隧道施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)控制措施
時(shí)間:2022-07-26 11:17:35
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摘要:近年來(lái),無(wú)論是公路還是鐵路交通工程建設(shè),幾乎都會(huì)面臨著巨大的施工風(fēng)險(xiǎn),尤其是在隧道施工路段,因?yàn)槊媾R的地質(zhì)地形條件復(fù)雜,再加上隧道特殊的結(jié)構(gòu)特征和施工要求,工程企業(yè)在遇到隧道施工路段時(shí),技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)控制是關(guān)鍵性的工作,以通過(guò)科學(xué)的技術(shù)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防來(lái)減少施工中的安全事故?;诖?,本文針對(duì)隧道施工作業(yè)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法展開了詳細(xì)的分析,提出了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防與控制的有效對(duì)策,對(duì)同類型施工作業(yè)有著一定的指導(dǎo)價(jià)值。
關(guān)鍵詞:隧道施工技術(shù);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;風(fēng)險(xiǎn)控制;措施
1隧道施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及控制的現(xiàn)實(shí)意義
在一些特殊的施工路段,為克服地質(zhì)地形條件限制,一般采用的是隧道結(jié)構(gòu)建設(shè),以充分通過(guò)隧道結(jié)構(gòu)來(lái)滿足通行要求。隧道施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制的意義具體體現(xiàn)在以下方面:(1)有效減少施工作業(yè)中不定性損失的科學(xué)控制,因?yàn)樵诩夹g(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估下,經(jīng)由對(duì)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、評(píng)估,來(lái)有效制定最為可靠的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略,減小施工風(fēng)險(xiǎn)對(duì)工程企業(yè)所造成的損失。(2)減少了在隧道施工作業(yè)中各種因素的干擾,使得現(xiàn)場(chǎng)的施工作業(yè)可以嚴(yán)格按照前期的設(shè)計(jì)方案來(lái)制定,保持正確的施工路線,發(fā)揮配套風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和救援機(jī)制的作用[1]。(3)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)控制,可以對(duì)隧道施工人員的一切行為起到重要的約束作用,使得各個(gè)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(fēng)險(xiǎn)管理工作,促進(jìn)施工作業(yè)的順利實(shí)施。
2隧道施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及控制的內(nèi)容
隧道技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和控制包含了諸多方面:(1)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)事故概率,這一指標(biāo)具體指的是隧道施工作業(yè)開展的過(guò)程中,在綜合分析施工影響因素的基礎(chǔ)上,確定各種技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)事故的概率。對(duì)于隧道施工作業(yè)而言,不同的施工因素下可以細(xì)分為不同的風(fēng)險(xiǎn)因素,這些風(fēng)險(xiǎn)的存在具有客觀性,整個(gè)施工作業(yè)進(jìn)行時(shí),通過(guò)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)因素的有效衡量,也就可以最大程度上從源頭上應(yīng)對(duì)和消除這些技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[2]。(2)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)事故損失。隧道技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作涉及了很多方面的工作,其中,利用現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)因素事故發(fā)生流程的模擬非常重要,經(jīng)由全面的事故模擬,最終所得到的數(shù)據(jù)和信息可以作為風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、防控的依據(jù)。
3隧道施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法
