平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理研究

分类号：U4510710-2014521038专业硕士学位论文平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理研究刘鹏舟导师姓名职称张擎副教授专业学位类别工程硕士申请学位类别硕士及领域名称建筑与土木工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年6月8日学位授予单位长安大学 StudyonPingliangTianshuiMountainTunnelConstructionRiskManagementAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuPengzhouSupervisor：A.P.ZhangQingChang’anUniversity,Xi’an,China 摘要平凉至天水高速公路关山隧道为天水至平凉全线特长隧道，此隧道所过地质条件比较复杂，极其容易引发落石、滑坡、塌方、涌水、山体滑动等多样性的地质危害，如果发生事故，所造成的危害是不可估量的。因此，必须对其进行风险防范和预处理，本文以平凉至天水高速公路关山隧道工程项目为基础，针对关山隧道的实际地质结构，提出一套有针对性的隧道施工风险评估方法，具有指导和现实的意义。本文在大量查阅了国内外相关复杂地质条件下隧道施工的研究成果，从中总结和提炼了当前较为先进的隧道施工风险管理方法。作者通过平凉至天水高速公路关山隧道工程的实地调研和考察，针对平凉至天水高速公路关山隧道工程的具体问题，提出了相关的风险处理措施。首先就公路隧道工程施工风险因素进行分析，然后对公路隧道施工风险评估及方法做了阐述和分析，在此基础上对平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险从不同的角度作了分析和研究，最后，提出了平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策。论文的选题具有一定的创新性。文章首先从风险管理的视角着手，以平凉至天水高速公路关山隧道为依托，重点结合隧道施工中的风险成因，建立了平凉至天水高速公路关山隧道施工风险的评估指标体系，参考了国内发达地域在隧道工程项目中风险评估程序，结合平凉至天水高速公路关山隧道的实际情况，提出了这类隧道施工风险评估等级标准和基本程序。以平凉至天水高速公路关山隧道为例，根据所建立的风险评估体系，采用实地调研法，在综合统筹风险等级标准的前提下，提出了平凉至天水高速公路关山隧道的关键风险控制点，通过行之有效的预防措施，进而避免了重大事故的发生。本课题的研究，必将会对此类隧道工程施工风险的防范提供一个良好的参考依据，具有较强的研究价值。关键词：隧道工程，风险管理，关山隧道，风险评估体系I AbstractOuttotianshuihighwaymountaintunnelfortianshuitooutacrossthelongtunnel,thetunnelbycomplicatedgeologicalconditions,extremelyeasytocauserockfall,landslide,collapse,watergushing,slidemountaingeologicalhazardssuchasdiversity,intheeventofaccident,causedbytheharmisimmeasurable.,therefore,mustcarryontheriskpreventionandpretreatment,thispapertakesouttotianshuihighwaymountaintunnelprojectasthefoundation,inviewofthegeologicalstructureofthetunnelinbarrier,putforwardasetoftargetedtunnelconstructionriskassessmentmethods,guidingandrealisticsignificance.Inthispaper,theresearchresultsoftunnelconstructionundercomplexgeologicalconditionsathomeandabroadhavebeenextensivelyreviewed,fromwhichtheadvancedriskmanagementmethodsoftunnelconstructionhavebeensummarizedandrefined.Theauthor,throughtheouttotianshuihighwaymountaintunnelprojectsitesurveyandinvestigation,forofout-tianshuihighwaymountaintunnelengineeringconcreteproblems,putsforwardtherelevanttreatmentmeasuresofrisk.Highwaytunnelconstructionriskfactorswereanalyzedatfirst,thentheriskassessmentandmethodofhighwaytunnelconstructiontomaketheelaborationandanalysis,onthisbasisofouttotianshuihighwaymountaintunnelengineeringconstructionriskhasmadetheanalysisandresearchfromdifferentangles,and,finally,putforwardouttotianshuihighwaytunnelengineeringriskcontrolcountermeasures.Thetopicselectionofthepaperhassomeinnovation.Thispaperstartfromtheperspectiveofriskmanagement,basedonouttotianshuihighwaymountaintunnel,focusoncombiningriskcausesofthetunnelconstruction,setupofouttotianshuihighwaymountaintunnelconstructionriskevaluationindexsystem,thereferencetothedomesticdevelopedregionsintunnelengineeringprojectriskassessmentprocess,combinationofouttotheactualsituationoftianshuimountainhighwaytunnel,putsforwardsuchtunnelconstructionriskassessmentratingstandardsandbasicprocedures.Outtotianshuimountainhighwaytunnelasanexample,accordingtotheestablishedriskassessmentsystem,usingthefieldresearchmethod,thecomprehensiveplanasawholeunderthepremiseofriskratingstandard,putforwardoutkeyriskcontrolpointstotianshuihighwaymountaintunnel,througheffectivepreventionmeasures,toavoidtheoccurrenceofmajorII accidents.Theresearchofthissubjectwillprovideagoodreferenceforthepreventionoftheconstructionrisksofsuchtunnels,andhavestrongresearchvalue.Keywords:Tunnelengineering,Riskmanagement,Guanshantunnel,RiskassessmentsystemIII 目录第一章绪论........................................................................................................................11.1问题的提出..................................................................................................................11.1.1问题提出..........................................................................................................11.1.2解决办法..........................................................................................................21.2研究目的及意义..........................................................................................................31.3风险研究现状..............................................................................................................31.3.1国内外风险管理发展历程..............................................................................31.3.2国内外隧道风险研究现状..............................................................................51.4研究内容及研究方法..................................................................................................71.4.1主要内容..........................................................................................................71.4.2研究方法..........................................................................................................9第二章公路隧道工程施工风险因素..................................................................................112.1项目系统结构风险....................................................................................................112.2公路隧道施工中风险因素........................................................................................122.2.1隧道施工安全风险........................................................................................122.2.2项目主体风险................................................................................................122.2.3地质结构的复杂性........................................................................................132.3公路隧道施工中风险成因分析................................................................................132.3.1隧道施工成因................................................................................................132