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摘要:本文就高速公路隧道施工安全风险特征进行分析,把握高速公路隧道施工风险管理的具体情况,进一步提高科学化的风险管理措施,仅供参考。
关键词:高速公路;隧道施工;风险;管理措施
0引言
隧道施工是高速公路工程建设中的重要环节,具有工程量浩大、施工周期长、地质情况复杂多变等特点,施工安全质量风险较大,一旦出现塌陷或渗漏等问题,会给高速公路工程建设质量造成严重影响,甚至威胁着社会群体的生命财产安全。当前我国高速公路隧道施工中普遍存在风险管理识别不到位、滞后问题,部分工程项目单纯注重经济利益而忽视施工技术优化和质量控制,导致高速公路隧道施工中存在巨大的不稳定因素。此种情况下,加大力度探讨高速公路隧道施工中的风险管理措施是非常必要的。
1高速公路隧道施工风险特征
高速公路隧道施工风险具有一定隐蔽性,与高速公路隧道工程建设的地质条件和水文条件存在密切联系,工程实践表明,高速公路隧道施工风险比较随机,一旦发生后会给整个隧道工程造成极为严重的后果。与此同时,高速公路隧道施工风险具有一定延伸性,即随着隧道施工环节的不断深入,并受到隧道施工现场条件的影响,隧道施工风险也随之加大。
图1 工程风险管理基本工作流
2高速公路隧道施工风险管理现状
高速公路工程建设具有一定特殊性、复杂性和可变性,隧道施工工期有限,隧道建设是一项高风险建设工程,由于规模大、发展快,技术和管理力量难以充分保证的客观原因,加上对高速公路隧道的认识不客观,风险管理不科学,风险管控不到位的主观原因,导致公路隧道在工程建设中事故频发,形式非常严峻,造成了严重的经济损失和社会影响,令人堪忧。然而据事后事故调查发现,这些原因都几乎都是可以避免的,不是无法抗拒的天灾人祸。根本原因是多数事故的发生是由于在工程建设过程中缺乏早期主动的风险管理,或没有风险管理的意识。由此可知,当前高速公路隧道施工具有一定特殊性,如何加强隧道施工风险管理是当前高速公路工程建设人员所面临的一项重要课题。
3高速公路隧道施工风险管理程序
3.1风险识别
风险识别是风险管理的首要前提,是风险应对与风险评估的基础条件。风险识别的价值在于明确目标进而找出威胁项目的潜在因素,为风险管理的实现打下良好基础。风险管理的主要流程包括:风险管理计划、风险识别、风险评估、风险评价、风险控制,具体见图1所示。
3.1.1风险事件分类的建立
根据《中和人民共和国安全法》、《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》、《公路隧道施工技术规范》、《爆破安全规程》、《铁路瓦斯隧道技术规范》等法律、法规、规范结合隧道局、中铁十八局、中铁十九局等单位施工经验的收集整理,按照隧道风险事件确定,主要分为塌方、突水(泥、沙)、瓦斯(有毒有害气体)、大变形、岩爆、高地热、施工用电共7类,如图2所示。
3.1.2风险事件的风险因素核对法分类表的建立
风险因素核对表是在风险事件系统分析的基础上找出所有可能存在的风险,然后根据工程实际情况将这些风险因素列成表格进行核对的一种方法。在这种工程项目风险识别的方法中,即可以使用结构化的核检清单,也可以使用非结构化的核检清单,对照这些核检清单列出的各种风险去检验工程项目中是否有这些风险,然后找出项目可能潜在的风险,这是一种十分有效的、操作性强的工程项目风险识别方法。公路隧道风险事件风险因素核对表如表1所示。
公路隧道风险事件风险因素核对表 表1
3.2风险评估
