铁路隧道施工风险管理技术及应用研究

庄志恒

摘要：开展铁路隧道风险管理技术及应用研究，有利于施工时进行科学的决策、规范化的管理，最大限度地降低施工风险带来的严重后果。文章以乌岩山铁路隧道施工为例，借鉴国内外先进的风险管理经验，分别从风险识别、风险评估、机制建立、控制措施等方面对铁路隧道施工风险管理进行了研究。

关键词：铁路工程；隧道施工；风险评估；风险控制；施工风险管理技术 文献标识码：A

中图分类号：U455 文章编号：1009-2374（2016）30-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.052

自国家进入新世纪以来，在各领域中的技术水平正在不断提升，而细化到铁路隧道施工领域中也呈现出施工技术的不断优化和施工难度不断提高的态势。针对这一局面，在当今的铁路隧道施工过程中使用更为科学的风险管理技术，最大程度降低施工中产生风险的可能性，是工程施工顺利进行的关键，也是施工单位完成工程目标，同时达到最大化经济利益的重要措施。

1 工程情况简介

乌岩山隧道位于浙江省温岭市大溪镇境内，隧道总长度为6208m，根据列车行驶速度200km/h的规格开展单洞双线铁路隧道施工。隧道通过的地质情况较为复杂，断层破碎带较多，裂隙水发育，软弱围岩所占比例较大，造成施工的难度及风险巨大。该铁路隧道穿过丘陵低山区，断裂构造十分发育，辅有平缓的褶皱构造，主要岩体有凝灰岩、泥岩和花岗岩等，隧道最大埋深为480m。除断层带外隧道进出口各300m范围围岩等级较差。隧道施工过程中，严格按“新奥法”作业，该方法从岩石力学的观点出发，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工的方法和原则。为了保障隧道施工过程的安全，施工方建立了一套较为全面的安全生产管理办法，并指派相关人员开展了安全管理工作，最大限度地降低该隧道工程在施工过程中可能出现的风险。

2 该铁路隧道工程施工中使用的风险管理办法

2.1 铁路隧道工程风险的识别

导致风险发生的原因是促使风险事件发生概率和损失幅度增加的因素，风险识别是对工程项目中的风险进行确认和分类，工作中应以收集各工序的风险作为主要途径，以相关经验及资料整理作为辅助途径。根据工程开工前展开的施工调查揭示，在该工程当中，主要存在以下较突出的问题。

2.1.1 该铁路隧道洞身横穿了多条地域性断层岩层并受此影响，在隧道内施工过程中，隧道岩体非常容易发生碎裂现象，并且该种岩层十分易于水的贮存，所以在施工过程中，有发生坍塌和突水突泥事故的可能。

2.1.2 因为该工程当中最大深度为480m，按照相关理论公式进行推算，在隧道最深处的温度可能达到34℃以上，在高温高湿的条件下，给技术人员的施工带来了很大的困难。

2.1.3 相关勘察人员分析，在此工程中存在有泥岩地质结构，含硫化氢地层，因此在隧道洞身可能存在有天然气气体的聚集，对施工人员的生命安全构成威胁。

2.2 采取的风险评估办法

按照《铁路隧道风险判定和管理办法》当中建议使用的风险评估办法，并结合该铁路隧道工程的实际情况，使用了下列风险评估办法：

2.2.1 风险打分。风险打分是按照铁路隧道设计、施工过程中的实际状况，把铁路隧道在施工过程中可能发生的潜在风险归纳成设计类、地质类、施工方法类等多个部分，对这些部分中可能发生的风险以评分的方式进行风险判定，最后根据总的评分结果，对该隧道的整体风险进行全方位评定。

2.2.2 专家分析法。专家分析法是施工方和相关工程方面的专家取得联系，并对该工程中可能发生的安全问题向专家进行询问，并让专家对工程中的风险给出判定的方法。这种方法是使用归纳统计的办法把多数人的意见和少数人的意见全部进行考虑，很好的避免了其他风险评估办法中涵盖面不全的弱点。使用此办法的流程有以下四个方面：（1）把该项目工程的基本状况和施工方所提出的问题提供给专家；（2）以成立调查组的方式提出个人意见，分析时对各方的意见进行整合；（3）将整合的结果返还给专家，专家就所整合的意见再提出自己的看法；（4）重复以上过程多次之后，意见就会趋于统一，这便是施工范围在后续施工作业中进行决策的根据。

2.3 铁路隧道的风险评估程序

2.3.1 针对起始风险进行判定，相关技术地质勘探人员列出该工程当中的潜在风险表，并在此基础上创建工程层次模型。

2.3.2 使用层次分析与专家调查的方式对潜在风险表中可能存在的风险进行分析，并对风险系数进行判定。

2.3.3 由专家对起始风险中所指出的风险产生的可能性进行评定，并分析这些风险发生后可能出现的后果，最终得出各大起始风险的等级。

2.3.4 施工单位根据收集获取的可能发生的风险与后果，商讨出与之匹配的施工方式和解决方法。

2.3.5 施工方还需要针对该项工程开展一次再评估，分析可能出现的其他潜在风险。

2.4 工程中主要风险等级认定

2.4.1 隧道起始阶段的风险。在起始施工阶段，重点要求做好各项检查准备工作，针对此次风险判定的核心内容也正是关于安全风险方面，并将产生安全事故的可能性作为最重要的风险判定目标。