3.1風(fēng)險(xiǎn)因素分析法
隧道工程中的施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)可能源自每個(gè)施工作業(yè)環(huán)節(jié),比如,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源區(qū)分,包含了政策、技術(shù)和管理等方面的風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)因素分析法是隧道工程中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的有效方法,這一方法的應(yīng)用相對(duì)較多,整個(gè)施工作業(yè)進(jìn)行時(shí),如果選用的是這一風(fēng)險(xiǎn)分析法,專業(yè)人員需對(duì)隧道施工作業(yè)全過(guò)程中的一切風(fēng)險(xiǎn)因素加以分析,如隧道選址、方案設(shè)計(jì)、環(huán)境影響因素分析等,只有保障了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的全面性,才可能減小施工作業(yè)中的各類風(fēng)險(xiǎn)概率,為企業(yè)創(chuàng)造更高的效益。
3.2土方開挖的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
近年來(lái),國(guó)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(jí)、類型的隧道項(xiàng)目同步增加,且施工的規(guī)模有所擴(kuò)大。土方開挖是隧道工程作業(yè)中的關(guān)鍵工序,其施工效果直接關(guān)系到整個(gè)隧道工程地基基礎(chǔ)穩(wěn)固性、隧道施工進(jìn)度。但因?yàn)樗淼拦こ态F(xiàn)場(chǎng)特殊的施工條件,使得在土方開挖作業(yè)中常常會(huì)遇到諸多的風(fēng)險(xiǎn)因素,比如,塌方等各類事故。因此,土方開挖風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估同樣是技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的重點(diǎn)工作,在這一風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作業(yè)進(jìn)行時(shí),專業(yè)人員需深入到工程現(xiàn)場(chǎng),開展詳細(xì)地調(diào)查和評(píng)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(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域最為常用的一種方法,這一風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法最早誕生于20世紀(jì)70年代的美國(guó),隨后這一評(píng)估方法逐步被推廣到很多領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作中。層次分析法的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作業(yè)中,基礎(chǔ)理論是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和目標(biāo)綜合評(píng)價(jià),為獲得準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果,引入了層次權(quán)重決策分析法。由于層次分析法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的作用,即使面臨的是復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)問(wèn)題,涉及了多種影響因素,同樣可以通過(guò)層次分析法來(lái)分析不同影響因素之間的內(nèi)在關(guān)系,最終用比較少的定量信息來(lái)提高決策的科學(xué)化,實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、多準(zhǔn)則,復(fù)雜問(wèn)題的簡(jiǎn)單化處理[3]。在隧道工程施工中,如果技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估采用的是層次分析法,主要包含了以下流程:結(jié)合對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的梳理,制定對(duì)應(yīng)的層次結(jié)構(gòu)模型;建立判斷矩陣;開展層次單排序和一致性檢驗(yàn);總排序與一致性檢驗(yàn)。因?yàn)樗淼朗┕さ娘L(fēng)險(xiǎn)因素較多,且影響評(píng)估結(jié)果的因素也非常多,量化處理的難度系數(shù)較高,因此,本文的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中,選用的就是層次分析法。
3.4模糊綜合評(píng)價(jià)法
