山岭隧道工程风险识别与应对措施

曹艳龙

(山西交通控股集团有限公司吕梁北高速公路分公司，山西 吕梁 033000)

在山岭隧道工程施工中，为适应不断变化的围岩地质，多采用动态开挖与支护相结合的方式展开施工作业，这导致施工过程中存有大量不确定因素，容易产生安全风险，一旦管理不当，则会演化成严重的安全事故。在此基础上，科学辨识山岭隧道工程施工中的各种风险，建立风险识别与管控模型，以此开展有针对性的风险防范工作，既确保山岭隧道工程施工顺利完成，又从根本上规避了工程安全事故。

1 山岭隧道工程风险管控现状及问题分析

1.1 山岭隧道工程风险管控现状

在国外，对于山岭隧道工程风险管控的研究相对较多，例如，佐藤久等在统计隧道工程事故方面作了大量工作，以此形成了针对隧道工程风险管控的参照标准和有效方法；Burland等从工程项目角度出发，研究指出了隧道工程可能存在的安全风险，并提出了相应的解决措施[1]。

在国内，我国已经拥有隧道及地下工程风险管理专业委员会，这使得针对隧道工程的风险管控工作呈现标准化与规范化发展态势。其中，沪崇通道的风险评估项目是我国隧道工程风险管控领域的里程碑，其涉及前期选线、施工风险管理、环境保护、运营事故控制以及财务分析等多个方面，形成了相对完整的风险管控体系。虽然我国对于隧道工程风险管控的理论研究相对较多，但工程实践则相对较少，应用研究仍处于起步阶段。

1.2 山岭隧道工程风险管控存在的问题

1)风险识别与可靠度概念混淆。目前，对于风险管控概念的研究仍相对较少，尤其是存有风险识别与可靠度概念混淆的问题。其中，针对风险，其涉及两个十分关键的要素：a.为风险事件发生的可能性；b.为事件潜在的风险损失，而与可靠度不同的是，风险识别并不局限于概率分析，而是涉及损失分析等多方面内容。同时，对于风险识别，其指的是对于事件全过程的连续分析，但可靠度仅针对过程中的某一点进行研究，这就意味着风险识别更加强调形成完整的管控体系。在此基础上，风险识别的概念模糊不清，使得山岭隧道工程的风险管控质量相对较低，不能起到实质性的管理效果。

2)风险管控内容与流程不完善。在早期风险管控工作中，一般将风险管控分为风险定义、风险辨识、风险评估三个部分，同时，英国提出Uk MoD风险管理模型，将风险管理分为初始辨识、分析及规划管理三个部分，以此初步形成了风险管理体系的模型。在此基础上，经过各国专业人员的不断研究，集风险定义、风险辨识、风险估计、风险评估、风险处置和风险监控为一体的风险管控体系逐渐构成，并得到了较为广泛的应用[2]。但就我国目前情况来看，各工程施工企业对于风险管控的认识相对不足，缺乏对于风险管控内容与流程的充分了解，使得现有风险管控模式既不能客观反映施工项目所处的风险状态，也不能对常见工程安全风险有针对性的进行防范，缺乏有效的风险管控方法及相关理论，最终影响了工程风险管控的整体质量。

3)风险决策认识存在误区。通常来说，风险越小，要付出的代价越高，因此，如何将风险限定在一个合理的、可接受的水平，通过风险管控以实现经济、技术、工期、劳动成本、综合效益等多方面最佳，是现阶段风险管控工作面临的核心问题。然而，对于目前阶段我国的山岭隧道工程风险管控工作来说，缺乏系统的风险决策认识，尚未形成完整统一的风险决策标准，导致不同工程所采用的风险管控方法存在较大差异，风险管控的科学性与标准性难以得到保障。此外，根据风险影响分析，风险事故发生后的损失一般包含人员损失、经济损失、工期损失和环境影响，但很多企业仅注重经济损失，这就使得对于风险损失的管控工作形同虚设，违背了风险管控工作的初衷。

4)风险应对处理方式单一。在应对工程风险时，多数施工企业过于依赖保险，缺乏应有的风险防范意识，导致风险管控存有明显的亡羊补牢特点，并不能从根本上就风险问题进行解决。此外，对于保险公司来说，其所开展的风险评估仅针对经济风险，而并不涉及其他类型风险，这就导致因工程事故产生的社会影响风险、工期延误风险、人员伤亡风险依旧存在，仍然会对企业的发展造成严重影响。

2 山岭隧道工程风险管控的重要性分析

2.1 有利于促进隧道施工决策科学化

通过开展山岭隧道工程风险管控，能够提高隧道施工决策的科学性与合理性，从根源上降低工程风险。同时，借助风险管控体系支撑，能够针对不同施工阶段选择最为恰当的施工方法，不仅可帮助管理人员降低施工管理难度，同时也能确保工程施工的持续、稳定开展。

