導(dǎo)語：山洞隧道工程施工風(fēng)險評估研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：城市隧道施工要求高、施工難度大，針對城市隧道施工風(fēng)險管理評價體系的不足，以武漢市某山洞隧道為依托，建立隧道施工風(fēng)險管理評價體系。首先利用判斷矩陣確定層次分析法模型中各級指標(biāo)風(fēng)險因素權(quán)重值，其次，在專家調(diào)查權(quán)重法基礎(chǔ)上計算層次分析法中下級指標(biāo)風(fēng)險概率值，最后，根據(jù)綜合集成法分別計算出風(fēng)險事故發(fā)生的風(fēng)險概率值和頂事件風(fēng)險事故風(fēng)險概率值。根據(jù)風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)得出隧道風(fēng)險等級結(jié)果表明，此隧道施工風(fēng)險等級均為4級，屬于較高等級，可為同類工程施工提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：隧道工程；風(fēng)險評估；綜合集成法；施工安全

隨著中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，社會經(jīng)濟(jì)水平和人們生活質(zhì)量不斷提高，人們往往追求更便利的出行方式，如城市地鐵、現(xiàn)代高鐵、高速公路等。隧道工程交通運(yùn)輸?shù)暮诵模l(fā)展也極為迅速，如長度從20世紀(jì)末的km躍升到20km級，再到8年建成且投入運(yùn)營的港珠澳大橋海底沉管隧道長達(dá)64m；數(shù)量從1年的86座增長到年的18座，0年新增開通鐵路隧道714座，總長約158km；在建鐵路隧道27座，總長約km；規(guī)劃鐵路隧道635座，總長約1km。隧道工程在發(fā)展的同時，施工線路難免會穿越城市復(fù)雜地下空間、野外山川與河流，因隧道工程施工困難及施工安全等問題造成施工中風(fēng)險事故不斷增加、風(fēng)險損失不斷增大。近年來國內(nèi)外學(xué)者對隧道工程施工做了大量研究。因此，本文依托武漢市某山洞隧道工程，對其進(jìn)行風(fēng)險評估，首先根據(jù)實際施工情況將隧道施工工序進(jìn)行分解，再識別每道工序的風(fēng)險事件及風(fēng)險因素，最后利用層次分析法及綜合集成法對其進(jìn)行風(fēng)險評估，根據(jù)風(fēng)險等級定義表，得出隧道工程施工風(fēng)險等級。

1隧道工程概況

1.1工程地質(zhì)條件

本文依托某山洞隧道施工工程，隧道全長約5.5m，隧洞寬3.0～12.0m，高3.25～6.2m，隧道為Ⅴ～Ⅳ級圍巖，其中Ⅴ級圍巖段長3.5m，Ⅳ級圍巖段長1m。

1.2工程特點

本隧道均采用非爆破開挖方式，工期壓力大，主要采用破碎頭與人工配合開挖；隧道洞身圍巖主要有Ⅳ、Ⅴ級，以Ⅴ級軟弱圍巖為主，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，施工難度高。

2隧道風(fēng)險識別

隧道施工過程風(fēng)險因素識別是找出影響其工程安全的關(guān)鍵風(fēng)險因素，是風(fēng)險管理的第一步，也是風(fēng)險評估的依據(jù)和前提。通過對隧道、豎井施工過程中可能發(fā)生的風(fēng)險事故進(jìn)行分析，對比文獻(xiàn)、實際施工資料，總結(jié)歸納出影響風(fēng)險施工發(fā)生的風(fēng)險因素，針對風(fēng)險因素進(jìn)行風(fēng)險分析及風(fēng)險控制。論文基于武漢某山洞隧道施工風(fēng)險因素識別，并對其風(fēng)險分析。根據(jù)本工程實際施工，將隧道施工風(fēng)險分為四部分：洞身超前支護(hù)H1、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工及初期支護(hù)H2、仰拱及填充H3、二次襯砌H4，對可能出現(xiàn)在施工過程中的四種風(fēng)險進(jìn)行估值評分。

3風(fēng)險評估

風(fēng)險評估是在風(fēng)險識別、分析的基礎(chǔ)上對風(fēng)險進(jìn)行評價，通過層次分析法對風(fēng)險事件、風(fēng)險因素進(jìn)行權(quán)重計算，再根據(jù)專家調(diào)查權(quán)重法估算出下級風(fēng)險因素發(fā)生的概率以及發(fā)生的后果影響，最后將下級風(fēng)險因素權(quán)重與下級風(fēng)險因素發(fā)生的概率與后果影響進(jìn)行綜合計算，得出隧道工程施工風(fēng)險等級。

3.1基于AHP的指標(biāo)權(quán)重確定

利用層次分析法將同等級風(fēng)險因素兩兩相互比較[7]，采用1～比率標(biāo)度法對各風(fēng)險因素進(jìn)行對比分析并構(gòu)建判斷矩陣，通過求解判斷矩陣的特征向量得到各風(fēng)險因素的相對權(quán)重。最大特征值λmax與特征向量W之間的關(guān)系為AW=λmaxW。上式中W分量為相應(yīng)n個因素的權(quán)重：

