1、概述
隧道與地下工程與其他工程相比具有其隱蔽性、施工復(fù)雜性、地層條件和周圍環(huán)境的不確定性的突出特點(diǎn),從而加大了施工技術(shù)的難度和建設(shè)的風(fēng)險性。目前對隧道及地下工程中風(fēng)險的認(rèn)識沒有統(tǒng)一,對風(fēng)險與危險的區(qū)別沒有明確認(rèn)識。然而,市場經(jīng)濟(jì)體制下,又要求每個企業(yè)及投資者對所經(jīng)營的項(xiàng)目必須有足夠的風(fēng)險意識。對于隧道及地下工程而言,風(fēng)險是在以工程項(xiàng)目正常施工為目標(biāo)的行動過程中,如果某項(xiàng)活動或客觀存在足以導(dǎo)致承險體系統(tǒng)發(fā)生各類直接或間接損失的可能性,那么就稱這個項(xiàng)目存在風(fēng)險,而這項(xiàng)活動或客觀存在所引發(fā)的后果就是風(fēng)險事故。
2、隧道施工中的主要風(fēng)險因素
隧道施工風(fēng)險具有風(fēng)險的所有特點(diǎn):
(1) 由于地基巖土性質(zhì)、工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜,隧道施工的風(fēng)險是客觀存在的;
(2) 由于勘察設(shè)計(jì)資料有限,設(shè)計(jì)計(jì)算理論不完善和在隧道施工中會不可避免地遇到一些突發(fā)偶然事件等原因,使得隧道施工的風(fēng)險具有發(fā)生的偶然性和大量發(fā)生的必然性;
(3) 在隧道施工過程中,由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性大,勘察報告提供的場地性質(zhì)資料有限,地下情況的不可預(yù)知性,施工風(fēng)險的可變性就更加明顯;
(4) 由于隧道施工對場地周圍土體的擾動大,造成了對場地周圍建筑物、居民生活和環(huán)境的影響,除本身的技術(shù)因素影響外,隧道施工還不得不與外部環(huán)境發(fā)生關(guān)系,這樣使得隧道施工風(fēng)險不但具有內(nèi)部因素的多樣性,而且還具有鮮明的層次性。
施工期的風(fēng)險由于其事故的高發(fā)性和對經(jīng)濟(jì)效益的制約性而成為工程風(fēng)險分析研究的焦點(diǎn),對隧道工程施工過程中的風(fēng)險因素可以歸納以下幾個方面:
(1)水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性導(dǎo)致的自然風(fēng)險和環(huán)境風(fēng)險
工程水文地質(zhì)條件是隧道設(shè)計(jì)和施工最重要的基礎(chǔ)資料。其復(fù)雜性主要表現(xiàn)在:
?、?地層方面體現(xiàn)在地層層次分布情況、不同巖土介質(zhì)材料的物理力學(xué)性質(zhì)與參數(shù)、巖土介質(zhì)在切削攪拌后的流動性、粘性和變形以及各種不良地質(zhì)情況(如潛在有害氣體的侵入)等。
② 水文資料方面,主要包括:巖土的滲透性、含水量、流向與流速;水位、水壓和水的沖刷力;水的腐蝕性;水的補(bǔ)給來源等。
?、鄣貙又械钠渌系K物,主要包括:建筑或其它構(gòu)筑物基礎(chǔ)、各種管線設(shè)施、廢棄構(gòu)筑物、其它孤立物,如孤石或江底沉船等。
工程所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件是經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的,經(jīng)歷了各種各樣的自然和人為因素作用,其介質(zhì)特性表現(xiàn)出很大的隨機(jī)變異性。同時,地層中還存在大量水的活動與作用,如地表徑流、地下潛水和承壓水等。由于地質(zhì)勘探、現(xiàn)場和室內(nèi)試驗(yàn)等設(shè)備條件的限制,人們只能通過個別測試點(diǎn)的現(xiàn)場試驗(yàn)和若干試樣的室內(nèi)試驗(yàn)對巖土性和水文參數(shù)作近似的量測估計(jì)。大量的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,巖土體的水文地質(zhì)參數(shù)是十分離散、不確定的,具有很高的空間變異性,這些復(fù)雜因素的存在給隧道及地下工程的建設(shè)帶來了巨大的本質(zhì)上的風(fēng)險,如:各種自然災(zāi)害,包括地震、滑坡、洪水、雷擊、嚴(yán)寒、高溫、雨季等,以及開挖造成的圍巖擾動,巖體內(nèi)有毒氣體釋放,影響地下水流,引起噪音、廢氣、廢渣污染等。
??? (2) 建設(shè)中的機(jī)械設(shè)備、技術(shù)人員和技術(shù)方案的復(fù)雜性引起的施工風(fēng)險
隧道及地下工程建設(shè)中,建設(shè)隊(duì)伍、機(jī)械設(shè)備、施工操作技術(shù)水平等對工程的建設(shè)風(fēng)險都有直接的影響。由于工程施工技術(shù)方案與工藝流程復(fù)雜,且不同的工法又有不同的適用條件,貿(mào)然采取某種方案、技術(shù)和設(shè)備勢必會產(chǎn)生風(fēng)險。同時,整個工程的建設(shè)周期長、施工環(huán)境條件差,這些對施工單位人員都很容易產(chǎn)生不良影響,容易導(dǎo)致出現(xiàn)各種意外風(fēng)險事故。
① 施工技術(shù)風(fēng)險因素:新技術(shù)、新方法的應(yīng)用困難或失敗,施工工藝的落后,施工技術(shù)與方案不合理,施工進(jìn)度不合理,現(xiàn)場工作不均衡系數(shù)大,隧道施工技術(shù)問題的不確定性,爆破控制不當(dāng),隧道軸線定位偏差,隧道變形超出控制以及質(zhì)量檢測技術(shù)失誤等。
② 施工現(xiàn)場風(fēng)險因素:地質(zhì)資料的不確定性、工作面塌方、密封漏損、巖爆、瓦斯爆炸、有毒氣體釋放(硫化氫氣體等)、巖溶、突涌水、洞外危崖落石、危石、洞口滑坡、施工用電事故、通訊不暢以及安全措施不力等。
③ 設(shè)備風(fēng)險因素:包括隧道掘進(jìn)機(jī)損壞、刀具磨損過快、施工設(shè)備備件短缺、施工設(shè)備維修不當(dāng)、設(shè)備安裝調(diào)試失誤以及機(jī)電設(shè)備安裝事故等。
④ 原材料和成品半成品材料風(fēng)險因素:原材料和成品半成品的訂貨或供應(yīng)不足、原材料和成品半成品品種和數(shù)量的差錯、原材料和成品半成品質(zhì)量和規(guī)格不合格、運(yùn)輸存儲和施工損耗以及特殊材料或新材料質(zhì)量穩(wěn)定性等。
⑤ 進(jìn)度施工管理及人員素質(zhì):施工控制計(jì)劃不完善、施工控制計(jì)劃可操作性差、施工控制計(jì)劃組織機(jī)構(gòu)人員不落實(shí)、施工控制信息不暢通、有效控制方法落后、管理人員素質(zhì)差以及承包商和監(jiān)理工程師不合作等。