2.2 有利于确保隧道施工现场的安全性

对于山岭隧道工程施工过程，安全管理始终是工程管理体系的首要任务，借助风险管控能够形成强调风险预防的安全管理模式，最大化给现场施工人员提供安全保障，在确保施工作业安全进行的前提下保障工程的施工效率与质量。

2.3 有利于确保项目管理目标顺利实现

借助风险管控，能够从成本、工期、质量、安全等多个方面辅助工程管理工作，不仅可帮助决策者更加精确的估计工程成本与工期，同时也能在提高施工方案合理性的基础上形成系统的风险防范机制，有助于确保工程项目管理目标的顺利实现[3]。

3 山岭隧道工程风险研究

3.1 山岭隧道工程风险的产生机理

1)水文地质条件的复杂性。在山岭隧道工程施工过程中，水文地质条件是隧道设计与施工的重要基础资料，但由于其具有明显的复杂性，增加了山岭隧道工程风险管控的难度。其中，水文地质条件经过长期的地质年代形成，而由于易受到自然和人为因素影响，导致其介质特性表现出较强的随机性。同时，地层中含有大量水的活动与作用，如地表径流、地下潜水等，这进一步增加了水文地质条件的复杂性。在此基础上，传统地质勘探手段易受到设备条件限制，使得人们往往依托个别测试点的现场试验来对水文地质参数进行估计，不仅无法为风险管控提供精确的数据支持，而且很容易遗漏风险问题，给隧道工程的正常施工带来影响。

2)施工技术方案的复杂性。基于山岭隧道工程施工的特殊性和复杂性，不同水文地质条件下工程所适用的施工技术方案也存在较大差异，因此，如何选择恰当的施工技术方案，是确保工程施工安全、高效开展的关键。然而，在隧道及地下工程建设中，涉及施工队伍、机械设备、施工技术等多方面因素，其均有可能对施工风险造成影响，且由于山岭隧道工程普遍建设周期长、施工环境差，导致风险产生概率更高，一旦缺乏系统性的风险管控机制，很容易导致严重的安全事故。

3)工程决策管理的复杂性。因山岭隧道工程所具有的隐蔽性、复杂性和多变性，其工程投资风险通常较大，这多与工程决策管理较高的难度有关。此外，在山岭隧道工程建设过程中，涉及建设地址选择、技术方案选择、施工环境保障、施工队伍组织等多方面问题，其每一个问题的决策管理均会带来风险和效益，而工程组织与管理人员是否能够根据现场情况作出正确决策，是决定工程建设风险最小化的核心要素。

4)工程施工环境的复杂性。从实际来看，大多数山岭隧道工程的施工环境均相对复杂。其中，在施工过程中，工程管理人员不仅要考量周围的生态环境状况和其他工程情况，还应对周边的地面构筑物进行勘测，了解工程建设对其他地面构筑物造成影响的可能性，通过评估地面构筑物的使用年限、结构类型、基础类型和文物价值来确保工程建设方案的经济性与合理性[4]。

3.2 山岭隧道工程风险的主要类型

1)塌方与崩塌风险。在山岭隧道工程施工中，塌方与崩塌风险是较为常见的一种风险类型，造成其产生的原因一是自然因素，如地质状态、受力状态等；二是人为因素，如设计方案、施工方法等。

2)岩爆风险。在隧道开挖过程中，岩体弹性应变能突然释放所致的一种动力失稳地质灾害。其中，该类风险具有明显的突发性，一旦发生，轻则威胁施工人员、设备的安全，影响工程正常开展，重则还会造成初期支护失效，引发地震等自然灾害[5-6]。

3)高低温风险。相比于岩爆风险和塌方风险，高低温风险的发生概率较小，其多发生于火山地带的隧道施工过程，可通过地质监测以进行防范，对施工人员造成危害的可能性较低。

4)突水突泥风险。对于降雨量较大的地区，若施工区域存有地质断层、大型溶洞或暗河，容易出现突水突泥问题，一旦发生，会直接威胁施工人员的生命安全，甚至引发塌方事故。

5)瓦斯爆炸及突出风险。在山岭隧道工程施工过程中，瓦斯爆炸及突出风险是需要重点防范的一种风险类型。其中，瓦斯又称沼气，是一种无毒气体，但当其含量为5%～16%时(按体积计)，易发生爆炸事故。

6)冒顶与掉块风险。与塌方事故不同，冒顶事故除了会威胁隧道内的施工人员外，还会对地表的建筑物造成影响，究其原因，该类事故多与岩石破碎、顶板裂隙发育等现象有关。此外，在冒顶事故演变初期，一般可称之为掉块事故，即隧道顶部出现小规模岩体掉落，容易造成施工人员的伤亡。