.3.2项目主体成因................................................................................................142.3.3地质结构成因................................................................................................142.4本章小结....................................................................................................................14第三章公路隧道施工风险评估及方法..............................................................................153.1公路隧道施工风险产生的机理过程........................................................................153.2公路隧道施工风险分级及标准................................................................................163.3公路隧道施工风险指标体系与构建........................................................................183.3.1公路隧道施工风险指标体系分析................................................................183.3.2公路隧道施工风险指标体系构建................................................................20IV 3.4公路隧道的施工风险评估........................................................................................243.4.1风险评估路径................................................................................................243.4.2风险评估流程................................................................................................253.5公路隧道的施工风险评估方法................................................................................253.5.1风险矩阵法....................................................................................................253.5.2专家调查法....................................................................................................263.5.3敏感性分析法................................................................................................273.5.4蒙特卡罗法....................................................................................................273.5.5模糊综合评价法............................................................................................283.5.6层次分析法....................................................................................................283.6本章小结....................................................................................................................29第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险......................................................304.1平凉至天水高速公路关山隧道概况........................................................................304.1.1工程地质........................................................................................................304.1.2工程水文地质................................................................................................314.1.3气候气象条件................................................................................................324.1.4不良地质及特殊岩土评价............................................................................334.1.5隧道涌水段可能引发的地质问题................................................................334.2平凉至天水高速公路关山隧道施工风险评估........................