模糊綜合評(píng)價(jià)法同樣是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的有效方式,這一評(píng)估方法的基礎(chǔ)理論是模糊數(shù)學(xué),在模糊數(shù)學(xué)的基本理論下對(duì)各類風(fēng)險(xiǎn)采用綜合評(píng)價(jià)方法。模糊綜合評(píng)價(jià)法的根本是通過(guò)模糊數(shù)學(xué)中的隸屬度理論,實(shí)現(xiàn)定性評(píng)價(jià)向定量評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)變,獲得更為直觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。與其他的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法相比,模糊綜合評(píng)價(jià)法的結(jié)構(gòu)更為直觀,整個(gè)評(píng)估流程具有極強(qiáng)的系統(tǒng)性,在模糊且定量難度大的問(wèn)題處理上,模糊綜合評(píng)價(jià)法十分有效。
3.5德?tīng)柗品?/p>
在利用德?tīng)柗品▽?duì)隧道施工開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作業(yè)時(shí),聚集了一些專家,成立專門的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)團(tuán)隊(duì),這些專家都有多年的隧道施工、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)驗(yàn),可以以隧道工程作為研究對(duì)象,在充分的隧道工程情況調(diào)查基礎(chǔ)上對(duì)全部的風(fēng)險(xiǎn)因素加以綜合評(píng)估。雖然這種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別和應(yīng)對(duì)具有的一定的作用,但因?yàn)楦嗟匾蕾囉趯<?,受專家主觀性因素的影響非常大。
3.6故障樹分析法
對(duì)于每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目而言,其存在的風(fēng)險(xiǎn)因素都不是單一的,而故障樹分析法下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,就是將全部的風(fēng)險(xiǎn)影響因素以樹狀圖的方式列舉出來(lái),通過(guò)這一方式也就可以更為直觀地獲得風(fēng)險(xiǎn)源信息。故障樹分析遵循的是從上到下的原則,經(jīng)由層層地風(fēng)險(xiǎn)細(xì)化,有效保障了風(fēng)險(xiǎn)源分析的全面性,也可以更為準(zhǔn)確和詳細(xì)地掌握不同風(fēng)險(xiǎn)源之間所存在的內(nèi)在邏輯關(guān)系。因?yàn)楣收蠘浞治龇ǖ奶厥庑?,相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的概率定量描述難以實(shí)現(xiàn)。
4隧道施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)以及控制對(duì)策
4.1開挖作業(yè)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)
隧道開挖作業(yè)中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素相對(duì)較多,針對(duì)開挖作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的管理和控制尤為重要。當(dāng)下的隧道工程建設(shè)中,爆破法、臺(tái)階法、環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、中隔壁法等均是開挖環(huán)節(jié)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(fēng)險(xiǎn)因素也有所不同。比如,以爆破法為例,這一方法是隧道作業(yè)中應(yīng)用最廣的開挖方式,其技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)具體表現(xiàn)為:高能量炸藥的使用使得在爆破過(guò)程中對(duì)周邊巖石產(chǎn)生了巨大的擾動(dòng),巖石的自穩(wěn)難以保持;超挖風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)樵诒七^(guò)程中可能伴隨著設(shè)計(jì)臨空面的產(chǎn)生,巖石在支護(hù)作業(yè)前會(huì)由于失穩(wěn)坍踏而引起超挖問(wèn)題。針對(duì)開挖作業(yè)中的各種施工風(fēng)險(xiǎn),工程企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì),為開挖創(chuàng)造良好的施工條件。
4.2隧道支護(hù)
坍塌風(fēng)險(xiǎn)是隧道施工中的常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn),此類風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)一般是由于隧道支護(hù)設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)所引起的。因此,各個(gè)隧道工程的施工作業(yè)進(jìn)行時(shí),為了有效應(yīng)對(duì)隧道施工中的坍塌等風(fēng)險(xiǎn),工程企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)隧道支護(hù)設(shè)計(jì),可以選用復(fù)合式襯砌措施,并通過(guò)超前支護(hù)、初期支護(hù)與輔助支護(hù)等的相互配合,來(lái)提高隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在隧道施工作業(yè)中,嚴(yán)格對(duì)欠挖和超挖加以適當(dāng)控制,在左右側(cè)馬口開挖交錯(cuò)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(hù)的方式來(lái)加以應(yīng)對(duì),開展規(guī)范化的施工作業(yè)。
