鐵路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)研究論文
摘要：開展鐵路隧道風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)及應(yīng)用研究，有利于施工時(shí)進(jìn)行科學(xué)的決策、規(guī)范化的管理，最大限度地降低施工風(fēng)險(xiǎn)帶來的嚴(yán)重后果。文章以烏巖山鐵路隧道施工為例，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，分別從風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)評估、機(jī)制建立、控制措施等方面對鐵路隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞：鐵路工程；隧道施工；風(fēng)險(xiǎn)評估；風(fēng)險(xiǎn)控制；施工風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)
自國家進(jìn)入新世紀(jì)以來，在各領(lǐng)域中的技術(shù)水平正在不斷提升，而細(xì)化到鐵路隧道施工領(lǐng)域中也呈現(xiàn)出施工技術(shù)的不斷優(yōu)化和施工難度不斷提高的態(tài)勢。針對這一局面，在當(dāng)今的鐵路隧道施工過程中使用更為科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)，最大程度降低施工中產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性，是工程施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵，也是施工單位完成工程目標(biāo)，同時(shí)達(dá)到最大化經(jīng)濟(jì)利益的重要措施。
1工程情況簡介
烏巖山隧道位于浙江省溫嶺市大溪鎮(zhèn)境內(nèi)，隧道總長度為6208m，根據(jù)列車行駛速度200km/h的規(guī)格開展單洞雙線鐵路隧道施工。隧道通過的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，斷層破碎帶較多，裂隙水發(fā)育，軟弱圍巖所占比例較大，造成施工的難度及風(fēng)險(xiǎn)巨大。該鐵路隧道穿過丘陵低山區(qū)，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，輔有平緩的褶皺構(gòu)造，主要巖體有凝灰?guī)r、泥巖和花崗巖等，隧道最大埋深為480m。除斷層帶外隧道進(jìn)出口各300m范圍圍巖等級較差。隧道施工過程中，嚴(yán)格按“新奧法”作業(yè)，該方法從巖石力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對圍巖和支護(hù)的量測、監(jiān)控來指導(dǎo)隧道施工的方法和原則。為了保障隧道施工過程的安全，施工方建立了一套較為全面的安全生產(chǎn)管理辦法，并指派相關(guān)人員開展了安全管理工作，最大限度地降低該隧道工程在施工過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。
2該鐵路隧道工程施工中使用的風(fēng)險(xiǎn)管理辦法
2.1鐵路隧道工程風(fēng)險(xiǎn)的識別導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的原因是促使風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生概率和損失幅度增加的因素，風(fēng)險(xiǎn)識別是對工程項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行確認(rèn)和分類，工作中應(yīng)以收集各工序的風(fēng)險(xiǎn)作為主要途徑，以相關(guān)經(jīng)驗(yàn)及資料整理作為輔助途徑。根據(jù)工程開工前展開的施工調(diào)查揭示，在該工程當(dāng)中，主要存在以下較突出的問題。
2.1.1該鐵路隧道洞身橫穿了多條地域性斷層巖層并受此影響，在隧道內(nèi)施工過程中，隧道巖體非常容易發(fā)生碎裂現(xiàn)象，并且該種巖層十分易于水的貯存，所以在施工過程中，有發(fā)生坍塌和突水突泥事故的可能。
2.1.2因?yàn)樵摴こ坍?dāng)中最大深度為480m，按照相關(guān)理論公式進(jìn)行推算，在隧道最深處的溫度可能達(dá)到34℃以上，在高溫高濕的條件下，給技術(shù)人員的施工帶來了很大的困難。
2.1.3相關(guān)勘察人員分析，在此工程中存在有泥巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)，含硫化氫地層，因此在隧道洞身可能存在有天然氣氣體的聚集，對施工人員的生命安全構(gòu)成威脅。
