王志剛
(中鐵隧道集團合福八標項目經理部,安徽 黃山 245000)
隨著《鐵路隧道風險評估與管理暫行規定》的頒布,我國的鐵路隧道風險評估以及管理相關的工作開始有據可以,并逐步開始建立起鐵路隧道風險評估體系,為促進我國的鐵路風險評估事業的開展發揮了重要的作用。但是由于我國鐵路隧道風險評估相關工作的起步實踐較晚,缺乏成長的時間,當前的鐵路隧道風險評估還存在很多問題。例如,風險評估重點大多放在地質風險的評估,隧道施工階段的風險評估和隧道施工工藝以及監控信息脫節情況嚴重,制約了隧道風險評估工作的實際效果。
針對上面的這些問題,筆者根據自身多年的實踐工作經驗,分析了當前國內隧道風險評估存在的問題,并探討了相關的改進措施,從而使我國的隧道風險評估的水平有一個較大程度的提高,使評估結果能夠準確反映隧道存在的風險情況,為施工的開展提供相關參考。
在隧道施工工作的開展之前,要采用科學的手段和方法做好隧道施工的可行性方案論證。在綜合考慮隧道工程的安全性、工期以及資金等因素的前提下,采用相應的技術方法和手段對隧道通過的地形地貌以及地質條件進行考查,初步確定隧道線路的備選方案,特別要注意特殊的巖層以及不良地質對隧道工程可能帶來的不確定性影響,對其可能帶來的風險進行科學合理的評估。
在隧道可行性研究階段風險評估的基礎之上充分考慮本階段的隧道設計原則以及相關的勘察資料開展初步設計階段風險評估。如果施工方式采用礦山法,那么就要評估施工過程中可能出現的塌方、瓦斯以及較大的變形等常見的風險情況。如果在施工中采用掘進機等施工設備,那么就要對設備以及掘進中可能出現的風險進行相應的評估。
在隧道施工圖設計階段,評估需要對設計方案進行大范圍的修改的隧道時,應該充分考慮初步設計階段風險評估結果。
在實際的施工過程中,在施工組織設計的基礎之上結合施工圖設計階段風險評估意見來評估需要施工的隧道的風險。為了保證礦上法施工的安全,應該對施工過程中可能出現的塌方、滲水以及瓦斯等情況進行風險評估。
現階段國內的隧道風險評估中,對于采用礦山法施工的風險評估基本上都是分隧道段進行的對殘余風險的評估。現行的《鐵路隧道風險評估與管理暫行規定》對于全隧道的殘余風險預計初始風險的判定缺乏相應明確的規定,這就使等級判定沒有具體的標準來進行參考,導致綜合等級判定標準的混亂。在實際的風險等級判定過程中,經常會出現將風險盡量定高或者說重,造成隧道風險評估結果不準確,不能為施工的開展提供有效的參考。
施工階段的風險評估大多是依據施工圖設計階段風險評估結果,同時考慮施工組織設計來評估隧道施工階段的風險,這就導致很多風險性因素無法對施工過程中的風險情況進行真實的反映,只是屬于設計圖示的內容或者是細化了的設計圖示內容。檢測的結果無法反映不良地質的實際位置以及施工圖設計規定的防范措施后分風險的真實狀態,造成了施工階段風險評估中某些風險因素的缺失。
今年來的瓦斯爆炸事故使得隧道風險評估過程中對于瓦斯過分重視,一些穿越下伏地層的隧道,如果底層中存在天然氣,在風險評估中都將確定極高的初始風險等級。在一些隧道施工階段的風險評估中,很多將已經開始施工的隧道的初始風險定位極高,從而達到規避風險的目的。
3.1.1 就高準則
鐵路隧道如果經過煤層,瓦斯氣體具有流動的特性,不僅僅聚集于煤層,很有可能沿著地質構造的一些空隙流動到別的位置,因此瓦斯氣體的溢出位置并不確定,因此對于通風不良的一些角落要特別留心。對于經過煤層的鐵路隧道,應該將瓦斯風險作為主要的風險,建議在對其初始風險以及殘余風險采用就高的原則。除此之外,對于隧道可能出現的造成重大人員傷亡的地質災害,如塌方、突水等的初始風險以及殘余風險在等級判定上應該采用就高原則。
3.1.2 權重決定準則
分段隧道一般沒有可能出現造成重大人員傷亡的大型地質災害,因此對于分段隧道的初始風險以及殘余風險可以采用權重決定的原則。該原則的使用應該慎重。
如前述,目前隧道施工階段風險評估是在施工圖設計階段風險評估結果基礎上,結合實施性施工組織設計對隧道施工階段風險進行評估,某些風險因素的缺失,特別是施工通過風險段時出現的真實情況的缺失,必然造成隧道施工階段分段隧道風險評估結果失真,只有通過將缺失的真實的風險因素,如施工期防排水、支護及襯砌情況,特別是監控量測結果加入到風險評估中,進行快速適時風險評估,反映分段隧道真實風險,根據快速適時風險評估結果修正風險處理措施,才能確保隧道施工安全。
因此,隧道施工階段的風險評估,應是按隧道洞內各風險分布段及其各自風險因素適時進行,真正起到動態風險評估應起到的作用。
對通過方案比選,如通過線路改道增加的工程投資遠大于采用高瓦斯隧道施工增加的投資,鐵路線路不得不通過下伏天然氣田的隧道,應視隧道穿越地層產狀及構造變動程度,區別對待,合理確定隧道初始風險等級。勿容諱言,對隧道施工必須切穿的地層,而地層受構造變動較大者,隧道初始風險等級確定為極高是毫無疑義的,隧道必須進行繞避。
對隧道施工不需切穿地層,即穿越地層傾角很小、地層受構造變動影響程度極低的,下伏天然氣僅存在沿巖體裂隙上升到隧道所在位置的可能,通過嚴格的防范措施能確保隧道施工和運營安全的,隧道初始風險等級宜確定為高度,通過采用高瓦斯隧道施工方案將隧道殘余風險等級降低至可以接受的程度,殘余風險可降為中度。
從上面可以看出,鐵路隧道的風險評估對于隧道建設本身以及整個鐵路事業的發展具有重要的意義。因此在實際的鐵路隧道風險評估過程中要做到以下幾點:第一,為了有效的避免隧道風險綜合等級判定標準的混亂,對于隧道初始風險以及殘余風險統一使用就高原則來決定其風險綜合等級。第二,在隧道的實際施工過程中,應該及時的根據風險的分布以及相關的一些因素進行靈活及時的風險評估。第三,鐵路隧道如果穿過特殊的地質結構,為了縮短鐵路長度、降低施工成本以及減少施工時間,可以有針對性的采取相應的手段進行防范,然后進行相應的風險評估,最終獲得準確的風險評估結果,從而有效的指導施工的開展。
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