制定最為可靠的風險應對策略，減小施工風險對工程企業所造成的損失。（2）減少了在隧道施工作業中各種因素的干擾，使得現場的施工作業可以嚴格按照前期的設計方案來制定，保持正確的施工路線，發揮配套風險預警和救援機制的作用[1]。（3）技術風險評估和風險控制，可以對隧道施工人員的一切行為起到重要的約束作用，使得各個崗位上的施工人員和管理人員均能夠從思想上重視安全風險管理工作，促進施工作業的順利實施。

2隧道施工技術風險評估及控制的內容

隧道技術風險評估和控制包含了諸多方面：（1）技術風險事故概率，這一指標具體指的是隧道施工作業開展的過程中，在綜合分析施工影響因素的基礎上，確定各種技術風險事故的概率。對于隧道施工作業而言，不同的施工因素下可以細分為不同的風險因素，這些風險的存在具有客觀性，整個施工作業進行時，通過對這些風險因素的有效衡量，也就可以最大程度上從源頭上應對和消除這些技術風險[2]。（2）技術風險事故損失。隧道技術風險評估工作涉及了很多方面的工作，其中，利用現代化技術進行技術風險因素事故發生流程的模擬非常重要，經由全面的事故模擬，最終所得到的數據和信息可以作為風險預警、防控的依據。

3隧道施工技術風險評估方法

3.1風險因素分析法

隧道工程中的施工技術風險可能源自每個施工作業環節，比如，根據風險來源區分，包含了政策、技術和管理等方面的風險。風險因素分析法是隧道工程中風險評估的有效方法，這一方法的應用相對較多，整個施工作業進行時，如果選用的是這一風險分析法，專業人員需對隧道施工作業全過程中的一切風險因素加以分析，如隧道選址、方案設計、環境影響因素分析等，只有保障了風險評估的全面性，才可能減小施工作業中的各類風險概率，為企業創造更高的效益。

3.2土方開挖的風險評估

近年來，國家和地方政府在公路、鐵路交通工程的投資量顯著增大，各種等級、類型的隧道項目同步增加，且施工的規模有所擴大。土方開挖是隧道工程作業中的關鍵工序，其施工效果直接關系到整個隧道工程地基基礎穩固性、隧道施工進度。但因為隧道工程現場特殊的施工條件，使得在土方開挖作業中常常會遇到諸多的風險因素，比如，塌方等各類事故。因此，土方開挖風險評估同樣是技術風險評估中的重點工作，在這一風險評估作業進行時，專業人員需深入到工程現場，開展詳細地調查和評估，以確定最佳的土方開挖方案。

3.3層次分析法

層次分析法是風險領域最為常用的一種方法，這一風險評估方法最早誕生于20世紀70年代的美國，隨后這一評估方法逐步被推廣到很多領域的風險評估工作中。層次分析法的風險評估作業中，基礎理論是網絡系統和目標綜合評價，為獲得準確的風險評估結果，引入了層次權重決策分析法。由于層次分析法在風險評價方面的作用，即使面臨的是復雜的風險評價問題，涉及了多種影響因素，同樣可以通過層次分析法來分析不同影響因素之間的內在關系，最終用比較少的定量信息來提高決策的科學化，實現多目標、多準則，復雜問題的簡單化處理[3]。在隧道工程施工中，如果技術風險評估采用的是層次分析法，主要包含了以下流程：結合對復雜問題的梳理，制定對應的層次結構模型；建立判斷矩陣；開展層次單排序和一致性檢驗；總排序與一致性檢驗。因為隧道施工的風險因素較多，且影響評估結果的因素也非常多，量化處理的難度系數較高，因此，本文的風險評估中，選用的就是層次分析法。

3.4模糊綜合評價法

模糊綜合評價法同樣是風險評估中的有效方式，這一評估方法的基礎理論是模糊數學，在模糊數學的基本理論下對各類風險采用綜合評價方法。模糊綜合評價法的根本是通過模糊數學中的隸屬度理論，實現定性評價向定量評價的轉變，獲得更為直觀的評價結果。與其他的風險評價方法相比，模糊綜合評價法的結構更為直觀，整個評估流程具有極強的系統性，在模糊且定量難度大的問題處理上，模糊綜合評價法十分有效。

3.5德爾菲法

在利用德爾菲法對隧道施工開展風險評估作業時，聚集了一些專家，成立專門的風險預測團隊，這些專家都有多年的隧道施工、風險評估經驗，可以以隧道工程作為研究對象，在充分的隧道工程情況調查基礎上對全部的風險因素加以綜合評估。雖然這種風險評估方法對風險因素的識別和應對具有的一定的作用，但因為更多地依賴于專家，受專家主觀性因素的影響非常大。

3.6故障樹分析法

對于每一個風險評估項目而言，其存在的風險因素都不是單一的，而故障樹分析法下的風險評估，就是將全部的風險影響因素以樹狀圖的方式列舉出來，通過這一方式也就可以更為直觀地獲得風險源信息。故障樹分析遵循的是從上到下的原則，經由層層地風險細化，有效保障了風險源分析的全面性，也可以更為準確和詳細地掌握不同風險源之間所存在的內在邏輯關系。因為故障樹分析法的特殊性，相關風險的概率定量描述難以實現。

