隧道施工技術風險評估及風險控制措施的分析

廖再銀

（中鐵十一局集團第五工程有限公司 重慶沙坪壩 400037）

前言

雖然近年來我國隧道工程領域實現了較為長足的進步，但隧道工程安全事故造成的重大經濟損失、嚴重社會負面影響卻必須得到關注，而為了盡可能降低這類事故的發生幾率，正是本文圍繞隧道施工技術風險評估及風險控制措施開展具體研究的原因所在。

1 隧道施工技術風險評估方法

1.1 層次分析法

層次分析法屬于一種較為簡便的決策方法，該方法較為適用于多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題，一般情況下層次分析法的應用步驟為：“建立層次結構模型→構造判斷矩陣→層次單排序，開展一致性檢驗→層次總排序，開展一致性檢驗”。

1.2 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的綜合評標方法，該方法具備結果清晰、系統性強特點，并可以較好解決模糊、難以量化問題，模糊綜合評價法的應用流程可以描述為：“建立因素集→建立權重集→建立評價集→建立一階模糊綜合評價模型→建立二階模糊綜合評價模型”[1]。

2 隧道施工技術風險評估實例

2.1 工程概況

S隧道屬于分離式越嶺特長隧道，穿過山脊，隧道長度為左線4780m、右線4829m，最大埋深左線325m、右線343m。隧道穿過的山體高程760～1120m，最大相對高差360m，隧道左、右線進口與地形呈45°斜交，地形坡度40℃，左線出口與地形30°相交，地形坡度39°。

2.2 風險評估

結合隧道工程實際，本文確定了運用層次分析法和模糊綜合評價法共同開展隧道施工技術風險評估，因此研究首先得出了表1所示的隧道施工技術風險評估層次結構模型。

表1 隧道施工技術風險評估層次結構模型

結合表1所示的隧道施工技術風險評估層次結構模型，可建立隧道施工技術風險評估因素集，使用9標度法可得出因素集權重。本文研究案例的判斷矩陣源于專家問卷調查，因此可得出如下評判因素權重：

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個等級劃分隧道施工技術風險等級，即：“很低、低、一般、高、很高”，應用公式 Bi=AioRi={bi1，bi2，…，bin}可得出開挖因素、支護因素、環境保護因素的一階模糊綜合評價向量，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}

應用公式B=AoR={b1，b2，…，bn}，可得出二階模糊綜合評價向量，即：

B={0.310，0.310，0.270，0.088，0.022}

其中“很低、低、一般、高、很高”隧道施工技術風險評估等級分別對應分數為 95、86、65、45、30，因此可得出而結合表2所示的風險評估得分及其對應的風險評估等級可以清楚發現，S隧道工程施工技術風險評估為一般，該工程隧道施工技術安全狀況相對較好，但為了從根本上應對各類事故，必要的風險控制措施不應被忽視[2]。

表2 風險評估得分及其對應的風險評估等級

2.3 風險控制措施

結合S隧道工程實際、隧道施工技術風險評估等級，本文提出了如下風險控制措施。

2.3.1 基本措施

為有效避免S隧道工程風險事故發生，以下風險控制基本措施必須得到重視：①地質調查。具體施工前施工單位必須做好地質調查工作，施工過程也需要做好超前預測，特別是斷層、巖溶等不良地質段必須保證施工順序的合理。②加強排水。采取“以排為主”、“截、堵、排”相結合的綜合措施，這一過程需要同時關注地表水處理，并做好封堵裂縫工作。③加強支護措施。施工單位需結合地質條件、當地經驗制定初期支護穩定性判據，以此保證二襯施工質量。④合理選擇開挖方法。開挖方法的選擇需要結合設計資料、實際圍巖條件，同時還需要遵循與支護襯砌施工相協調原則，由此避免超挖、欠挖情況出現，即可進一步降低風險出現幾率[3]。

2.3.2 隧道監控量測

隧道監控量測屬于隧道施工不可缺少的環節，該工作開展需要遵循《公路隧道施工技術規范》（JTJ042-94）規定和要求，同時還需要結合隧道圍巖實際情況，具體隧道監控量測如下所示：①布置監測斷面。結合技術規范要求和隧道實際，施工單位在左線布置了41個監測斷面，在右線布置了42個監測斷面。②監測頻度。結合技術規范，施工單位參考開挖時間、變形速率、距開挖面距離確定了監測頻率。③監測成果分析。結合監測成果可以發現水平收斂變形的變形速率與時間關系呈明顯收斂趨勢，未出現初期支護開裂、持續收斂、拱頂掉塊等情況，由此可確定施工處于安全狀態。

2.3.3 預防坍塌事故措施

隧道塌方屬于嚴重的質量問題，為避免S隧道工程出現這類事故，本文提出了如下兩方面預防坍塌事故措施：①應急處理措施。施工單位需要將隧道仰拱短時間內成環，同時還需要保證施工過程二襯保護質量，具體施工應使用圓木、方木、鋼拱架做好隧道的支撐工作，其中的鋼拱架需要做好局部加固，由此可避免塌方事故的出現與惡化，同時結合監控工作開展針對性處理，即可進一步預防坍塌事故的發生，采用回填方法處理沉陷區、強化地表防水措施均屬于施工單位可以采取的具體方法。②處置技術措施。如果隧道初期支護環節出現變形、裂縫情況，施工單位需要使用小導管注漿方式進行隧道的加固處理，同時還需要對掌子面實施噴漿封閉坍體處理。值得注意的是，這一過程還可以結合小導管局部補強、加裝鋼筋網、鋼架支護等措施，由此即可實現更高質量的隧道施工技術風險控制。

3 結論

綜上所述，隧道施工技術風險評估及風險控制具備較高現實意義。而在此基礎上，本文涉及的地質調查、加強支護措施、隧道監控量測、預防坍塌事故措施等措施建議，則證明了研究的實踐價值。因此，在相關領域的理論研究和實踐探索中，本文內容能夠發揮一定參考作用。

[1]靳世鶴，嚴松宏，孫紅斌.蘭州地鐵穿黃隧道施工風險分析與控制措施[J].工程管理學報，2017，31（02）：84～89.

[2]譚 磊.論隧道施工安全風險與施工管理[J].工程技術研究，2017（01）：130～131.

[3]曹成勇，施成華，彭立敏.淺埋大跨下穿高速公路隧道施工風險評估及控制措施研究[J].鐵道科學與工程學報，2016，13（07）：1439～1446.