隧道施工中的主要风险及规避措施

1、隧道施工中的主要风险及规避措施作者：佚名来源：转载发布时间：2008-8-6 14:31:28减小字体增大字体轻轻一点，立刻拥有一本安全工具书！收藏本篇文章，方便以后查看摘 要： 针对铁路隧道工程具有水文地质条件的复杂、勘测资料的有限且施工管理困难的特点，分析了隧道施工中自然环境、技术方案、决策管理、周边环境及重大事故等方面的风险因素，并针对上述几个方面的风险因素，提出在工程勘查与监测、施工方案制定及技术与队伍管理等方面规避风险的措施。关键词：隧道工程，施工风险，风险管理，动态管理1 概 述隧道与地下工程与其他工程相比具有其隐蔽性、施工复杂性、地层条件和周围环境的不确定性的突出特点，从而加大了

2、施工技术的难度和建设的风险性。目前对隧道及地下工程中风险的认识没有统一，对风险与危险的区别没有明确认识。然而，市场经济体制下，又要求每个企业及投资者对所经营的项目必须有足够的风险意识。对于隧道及地下工程而言，风险是在以工程项目正常施工为目标的行动过程中，如果某项活动或客观存在足以导致承险体系统发生各类直接或间接损失的可能性，那么就称这个项目存在风险，而这项活动或客观存在所引发的后果就是风险事故。2 隧道施工中的主要风险因素隧道施工风险具有风险的所有特点:(1) 由于地基岩土性质、工程水文地质条件复杂，隧道施工的风险是客观存在的；(2) 由于勘察设计资料有限，设计计算理论不完善和在隧道施工中会不

3、可避免地遇到一些突发偶然事件等原因，使得隧道施工的风险具有发生的偶然性和大量发生的必然性；(3) 在隧道施工过程中，由于试验数据离散性大，勘察报告提供的场地性质资料有限，地下情况的不可预知性，施工风险的可变性就更加明显；(4) 由于隧道施工对场地周围土体的扰动大，造成了对场地周围建筑物、居民生活和环境的影响，除本身的技术因素影响外，隧道施工还不得不与外部环境发生关系，这样使得隧道施工风险不但具有内部因素的多样性，而且还具有鲜明的层次性。施工期的风险由于其事故的高发性和对经济效益的制约性而成为工程风险分析研究的焦点，对隧道工程施工过程中的风险因素可以归纳以下几个方面：(1) 水文地质条件的复杂性

4、导致的自然风险和环境风险工程水文地质条件是隧道设计和施工最重要的基础资料。其复杂性主要表现在： 地层方面体现在地层层次分布情况、不同岩土介质材料的物理力学性质与参数、岩土介质在切削搅拌后的流动性、粘性和变形以及各种不良地质情况（如潜在有害气体的侵入）等。 水文资料方面， 主要包括： 岩土的渗透性、 含水量、 流向与流速； 水位、 水压和水的冲刷力；水的腐蚀性；水的补给来源等。地层中的其它障碍物，主要包括：建筑或其它构筑物基础、各种管线设施、废弃构筑物、其它孤立物，如孤石或江底沉船等。工程所在区域的水文地质条件是经过漫长的地质年代形成的，经历了各种各样的自然和人为因素作用，其介质特性表现出很大的

5、随机变异性。同时，地层中还存在大量水的活动与作用，如地表径流、地下潜水和承压水等。由于地质勘探、现场和室内试验等设备条件的限制，人们只能通过个别测试点的现场试验和若干试样的室内试验对岩土性和水文参数作近似的量测估计。大量的试验统计结果表明，岩土体的水文地质参数是十分离散、不确定的，具有很高的空间变异性，这些复杂因素的存在给隧道及地下工程的建设带来了巨大的本质上的风险，如：各种自然灾害，包括地震、滑坡、洪水、雷击、严寒、高温、雨季等，以及开挖造成的围岩扰动，岩体内有毒气体释放，影响地下水流，引起噪音、废气、废渣污染等。(2) 建设中的机械设备、技术人员和技术方案的复杂性引起的施工风险隧道及地下工

6、程建设中，建设队伍、机械设备、施工操作技术水平等对工程的建设风险都有直接的影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂，且不同的工法又有不同的适用条件，贸然采取某种方案、技术和设备势必会产生风险。同时，整个工程的建设周期长、施工环境条件差，这些对施工单位人员都很容易产生不良影响，容易导致出现各种意外风险事故。 施工技术风险因素：新技术、新方法的应用困难或失败，施工工艺的落后，施工技术与方案不合理，施工进度不合理，现场工作不均衡系数大，隧道施工技术问题的不确定性，爆破控制不当，隧道轴线定位偏差，隧道变形超出控制以及质量检测技术失误等。 施工现场风险因素：地质资料的不确定性、工作面塌方、密封漏损、岩爆

