瓦斯隧道施工安全風險管理及應用研究

王振通

中鐵二十局集團有限公司，陜西 西安 710000

1 瓦斯隧道施工風險管理目標

關于其風險管理的主要目標，需要在確保經濟合理、施工技術切實可行以及施工安全可靠的基本前提下，將工程建設期間中所隱藏的各種風險盡可能降到最低，從而最大限度地確保建設施工安全以及獲得良好的工程質量。通過對建設投資的有效控制，減少不必要的經濟損失，保證工程如期竣工并提升風險管理實際效益。在瓦斯隧道建設整個過程中，風險管理需落實到工程建設的每一個環節中。現階段，我國絕大多數隧道工程依據其工程施工進度將其劃分為規劃期、研究期、工程設計期、工程招標投標期以及施工期，其中施工期的風險最大，因此對其進行風險管理具有重大的現實意義。

2 瓦斯隧道施工風險管理中的難點

2.1 風險因素的不確定性

在瓦斯隧道施工的各個階段，均難以弄清存在的風險因素及其分布情況，這是由于當下的工程能力和相關技術手段不足以將地層以及外圍環境對瓦斯隧道所造成的影響進行精準判定，例如地下危險氣體、不良地質、地震破壞等[1]。通常情況下，在設計瓦斯隧道時主要采用工程類比法，因此很難確保設計方案和有關技術手段是否合理，在未能進行實際驗證之前，依舊存在著一定的不確定因素。隧道工程施工所使用的操作手段和技術方法均有其相應的選取范圍，具有一定的隨意性，也和工程主要管理人員與現場實際操作人員的工作經驗、知識儲備以及綜合素養息息相關。現階段，人們主要是以風險控制有關原理為依據來排除風險因素，也就是在界定、辨識以及有效評估之后，針對相應的風險因素進行跟蹤、分析、監控及處理[2]。總之，在瓦斯隧道施工過程中所涉及的風險因素存在很大的不確定性，并且有關工作人員在處理風險因素方面的個人能力也極其有限，因此要徹底消除風險是極為困難的。

2.2 形成風險事故的隨機性較高

在風險管理中，風險形成機制是其中主要的研究課題。了解各種風險因素能否構成隧道風險事故，或風險因素是如何形成隧道風險事故的，可以將風險因素分為兩類：自然因素和人為因素。例如，隧道工程所在地的實際地質狀況、環境與自然災害等屬于自然因素；而人為因素是指工程參建人員對外部的操作、認識等[3]。通常情況下，單純的一種風險因素類型難以形成風險事故，但當存在上述兩種風險因素并且其互不對應的情況下則可能引發風險事故。因為風險因素十分復雜，所以風險形成存在著極大的隨機性。當下針對工程建設所使用的風險管理辦法，主要適用于與其類似的工程項目，該方式具有很大的普遍適用性，但不能忽視工程項目的特殊性，特別是對風險事故發生的可能性進行評估時，如果不考慮這些特殊因素，會顯著降低管理實際效果，這樣即使進行了項目風險管理，依舊會發生風險事故的情況。從實際情況來看，在工程施工的各個環節中，發生風險事故主要是因為個體行為所造成的嚴重失誤。對此，風險管理人員必須充分了解工程參建各方，并且要統計在其所參建工程中發生有關風險事件的資料，從而對其行為能力進行客觀嚴格的評價。

3 瓦斯隧道施工安全風險管理的主要內容

（1）辨識風險。風險辨識主要指確定好風險辨識客體，選擇合適的辨識方法，并依據相應的原則在所有施工環節中辨識潛在的各種風險，掌握其對工程項目進展造成的影響以及各自的特點。（2）風險管理及規劃。以風險管理目標為依據，科學制訂有關的風險控制方法，并對其可行性進行分析，以此形成管理計劃。對于瓦斯隧道施工期間的風險管理，應依據工程項目特征、風險評估結果（設計階段）以及實際施工水平等因素制訂管理計劃。（3）風險評價。以風險估計作為風險評價基礎，結合風險發生概率及后果，合理判斷風險所造成的嚴重程度，其側重點應是各種風險因素對總目標所帶來的影響。定性與定量是評價風險的主要方法。定性評價方法主要是通過表格進行分析；定量評價方法則是以數學模型為依據。（4）評估工程風險。將所識別出來的相關風險，盡可能轉化為風險事件的發生概率及后果等級，從而明確風險程度，并在此基礎上制作風險清單。在對工程風險進行評估的過程中，通常會使用模糊評估，以風險屬性為基礎確定風險等級，再依據等級區別風險事故大小。（5）風險監控。風險管理是一個動態化的過程，對風險管理目標造成影響的風險因素不是一成不變的，而是會依據項目進度與有關措施的實施情況而產生變化，因此風險管理者應實時監控風險因素，不僅要發現新產生的風險因素，還要發現已有風險因素的變化，并以此為依據對管理計劃與有關處理措施進行適當修改。（6）風險處理。在實際工程項目中，可采用有關的風險處理舉措防止風險發生或降低風險所造成的各種損失。因為不同工程的實際情況各有特征，所以每一種工程風險處理方式有其獨特的實施過程。

