修建公路隧道应建立安全风险性可靠性评估体系

修建公路隧道应建立安全风险性、可靠性评估体系

中国工程院院士王梦恕1今后就任何一项工程从规划、勘测设计、施工直到运营都应进行安全、风险性、可靠性评估体系的分析，目前在预可性和可行性研究报告中只进行经济投资风险的评估，这是很狭义而不全面的。随着公路隧道的增多，和水文地质复杂性不确定性的存在，如何优质、快速、安全建成而不留隐患进行运营，需进行全方位、安全风险性、可靠性评估。2评估的内容分为四个阶段应考虑的主要问题见附表：

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一、线路规划中影响、安全、风险的几个问题

1、为保证隧道内满足行车视距要求，以及路面超高的变化以利运营安全，中短隧道内应禁止设置S型反向曲线，长大隧道必须设置时，在反向曲线间必须设置一段缓和曲线或直线段，从司机安全操作出发，一般曲线长度是不宜过短，同时小偏角、大半径曲线容易使司机产生直线错觉易出现行车事故，曲线转角应大于7度为宜。4

56一、线路规划中影响、安全、风险的几个问题

2、隧道纵坡一般为不小于0.3%、不大于3%，对于二、三、四级公路的中短隧道可适当放宽到5%以下，隧道内的变坡点不宜过多，要有较大直径的竖曲线以满足视距要求。

7一、线路规划中影响、安全、风险的几个问题

3、隧道洞口经常由于设置了缓和曲线进洞，而引起交通事故不断，所以联络洞口的线路应为直线，洞口附近不易设置竖曲线，变坡点应距离洞门有一定距离，凸形曲线上的车辆在接近变坡点时，由于视距较小，经常出现不安全事故。所以，在进洞口附近更不宜设置较大的下坡和小直径的平面曲线进洞。出洞口附近更不宜设置较小的平面曲线，设计者应考虑壁洞效应，在进出洞口应考虑司机在生理上、心理上的变化，这是确保安全、防止风险之本。

8一、线路规划中影响、安全、风险的几个问题4、线路与隧道设置线路与隧道设置原则应遵守在丘陵地带以中、短隧道群为主，尽量取代半填半挖式的线路。上挡刷坡很高今后也不安全、费用高，环境破坏严重，下挡路基边坡处理也很难保证不下滑、不沉。沿沟选线采用以桥代路，不破坏环境为宜。

