卢庆钊

(中铁十六局集团第一工程有限公司 北京 101300)

我国东南山区由于特殊的岩土体分布形态及复杂的地质水文条件，给高铁隧道工程建设的施工作业带来了很大难度。如何做好施工风险的辨识和控制，是一个很有意义的研究课题。

本文以新建南三龙铁路荆西隧道为研究对象，借鉴HSE(Health-Safety-Environment)管理体系，详细论述了该体系在高铁隧道工程建设中进行风险辨识与控制的方法。

1 工程概况

荆西隧道全长3 639 m，最大埋深约230 m，隧道内为3‰、10.9‰单面上坡。隧道明洞段为整体式衬砌，暗挖段为复合式衬砌。

隧道地形自然坡度30°～45°。隧址区属于闽江水系沙溪上游，雨量充沛，年均降水量1 715 mm，年最多降水为2 207.3 mm；该区大地形高差大，沟谷发育，多发育地面径流，常年流水，水量较小。

2 HSE管理体系风险辨识和管控方法

HSE管理体系主要通过事前辨识风险源、评判风险等级，事中采取有效的控制措施把风险降到最低或防止事故的发生。虽然该体系在石油天然气勘探开发领域形成并发展[1-2]，但是近年来应用于常规路桥[3]、港珠澳大桥水下隧道[4]等工程建设项目。针对东南地区复杂路段的隧道建设工程开展专项HSE风险评价及对策措施研究较少。

2.1 HSE风险管理的内容

HSE管理体系反映了PDCA(Plan-Do-Check-Act)的管理思想[5]，主要是在工程项目建设之前进行风险因素识别，然后针对潜在的风险源评估，最后采取预防措施，并提出改进意见[6]。

HSE管理体系中，有两种风险识别与评价的方法[7]:一种是以作业条件危险性分析为基础，包括LEC(Likelihood-Exposure-Consequence)法以及MES法(Measure-Exposure-Sequent)、ESP 法(Exposure-Sequent-Program)；另一类是以矩阵原理为基础，包括RAC(Risk-Assessment-Code)法、半定量风险矩阵法。两种研究方法的基本原理一致[8-9]。

结合作者多年工程管理经验，以LEC法定量分析风险。

2.2 LEC风险指标值

LEC风险评价法具体计算公式如下:

式中，D为风险值(Danger)；L为事故发生的可能性(Likelihood)；E为暴露在危险环境中的程度(Exposure)；C为事故发生后产生的后果(Consequence)。

2.3 风险等级判定

2.3.1 事故发生的可能性(L)等级

L标准如表1所示。

表1 事故发生的可能性等级

2.3.2 暴露于危险环境的频率(E)等级

E的标准如表2所示。

表2 暴露于危险环境的频率等级

2.3.3 事故发生产生的后果(C)等级

C的评分标准如表3所示。

表3 事故发生产生的后果等级

2.3.4 风险等级(D)

D的数值与对应风险等级列于表4。

表4 风险等级

3 高铁隧道工程的HSE风险识别与管理

通过对荆西隧道施工风险特点分析，本文构建了风险评价指标，计算出风险等级后从以下三方面定量评价风险。

3.1 施工人员健康风险评价

按照隧道施工重点工序环节进行活动划分，对施工人员健康风险评价结果如表5所示。

表5 重点工序环节施工人员健康风险等级

续表5

由表5可知:施工期间的运输作业尤其是关于车辆的管控需重点关注(极易出现Ⅳ级风险)；其次要特别注意洞身开挖时对开挖作业台架的防护(极易出现Ⅳ级风险)；其余风险源的风险等级一般在Ⅴ级风险范围内。

3.2 施工安全风险评价

按照隧道施工重点工序环节进行活动划分，每一环节存在的施工风险等级如表6所示。

表6 重点工序环节施工风险等级

由表6可知:洞身开挖阶段属于Ⅴ级较高风险；(局部)意外塌陷事故风险等级较高，突水、突泥意外事故风险等级次之；其余风险等级较低。

3.3 施工环境风险评价

施工排水过程和通风与防尘过程风险等级如表7所示。

表7 重点过程施工环境风险等级

由表7可知:排水造成环境污染的风险等级高达Ⅴ级，需高度注意。

4 HSE管理体系的对策措施

针对荆西隧道施工的中等及以上等级风险类型，可以采取的具体措施如下:

4.1 控制隧道塌方风险

4.1.1 洞口塌方控制措施

针对该类塌方可采取的控制措施包括:

(1)加强对进、出口端洞口的支护和地表检测。

(2)做好地质超前预报及监控量测。

4.1.2 洞身塌方控制措施

针对特殊的地质条件，洞身防塌方措施有:

(1)做好超前地质预报，及时掌握地质动态。

(2)重点做好“短进尺、多循环、弱爆破”，尽量减少对围岩的扰动。

4.2 控制突泥突水风险

在该隧道突泥地段施工时，当瞬时出水量达到40 m3/h(准42 mm探孔)、压力在0.06 MPa以上的突水情况出现时，应启动应急响应措施；日常施工出现突泥时，必须尽快堵口；随后喷射混凝土封闭，加固洞身，并设超前支护。

5 结束语

利用HSE风险管理方法按照施工工序分析了荆西隧道建设过程中的风险，并有针对性列举了相应风险较高施工段的具体防控措施。工程实践表明，HSE风险管理方法在该段隧道建设中起到了良好的风险预防与管控效果。