高速公路隧道施工中的风险评估,就是指对隧道施工中的风险进行评价和估计,也就是说,对可能影响隧道施工质量及效果的风险因素开展综合分析,预估不同风险因素影响下隧道工程可能遭受的损失,并以此评估为依据掌握高速公路隧道施工中的风险因素并合理划分层次,以便在后续隧道施工中采取有针对性的措施进行风险管理与通知。在高速公路隧道施工中,风险评估并不限于某个阶段或某个环节,其能够实施于隧道施工的各个阶段,针对隧道施工中可能对工程整体造成影响的时间、大小、范围等多个因素进行评估,为高速公路隧道工程整体风险管理提供参考依据。
3.3风险应对
在对风险进行识别和评估后,按照风险事件风险因素核对表制定针对性措施来降低风险所带来的影响。一般情况下,高速公路隧道施工中在风险前进行应对,在掌握风险因素特征及影响之后,基于分散、缓解及规避等原理制定相关应对与控制措施,以有效降低风险。除此之外,也可以在风险后进行应对,优化财务项目安排,比如通过保险、转移和自留等来降低风险对高速公路隧道施工的整体影响。
3.4风险监控
就风险管理程序来看,风险监控属于后期环节,却发挥着不可忽视的作用。规范的风险监控能够在高速公路隧道施工中监督风险管理各环节的落实情况,为风险识别、风险评估和风险应对提供可靠的标准依据,并且在风险应对后期做好工程项目风险管理的实时监督和评价,保证高速公路隧道施工风险管理的整体效率。
4高速公路隧道施工中的主要风险管理措施
4.1坍塌风险管理
4.1.1环境要素
在明洞段,隧道施工人员应当掌握好高速公路隧道的地形特征、地质状况及道路交叉复杂度等情况,并做好数据分析,为明洞结构段的设计提供数据支持,保证钢筋混凝土结构下明洞结构段长度规范,一般通过整体式衬砌来开展明洞段的支护设计。在高速公路隧道施工中,应当结合隧道岩体结构具体类型来设置辅助进洞措施,以保证隧道明洞段洞口稳定性,减少不必要的洞口开挖工序。
在洞身段,现代施工技术的进步推进了支护设计方式的不断优化,基于湿喷混凝土、格栅钢架及型钢钢架等实现的复合式衬砌更具稳定性,实现了洞口加强处理,浅埋与深埋的有机结合,满足新奥法原理设计要求,保证了洞身段支护效果。为更好的降低环境要素所引发的隧道坍塌风险,应当准确把握不同级别围岩结构特性做好初期支护和二次衬砌工作,一般由喷射混凝土配合径向锚杆做好III级围岩处理,在III级围岩处理的基础上通过钢筋网和工字钢钢架做好V—IV级围岩处理,以保证隧道承载结构稳定性,降低环境因素所导致的坍塌风险。
4.1.2人为因素
高速公路隧道施工往往会受到人为规划不合理或工程建设质量控制不到位等因素的影响而存在坍塌风险,给高速公路工程建设的质量和综合效益均埋下巨大的安全隐患。隧道施工中人为因素所引发的风险主要通过稳固围岩、控制渗水、强化前期支护等措施进行合理控制。
超前支护布置不失为一种有效的坍塌风险控制方式,预注浆方式下率先作为围岩稳固工作,将坍塌风险降低在开始阶段。在此基础上,通过旋喷拱和预切槽来强化围岩承受能力,采取适宜的挖掘技术强化前期支护,常用的挖掘技术包括眼镜法和短台阶法。为降低人为因素所引发的坍塌风险,应当在隧道施工正式开始之前做好排水工作,最大程度上隧道渗水而影响隧道施工质量。混凝土厚实度调整也是降低风险的一种重要方式,施工中可以改造刚构造力度,调整钢筋焊接网片数量,使得锚具密度得以改善的同时,强化了隧道混凝土施工质量。隧道施工中应当注意,要密切关注围岩位移或形变情况,一旦发现问题应立即改造衬砌截面并设置永久性混凝土支护,以强化围岩稳定程度,尽可能降低隧道坍塌风险。
4.2岩爆风险管理
高速公路隧道施工中,若施工环境为高地应力,则隧道开挖施工中极易在硬脆层形成洞穴应力而发生抛洒、脱落等地理灾害,给高速公路隧道施工埋下巨大的安全隐患,因此在高速公路隧道施工中,应当将冲击地压风险的管理与控制作为隧道工程建设管理中的重要内容,以减少不必要的人员损伤和资源损耗。