9101112一、线路规划划中影响、安安全、风险的的几个问题5、公路选选线应靠靠山、不不占良田田，线路路间距应应尽量靠靠近，中中间隔离离带，在在满足绿绿化、安安全的前前提下应应越窄越越好，以以节约土土地，尤尤其耕地地，2003年仅公路路建设占占用耕地地达56.6万亩，比比2002年增加40万亩，大大手笔的的占地设设计不可可取。1314一、线路路规划中中影响、、安全、、风险的的几个问问题6、越岭线线路的隧隧道宜长长不宜短短，尤其其北方应应将线路路标高降到到冰冷线线以下。。二郎山山隧道为为了缩短短隧道长长度，靠靠西藏边边洞口仍仍在冰冻冻线以上上，造成成不能全全天侯运运营。秦秦岭终南南山隧道道长18km，是世界第第二长公公路隧道道，缩短短线路65km，实现了全全天侯安安全运营营。151617二、隧道道勘测、、设计阶阶段在安安全风险险上应注注意的问问题1、隧道洞洞口位置置、间距距的确定定原则（1）从洞口口安全、、环保出出发，应应遵守早早进晚出出、不刷刷洞口仰仰坡，甚甚至可设设置明洞洞段进洞洞，应追追求环境境效益第第一、社社会效益益第二、、工程本本身效益益第三的的原则，，一味追追求短而而省钱的的理念应应予克服服。181920212223二、隧道道勘测、、设计阶阶段在安安全风险险上应注注意的问问题（2）隧道洞洞口应选选在从山山梁上突突凸处进进洞，切切勿沿沟沟凹处进进洞，造造成洞口口引线处处在深路路堑之间间，从水水文、地地质条件件评价，，这都是是最不利利的断层层发育带带，给设设计、施施工、运运营会带带来许多多长久性性的灾害害。24252627二、隧道道勘测、、设计阶阶段在安安全风险险上应注注意的问问题（3）洞间距距的设计计原则为为宜近不不宜连。。尤其在在软弱地地层段、、城市隧隧道洞口口场地紧紧张段等等地，更更应遵守守。连拱拱隧道从从结构设计、、防水，，施工难难度上均均存在很很大的缺缺点，已已被已建建好的工工程所证证实，保保证不了了开展和和漏水，，不是一一个好的的结构型型式、地地铁工程程、铁路路工程在在可能的的条件下下均将连连拱改为为小间距距隧道。。28293031323334353637二、隧道道勘测、、设计阶阶段在安安全风险险上应注注意的问问题两洞间距距已不受受2.5倍～3倍洞径的的规定，，当时规规范是按按松散特特沙基原原理确定定的，该该理论已已不符合合目前施施工技术术不断提提高的要要求，目目前一些些隧道设设计已取取消了这这个规定定，这是是一大进进步。383940二、隧道道勘测、、设计阶阶段在安安全风险险上应注注意的问问题（4）从运营营通风角角度考虑虑，防止止上下行行洞口污污着空气气短路，，（既从从上行排排出洞口口的废气气，又被被下行洞洞口的进进风带进进去）。。因此，，上下洞洞口之间间应设置置高挡墙墙，或建建筑小品品，或将将上下行行的洞口口在里程程上错开开30m左右，，不要要设在在一个个横断断面上上。414243二、隧隧道勘勘测、、设计计阶段段在安安全风风险上上应注注意的的问题题2、支护护结构构衬砌砌形式式必须须采用用复合合式衬衬砌，，这对对防水水、防防裂、、运营营通风风都有有好处处。一一次支支护设设计荷荷载应应考虑虑全部部土压压力和和部分分水压压水，，当变变位稳稳定后后可施施作二二次衬衬砌。。二次次衬砌砌实质质上是是安全全储备备，但但由于于复合合衬砌砌按连连杆法法计算算，属属于超超静定定结构构，多多次实实验量量测证证明，，当二二次模模筑衬衬砌做做好后后，荷荷载会会自自动动将将一一次次支支护护反反受受荷荷载载的的30%转移移到到二二次次衬衬砌砌上上，，这这正正是是超超静静定定结结构构的的特特点点，，但但决决不不应应理理解解为为一一次次支支护护应应按按70%荷载载进进行行设设计计，，这这种种误误解解经经常常导导致致一一次次支支护护太太弱弱，，造造成成施施工工过过程程中中的的塌塌方方、、变变位位过过大大，，所所以以应应重重视视一一次次支支护护的的设设计计，，以以调调整整适适应应不不同同围围岩岩的的受受力力，，而而不不是是用用二二次次衬衬砌砌厚厚度度来来调调整整。。4445二、、隧隧道道勘勘测测、、设设计计阶阶段段在在安安全全风风险险上上应应注注意意的的问问题题3、从从环环保保出出发发，，从从保保护护水水资资源源出出发发，，尤尤其其不不能能因因施施工工降降低低了了地地下下水水位位而而影影响响人人居居和和农农田田时时，，必必须须采采用用““以以堵堵为为主主，，限限排排为为辅辅””的的防防水水设设计计原原则则，，二二次次衬衬砌砌应应按按折折减减后后的的水水压压力力进进行行设设计计。。在在岩岩溶溶、、石石灰灰岩岩地地区区的的隧隧道道更更应应重重视视这这个个问问题题。。取取消消中中心心水水沟沟的的设设计计构构思思。。设设计计两两边边水水沟沟，，水水沟沟深深应应低低于于路路面面以以下下20cm左右右，，是是正正确确的的。。46二、、隧隧道道勘勘测测、、设设计计阶阶段段在在安安全全风风险险上上应应注注意意的的问问题题4、洞洞口口段段及及洞洞门门要要考考虑虑地地震震的的影影响响，，可可设设计计不不受受力力的的斜斜洞洞门门或或不不设设洞洞门门。。洞洞口口段段一一般般在在30m～50m处设设一一条条减减震震变变形形缝缝，，全全洞洞不不得得变变形形缝缝。。47二、、隧隧道道勘勘测测、、设设计计阶阶段段在在安安全全风风险险上上应应注注意意的的问问题题5、隧隧道道设设计计从从安安全全出出发发不不应应设设计计上上下下行行共共用用一一个个隧隧道道的的做做法法，，上上下下行行应应分分洞洞设设置置，，两两洞洞之之间间的的联联络络通通道道，，尤尤其其车车辆辆通通道道应应适适当当加加密密，，以以利利防防灾灾和和调调头头，，通通道道两两端端畅畅通通，，不不设设防防风风门门、、该该门门对对通通风风作作用用不不大大，，反反而而影影响响防防灾灾。。