7、、瓦斯爆炸、有毒气体释放 ( 硫化氢气体等 ) 、岩溶、突涌水、洞外危崖落石、危石、洞口滑坡、施工用电事故、通讯不畅以及安全措施不力等。 设备风险因素：包括隧道掘进机损坏、刀具磨损过快、施工设备备件短缺、施工设备维修不当、设备安装调试失误以及机电设备安装事故等。 原材料和成品半成品材料风险因素：原材料和成品半成品的订货或供应不足、原材料和成品半成品品种和数量的差错、原材料和成品半成品质量和规格不合格、运输存储和施工损耗以及特殊材料或新材料质量稳定性等。 进度施工管理及人员素质：施工控制计划不完善、施工控制计划可操作性差、施工控制计划组织机构人员不落实、施工控制信息不畅通、有效控制方法落后、管理

8、人员素质差以及承包商和监理工程师不合作等。(3) 工程建设的决策、管理和组织方案的复杂性在规划、设计、施工和运营期的全寿命周期内，最主要的问题就是建设的决策、管理和组织。隧道及地下工程与其他工程项目相比，由于具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突出特点，工程投资风险很大，无论是哪个阶段，都会遇到很多决策、管理和组织问题。从工程立项规划开始，如何选择合理的工程建设地址、技术方案、如何减少工程对周围环境的影响、如何评估工程建设的经济效益和社会效益、如何保持整个工程建设的 " 绿色 " 和可持续性，每一个问题的决策与执行都需要综合各种的风险和效益。(4) 工程建设周边环境（建筑物、道路

9、和地下管线等）的复杂性所建工程周围的地面构筑物和周围环境设施一般都很复杂，尤其是城市繁华地带。周边环境的复杂性主要体现在： 地面构筑物的使用年限、结构类型（框架结构、砖混结构、砖结构）、基础类型（如条形基础、桩基等）和文物价值； 构筑物与隧道及地下工程之间的空间关系； 临近已有的隧道和地下工程情况； 周边道路及管线的类别、年限、材料及施工方法； 周围生态环境状况和社会群体等。在隧道及地下工程的建设过程中，无论采用何种工法或工艺都会不可避免的对以上这些构筑物和人群造成直接的影响或一定程度的破坏。(5) 重大事故风险：火灾、爆炸等。可以看到，由于隧道及地下工程孕育风险的环境，加上致险因子的诱导，就

10、有可能引发各类风险事故的发生，进一步对各种承载体造成损失。以城市软土地区盾构隧道工程施工风险为例，承险体包括盾构隧道、地面建筑物、路面系统、地下管线、已建隧道、社会群体和生态环境，其发生的损失模式也是不同的。3 风险分析及风险规避措施虽然影响隧道施工风险的因素很多，但客观的因素是隧道所处的地质条件和自然环境，而主观的因素就是人们对地质的认识能力和改造环境的能力。根据施工的具体缓和条件实施动态的管理是进行工程风险规避的重要手段。对隧道工程的风险管理应该从以下几个方面着手。(1) 质条件的变化和对地质认识能力的不足是最大的风险地质条件是隧道设计最重要的基础。目前各设计院普遍采用由区域地质到工点地质

11、，由宏观到微观的认识方法进行地质工作。对于地质条件复杂的隧道，有的还在勘测过程中增加了" 地质工作子阶段 " 或 " 加深地质工作 " 的工作安排。重要隧道的综合勘探、深孔钻探工作和施工过程中的地质超前预报等工作都得到了重视和加强。各设计院的勘探装备也有了质的提高，普遍配置各式钻机和各种现代物探仪器。随着勘探手段的更新和大量的经验积累，设计院对地质的认识及判断能力也有了很大提高。虽然如此，因受超前投入与收益相对平衡的影响，设计阶段的地质工作不可能尽善尽美，局部的地质工作和对地质认识能力需要在施工过程中不断提高。(2) 化解风险是实现风险管理的目的隧道工程

12、实施风险管理，" 风险 " 的责任自然而然地落到了施工企业身上。如何提高施工企业防范风险、化解风险的能力，不仅关系到企业在项目上的经济效益，而且涉及到企业取信市场的发展目标。采用先进测试技术，及时反馈信息，以防范风险提高信息保证隧道工程界在长期的工程实践中，积累了丰富的经验，认识到" 动态化设计，信息化施工" 的重要性和必然性。在一些地质条件复杂或重要的隧道，学校、科研、厂商和设计、施工、监理等单位一起开展技术攻关，研制出了实用的测试仪器，开发出了先进的测试技术，为隧道工程施工实施信息管理提供了技术支持，为防范风险提供了可靠的信息保证。选择科学、合理的施