4 瓦斯隧道施工安全風險管理重點

4.1 施工通風管理

必要的通風手段能夠把隧道中的瓦斯濃度降至安全指標，從而在根本上防止瓦斯爆炸發生，因此瓦斯隧道的通風管理是防范瓦斯爆炸的核心環節。施工通風主要是將瓦斯隧道中的粉塵等有害物質正確地排出隧道外，或是在隧道中送進新鮮空氣以稀釋隧道內的氣體。之所以要進行通風，其主要原因是需要在滿足工程爆破、設備使用以及施工人員呼吸等方面使用量的同時，還需要具有吹散瓦斯的風量與風速。根據瓦斯的爆炸條件應將瓦斯濃度控制在0.5%以下，在此基礎上對風量與風速進行設計，并配備數量適當的風機并布置合理的安裝位置。在進行通風之后要對通風效果進行檢測，從而適當地進行調整，使風量與風速達到實際施工標準。另外，隧道通風能夠將掌子面所溢出的瓦斯吹散，需要注意的是若風速沒有達到0.5m/s，瓦斯將難以被吹散。

4.2 瓦斯監測

（1）車載瓦斯監測。以瓦斯隧道實際施工狀況為依據，為工程汽車選擇相適應的車載監測系統。這樣工程汽車就能對其周圍空氣中所含有的瓦斯濃度進行實時監測，要是瓦斯濃度達到報警值時，就會觸發聲光報警裝置；要是隧道瓦斯濃度不斷提高而且已經達到高危值時，那么自動監測系統就可以自行觸發控制命令。通過相關措施避免發生瓦斯事故，只有當瓦斯濃度下降到安全范圍才能再次啟動汽車。（2）人工監測。①一定要對隧道瓦斯進行24h 檢測，隧道內的瓦檢人員應安排三班制，每一班的工作時間為8h；②如果隧道內的瓦斯濃度低于0.1%，瓦檢員只需要1h 檢查1次即可；如果隧道內的瓦斯濃度高于0.1%，則需要每0.5h檢查1次。對于危險性極高的工作面，或瓦斯涌出較大以及潛在噴出危險等工作面則應該安排專人進行經常性檢查，而且要安裝質量合格的甲烷斷電儀，全面檢測施工中的特殊工序。

4.3 瓦斯隧道坍塌施工管理

一旦在隧道施工過程中發生了塌方事故，一定要第一時間采用應急預案，立刻展開搶救避免事態進一步擴大。（1）有效加固塌方影響段。為了防止塌方規模擴大，需要使用臨時環向進行加固，保證初期支護結構的穩定性。（2）及時封堵塌方體面。要想有效抑制塌方的進一步發展，就應確保注入塌方體內的混凝土漿質量符合要求，防治瓦斯氣體從塌腔溢出。首先需要通過挖掘機對塌方體進行修整，然后將混凝土以從上至下的方式進行噴射封閉。（3）修建排放孔。確保塌方路段的清理工安全可靠。（4）將混凝土泵送到塌腔內部。為確保圍巖穩定，防止塌方面積的進一步擴大，需保證隧道拱頂上混凝土的實際厚度，應將其在塌腔內回填密實。（5）實時監控瓦斯濃度并加大通風強度。即使已經通過排放孔排放了瓦斯，在對塌方體進行處理時依舊不能避免一部分瓦斯氣體會由其裂隙通道不斷涌出，因此應在處理過程中實時監測周圍空氣中的瓦斯濃度，并做好通風工作。在實際施工過程中還應依據瓦斯濃度與塌腔形狀，與所擬定的有關要求和結構支護參數相結合，以此制訂施工設計：①在施工中要實時檢測瓦斯濃度，并做好通風管理，確保實際施工中的空氣瓦斯濃度低于0.5%，而且塌腔內部不會積聚瓦斯[4]。②需要對圍巖變形進行測量，而且要及時反饋與處理測量數據，一旦存在異常變化，如位移速度陡然提高等，需要在第一時間傳達預報險情并加以有效處理。

5 結束語

綜上所述，能夠造成瓦斯隧道風險的因素十分復雜并且多變，因此采取合理的措施進行風險管理是重中之重。可是現階段針對瓦斯隧道施工的風險評估等方面仍不完善，故相關研究人員應立足實踐，不斷深入研究，進一步健全瓦斯隧道施工風險管理機制，從而為施工安全保駕護航。