2.2采取的風(fēng)險(xiǎn)評估辦法按照《鐵路隧道風(fēng)險(xiǎn)判定和管理辦法》當(dāng)中建議使用的風(fēng)險(xiǎn)評估辦法，并結(jié)合該鐵路隧道工程的實(shí)際情況，使用了下列風(fēng)險(xiǎn)評估辦法：2.2.1風(fēng)險(xiǎn)打分。風(fēng)險(xiǎn)打分是按照鐵路隧道設(shè)計(jì)、施工過程中的實(shí)際狀況，把鐵路隧道在施工過程中可能發(fā)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)歸納成設(shè)計(jì)類、地質(zhì)類、施工方法類等多個(gè)部分，對這些部分中可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)以評分的方式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)判定，最后根據(jù)總的`評分結(jié)果，對該隧道的整體風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全方位評定。
2.2.2專家分析法。專家分析法是施工方和相關(guān)工程方面的專家取得聯(lián)系，并對該工程中可能發(fā)生的安全問題向?qū)＜疫M(jìn)行詢問，并讓專家對工程中的風(fēng)險(xiǎn)給出判定的方法。這種方法是使用歸納統(tǒng)計(jì)的辦法把多數(shù)人的意見和少數(shù)人的意見全部進(jìn)行考慮，很好的避免了其他風(fēng)險(xiǎn)評估辦法中涵蓋面不全的弱點(diǎn)。使用此辦法的流程有以下四個(gè)方面：（1）把該項(xiàng)目工程的基本狀況和施工方所提出的問題提供給專家；（2）以成立調(diào)查組的方式提出個(gè)人意見，分析時(shí)對各方的意見進(jìn)行整合；（3）將整合的結(jié)果返還給專家，專家就所整合的意見再提出自己的看法；（4）重復(fù)以上過程多次之后，意見就會趨于統(tǒng)一，這便是施工范圍在后續(xù)施工作業(yè)中進(jìn)行決策的根據(jù)。
2.3鐵路隧道的風(fēng)險(xiǎn)評估程序
2.3.1針對起始風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判定，相關(guān)技術(shù)地質(zhì)勘探人員列出該工程當(dāng)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)表，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建工程層次模型。
2.3.2使用層次分析與專家調(diào)查的方式對潛在風(fēng)險(xiǎn)表中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并對風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行判定。2.3.3由專家對起始風(fēng)險(xiǎn)中所指出的風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的可能性進(jìn)行評定，并分析這些風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后可能出現(xiàn)的后果，最終得出各大起始風(fēng)險(xiǎn)的等級。
2.3.4施工單位根據(jù)收集獲取的可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)與后果，商討出與之匹配的施工方式和解決方法。
2.3.5施工方還需要針對該項(xiàng)工程開展一次再評估，分析可能出現(xiàn)的其他潛在風(fēng)險(xiǎn)。
2.4工程中主要風(fēng)險(xiǎn)等級認(rèn)定
2.4.1隧道起始階段的風(fēng)險(xiǎn)。在起始施工階段，重點(diǎn)要求做好各項(xiàng)檢查準(zhǔn)備工作，針對此次風(fēng)險(xiǎn)判定的核心內(nèi)容也正是關(guān)于安全風(fēng)險(xiǎn)方面，并將產(chǎn)生安全事故的可能性作為最重要的風(fēng)險(xiǎn)判定目標(biāo)。在對該工程風(fēng)險(xiǎn)判定的過程中，考慮到巖層極為破碎，巖層自穩(wěn)能力極差，所以在對周圍環(huán)境影響的風(fēng)險(xiǎn)判定上，等級為極高風(fēng)險(xiǎn)。
2.4.2隧道入口處的風(fēng)險(xiǎn)。在該鐵路隧道的入口處，山體是剝蝕中低山型地質(zhì)，這種地質(zhì)存在風(fēng)蝕斷裂的地層，在自然環(huán)境中，該地勢的坡度大約在50°～60°，并且因?yàn)橹脖坏陌l(fā)育，導(dǎo)致這些地區(qū)的巖層較為松散，覆蓋層薄弱，圍巖變形大，施工安全極為不利，所以該段落風(fēng)險(xiǎn)等級定為高度。
2.4.3隧道洞身段的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)相關(guān)地質(zhì)人員進(jìn)行勘察，在該工程鐵路隧道洞身當(dāng)中，巖層因?yàn)槭艿斤L(fēng)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，因此不具有較高的完整性，施工環(huán)境較差。同時(shí)，在隧道中含有水，一旦操作不慎，很有可能造成安全事故。該段落中斷層破碎帶以及可能的天然氣涌出地段定為極高風(fēng)險(xiǎn)，其他段落定為中度風(fēng)險(xiǎn)。因此做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)尤為重要，重點(diǎn)做好鉆爆施工、支護(hù)方式、襯砌類型、通風(fēng)排水等方面的工作。