为有效的管理冲击地压风险,施工人员应当严密做好隧道拱形部位及新工作截面等部位的监控工作,以降低冲击地压风险对高速公路隧道施工质量的不利影响。隧道拱形及边墙位置应合理布置,以免应力无处释放而加剧冲击地压的影响力。隧道施工中爆破工作的开展,需要做好超前钻孔施工,缓解隧道岩石爆发力,以隧道施工中配置的高压设备对洒水处理后的岩石进行喷洗,能够有效降低冲击地压风险。隧道挖掘施工中混凝土喷洒位置选择也是降低冲击地压风险的可行方式,以拱形部位为例,一般喷洒于其顶端和边墙上,并妥善加设钢筋网,减少岩石裸露面积进而缓解冲击地压的影响。待隧道施工冲击地压形成后应立即进行检验检测,做好不稳固石头的现场清理工作,以高质量防卫钢设备维护受冲击地压影响较大的区域,区域内施工人员应当穿戴好相关防护装备,尽可能减少冲击地压所带来的不利影响。
4.3突水(泥、沙)风险
高速公路隧道施工中,受到采空地区、大规模溶洞及断裂面的水流淤积的影响而出现涌水风险,涌水风险与坍塌风险一样,属于常发性灾难。
为有效降低涌水风险的不利影响,应当在隧道施工中提前采取超前地质预报措施,及时判明前方地质围岩情况,及时采取又针对性施工措施,以排水渠铺设、引水槽修建及泄水洞等方式来堵塞隧道与地下河、溶洞间的水流,若遇到隧道施工中实际出水量较小的情况,可通过超前帷幕注浆施工模式来堵塞水流以降低涌水风险。
4.4瓦斯风险管理
高速公路隧道施工中瓦斯风险的危害极大,一旦出现会给工程建设造成不可估量的损失,因此在高速公路隧道施工中应当严禁烟火,施工所应用的照明设备及机器设施等应具备防爆特性,减少可能引起瓦斯风险的安全因素。在瓦斯的处理上,应当坚持引导排放与自动释放相结合的原则,严格控制好瓦斯的抽取排放工作。为避免瓦斯渗漏入隧道岩层内,施工中应当以水泥或它类原料将煤炭层或岩石裂缝堵塞严密,以混凝土对隧道掌子面进行封锁,保证混凝土的密封性良好,加强监控量测和隧道通风确保隧道施工安全。结合隧道施工中煤层厚度情况、岩石属性及层位等要素调整施工技术,必要情况下应当应用超前钻孔施工技术来降低瓦斯突出风险。
4.5隧道施工风险控制
4.5.1依据隧道施工情况合理分析风险
高速公路隧道施工中的风险管理问题受到工程建设单位的高度重视,为保证隧道施工风险管控的有效性,应当依据隧道施工情况对风险进行合理分析,尤其是要做好复杂地质施工现场的风险管理工作,制定风险控制措施,以降低不确定因素导致风险事故发生的概率,维护高速公路隧道工程的综合效益。
4.5.2密切关注施工地的地质条件和水文状况
由于高速公路隧道施工建设的复杂性,工程隐蔽程度高,实际施工过程中极易受到地质条件和水文状况的影响而出现风险,因此在隧道施工风险管理的过程中,应当密切关注施工环境条件,合理控制地表沉降,降低渗漏水问题的发生几率,与此同时做好开挖支护工作。施工中依靠地质雷达、TSP超前地质预报等先进科技设备对地质情况进行准确分析,进而制定科学的隧道施工方案,减少隧道施工中的不确定因素,依据风险分析结构制定隧道施工风险的应急预案,从而保证隧道施工风险管理与控制的有效性。
结语
综上所述,现代社会经济飞速发展,高速公路隧道工程项目在建设过程中极易遇到不良地质,由于设备、技术及施工管理问题,一旦处理不当,会给隧道工程埋下巨大安全的风险,因此在高速公路隧道施工中以人为本及时展开安全风险管理的研究,保证施工和运营安全意义重大,十分有必要。
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论文作者:何兴国
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/15
标签:隧道论文; 风险论文; 高速公路论文; 风险管理论文; 围岩论文; 地压论文; 因素论文; 《基层建设》2018年第1期论文;