JIAN SHE
YAN JIU
Chang da sui dao shi gong an quan feng xian ping gu fang fa ji qi ying yong
长大隧道施工安全风险评估58
方法及其应用
刘琦
伴随着我国公共交通的迅猛发展,高速公路在建设过程中经常面临高山深谷地形,有时为了实现政治经济目标无法通过合理道路选线对这类地形进行避让。因此隧道工程随之迎来了高速发展阶段。而隧道工程一直以来因其施工难度大、建设周期长、工程风险高的特点成为高速公路建设过程中的控制性工程。对于隧道工程尤其是大长隧道的风险评估和管理还远远没有到位,若发生事故必将对人民生命财产造成重大威胁。大长隧道建设阶段的施工质量和安全是道路工程后期运营安全和管理的保证,因此,针对建设阶段的风险因素进行提前的预估和整体的管理就势在必行。与一般地上结构建筑相比。隧道与地下结构的项目在建设过程中投资大、施工技术难度大、要求控制精度高、受外界环境因素干扰大、建设周期更长等特点。因此在建设过程中必须对各个环节的质量控制、进度控制、安全控制等方面有全面和严格的把控。同时在竣工验收投入使用后,必须严格控制运营管理。此类工程若在运营过程中发生事故必会对人民生命财产安全造成极其严重的威胁。大长隧道相较于普通地下工程,出地下工程的典型特征外,施工难度、运营管理难度更大,后期运营的基础在于建设阶段内对隧道施工质量的严格要求。因此对大长隧道的风险评估和安全控制势在必行。
一、大长隧道建设风险评估意义研究1.全面认识工程风险
通过风险分析,可以全面加深对大长隧道建设工程风险的了解,清晰地了解到大长隧道建设中风险评估会起到的作用,全面协调投资、建设和管理三方的权利、责任和利益关系,这就要求制订完善的风险管控方案以及事故发生后的应急响应预案,积极行动管控潜在风险或及时处理发生的事故。
2.规避风险
风险在大长隧道工程中是无法完全规避的,为了应对可能发生的事故必须制定相应的应急预案。但通过合理的措施和详细的方案评估可以很好地控制甚至规避风险。在深入认识了解工程风险的前提下,可以进行科学的决策。根据实际情况和风险级别,制定更切合实际的施工建设方案,确保达成建设项目目标。
3.工程可信度管控
完善的风险管理一方面可以提高大长隧道建设的施工可信度,同时有利于改善项目实施过程中的执行能力。二、大长隧道施工建设风险管理特点研究1.目标性
风险全面评估和管理的目的是降低施工过程中的风险,并将风险控制在预计范围中,在总体工程框架的基本目标上,对风险进行全面管理,并以此为依据全面地针对监控道德风险及时调整反馈。从项目的质量安全、投资和目标的角度看,项目的管理目标和风险的管理目标实质上是一致的。通过风险管理可以有效的降低风险成本,同时项目的运营和建设整体目标得以实现。通过风险管理可以将风险引起的不利后果减弱至较小程度甚至将其杜绝在萌芽阶段。
2.综合性
大长隧道建设项目在灾变发生机理、病害影响范围、围岩潜在力学破坏机理的综合影响下使用单一因素对隧道整体建设进度进行控制和风险进行评估都是不可能做到的,通过运用综合的多样的方法,才可以通过较低管理成本将所有不利因素引发的后果降低至最低。故,大长隧道建设项目风险管理是综合的建设项目管理活动,涉及内容包含了管理、社会、工程技术、自然地理、工程地质等学科。同时,在专业知识方面必须具备隧道及地下工程等方面的学科知识,在此基础上才可以有效辨识并且评估风险,解决实际工程施工中得潜在风险。
3.动态性
由于大长隧道施工规模大、周期长、风险因素数量多、影响范围广,同时在各风险因素间、关系复杂、层次多样,因此在工程项目建设中经常出现不可预知的风险,必须在建设过程中对风险及时响应,不断调整反馈,实现动态的管理才能保证最终建设目标实现。
4.系统化和信息化
风险管理是以信息的高速有效传递、共享为基础下实现的,当若无法及时应对反馈或无法及时接受现场信息是无法实现风险管理的。目前风险管理已经从原始的凭借管理者直觉判断逐渐向科学化和系统化发展。
三、常用风险评估方法1.安全检查法