在对该工程风险判定的过程中，考虑到岩层极为破碎，岩层自稳能力极差，所以在对周围环境影响的风险判定上，等级为极高风险。

2.4.2 隧道入口处的风险。在该铁路隧道的入口处，山体是剥蚀中低山型地质，这种地质存在风蚀断裂的地层，在自然环境中，该地势的坡度大约在50°～60°，并且因为植被的发育，导致这些地区的岩层较为松散，覆盖层薄弱，围岩变形大，施工安全极为不利，所以该段落风险等级定为高度。

2.4.3 隧道洞身段的风险。经相关地质人员进行勘察，在该工程铁路隧道洞身当中，岩层因为受到风化现象十分严重，因此不具有较高的完整性，施工环境较差。同时，在隧道中含有水，一旦操作不慎，很有可能造成安全事故。该段落中断层破碎带以及可能的天然气涌出地段定为极高风险，其他段落定为中度风险。因此做好超前地质预报尤为重要，重点做好钻爆施工、支护方式、衬砌类型、通风排水等方面的工作。

2.4.4 隧道出口处的风险。该铁路隧道的出口处位置在斜坡之上，地形极为陡峭，并且斜坡之上覆盖有厚度为0.5m左右的粉状黏性土壤，在粉状黏性土壤之下为砂岩性岩层。因此在隧道出口处，地质环境增加了施工难度，整体施工安全形式严峻，该段落风险等级定为高度。

2.5 构建完善的风险管理体制

开展铁路隧道施工的前期，建立完善的风险管理体制，是工程管理当中一项十分重要的部分，因此在项目开展前，应建立一套完善的风险管理条例，对该工程开展现代化的风险管理。针对铁路隧道施工过程中的每个部门管理人员，开展对应的责任划分，以求提高管理人员对于风险管理的主动性。

3 减少该铁路隧道工程风险采取的控制措施

3.1 总体措施

3.1.1 在施工过程中，安排相关技术人员对周围环境进行实时监测，并针对之后开展施工的区域进行地质环境的预报工作。对该铁路隧道工程中可能发生坍塌、突水突泥、危险气体过高的区域，施工方在开展施工之前需要进行风险评估，并在此基础上，制定完善的处理预案，以保证工程施工人员的生命安全。

3.1.2 工程施工技术人员在开展正式施工前，一定要进行全面的安全教育和发生事故之后的自救应急教育。同时在施工过程中，施工方需要为工程施工人员添置相关的安全设备，保障施工的安全开展。

3.1.3 在该工程的高危地段，提高一级支护等级，进行不间断监测，及时调整施工工艺，力求最大程度降低工程施工中可能存在的潜在风险。

3.2 具体办法

3.2.1 对全体施工及管理人员进行各专业针对性的岗前培训并进行考核，考核合格后才能进入岗位工作，坚持特种作业人员持证上岗，作业设备运行保养良好，建立完备的人员考核、设备登记保养制度。

3.2.2 该工程的铁路隧道出口位置由于地理环境较差，施工较为困难。因此在开展施工之前，在该地段的临时边坡处进行了相关防护施工，同时增强坡顶处的排水作业，以求保障施工人员的生命安全。

3.2.3 在隧道出口和入口处进行开挖的过程中，为了保证围岩的整体稳定性，并未使用强爆破手段，而是加强管棚支护及预注浆处理，避免了发生隧道坍塌的可能。

3.2.4 指派了专业勘探人员对施工隧道的地质情况进行全方位预报，全过程建立预警机制，在断层破碎带、节理发育岩体破碎地段进行综合超前地质预报，加强围岩量测，实行信息化施工，通过对数据的分析和处理，及时反馈指导施工，防止坍塌等事故。

3.2.5 富水地段采用“以排为主”，“防、排、堵、截”相结合，“因地制宜，综合治理”的原则；裂隙水发育和水环境要求严格的地段，采用“以堵为主、限量排放”的原则组织施工。

3.2.6 在施工过程中发生事故的先期预兆时，果断采取相应的应急措施，并立即停止施工，将作业人员组织撤出。

4 结语

综上所述，在铁路隧道施工的过程中，进行安全风险管理对于保证施工人员的生命安全，保障建设各方的综合利益有着显著的意义。因此铁路隧道施工时，应准确地分析与评估出各类风险问题，编制切实有效的防控计划，并将风险监测、监督管控、查漏纠偏等工作进行循环改进，以完善的管理机制作为保证，并始终贯穿于隧道施工的整个过程，才能使工程安全质量得到较好的保障。

参考文献

[1] 夏润禾，边玉良.山岭地区铁路隧道施工安全风险评估及管理研究——以贵广铁路客运专线金宝顶隧道为例[J].中国安全生产科学技术，2012，（10）.

[2] 贺志军.山岭铁路隧道工程施工风险评估及其应用研究[D].中南大学，2009.

[3] 李明，王占龙.高速铁路隧道施工风险管理技术探索[J].铁道标准设计，2010，（S1）.

[4] 李明.高速铁路隧道施工风险管理技术探索[J].隧道建设，2010，（2）.