隧道施工技术风险评估及风险控制措施

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摘要：近年来，无论是公路还是铁路交通工程建设，几乎都会面临着巨大的施工风险，尤其是在隧道施工路段，因为面临的地质地形条件复杂，再加上隧道特殊的结构特征和施工要求，工程企业在遇到隧道施工路段时，技术风险评估和风险控制是关键性的工作，以通过科学的技术评估和风险预防来减少施工中的安全事故。基于此，本文针对隧道施工作业的技术风险评估方法展开了详细的分析，提出了风险预防与控制的有效对策，对同类型施工作业有着一定的指导价值。

关键词：隧道施工技术；风险评估；风险控制；措施

1隧道施工技术风险评估及控制的现实意义

在一些特殊的施工路段，为克服地质地形条件限制，一般采用的是隧道结构建设，以充分通过隧道结构来满足通行要求。隧道施工技术风险评估和控制的意义具体体现在以下方面：（1）有效减少施工作业中不定性损失的科学控制，因为在技术风险评估下，经由对现场风险的识别、评估，来有效制定最为可靠的风险应对策略，减小施工风险对工程企业所造成的损失。（2）减少了在隧道施工作业中各种因素的干扰，使得现场的施工作业可以严格按照前期的设计方案来制定，保持正确的施工路线，发挥配套风险预警和救援机制的作用[1]。（3）技术风险评估和风险控制，可以对隧道施工人员的一切行为起到重要的约束作用，使得各个岗位上的施工人员和管理人员均能够从思想上重视安全风险管理工作，促进施工作业的顺利实施。

2隧道施工技术风险评估及控制的内容

隧道技术风险评估和控制包含了诸多方面：（1）技术风险事故概率，这一指标具体指的是隧道施工作业开展的过程中，在综合分析施工影响因素的基础上，确定各种技术风险事故的概率。对于隧道施工作业而言，不同的施工因素下可以细分为不同的风险因素，这些风险的存在具有客观性，整个施工作业进行时，通过对这些风险因素的有效衡量，也就可以最大程度上从源头上应对和消除这些技术风险[2]。（2）技术风险事故损失。隧道技术风险评估工作涉及了很多方面的工作，其中，利用现代化技术进行技术风险因素事故发生流程的模拟非常重要，经由全面的事故模拟，最终所得到的数据和信息可以作为风险预警、防控的依据。

3隧道施工技术风险评估方法

3.1风险因素分析法

隧道工程中的施工技术风险可能源自每个施工作业环节，比如，根据风险来源区分，包含了政策、技术和管理等方面的风险。风险因素分析法是隧道工程中风险评估的有效方法，这一方法的应用相对较多，整个施工作业进行时，如果选用的是这一风险分析法，专业人员需对隧道施工作业全过程中的一切风险因素加以分析，如隧道选址、方案设计、环境影响因素分析等，只有保障了风险评估的全面性，才可能减小施工作业中的各类风险概率，为企业创造更高的效益。

3.2土方开挖的风险评估

近年来，国家和地方政府在公路、铁路交通工程的投资量显著增大，各种等级、类型的隧道项目同步增加，且施工的规模有所扩大。土方开挖是隧道工程作业中的关键工序，其施工效果直接关系到整个隧道工程地基基础稳固性、隧道施工进度。但因为隧道工程现场特殊的施工条件，使得在土方开挖作业中常常会遇到诸多的风险因素，比如，塌方等各类事故。因此，土方开挖风险评估同样是技术风险评估中的重点工作，在这一风险评估作业进行时，专业人员需深入到工程现场，开展详细地调查和评估，以确定最佳的土方开挖方案。

3.3层次分析法

层次分析法是风险领域最为常用的一种方法，这一风险评估方法最早诞生于20世纪70年代的美国，随后这一评估方法逐步被推广到很多领域的风险评估工作中。层次分析法的风险评估作业中，基础理论是网络系统和目标综合评价，为获得准确的风险评估结果，引入了层次权重决策分析法。由于层次分析法在风险评价方面的作用，即使面临的是复杂的风险评价问题，涉及了多种影响因素，同样可以通过层次分析法来分析不同影响因素之间的内在关系，最终用比较少的定量信息来提高决策的科学化，实现多目标、多准则，复杂问题的简单化处理[3]。在隧道工程施工中，如果技术风险评估采用的是层次分析法，主要包含了以下流程：结合对复杂问题的梳理，制定对应的层次结构模型；建立判断矩阵；开展层次单排序和一致性检验；总排序与一致性检验。因为隧道施工的风险因素较多，且影响评估结果的因素也非常多，量化处理的难度系数较高，因此，本文的风险评估中，选用的就是层次分析法。

3.4模糊综合评价法

模糊综合评价法同样是风险评估中的有效方式，这一评估方法的基础理论是模糊数学，在模糊数学的基本理论下对各类风险采用综合评价方法。模糊综合评价法的根本是通过模糊数学中的隶属度理论，实现定性评价向定量评价的转变，获得更为直观的评价结果。与其他的风险评价方法相比，模糊综合评价法的结构更为直观，整个评估流程具有极强的系统性，在模糊且定量难度大的问题处理上，模糊综合评价法十分有效。

3.5德尔菲法

在利用德尔菲法对隧道施工开展风险评估作业时，聚集了一些专家，成立专门的风险预测团队，这些专家都有多年的隧道施工、风险评估经验，可以以隧道工程作为研究对象，在充分的隧道工程情况调查基础上对全部的风险因素加以综合评估。虽然这种风险评估方法对风险因素的识别和应对具有的一定的作用，但因为更多地依赖于专家，受专家主观性因素的影响非常大。

