隧道施工技术风险评估及风险控制措施的分析

2018-03-06廖再银

建材与装饰 2018年6期

关键词：控制措施施工单位隧道

廖再银

（中铁十一局集团第五工程有限公司重庆沙坪坝 400037）

前言

虽然近年来我国隧道工程领域实现了较为长足的进步，但隧道工程安全事故造成的重大经济损失、严重社会负面影响却必须得到关注，而为了尽可能降低这类事故的发生几率，正是本文围绕隧道施工技术风险评估及风险控制措施开展具体研究的原因所在。

1 隧道施工技术风险评估方法

1.1 层次分析法

层次分析法属于一种较为简便的决策方法，该方法较为适用于多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题，一般情况下层次分析法的应用步骤为：“建立层次结构模型→构造判断矩阵→层次单排序，开展一致性检验→层次总排序，开展一致性检验”。

1.2 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法，该方法具备结果清晰、系统性强特点，并可以较好解决模糊、难以量化问题，模糊综合评价法的应用流程可以描述为：“建立因素集→建立权重集→建立评价集→建立一阶模糊综合评价模型→建立二阶模糊综合评价模型”[1]。

2 隧道施工技术风险评估实例

2.1 工程概况

S隧道属于分离式越岭特长隧道，穿过山脊，隧道长度为左线4780m、右线4829m，最大埋深左线325m、右线343m。隧道穿过的山体高程760～1120m，最大相对高差360m，隧道左、右线进口与地形呈45°斜交，地形坡度40℃，左线出口与地形30°相交，地形坡度39°。

2.2 风险评估

结合隧道工程实际，本文确定了运用层次分析法和模糊综合评价法共同开展隧道施工技术风险评估，因此研究首先得出了表1所示的隧道施工技术风险评估层次结构模型。

表1 隧道施工技术风险评估层次结构模型

结合表1所示的隧道施工技术风险评估层次结构模型，可建立隧道施工技术风险评估因素集，使用9标度法可得出因素集权重。本文研究案例的判断矩阵源于专家问卷调查，因此可得出如下评判因素权重：

A={a1、a2、a3}={0.546，0.354，0.100}

A1={a11、a12、a13、a14、a15、a16、a17、a18}={0.113，0.247，0.106，0.104，0.208，0.112，0.080，0.030}

A2={a21、a22、a23、a24}={0.319，0.281，0.242，0.158}

A3={a31、a32、a33}={0.590、0.258、0.152}

本文采用5个等级划分隧道施工技术风险等级，即：“很低、低、一般、高、很高”，应用公式 Bi=AioRi={bi1，bi2，…，bin}可得出开挖因素、支护因素、环境保护因素的一阶模糊综合评价向量，即：

B1={0.259，0.308，0.308，0.100，0.025}

B2={0.379，0.389，0.183，0.037，0.012}

B3={0.649，0.304，0.035，0.012，0.000}

应用公式B=AoR={b1，b2，…，bn}，可得出二阶模糊综合评价向量，即：

B={0.310，0.310，0.270，0.088，0.022}

其中“很低、低、一般、高、很高”隧道施工技术风险评估等级分别对应分数为 95、86、65、45、30，因此可得出而结合表2所示的风险评估得分及其对应的风险评估等级可以清楚发现，S隧道工程施工技术风险评估为一般，该工程隧道施工技术安全状况相对较好，但为了从根本上应对各类事故，必要的风险控制措施不应被忽视[2]。

表2 风险评估得分及其对应的风险评估等级

2.3 风险控制措施

结合S隧道工程实际、隧道施工技术风险评估等级，本文提出了如下风险控制措施。

2.3.1 基本措施

为有效避免S隧道工程风险事故发生，以下风险控制基本措施必须得到重视：①地质调查。具体施工前施工单位必须做好地质调查工作，施工过程也需要做好超前预测，特别是断层、岩溶等不良地质段必须保证施工顺序的合理。②加强排水。采取“以排为主”、“截、堵、排”相结合的综合措施，这一过程需要同时关注地表水处理，并做好封堵裂缝工作。③加强支护措施。施工单位需结合地质条件、当地经验制定初期支护稳定性判据，以此保证二衬施工质量。④合理选择开挖方法。开挖方法的选择需要结合设计资料、实际围岩条件，同时还需要遵循与支护衬砌施工相协调原则，由此避免超挖、欠挖情况出现，即可进一步降低风险出现几率[3]。

2.3.2 隧道监控量测

隧道监控量测属于隧道施工不可缺少的环节，该工作开展需要遵循《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）规定和要求，同时还需要结合隧道围岩实际情况，具体隧道监控量测如下所示：①布置监测断面。结合技术规范要求和隧道实际，施工单位在左线布置了41个监测断面，在右线布置了42个监测断面。②监测频度。结合技术规范，施工单位参考开挖时间、变形速率、距开挖面距离确定了监测频率。③监测成果分析。结合监测成果可以发现水平收敛变形的变形速率与时间关系呈明显收敛趋势，未出现初期支护开裂、持续收敛、拱顶掉块等情况，由此可确定施工处于安全状态。

2.3.3 预防坍塌事故措施

隧道塌方属于严重的质量问题，为避免S隧道工程出现这类事故，本文提出了如下两方面预防坍塌事故措施：①应急处理措施。施工单位需要将隧道仰拱短时间内成环，同时还需要保证施工过程二衬保护质量，具体施工应使用圆木、方木、钢拱架做好隧道的支撑工作，其中的钢拱架需要做好局部加固，由此可避免塌方事故的出现与恶化，同时结合监控工作开展针对性处理，即可进一步预防坍塌事故的发生，采用回填方法处理沉陷区、强化地表防水措施均属于施工单位可以采取的具体方法。②处置技术措施。如果隧道初期支护环节出现变形、裂缝情况，施工单位需要使用小导管注浆方式进行隧道的加固处理，同时还需要对掌子面实施喷浆封闭坍体处理。值得注意的是，这一过程还可以结合小导管局部补强、加装钢筋网、钢架支护等措施，由此即可实现更高质量的隧道施工技术风险控制。