3.2豎井工程風(fēng)險等級計算

以實際工程施工為基礎(chǔ)，針對隧道施工過程中的風(fēng)險事件、風(fēng)險因素，邀請在隧道工程領(lǐng)域有一定建樹的專家對其發(fā)生的概率P及發(fā)生后果C按照風(fēng)險概率范圍和風(fēng)險因素發(fā)生概率描述估值打分，結(jié)果如表1和表2所示。（1）式（1）中：R為風(fēng)險概率值；P為風(fēng)險因素發(fā)生的概率；C為風(fēng)險因素發(fā)生后果的等級概率。同理，可以計算出“工作面局部塌陷”中其他風(fēng)險因素的風(fēng)險概率值，將計算出的風(fēng)險概率值組成向量：N1=（0.，0.）。其他風(fēng)險事故的風(fēng)險概率值向量分別為：支護(hù)變形N2=（0.，0.44），導(dǎo)洞斷面坍塌N3=（0.，0.，0.37），拱頂沉降N4=（0.，0.44），支撐失穩(wěn)N5=（0.44，0.37，0.），仰拱填充隆起變形N6=（0.58，0.，0.28），澆筑失穩(wěn)N7=（0.，0.36，0.44）。采用綜合集成方法，根據(jù)式（2）計算各風(fēng)險事故的風(fēng)險概率值：式（2）中：R為各風(fēng)險事故風(fēng)險概率值；W為各風(fēng)險因素的權(quán)重向量；N為各風(fēng)險事故的風(fēng)險概率值向量。計算可得工作面局部塌陷的風(fēng)險概率值為0.5，支護(hù)變形為0.，導(dǎo)洞斷面坍塌為0.5，拱頂沉降為0.4，支撐失穩(wěn)為0.3，仰拱填充隆起變形為0.1，澆筑失穩(wěn)為0.7。即可以得出關(guān)鍵技術(shù)施工風(fēng)險概率值向量為：洞身超前支護(hù)P（H1）=（0.5，0.），雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工及初期支護(hù)P（H2）=（0.5，0.4，0.3），仰拱及填充P（H3）=（0.1），拱墻二次襯砌P（H4）=（0.7）。同理根據(jù)式（2）可以得出洞身超前支護(hù)的風(fēng)險概率值為0.5，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工及初期支護(hù)為0.641，仰拱及填充為0.1，拱墻二次襯砌為0.7。則各關(guān)鍵技術(shù)施工風(fēng)險概率值組成的向量為（0.5，0.1，0.1，0.7），那么隧道工程施工的風(fēng)險概率值為：R=W×B=0.5×0.157+0.641×0.5+0.1×0.2+0.7×0.088=0.1。根據(jù)風(fēng)險等級的定義，該隧道工程風(fēng)險等級為4級，屬于較高等級，風(fēng)險處于較高等級，風(fēng)險后果非常嚴(yán)重，可能對工程有大范圍的破壞以及人員的傷亡，應(yīng)立即采取緊急安全應(yīng)急預(yù)案，采取相應(yīng)的措施。

4結(jié)論

本文結(jié)合武漢市某隧道、豎井實際工程，通過研究國內(nèi)外相關(guān)理論和方法，結(jié)合工程實際，對隧道、豎井施工過程進(jìn)行風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險評價及風(fēng)險控制，形成較為完整的風(fēng)險管理體系。主要結(jié)論如下。通過對實際施工過程的研究，將隧道施工過程分解為洞身超前支護(hù)、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工及初期支護(hù)、仰拱及填充、拱墻二次襯砌，識別各工序可能發(fā)生的風(fēng)險因素，在風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建隧道、大型豎井施工過程的風(fēng)險評價體系，為之后分析和評價作鋪墊。在隧道施工過程的風(fēng)險評價體系的基礎(chǔ)上，首先利用判斷矩陣確定層次分析法模型中各級指標(biāo)風(fēng)險因素權(quán)重值，其次，在專家調(diào)查權(quán)重法基礎(chǔ)上計算層次分析法中下級指標(biāo)風(fēng)險概率值。最后，根據(jù)綜合集成法分別計算出風(fēng)險事故發(fā)生的風(fēng)險概率值和頂事件風(fēng)險事故風(fēng)險概率值。根據(jù)風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)得出隧道風(fēng)險等級結(jié)果表明，此隧道施工風(fēng)險等級均為4級，關(guān)鍵風(fēng)險因素為未及時封面、不對稱開挖、澆筑方式不正確、未設(shè)置防水板。以武漢某山洞隧道為實例，在實際施工時，應(yīng)該以人為基礎(chǔ)，施工方案為核心，日常監(jiān)控為輔助對工程進(jìn)行風(fēng)險管理，確保人員以及工程的安全。

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作者：楊亞寧 單位：湖北工業(yè)大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院