安全检查方法主要是通过对施工过程的设计、施工装置条件准备、实际生产及设备维修等进行详查,来识别潜在危险的一种方法。其优点是,执行过程简单、可及时发现潜在风险、结果直观。发现风险后管理人员可及时采取措施,做到预防事故发生。但其缺点也十分明显,安全检查不能定量的对潜在风险的规模和危害进行分析,因此可能采取过度的措施,造成浪费。2.专家评议法专家评议法总的可以分为:专家评议法和专家质疑法两种。专家评议法是指,一般会预先制定评议规则,然后组织专家学者针对具体工程问题进行研讨。专家质疑法则需要组织两次评议会议,首次会议主要内容是专家针对工程问题直接讨论并得出一些建议和设想,二次会议主要是针对首次会议得到的结论进行质疑。专家评议法原理简单、执行容易、较客观,但受到专家的专业领域和工程实践经验影响大,因此在组织专家评议过程中,要对专家的评价、专业、逻辑等方面有一定要求。3.专家调研法这一方法是由美国兰德公司,针对美国空托的工程项目预测而出现的。通过专家的经验、知识等对带有较大模糊性无法进行具体量化的信息,进行多次研讨,反复讨论以解决特定的复杂问题的方法。适用于难以借助检测和监测手段等精确定量评价安全性的手段获取定量数据的问题,此时就可以凭借这一方法来利用专家经验集体的直观的预判问题。但是显然,该方法在受到专家的主管影响很大,一般来讲这种方法的原则是“少数服从多数”,所得到的结果一般更加偏于保守,可能妨碍创新性解决问题方法的产生。4.假设故障法假设故障法要先对所工程开展全面系统的分析,对分析检查发现的危险性因素提出一系列的假想问题预案,提前发现潜在问题和危险以及问题目前发展程度。具体分析内容包括:设备及管线系统、动力系统、工艺过程、仓库储存、安全及卫生设施、道路运输、防火防爆系统、操作和监控、物料中间体及产品、环境、建筑及场地布置等。除此之外常见方法还有“原因—结果分析法”“失效模式与后果分析法”“模糊数学模型分析法” “模糊层次综合评估法”“CIM模型方法”等。四、实例分析1.工程概况某隧道为双洞单向行车隧道,右洞全长为7007m,左洞全长为7039m。隧道轴线约为东西走向,地形地貌起伏较大,南北贯穿周家山,隧道出口地面高程468m-474m,隧道进口地面高程为395m-400m。隧道影响范围内主要分布断裂构造带和挤压裂隙密集带,地层整体保持稳定,无特殊地质灾害发生。2.风险源辨别该隧道施工建设具有以下难点:⑴该隧道为特长隧道,是某高速公路的控制性工程,工程规模大,施工过程中对隧道通风以及隧道内的防灾救援要求很高。施工风险随着隧道施工进度发展会显著增加;⑵隧道施工段含有断层等地质构造。隧址区范围内有多条断裂构造带,在隧道施工建设管理过程中发生事故风险高;⑶隧道洞身部分地下水丰富,预测可能会造成隧道涌水。若采取处置措施不当易造成隧道施工困难;⑷隧道施工段可能存在比较大的地应力,当隧道穿过微风化花岗岩围岩地区时,可能会发生岩爆。图1 某隧道工程概况3.专家调查首先对隧道可能存在的主要风险源、事件及其可能造成的和概率、等级等进行统计和现场调研。试卷调查选择了解隧道建设情况以及拥有丰富隧道现场经验的专家学者,同时熟悉隧道工程风险评估方法。表1 评价指标及分级表评价指标一级指标二级指标自然因素AA1年平均降水工程地质因素BB1围岩结构松散水文地质因素CC1地下水丰富D1开挖工法D4开挖断面施工设计DD2隧道埋深D5超前支护D3超前地质预报D6偏压将判断矩阵代入一致性判断公式:CI=(λMAX-n)/(n-1),可以得到随机一致性指标如表2所示。表2 随机一致性指标阶数1234RI000.580.9因此可知判断矩阵构建合理,项目施行过程中管理措施重要度次序为:实施性施组>开挖方式>方法超前支护>施工监测>应急预案。五、结论本文汇总并研究了建设工程风险评估方法,针对大长隧道的工程特点,对风险管理评估方法运用于大长隧道的合理性进行了初步的探讨。以“某隧道”为例,对隧道施工过程中可能出现的风险以及病害进行了分析,使用层次分析法对风险管理措施的重要性进行了排序,对日后工程建设有一定的指导性作用。(作者单位:江西省交通科学研究院)59