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摘要:本文结合马吉隧道总体风险评估,发现《指南》总评指标中“地质”指标不全面,如未考虑不良地质存在的情况;指标中仅用隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩占比情况来打分,并未考虑长、特长隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩较长,施工风险较大,但整体占比较低的情况;针对上述情况,本文对总评“地质”指标进行改进,较好的避免上述问题。在隧道专项风险评估中,常采用LEC法进行一般风险源和重大风险源的筛选,但评估结果受主观因素影响大,本文通过对不同围岩特性、结构受力以及施工方法的归纳总结,粗略的给出事故发生可能性(L)和人员暴露时间(E)等参数的取值范围,避免了受人为因素影响大的弊病。
关键词: 隧道工程;施工安全;风险评估; 指标体系法;LEC法
1. 引言
公路隧道施工安全风险评估是公路隧道工程设计风险评估在实施阶段的深化和落实,其基本目的是贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,为公路隧道工程施工阶段的安全管理提供科学依据,确保建设项目施工期间实现安全生产,使事故和危害引起的损失最少。
公路隧道工程施工安全风险评估包括总体风险评估和专项风险评估,总体风险评估主要根据项目设计文件、设计图纸等设计内容,估测工程建设项目在施工期间的整体安全风险大小,从而提出合理可行的安全对策措施和建议。当隧道总体风险评估等级在Ⅲ级及以上时,将其中高风险的作业活动作为评估对象,根据其作业特点以及类似工程事故情况,进行风险源普查,并针对其中的重大风险源进行量化估测,提出相应的风险控制措施[1]。
根据《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》(以下简称《指南》)[2],隧道施工风险评估根据项目的工程特点,选择相应定性或定量的风险评估方法,此外对于专项风险评估常采用的方法还有LEC法[3]、专家调查法、风险矩阵法[4]等。目前,施工安全风险评估工作是施工安全预控管理的一项新举措,国内暂无成熟经验,因此对评估人员的工程经验和理论水平要求较高,这也造成不同评估人员的评估结果差异较大,评估意见不统一。对于隧道评估中面临的上述问题,本文以云南美丽公路旅游线G219丙中洛至六库改扩建工程中的马吉隧道为依托,对《指南》中隧道总体风险评估指标体系的“地质”指标和LEC法的取值进行一些改进,期望对以后风险评估具有一定工程借鉴意义。
2 .工程概况
马吉隧道属于云南美丽公路旅游线G219丙中洛至六库改扩建工程,位于云南省福贡县马吉乡,隧道采用单洞双向两车道,起止点桩号为K87+910~K88+890,总长980m,最大埋深约127.0m。隧址区属构造侵蚀、高中山峡谷陡坡地形地貌,隧道进、出口端均位于构造侵蚀高中山陡坡地形地貌区,自然斜坡较陡,隧道区海拔高程介于1342.75~1482.97m之间,高差140.2m。
根据地质调查揭露结果,隧道区段内分布地层岩性为变粒岩、石英岩、角闪岩、混合岩夹大理岩、片岩。岩石节理裂隙稍发育,岩体呈强~弱风化,碎块、大块状,强~弱风化界线5~7m,隧道洞身多处于弱风化岩体中。
隧道围岩分级见表1,围岩分段地质情况见表2。
表1 马吉隧道围岩情况一览表
表2 马吉隧道围岩分段情况
3. 隧道总评中“地质条件”指标改进
根据《指南》中隧道总体风险评估指标体系表,“地质”评估指标由围岩情况a、瓦斯含量b、富水情况c三部分组成,根据工程项目实际情况,对其进行打分后累加。现根据马吉隧道实际工程情况,分别对围岩情况a、瓦斯含量b、富水情况c三项评估指标进行赋值,具体见表3。
表3 马吉隧道“地质”评估指标赋值
马吉隧道Ⅴ级围岩占比12.3%,低于20%,根据实际围岩情况a取0分;
根据马吉隧道工程地质勘察说明,隧道施工区域无瓦斯,瓦斯含量b取值0分;
根据马吉隧道地质勘查资料,隧道围岩主要以变粒岩为主,无涌水突泥地质,富水情况c取值0分。
根据《指南》隧道总体风险评估指标分值计算公式R=G(A+L+S+C),马吉隧道G=a+b+c=0分,隧道总评风险值为0分,意味着无风险,这显然不合理。在实际运用隧道总体风险评估指标体系表时,常出现评估结果与实际情况相脱离的情况,如对于长、特长隧道,Ⅴ、Ⅵ级围岩较长,施工风险较大,但Ⅴ、Ⅵ级围岩长度在隧道总长中占比较小,总评分值偏低。此外,指标体系表中并未考虑断层、岩溶、高地应力、地热等不良地质存在的情况,致使评估结果存在一定偏差。