4隧道施工技術風險以及控制對策

4.1開挖作業技術風險

隧道開挖作業中面臨的風險因素相對較多，針對開挖作業風險的管理和控制尤為重要。當下的隧道工程建設中，爆破法、臺階法、環形開挖預留核心土法、中隔壁法等均是開挖環節常用的方式，但不同的開挖方法下也存在著各自的適用條件，且風險因素也有所不同。比如，以爆破法為例，這一方法是隧道作業中應用最廣的開挖方式，其技術風險具體表現為：高能量炸藥的使用使得在爆破過程中對周邊巖石產生了巨大的擾動，巖石的自穩難以保持；超挖風險，因為在爆破過程中可能伴隨著設計臨空面的產生，巖石在支護作業前會由于失穩坍踏而引起超挖問題。針對開挖作業中的各種施工風險，工程企業應加強支護設計，為開挖創造良好的施工條件。

4.2隧道支護

坍塌風險是隧道施工中的常見風險，此類風險的出現一般是由于隧道支護設計和施工不當所引起的。因此，各個隧道工程的施工作業進行時，為了有效應對隧道施工中的坍塌等風險，工程企業應加強隧道支護設計，可以選用復合式襯砌措施，并通過超前支護、初期支護與輔助支護等的相互配合，來提高隧道結構的穩固性。在隧道施工作業中，嚴格對欠挖和超挖加以適當控制，在左右側馬口開挖交錯距離、掌子面距仰拱、仰拱距二襯超出一定尺寸的情況下，選用錨噴支護的方式來加以應對，開展規范化的施工作業。

4.3隧道滲漏水

滲漏水同樣是隧道施工中面臨的一大風險，為有效避免滲漏水對隧道結構造成的不利影響，施工企業在開展施工作業的過程中，應結合隧道工程現場情況、結構施工要求，做好隧道防水和排水設計。總之，任何的隧道工程建設施工中，針對滲漏水問題的處理，都應該堅持防、排、堵、截的治理原則和要求，保障隧道內排水的通暢性。在隧道防排水治理方面，在初期支護環節選用Ω型彈簧排水管，在隧道內相應位置進行排水孔的有效布設，利用所配備好的高性能砂漿材料對半管表面實施封閉處理，避免初期支護表面的滲漏水威脅。其次，先墻后拱法襯砌施工作業下，不僅可有效提升初期支護效果，還能夠減少和應對二襯混凝土超載、襯砌開裂的風險。最后，初噴混凝土施工作業下，利用工字鋼環向支撐，并在拱架拱腰接頭部位、墻腳部位進行相應鎖腳錨桿的設置，實現加固設計，在初期支護和二次襯砌之間，結合防水施工要求，選用高性能的復合防水卷材。

4.4洞口及洞口相鄰工作風控措施

隧道結構比較特殊，在洞口與洞口相鄰位置的施工作業進行時，因為存在著施工的相互干擾性和交叉性，因此施工作業中伴隨著較大的施工安全風險。因此，洞口施工作業進行之前，施工企業應安排專人將洞口附近的碎石、圍巖等全部清理干凈，做好施工監測。結合隧道洞口設計要求，提前開展洞頂洞邊的支護設計和防排水設計，盡量避免在雨季開展施工作用。洞口施工任務應在規定的工期范圍內高質量完成，只有這樣，才能夠促進隧道開挖作業的開展，在正式的開挖作業進行時，應盡量避免高邊坡與深路塹的存在。

4.5坍塌事故的預防措施

隧道坍塌事故的發生概率相對較高，一旦遇到了坍塌風險或者出現了坍塌事故，將會導致施工企業面臨著巨大的人員傷亡和經濟損失。因此，針對隧道坍塌風險，應采取以下的處理方式：（1）應急處理。隧道仰拱成環時的施工周期要盡可能縮短，根據隧道結構要求，提高二襯防護設計效果，利用鋼架或者木材作為臨時支護材料。比如，在利用鋼拱架開展支護設計時，應保障擺放位置的穩固性。（2）技術措施。如果隧道在最初的支護設計中遇到了裂縫、變形的問題，施工企業應立即安排專人來負責導管注漿作業，并通過噴漿方式來實現坍塌體的封閉處理。導管注漿鞏固作業中如果使用的是鋼架支護方式，還需要利用細小導管、局部加強等方式來進行隧道結構優化，如圖1所示。

5結束語

隧道施工的技術難度相對較大，在各個施工環節的施工作業進行時，常常伴隨著較大的施工安全風險，這些風險因素一旦得不到及時有效地處理，不僅會加劇安全事故的發生，更會引發嚴重的工程損失。因此，各個工程企業的隧道施工作業中，尤其要注重施工的技術風險評估，通過風險識別和評估來采取有效的風險防控策略。

參考文獻：

[1桂志敬,吳忠廣,嚴瓊,張晨曦.公路隧道施工安全風險評估方法優化研究[J].中國安全生產科學技術,2018(9):136+143.

[2]廖再銀.隧道施工技術風險評估及風險控制措施的分析[J].建材與裝飾,2018(6):260~261.

[3]柳澤舟.沿海大通道漳州核電段左線工程風險管理研究[J].合作經濟與科技,2018(1):132+13

作者：劉吉祥 單位：華邦建投集團股份有限公司