4849505152535455二、隧隧道勘勘测、、设计计阶段段在安安全风风险上上应注注意的的问题题6、结构构设计计的首首要任任务是是做好好方案案设计计：结结构设设计包包含方方案设设计（（概念念设计计、结结构创创作、、构思思、选选型））和结结构分分析或或核算算两个个内容容，目目前重重分析析、轻轻方案案的做做法很很传统统，许许多设设计人人员把把结构构设计计看成成是规规范加加计算算，很很少重重视结结构创创新，，在设设计中中采用用低安安全度度带来来的节节约仅仅能是是工程程造价价降低低1～～2%，而而引入入的风风险可可能贻贻患无无穷，，如一一次支支护安安全度度设计计相当当低，，是造造成塌塌方的的主要要原因因之一一。所所以，，把精精力集集中到到方案案设计计、概概念设设计上上来，，跳出出因方方案陈陈旧又又使材材料消消耗指指标过过高、、结构构安全全度过过低的的设计计误区区。56二、隧隧道勘勘测、、设计计阶段段在安安全风风险上上应注注意的的问题题7、走信信息化化设计计的道道路隧道和和岩土土工程程紧密密相关关，勘勘测在在初步步设计计阶段段仅是是宏观观的水水文地地质，，而不不是施施工中中的水水文地地质，，这个个设计计应叫叫“预预设计计”，，设计计人员员必须须结合合工程程所揭揭示的的水文文地质质、岩岩土特特性验验证和和修改改自己己的设设计参参数。。否则则，会会造成成重大大灾害害，在在实践践中增增长经经验和和判断断能力力。信信息化化设计计的重重要手手段是是用先先进的的量测测仪器器进行行及时时量测测、及及时反反馈、、及时时研究究、及及时修修正，，要重重视时时空效效应所所带来来的灾灾害。。57三、施施工阶阶段安安全风风险评评估应应重视视的几几个问问题1、必须须将地地质超超前预预报做做为工工序配配设备备、配配人员员有费费用。。工程的的风险险、安安全离离不开开超前前预报报，尤尤其在在岩溶溶地区区，若若不明明确前前方是是否存存在含含泥砂砂、水水的岩岩溶，，将会会造成成大的的人身身伤亡亡。我我国有有近三三分之之二的的岩溶溶地区区，必必须重重视。。其预报报手段段必须须采用用几种种方法法同时时进行行检测测的综综合性性预报报。58三、施施工阶阶段安安全风风险评评估应应重视视的几几个问问题2、必须须进行行信息息化施施工量测是是安全全、优优质建建成隧隧道工工程的的重要要手段段，通通过量量测可可及时时检查查施工工方法法是否否妥当当、设设计参参数是是否合合理，，各施施工工工序是是否正正确。。目前前应用用先进进的无无尺量量测仪仪器和和软件件是非非常必必要的的。做做到及及时修修正、、决策策，不不及时时，必必带来来灾难难。59三、施施工阶阶段安安全风风险评评估应应重视视的几几个问问题3、施工工方法法正确确选择择硬岩采采用全全断面面开挖挖法或或超前前导洞洞后部部扩大大法，，无轨轨运输输、无无轨装装碴；；软弱弱地层层必须须采用用正台台阶法法，台台阶不不分长长、中中短，，一律律一倍倍洞高高，过过长会会引起起大变变形、、塌方方，过过短会会引起起工作作面失失稳。。半断断面禁禁止使使用。。当正正台阶阶法满满足不不了地地层的的稳定定，可可采用用CD法、CRD法和双双侧臂臂导洞洞法等等。606162636465三、施施工阶阶段安安全风风险评评估应应重视视的几几个问问题4、辅助助工法法应正正确选选用长管棚棚是公公路爱爱采用用的进进洞方方法，，但洞洞内是是不适适宜，，应以以小导导管为为主。。特殊殊情况况下才才在洞洞内采采用长长管棚棚，该该方法法造价价高，，严重重影响响工期期，扰扰动地地层严严重，，采用用深孔孔注浆浆以取取代洞洞内长长管棚棚。管管棚直直径不不宜过过大，，目前前地铁铁有向向大直直接发发展的的不好好趋势势，通通过计计算和和工程程实践践，当当管棚棚直径径超过过125mm时，对仰止止变形已不不明显，反反而浪费。。6667三、施工阶阶段安全风风险评估应应重视的几几个问题5、正常设计计、正常施施工是确保保安全、风风险最小的的良药。当前政绩工工程必须禁禁止，要有有科学发展展观，合理理的设计周周期能全面面优化方案案设计和结结构设计，，过短的设设计周期和和不合理的的施工工期期是违背科科学的，赶赶工期、低低造价是严严重影响安安全，可靠靠性的大忌忌，风险大大、质量低低、百年寿寿命都不能能实现。68三、施工阶阶段安全风风险评估应应重视的几几个问题6、建立工地地实验室严严把材料关关：材料是是占工程费费用的大头头，对钢筋筋、水泥、、砂、石大大宗料必须须有严格的的投招标优优选制度，，甲方提供供甚至监理理方规定都都是可以的的，但必须须规范自己己的制度和和行为，从从爱护工程程出发，爱爱护各级干干部出发，，公开、透透明、严格格检验签字字负责是搞搞好工程的的先决条件件，今天做做为技术条条件必须提提出来。69四、公路隧隧道运营的的风险1、隧道内的的设计速度度可以是80km/h但真正运营营速度不宜宜过高，一一般不易超超过60km/h，也就是1km长的隧道1分钟穿过去去比用0.75分钟穿过要要安全，仅仅少了0.25分，有什么么意义。因因此，运营营期间限制制运营速度度是安全行行驶的前提提，条件较较差的隧道道可以限制制到40km/h也不会影响响高速的效效果。70四、公路隧隧道运营的的风险2、应分期、、分批、安安装通风设设备一般一公里里以下的隧隧道不设通通风和照明明，用自然然风、活风、反光石石是能实现现节约运营营的要求，，经济风险险可化成零