针对上述问题,如若在总评“地质”指标中引入Ⅴ、Ⅵ级围岩连续长度,便能很好解决出现0分的情况。隧道施工中,当Ⅴ、Ⅵ级围岩连续长度超过50m时,开挖发生洞身坍塌或者失稳的危险事故可能性较高,同时,结合《指南》中关于隧道工程的评估范围规定,Ⅴ、Ⅵ级围岩连续长度超过50m的公路隧道需要纳入总体评估范围。因此采用并集运算[5]的方式将该项指标与Ⅴ、Ⅵ级围岩占比结合起来,改进后的“地质”评估指标见表4。
表4 隧道“地质”评估指标改进
富水情况
c1.隧道全程存在可能发生涌水突泥的地质2-3
2.有部分可能发生涌水突泥的地质1
3.无涌水突泥可能的地质0
当Ⅴ、Ⅵ级围岩长度占全隧长度20%以下或Ⅴ、Ⅵ围岩连续长度50m以上时,可取值1分,这样便可以避免当富水情况b和瓦斯含量c取值为0分时,隧道总体风险评估值R=0的情况。
4 . LEC法在隧道专评的运用及改进
隧道工程施工安全专项风险评估是根据其作业风险特点以及类似工程事故情况,进行风险源普查,并针对其中的一般风险源和重大风险源进行量化估测,提出相应的风险控制措施,属于动态评估。关键步骤如下:
1)分解施工作业程序,形成评估单元;
2)辨识评估单元中的典型事故类型,建立风险源普查清单[6];
3)利用系统安全工程的方法进行风险分析;
4)辨识一般风险源和重大风险源;
5)对重大风险源进行风险估测[7],并提出风险控制措施。
专项风险评估主要采用LEC法从一般风险源中筛选出重大风险源,然后运用指标体系法、专家调查法以及风险矩阵法对重大风险源进行分析,最终提出风险控制措施。LEC评价法是对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价方法,该方法采用与系统风险率相关的三个方面指标值之积来评价系统中人员伤亡风险大小。这三方面分别是:L为发生事故的可能性大小;E为人体暴露在这种危险环境中的频繁程度;C为一旦发生事故会造成的损失后果。
采用LEC法筛选隧道施工中的一般风险源和隧道风险源具有很强的适用性,但针对L、E及C取值时,具有很强的主观性,造成一般风险源和重大风险源辨识不清楚。为了减小LEC法在隧道风险源筛选中评估取值的不确定性,通过收集相关资料,归纳和总结了LEC法的适用范围及取值,具体见表5和表6。
表5 事故发生可能性大小L取值
表6 人体暴露在危险环境中的频繁程度E取值
作
事故后果严重程度主要考虑事故发生导致的人员伤亡人数和财产损失程度,其取值应该综合现场的施工环境和施工作业方法以及暴露在作业环境中的作业人员数目来决定。其取值方法可以根据德尔斐(Delphi)法即专家调查法来进行,要求打分专家具有较强的工程经验,不同的专家打分不一,最终取值可以加权平均取整数。
5 . 结语
本文运用《指南》推荐的总体风险评估指标体系对马吉隧道“地质”指标进行赋值打分,发现“地质”指标存在0分现象,不合理。通过归纳整理,发现总评指标中的“地质”指标存在多处不合理,如未考虑断层、岩溶、高地应力、地热等不良地质;指标中仅用Ⅴ、Ⅵ级围岩占比情况来打分,容易出现隧道长、施工风险高,但是Ⅴ、Ⅵ级围岩占比低,导致指标赋值偏低的情况。针对上述情况,本文对总评“地质”指标进行改进,较好的避免上述问题。
根据《指南》推荐,在隧道专项风险评估中,常采用LEC法进行一般风险源和重大风险源的筛选,但受限于评估人员的工程经验及思考方式。本文通过对不同围岩特性、结构受力以及施工方法的归纳总结,粗略的给出LEC法各参数取值范围,避免了上述问题。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通运输部质量监督局. 公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估制度及指南解析[M]. 北京:人民交通出版社,2011.
[2]中华人民共和国交通运输部. 公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)[S]. 北京:2011.
[3]段红林. 对LEC法应用的探讨[J]. 铁道劳动安全卫生与环保, 2009, 36(4):0194-04.
[4]方碧滨. 公路隧道施工中的安全风险评估及防范对策[J]. 公路交通技术, 2014, (05):0123-06.
[5]周庆昕,薛亚东. 公路隧道施工安全风险评估若干问题的探讨[J]. 三峡大学学报(自然科学版), 2014, (04):0087-04.
[6]路美丽,刘维宁,罗富荣,等 隧道与地下工程风险评估方法研究进展[J]. 工程地质学报, 2006, 14(04):462-469.
[7]许嵩帮,田海宁,周宁,等. 鳌峰山隧道洞口段风险源辨识与风险评估分析[J]. 公路交通科技, 2012, 29(10):96-101.
论文作者:刘建彪,朱鹏飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签:隧道论文; 围岩论文; 风险论文; 风险评估论文; 地质论文; 指标论文; 情况论文; 《防护工程》2018年第1期论文;