................................354.2.1风险源普查....................................................................................................354.2.2风险分析........................................................................................................354.2.3风险评估........................................................................................................374.2.4概率分析........................................................................................................394.2.5隧道危险单元划分........................................................................................394.3风险评估方法与结果................................................................................................424.3.1专项风险等级标准.................................................................................................424.3.2坍塌事故危险性评估.............................................................................................444.3.3坍塌事故严重性评估.............................................................................................454.3.4隧道施工涌水突泥事故可能性评估.....................................................................454.4本章小结....................................................................................................................46V 第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策..................................................475.1平凉至天水高速公路隧道工程风险目标................................................................475.1.1安全风险目标................................................................................................475.1.2成本风险........................................................................................................475.1.3工期风险........................................................................................................485.2风险源控制前期防护措施........................................................................................485.2.1现场管理........................................................................................................485.2.2安全防护........................................................................................................505.3隧道一般风险源控制措施........................................................................................505.3.1电气设备安全保证措施................................................................................505.3.2安全焊接作业................................................................................................515.3.3洞内防火安全保证措施................................................................................515.4重大风险源控制措施................................................................................................525.4.1洞口失稳及防水控制措施............................................................................525.4.2明洞与暗洞的衔接........................................................................................535.4.3超前地质预报................................................................................................545.5隧道坍塌的控制措施................................................................................................545.5.1钻孔安全保证措施........................................................................................545.5.2开挖及钻孔安全保证措施............................................................................545.5.3爆破施工安全保证措施................................................................................555.6本章小结....................................................................................................................58第六章结论..........................................................................................................................59参考文献..................................................................................................................................60致谢......................................................................................................................................63VI 第一章绪论第一章绪论随着国民经济水平的快速发展，城市与城市之间的交流圈越来越小，交通建设不仅促进社会发展，也加强了城市之间的联系和融合。发达的交通网络能够缓解贫困地区的就业压力，拉动贫困地区经济增长。因此，任何地区的发展，越来越离不开公路建设的发展。近年来我国在高速公路的建设方面取得了十分显著的成绩，早在三年前，我国公路建设的总长度已经位于全球第一[1]。相比较低等级的公路建设而言，高速公路建设具有复杂性、广阔性、危险性等特点，尤其是高速公路隧道工程，其主要是因为隧道施工属于地下工程施工，存在很多不确定因素，因此隧道施工风险管理在高速公路施工中显得十分重要，当然这也是本文研究的重点。1.1问题的提出1.1.1问题提出公路对于我国来讲，它具有阶段性的建设意义。新中国成立之后，我国公路建设才出现公路隧道，它的出现大大缓解了当时的交通运输压力。随着交通运输业的快发发展，公路隧道成为了交通建设最难攻破的环节，公路隧道的建设越来越普及化，成为了一项为“人民服务”的项目[2]。据相关数据表明，我国公路隧道呈现两极化的现象。在积极方面，我国已经拥有世界先进性的建设技术，建设出的“太行山”隧道在里程数上位于全球首位，修建的“风火山”隧道在海拔方面也位于全球首位。这些都是我国在公路隧道方面的优秀成果，从公路隧道的“长度上”和“高度上”均具有世界水平的代表性项目。不过，我国公路隧道施工的过程中，引起的项目事故也非常多。在公路隧道施工的过程中，事故高发的位置主要是隧道口段，由于我国地理环境比较复杂，很多路段都是泥石流、洪水等自然灾害的高发区，所以，如何有效防范特殊地理环境安全事故，已经成为隧道工程施工中重要问题。2006年1月21日，马鹿箐隧道出口段发生突水，造成9人死亡2人失踪，导致直接经济损失7913万元。2010年11月7日，兰渝铁路仁寿山隧道塌方，2人死亡等，2016年，3月28日胶州湾隧道洞体大面积坍塌，7人被困。2017年5月2日，成贵铁路七扇岩隧道发生重大生产安全事故，造成重大人员伤亡[3]。数据显示，2017年底我国政府就公路隧道赔偿的费用已经超过0.81亿元人民币，由此可见，加强隧道工程施工风险管理的研究，如何才能行之有效地防范风险已经迫在眉睫[4]。本课题的研究就是总结前人研究的基础上，结合平凉至天水高速公路隧道工程风险控制现状，从公路1 长安大学硕士学位论文隧道施工风险评估体系及方法的构建，和隧道工程施工的风险评估方面提出了平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策。1.1.2解决办法隧道工程施工风险管理的重点是“防范”，防范的范围应该涉及到隧道工程施工的各个环节，通常，我们都是把隧道工程分成三个环节，即事前、事中与事后。事前包括隧道的规划阶段，隧道工程是否能被政府批准，其决定性因素就是规划阶段所提出的隧道能否带来的利益以及对风险的评估情况；隧道的设计阶段，在隧道设计时，不仅要针对自然环境设计出最适合的方案，还要对可能出现的安全隐患做好预防措施。事中指的就是隧道工程实施的过程中，即使施工人员能够完全按照设计师和管理者的设计进行工施工，但也会经常会遇到一些突发状况，因此在隧道工程实施的过程中，应不间断的坚持风险评估工作。事后指的就是在隧道建立完成之后，对于可能会发生的一些自然灾害做好检测工作，经过全方位的风险管理后，隧道工程发生事故的可能性就会大大减少[5]。做好风险管理能对隧道工程产生三个方面的积极影响。一是风险管理有利于增加项目收入、减少经济损失。在隧道工程的施工中，有三个非常重要的角色，即政府、开发商和承包商，这三方共同承担了隧道项目的总投资[6]。一些目光短浅的项目管理者为了节省运算减少沉没成本，选择忽视风险评估，总是抱有侥幸心理。不过隧道工程的难度和不可预知性非常高，即使忽略了自然因素，只要在施工的过程中稍微有所偏差，就有可能发生事故，之后所造成的一切不良后果都需要政府、开发商和承包商共同承担，而唯一解决的办法就是支付现金。但如果事故涉及到人的生命安全，那么金钱对此也无法进行衡量。对于事故承担方来讲，他们额外支付了补偿款、增加了成本。项目联合机构若能在项目开展之前做好风险管理的各项准备工作，那么就能避免、控制一些事故。二是风险管理有利于隧道工程的顺利开展[7]。