3.6故障树分析法

对于每一个风险评估项目而言，其存在的风险因素都不是单一的，而故障树分析法下的风险评估，就是将全部的风险影响因素以树状图的方式列举出来，通过这一方式也就可以更为直观地获得风险源信息。故障树分析遵循的是从上到下的原则，经由层层地风险细化，有效保障了风险源分析的全面性，也可以更为准确和详细地掌握不同风险源之间所存在的内在逻辑关系。因为故障树分析法的特殊性，相关风险的概率定量描述难以实现。

4隧道施工技术风险以及控制对策

4.1开挖作业技术风险

隧道开挖作业中面临的风险因素相对较多，针对开挖作业风险的管理和控制尤为重要。当下的隧道工程建设中，爆破法、台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔壁法等均是开挖环节常用的方式，但不同的开挖方法下也存在着各自的适用条件，且风险因素也有所不同。比如，以爆破法为例，这一方法是隧道作业中应用最广的开挖方式，其技术风险具体表现为：高能量炸药的使用使得在爆破过程中对周边岩石产生了巨大的扰动，岩石的自稳难以保持；超挖风险，因为在爆破过程中可能伴随着设计临空面的产生，岩石在支护作业前会由于失稳坍踏而引起超挖问题。针对开挖作业中的各种施工风险，工程企业应加强支护设计，为开挖创造良好的施工条件。

4.2隧道支护

坍塌风险是隧道施工中的常见风险，此类风险的出现一般是由于隧道支护设计和施工不当所引起的。因此，各个隧道工程的施工作业进行时，为了有效应对隧道施工中的坍塌等风险，工程企业应加强隧道支护设计，可以选用复合式衬砌措施，并通过超前支护、初期支护与辅助支护等的相互配合，来提高隧道结构的稳固性。在隧道施工作业中，严格对欠挖和超挖加以适当控制，在左右侧马口开挖交错距离、掌子面距仰拱、仰拱距二衬超出一定尺寸的情况下，选用锚喷支护的方式来加以应对，开展规范化的施工作业。

4.3隧道渗漏水

渗漏水同样是隧道施工中面临的一大风险，为有效避免渗漏水对隧道结构造成的不利影响，施工企业在开展施工作业的过程中，应结合隧道工程现场情况、结构施工要求，做好隧道防水和排水设计。总之，任何的隧道工程建设施工中，针对渗漏水问题的处理，都应该坚持防、排、堵、截的治理原则和要求，保障隧道内排水的通畅性。在隧道防排水治理方面，在初期支护环节选用Ω型弹簧排水管，在隧道内相应位置进行排水孔的有效布设，利用所配备好的高性能砂浆材料对半管表面实施封闭处理，避免初期支护表面的渗漏水威胁。其次，先墙后拱法衬砌施工作业下，不仅可有效提升初期支护效果，还能够减少和应对二衬混凝土超载、衬砌开裂的风险。最后，初喷混凝土施工作业下，利用工字钢环向支撑，并在拱架拱腰接头部位、墙脚部位进行相应锁脚锚杆的设置，实现加固设计，在初期支护和二次衬砌之间，结合防水施工要求，选用高性能的复合防水卷材。

4.4洞口及洞口相邻工作风控措施

隧道结构比较特殊，在洞口与洞口相邻位置的施工作业进行时，因为存在着施工的相互干扰性和交叉性，因此施工作业中伴随着较大的施工安全风险。因此，洞口施工作业进行之前，施工企业应安排专人将洞口附近的碎石、围岩等全部清理干净，做好施工监测。结合隧道洞口设计要求，提前开展洞顶洞边的支护设计和防排水设计，尽量避免在雨季开展施工作用。洞口施工任务应在规定的工期范围内高质量完成，只有这样，才能够促进隧道开挖作业的开展，在正式的开挖作业进行时，应尽量避免高边坡与深路堑的存在。

4.5坍塌事故的预防措施

隧道坍塌事故的发生概率相对较高，一旦遇到了坍塌风险或者出现了坍塌事故，将会导致施工企业面临着巨大的人员伤亡和经济损失。因此，针对隧道坍塌风险，应采取以下的处理方式：（1）应急处理。隧道仰拱成环时的施工周期要尽可能缩短，根据隧道结构要求，提高二衬防护设计效果，利用钢架或者木材作为临时支护材料。比如，在利用钢拱架开展支护设计时，应保障摆放位置的稳固性。（2）技术措施。如果隧道在最初的支护设计中遇到了裂缝、变形的问题，施工企业应立即安排专人来负责导管注浆作业，并通过喷浆方式来实现坍塌体的封闭处理。导管注浆巩固作业中如果使用的是钢架支护方式，还需要利用细小导管、局部加强等方式来进行隧道结构优化，如图1所示。

5结束语

隧道施工的技术难度相对较大，在各个施工环节的施工作业进行时，常常伴随着较大的施工安全风险，这些风险因素一旦得不到及时有效地处理，不仅会加剧安全事故的发生，更会引发严重的工程损失。因此，各个工程企业的隧道施工作业中，尤其要注重施工的技术风险评估，通过风险识别和评估来采取有效的风险防控策略。

参考文献：

[1桂志敬,吴忠广,严琼,张晨曦.公路隧道施工安全风险评估方法优化研究[J].中国安全生产科学技术,2018(9):136+143.

[2]廖再银.隧道施工技术风险评估及风险控制措施的分析[J].建材与装饰,2018(6):260~261.

[3]柳泽舟.沿海大通道漳州核电段左线工程风险管理研究[J].合作经济与科技,2018(1):132+13

作者：刘吉祥 单位：华邦建投集团股份有限公司