13、工方法，为化解风险提供有力保证铁路隧道施工规范规定:" 选择施工方法，应以地质条件为主，结合隧道长度、断面、结构类型、工期要求、施工技术力量、机械设备情况和经济效益等，综合确定，并优先采用喷锚构筑法。对地质变化较大的隧道，选择的施工方法要有较多适应性，以便在围岩变化时易于变换施工方法而较少地影响施工进度。 变换施工方法时， 应有过渡措施。 " 这为隧道工程施工方法的选择指明了方向。随着隧道工程施工技术的长足进步，新的施工方法层出不穷，针对特定的隧道工程，如何选择科学合理的施工方法，也是施工单位综合能力的具体体现。大量的事实证明，采取科学、合理的施工方法不但能够化解因&quo

14、t; 地质条件的变化和对地质认识能力的不足" 所带来的风险， 而且还能够锻炼队伍，提高企业的管理水平，增强企业抵抗风险的能力。建设一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍是实现风险管理的智力保障随着工程的实践，一大批从事隧道工程施工的工程技术人员脱颖而出，机械装备能力日益增强，施工队伍得到锻炼，并在实践中积累了丰富的施工经验; 但与目前我国隧道工程发展的趋势，与世界隧道工程的先进管理方法和技术进步相比，差距很大。实施了风险管理的隧道工程管理不同于一般的桥梁、路基等工程的管理，管理工程的角色发生了变化，由被动变为主动。静态管理条件下，处在现场的施工企业的工程技术人员在发现地质条件与设计有出

15、入时，仅有提出变更的权利，而没有变更的决定权利，一项类变更设计要经过施工单位提出召集设计、监理等有关人员现场踏勘调研再作决定，从提出到解决至少需要半天时间，如果是、类变更程序则更加复杂。有些时候就因为这种决定的延误或判断的失误而造成了不可挽回的损失。动态管理条件下，设计单位经过勘测、设计，提供的是 " 预设计 " 图纸，在施工过程中，必须根据现场采集的各类信息，通过处理、反馈，及时修正 " 预设计 " ，动态地控制施工全过程，设计和施工有机地结合在一起，也就是 : 信息准确，反馈及时，措施适应，决策到位。要做到这一点就要求以下几个条件：首先，应在隧道工程

16、项目上配足各类专业技术人员。要想建设一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍，专业技术人员必须也只有在隧道工程项目中经受磨练，才能成才，所以专业技术人员的配备非常关键。其次，要赋予现场项目管理上的工程师足够的决策处理权力。一些定量的信息可能通过先进测试技术取得，但由经验和教训组合成的定性的信息则需要在实践中不断总结才能得到; 而正确地判断现场反馈的信息，果断地采取措施， 对现场管理又是那么重要。另外，动态管理条件下不仅要精通专业技术，而且要熟知合同内容 ; 不仅要加强内部管理，而且要加强与设计、监理的沟通。4 工程实例建设中的甬台温铁路是国家中长期铁路网规划的重要项目。该铁路北起浙江省宁波市，南至

17、温州市，全长280 公里，沿途新建奉化、宁海、三门、临海、台州、台州南、温岭、雁荡山、绅纺（预留）、乐清、永嘉、新温州、温州南等车站，为国家 I 级双线铁路，设计时速 200 公里，并预留进一步提速条件。工程沿线地质条件复杂，软土地基分布广泛，其中有 198 座桥梁， 59 座隧道，桥隧长度占全线 62，施工难度大。在实际的隧道施工中，以新奥法理论为指导，根据设计院提供的图纸及资料，结合实际的岩体条件，采用动态的施工组织管理，最大限度地规避施工中的风险，确保施工的安全、工程的质量和效益最大化。5 结论与展望针对隧道及地下工程的特点，结合目前国内外的发展现状，风险管理应该着手以下几个方面的工作：

18、(1) 明确风险管理的目标，实施规范化、标准化的风险管理。重大项目施工前必须进行风险评估，风险评估报告应包括：工程概况描述；工程地质、不利环境的影响；重大危险源；危害因素的系统辩识；项目风险发生的概率、潜在损失严重程度和风险等级确定，以及质量、安全控制对策措施等。同时，必须加强风险评估的规范及标准化，目前隧道及地下工程建设风险管理最缺乏的是没有可资利用和借鉴的法律和法规，没有可以利用和指导应用的风险管理手册和指南，这些内容的研究根据需要正在协商和探索之中，当前一旦可颁布制定有效的工程风险管理操作规程，就能在整个工程风险管理研究中取得更大的推动和促进。(3) 在项目建设中，应实施动态风险管理，建立预警预案系统由于隧道施工过程是一个动态的过程，因而风险管理工作也应是一个动态的过程。项目建设