隧道施工建设始终是一个非常复杂的工作，隧道的建设过程中，常常会遇到一些问题，这些问题可能在规划设计图中并未提及，但这些问题在具体的施工过程中会一一显现出来，进而带来很多安全隐患，因此为了能够制定解决问题的方案，隧道工程施工风险管理工作就变得越来越关键。三是风险管理工作有利于提高企业的竞争力[8]。一旦隧道工程施工出现安全问题，那么产生的后果必然由项目的负责方（企业）承担一切后果，若是事故比较严重，甚至危害到员工的生命安全，那么企业所面的问题并不仅仅是赔偿问题，会严重影响企业的信誉和口碑。相反，若是企业在承担隧道工程的过程中，没有发生事故、风险管理做得比较好，信誉和口碑2 第一章绪论都非常好，那么该企业的市场竞争力势必会得到大大提升，这对于企业日后的生存和发展具有具有非常重要的作用。1.2研究目的及意义平凉（华亭）至天水高速公路PTKZ-1标全长15.985km，里程K64+050〜K79+826，主要工程为隧道6385m/2座(关山隧道进口段长5063米)；特大桥2264.75mm/2座、大桥1609.75mm/3座、中桥86.5m/1座、通道桥75.56m/3座，天桥85.02m/1座、通道涵6道、涵洞15道。路基填方85.3万m3，路基挖方183.8万m3。由于平凉至天水高速公路关山隧道所处地理环境比较复杂，而总里程数在全国范围内也数一数二，因此平凉至天水高速公路关山隧道工程施工的过程中必须要做好风险管理工作[9-10]。平凉至天水高速公路关山隧道工程附近的地质条件较复杂，当地水土流失比较严重很容易出现山体滑坡、隧道塌方等问题，这些问题对于承建方自身的建设能力提出了更高的要求。本文的研究意义是以平凉至天水高速公路关山隧道工程研究为实例，根据调查和研究对公路隧道工程可能存在的关键风险进行了解，并通过建立一个比较完善的公路隧道施工风险评估体系，以解决在施工过程中可能会出现的问题。由于公路隧道施工风险评估体系是推动后续公路隧道的顺利开展的重要保障，因此在制定公路隧道施工风险评估体系是务必要与项目的实际情况结合起来，并充分分析、调查已投入使用的隧道工程，同时分析一些失败的案例。最后再通过公路隧道研究的成果与平凉至天水高速公路关山隧道工程的实际情况相结合，制定出能够充分解决或是降低施工风险的对策。虽然本文研究所的主要对象是平凉至天水高速公路关山隧道工程，不过其目的就是通过一个代表性案例为日后隧道工程风险研究提供思路。1.3风险研究现状1.3.1国内外风险管理发展历程1.3.1.1国外风险管理发展历程公元前900年左右：风险管理这一概念早在公元前900年左右就已经出现了，只不过在当时这一概念的使用范围比较单一，被用在了航海领域中。由于西方国家非常看重经济的发展，虽然当时没有出现全球经济一体化或是市场经济的概念，不过西方国家大多没有采取闭关锁国的政策，他们将市场中心拓展到了国内及周边一些国家，不过在公3 长安大学硕士学位论文元前900年，没有比海上运输更为安全、方便、快捷的方式。而海上运输时常要受到天气状况、洋流情况、航海水平、工作经验等多方面客观和主观因素的威胁，因而特发事故的发生不可避免。为了能够更好的发展对外贸易，国外发达国家将风险管理概念第一次引入到实际当中[11-12]。在这段时期，这种风险管理被称之为“共同海损”原则。所谓“共同海损”原则就是字面上的意思，在运送货物的过程中，一旦出现一些危害到运输工作的突发事件，船长可根据情况的严重性做出评估，但如果事件非常严重，一度威胁了船上所有成员的生命安全，船长可以放弃货物和工作，优先保护穿上成员的生命[13]。选择保护成员生命，很可能会抛弃船只和货物，按照“共同海损”原则，所有的赔偿都是由运输公司（船只、船员所有公司）以及货物公司来承担。20世纪：在20世纪初期，由于大量的经济贸易往来，西方国家的政治文化交流越加频繁，大量的先进思想不断涌现出来。工业革命的开始也是受到经济发展的大形势影响，原有的人工生产已经无法满足需求，所以产生了适用机器代替人工生产的念头。工业革命可以说是始于企业，企业管理思想也是在此时期得到了发展，因此，当时在法国出现了将风险管理与企业管理结合的新的管理思想，最具代表性的作品就是《工业管理与一般管理》（亨利·法约尔，1916）[14]。在美国，企业管理与风险管理思想的结合晚于法国，主要是由于美国经济发展的速度快速稳定，直到经济危机时期，美国政府才意识到企业风险管理的重要性。为了能够减少经济危机对企业生存发展所带来的影响，当地企业将企业风险管理的概念运用到日常工作当中。通过保险的形式对风险管理提供支持，美国的历史背景构成了当地特有追逐“责任”和“利益”的思想。所以，当时美国在企业经营方面具有非常先进的支持和保障制度。20世纪初期，美国已拥有能够进行企业保险和企业经营的社会组织[15]。因而，这些基础条件能够使企业风险管理运行非常顺畅。工业革命与经济贸易的发展促使美国当地企业事故高发，当地企业对于风险管理工作越来越重视，随着事故种类的增加，其相关的预测和管理类型也在不断增加。不过美国风险管理的发展也遇到很多坎坷，其中有两件引人深思的事故促进了企业管理者重新看待风险管理的重要性。第一件，企业员工非常重视其退休或是失业之后企业能够带给他们一定的保障，其中“钢铁工人”事件就是一个很好的例子。企业忽视了对员工的保障，并且在员工提出条件之后企业并没有接受，导致企业员工罢工事件频繁出现。实际上，这件事件带给企业并不仅体现在企业收益减少，事件发生之后企业口碑急速下降，严重降低了企业的市场竞争力。第二件，“通用公司事件”对于公司内部以及企业经济影响的十分巨大。通用公司是美国的一家代表性企业，由于工厂引发火灾事故，导致通用公司造4 第一章绪论成了巨大损失。基于以上事故，使得美国企业都意识到风险管理并非是简单的“纸上谈兵”，而是应该真正的把它当作重要的学科进行分析和研究。直至20世纪中叶，美国出现了一本影响深远的著作-----《费用控制的新时期----风险管理》（格拉尔，1952）[16]。至此以后，西方发达国家为了进一步推动市场经济的持续发展，均开始对风险管理进行全方位的研究，甚至还提出了风险管理标准。1.3.1.2国内风险管理发展历程我国经济的发展速度十分迅速，我国政府为了能够提高国民的生活水平建设了很多具有建设性意义的社会工程项目。其中最具有代表性的工程就是“三峡工程”，虽然在三峡工程建设之前我国已经出现了风险管理，但我国对风险管理的研究并不长，只能追溯到20世纪80年代，且没有完全普及到各项工作之中，而三峡工程可以说是为风险管理学科的发展开启了新的大门[17]。政府、高校和学者都开始意识到风险管理对于社会和企业的发展都至关重要。因此，我国开始引进国外先进概念和思想。虽然，目前我国风险管理已经稳健发展起来，不过与国外先进思想相比还是比较落后，应该对国外优秀案例加以总结和研究，制定出适合我国实际情况的风险管理。