7)其他风险。除上述外，山岭隧道工程风险还包括自然因素风险、炸药爆炸风险、毒气风险等。

4 山岭隧道工程风险识别研究

4.1 风险识别的基本原则

1)完整性原则。对于山岭隧道工程施工过程，风险种类较多，因此对于风险识别的要求也较高。在此基础上开展基于山岭隧道工程的风险识别工作时，应遵循完整性原则，全面完整的辨识工程潜伏的所有风险，不得因管理人员的主观原因而遗漏某些风险类型。其中，为了确保风险识别的完整性，应注意结合使用多种风险辨识方法，且针对工程施工的全过程进行识别。

2)系统性原则。在山岭隧道工程施工过程中，考虑到风险因素较多，应遵循系统性原则就风险进行筛选，通过避重就轻以保障风险识别的突出性。其中，对于影响较小或处于非重要部位的风险，可视情况予以忽略，不必耗费较多的时间和人力，而对于影响较大或处于重要部位的风险，应予以侧重，借助详细识别以最大化提升风险管控质量[7]。

4.2 风险识别的关键问题

1)风险识别方法的选择。对于不同风险类型，其所适用的风险识别方法存在较大差异，而在选择风险识别方法时，一般需考量的因素包括施工特点、风险环境、项目进度和管理资源情况。例如，对于施工前期的风险识别工作，通常选择资料法、专家调查法最为有效，而对于施工中期的风险，则应注重结合发散树等方法理论进行识别。

2)风险系统的预测。针对风险管控工作，不同种类工程项目存在的风险类型差异较大，但相同种类工程项目存在的风险类型往往具有较多相似点。因此，可借助数据库技术建立风险预测系统，通过对比相同类别工程的施工工艺和风险环境来判断此项目的风险因素，以提高风险识别的效率。

4.3 风险识别的常见方法

1)FTA法。FTA法又称事故树分析法，其通过对系统的危险性进行评估以形成故障树，具有风险分析、事故预测等功能，如图1所示。

2)检查表法。顾名思义，检查表法是一种将所有风险类型列举于表中供管理人员进行检查的风险识别方法，而在检查表中，不仅应涉及同类工程曾发生过的风险，还应包含管理人员的预测风险。

3)流程图法。流程图法以工程项目为依托，通过以流程图形式展示项目各个具体环节，帮助管理人员明确不同环节涉及的风险类型。其中，常见的流程图一般包括项目系统流程图、项目实施流程图、项目作业流程图等[8]。

4)WBS-RBS法。在基于系统性原则基础上，WBS-RBS法通过分解施工工艺和工程结构，形成作业分解树，能够重点突出关键部位、发生可能性较大的风险类型。因此，WBS-RBS法的优势在于能够突出风险识别的重点，帮助管理人员最大化提升风险识别效率。

5 山岭隧道工程风险应对措施研究

5.1 工程案例

为研究山岭隧道工程风险的应对措施，以某隧道工程为依托进行分析，在前期勘探工作中，通过开展地质综合勘察，以地质调绘为基础，形成初步的勘测结果。其中，隧道围岩分级如表1所示。

表1 隧道围岩分级

5.2 工程地质问题及潜在风险

通过勘察，发现该隧道工程存有以下不良地质问题：首先，在隧道开挖后，围岩应力出现重分布现象，当超过围岩岩体应力承受范围后，容易出现围岩变形或坍塌事故；其次，一部分隧道区域埋藏较浅，围岩岩体节埋裂隙较发育，地下水埋藏较浅，容易出现冒水突泥问题；再次，一部分隧道处于围岩岩性分界线附近，易出现突水问题；最后，该区域水文地质条件相对特殊，常见的岩爆风险、瓦斯爆炸风险均易出现[9]。

5.3 风险应对措施

首先，对于隧道进出口，加强边坡防护，同时考虑到隧道进口、出口为风化基岩，应加强支护，并应注意对于强风化凝灰质砂岩等岩体的管控；其次，应做好针对隧道整体的防水排水措施，同时，应特别注意隧道施工过程中的地下水水位下降问题，避免出现大量的突水事故；最后，应针对岩体接触带进行加固支护，通过采取加强措施以规避坍塌冒顶事故。

6 结语

在了解国内外山岭隧道工程风险管控现状基础上，详细分析了山岭隧道工程风险管控的特点与现状，并基于常见山岭隧道工程风险指出了风险识别的重点和有效方法。其中，在山岭隧道工程风险管控过程中，应注意结合多种风险管控理论，通过采用恰当的识别方法以确保风险管控的整体性和系统性，从而有效提高管控质量，保障工程施工的安全进行。