2.4.4隧道出口處的風(fēng)險(xiǎn)。該鐵路隧道的出口處位置在斜坡之上，地形極為陡峭，并且斜坡之上覆蓋有厚度為0.5m左右的粉狀黏性土壤，在粉狀黏性土壤之下為砂巖性巖層。因此在隧道出口處，地質(zhì)環(huán)境增加了施工難度，整體施工安全形式嚴(yán)峻，該段落風(fēng)險(xiǎn)等級定為高度。
2.5構(gòu)建完善的風(fēng)險(xiǎn)管理體制
開展鐵路隧道施工的前期，建立完善的風(fēng)險(xiǎn)管理體制，是工程管理當(dāng)中一項(xiàng)十分重要的部分，因此在項(xiàng)目開展前，應(yīng)建立一套完善的風(fēng)險(xiǎn)管理?xiàng)l例，對該工程開展現(xiàn)代化的風(fēng)險(xiǎn)管理。針對鐵路隧道施工過程中的每個(gè)部門管理人員，開展對應(yīng)的責(zé)任劃分，以求提高管理人員對于風(fēng)險(xiǎn)管理的主動性。
3減少該鐵路隧道工程風(fēng)險(xiǎn)采取的控制措施
3.1總體措施
3.1.1在施工過程中，安排相關(guān)技術(shù)人員對周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并針對之后開展施工的區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境的預(yù)報(bào)工作。對該鐵路隧道工程中可能發(fā)生坍塌、突水突泥、危險(xiǎn)氣體過高的區(qū)域，施工方在開展施工之前需要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，并在此基礎(chǔ)上，制定完善的處理預(yù)案，以保證工程施工人員的生命安全。
3.1.2工程施工技術(shù)人員在開展正式施工前，一定要進(jìn)行全面的安全教育和發(fā)生事故之后的自救應(yīng)急教育。同時(shí)在施工過程中，施工方需要為工程施工人員添置相關(guān)的安全設(shè)備，保障施工的安全開展。
3.1.3在該工程的高危地段，提高一級支護(hù)等級，進(jìn)行不間斷監(jiān)測，及時(shí)調(diào)整施工工藝，力求最大程度降低工程施工中可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
3.2具體辦法
3.2.1對全體施工及管理人員進(jìn)行各專業(yè)針對性的崗前培訓(xùn)并進(jìn)行考核，考核合格后才能進(jìn)入崗位工作，堅(jiān)持特種作業(yè)人員持證上崗，作業(yè)設(shè)備運(yùn)行保養(yǎng)良好，建立完備的人員考核、設(shè)備登記保養(yǎng)制度。
3.2.2該工程的鐵路隧道出口位置由于地理環(huán)境較差，施工較為困難。因此在開展施工之前，在該地段的臨時(shí)邊坡處進(jìn)行了相關(guān)防護(hù)施工，同時(shí)增強(qiáng)坡頂處的排水作業(yè)，以求保障施工人員的生命安全。
3.2.3在隧道出口和入口處進(jìn)行開挖的過程中，為了保證圍巖的整體穩(wěn)定性，并未使用強(qiáng)爆破手段，而是加強(qiáng)管棚支護(hù)及預(yù)注漿處理，避免了發(fā)生隧道坍塌的可能。3.2.4指派了專業(yè)勘探人員對施工隧道的地質(zhì)情況進(jìn)行全方位預(yù)報(bào)，全過程建立預(yù)警機(jī)制，在斷層破碎帶、節(jié)理發(fā)育巖體破碎地段進(jìn)行綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，加強(qiáng)圍巖量測，實(shí)行信息化施工，通過對數(shù)據(jù)的分析和處理，及時(shí)反饋指導(dǎo)施工，防止坍塌等事故。
3.2.5富水地段采用“以排為主”，“防、排、堵、截”相結(jié)合，“因地制宜，綜合治理”的原則；裂隙水發(fā)育和水環(huán)境要求嚴(yán)格的地段，采用“以堵為主、限量排放”的原則組織施工。3.2.6在施工過程中發(fā)生事故的先期預(yù)兆時(shí)，果斷采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，并立即停止施工，將作業(yè)人員組織撤出。
4結(jié)語
綜上所述，在鐵路隧道施工的過程中，進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管理對于保證施工人員的生命安全，保障建設(shè)各方的綜合利益有著顯著的意義。因此鐵路隧道施工時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確地分析與評估出各類風(fēng)險(xiǎn)問題，編制切實(shí)有效的防控計(jì)劃，并將風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測、監(jiān)督管控、查漏糾偏等工作進(jìn)行循環(huán)改進(jìn)，以完善的管理機(jī)制作為保證，并始終貫穿于隧道施工的整個(gè)過程，才能使工程安全質(zhì)量得到較好的保障。
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