4.3隧道滲漏水
滲漏水同樣是隧道施工中面臨的一大風(fēng)險(xiǎn),為有效避免滲漏水對(duì)隧道結(jié)構(gòu)造成的不利影響,施工企業(yè)在開展施工作業(yè)的過(guò)程中,應(yīng)結(jié)合隧道工程現(xiàn)場(chǎng)情況、結(jié)構(gòu)施工要求,做好隧道防水和排水設(shè)計(jì)。總之,任何的隧道工程建設(shè)施工中,針對(duì)滲漏水問(wèn)題的處理,都應(yīng)該堅(jiān)持防、排、堵、截的治理原則和要求,保障隧道內(nèi)排水的通暢性。在隧道防排水治理方面,在初期支護(hù)環(huán)節(jié)選用Ω型彈簧排水管,在隧道內(nèi)相應(yīng)位置進(jìn)行排水孔的有效布設(shè),利用所配備好的高性能砂漿材料對(duì)半管表面實(shí)施封閉處理,避免初期支護(hù)表面的滲漏水威脅。其次,先墻后拱法襯砌施工作業(yè)下,不僅可有效提升初期支護(hù)效果,還能夠減少和應(yīng)對(duì)二襯混凝土超載、襯砌開裂的風(fēng)險(xiǎn)。最后,初噴混凝土施工作業(yè)下,利用工字鋼環(huán)向支撐,并在拱架拱腰接頭部位、墻腳部位進(jìn)行相應(yīng)鎖腳錨桿的設(shè)置,實(shí)現(xiàn)加固設(shè)計(jì),在初期支護(hù)和二次襯砌之間,結(jié)合防水施工要求,選用高性能的復(fù)合防水卷材。
4.4洞口及洞口相鄰工作風(fēng)控措施
隧道結(jié)構(gòu)比較特殊,在洞口與洞口相鄰位置的施工作業(yè)進(jìn)行時(shí),因?yàn)榇嬖谥┕さ南嗷ジ蓴_性和交叉性,因此施工作業(yè)中伴隨著較大的施工安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,洞口施工作業(yè)進(jìn)行之前,施工企業(yè)應(yīng)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(jiān)測(cè)。結(jié)合隧道洞口設(shè)計(jì)要求,提前開展洞頂洞邊的支護(hù)設(shè)計(jì)和防排水設(shè)計(jì),盡量避免在雨季開展施工作用。洞口施工任務(wù)應(yīng)在規(guī)定的工期范圍內(nèi)高質(zhì)量完成,只有這樣,才能夠促進(jìn)隧道開挖作業(yè)的開展,在正式的開挖作業(yè)進(jìn)行時(shí),應(yīng)盡量避免高邊坡與深路塹的存在。
4.5坍塌事故的預(yù)防措施
隧道坍塌事故的發(fā)生概率相對(duì)較高,一旦遇到了坍塌風(fēng)險(xiǎn)或者出現(xiàn)了坍塌事故,將會(huì)導(dǎo)致施工企業(yè)面臨著巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此,針對(duì)隧道坍塌風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)采取以下的處理方式:(1)應(yīng)急處理。隧道仰拱成環(huán)時(shí)的施工周期要盡可能縮短,根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)要求,提高二襯防護(hù)設(shè)計(jì)效果,利用鋼架或者木材作為臨時(shí)支護(hù)材料。比如,在利用鋼拱架開展支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)保障擺放位置的穩(wěn)固性。(2)技術(shù)措施。如果隧道在最初的支護(hù)設(shè)計(jì)中遇到了裂縫、變形的問(wèn)題,施工企業(yè)應(yīng)立即安排專人來(lái)負(fù)責(zé)導(dǎo)管注漿作業(yè),并通過(guò)噴漿方式來(lái)實(shí)現(xiàn)坍塌體的封閉處理。導(dǎo)管注漿鞏固作業(yè)中如果使用的是鋼架支護(hù)方式,還需要利用細(xì)小導(dǎo)管、局部加強(qiáng)等方式來(lái)進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)優(yōu)化,如圖1所示。
5結(jié)束語(yǔ)
隧道施工的技術(shù)難度相對(duì)較大,在各個(gè)施工環(huán)節(jié)的施工作業(yè)進(jìn)行時(shí),常常伴隨著較大的施工安全風(fēng)險(xiǎn),這些風(fēng)險(xiǎn)因素一旦得不到及時(shí)有效地處理,不僅會(huì)加劇安全事故的發(fā)生,更會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的工程損失。因此,各個(gè)工程企業(yè)的隧道施工作業(yè)中,尤其要注重施工的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估來(lái)采取有效的風(fēng)險(xiǎn)防控策略。
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作者:劉吉祥 單位:華邦建投集團(tuán)股份有限公司
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