1.3.2国内外隧道风险研究现状1.3.2.1国外隧道风险管理研究进展国外对风险管理的研究较早，但将风险管理理论运用到隧道项目中始于二十世纪中后期。虽然时间不长，但在隧道建设的过程中取得了巨大的收获，规避了很多风险，减少了隧道工程发生的事故。如今，在西方发达国家，隧道风险管理研究的内容还在不断的扩大，已经成为项目建设中不可获取的理论基础。法国、英国、瑞士、奥地利、挪威、日本等发达国家，在21世纪已建成一批特长隧道,还有许多特长隧道在建设或在规划中。21世纪前10年中，我国将有总长155km以上的公路隧道要投入建设，3km以上的特长隧道有数十座，在建和拟建的铁路中隧道含量很大,特长隧道数量很多。北京、上海、广州、深圳、南京、天津将投入巨资构建城市轨道交通网络。20世纪属于隧道风险管理的初期，在此之前，并没有相关理论作为基础，所以在这段时期很多先进的思想被提出。由于隧道建设具有未知性，为了能够让更多人意识到隧道风险管理的必要性，专家提出多种假设，针对这些假设核算成本，再将这些成本进行对比。将在隧道施工过程中可能出现的情况可大致分为三种，第一种，施工单位没有对工程进行风险预测和评估，在实际施工中也没有出现任何事故；第二种，施工单位对工5 长安大学硕士学位论文程进行风险预测和评估；第三种，施工单位对工程没有进行风险预测和评估，实际施工中出现事故。在这三种情况下，成本投入由低到高的排序为“第一种＜第二种＜第三种”[18]。由于时代的发展，很多隧道工程建设已经由政府作为主体转变为政府委托其他企业进行，为了能够减少施工过程中可能出现的事故，就要推出新的理论予以支持。因此，专家提出了新的理论政策，被称之为风险分析理论。可以说，这项理论的出现，标志着风险管理、统计学以及建筑工程学三大理论的结合。随着时代的发展，国外对于隧道风险管理研究的程度不断加深。2012年，英国首先出台了有关于这项工作风险管理的准则，以这项准则为基点，国际组织提供了相关指导方针，其他国家也成立了相关准则，但是这些准则都是以英国出台的准则为蓝本，再集合了本国的基本情况进行制定[19]。全球信息化技术的进步造福于社会和人民，与此同时也能够提高隧道工程施工风险管理的准确性和成功率。2015年相关学者提出了要将风险评估工作涉及到隧道工程实施的各个环节，从隧道工程准备的初期就开始对风险进行评估工作。在工程实施的过程中，由于隧道是地下工程，这就难免会有一些安全隐患是设计师无法完全验证的，因此为了解决这些问题，2016年学者又提出通过工程监控的方式来管理隧道工程，相关管理者能够在第一时间对隧道施工过程中的风险进行管理，规避事故的发生。之后的几年内，隧道工程风险管理日益成熟，最终形成了一个比较完善的系统，涵盖的风险类型仍旧在不断增加，解决这些风险的对策也不断的被探讨研究出来。1.3.2.2国内隧道风险管理研究进展我国的情况可以总结为“双晚”，就是说推开风险管理理论发展的情况不谈，隧道工程的引入比较晚。在隧道工程理论和风险管理理论都不是完善的情况下，要将两种理论结合在一起是一件十分困难的工作。不过专家学者们并没有放弃发展的大趋势，通过借鉴国外一些比较先进的理论再与我国实际情况相结合，虽然时间比较短，但目前在这些领域中依然取得了一定的成就。并于2011年由人民交通出版社了《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估制度及指南解析》。2004年至2010年之间，是我国隧道工程施工风险管理领域发展的重要时期。虽然在此之前我国很多专家学者都对相关理论进行了分析和研究，但是绝大部分的研究内容也都是参考了国外优秀的作品、经验等。其实这样的研究也都是纸上谈兵，并没有一个比较付诸于实际的行动。不过从2010年开始，在政府的支持下，建立了专门致力于隧道工程施工风险管理的组织[21-22]。在此之后，政府为了能够及时了解到国内外先进技术，加强专家之间的联系，多次举办了有关于隧道工程施工风险管理的研讨会、交流会等。6 第一章绪论随着隧道工程施工风险管理理论、技术等方面的进步，企业对于这方面的工作更加重视，不过对于隧道工程实施风险管理的准则并没有及时出台。2012年，我国政府协同专家学者参考世界各国对隧道工程施工风险管理制定的规范准则，制定了属于符合我国国情的特色标准[23]。同年，武汉长江隧道建设势在必行，不过此时，我国在隧道工程实施风险管理的方面已经取得了一定成绩。在大量研究理念、制度和准则的基础上，终于在实践中对这些理论等进行了验证。武汉长江隧道的负责人以研究理念为基础，分析出工程在施工的过程中可能出现的安全隐患，并分析出这些安全隐患可能出现的概率，针对这些问题再提出解决的对策。2010年前后，国内专家学者开始对隧道工程施工风险管理进行研究和分析，经济增长之后人民的生活水平有了比较显著的提升，私家车遍布，进一步增加了交通压力。为了保障社会稳定、便于人民更好地生活，工程师杨嘉诚2015年开始开始对隧道风险管理进行深入研究。不过由于隧道和风险管理在当时还没有结合研究的先例，所以即使他已经意识到两种学科结合的趋势也仍旧没有更好地提出一些新的理论。因此，在这段时期他发表了很多围绕西方国家在此领域中的优秀理论及经验等方面的期刊论文，其目的就是能够让更多的学者了解到目前世界的发展趋势。2016年同济大学地下建筑与工程系教授的黄宏伟对隧道工程风险管理的研究，他能够直观感受到在地下施工过程中所存在的安全隐患[20]。所以在我国引入隧道工程施工风险管理理念时他所提出相关准则发挥了一定的作用。截止到2016年，隧道工程施工风险管理体系在我国已经初步形成，且在实际案例中也得到了一定的运用和验证[24]。国内专家学者于2016年开始对隧道工程风险管理进行了更深的研究，由于隧道施工属于地下工作，一些安全隐患很可能会变形，为了能够减少事故因素的发生，专家学者开始研究影响因素的原因，通过对这些原因的深入研究，进一步控制了施工工程中的不稳定因素，以保证隧道工程能够顺利实施。1.4研究内容及研究方法1.4.1主要内容甘肃省是一个地理环境十分复杂的地区，交通问题一直是当地难以解决的问题。省内公路交通仍旧并不是十分便利，当地的地理环境并不是十分理想，随着社会经济的不断增长，出现了越来越多外出务工人员及假期出游等，进一步提高了交通便利的要求。短途出行时，很多人也许会采用开车的方式，不过甘肃的地理环境比较复杂，开车的安全性必然小于火车。因此，在甘肃，绝大多数人民出行的时候，采用的方式仍旧是公路。7 长安大学硕士学位论文甘肃省公路运输覆盖面并不是很大，并且长度比较长的工程，其建设难度也比较大。经过专家调研，甘肃省的很多路段在建设的过程中，比较适合隧道工程，不过隧道毕竟是在地下施工，真实情况难以辨别，所以难度也大大增加。做好隧道工程施工风险管理研究能够大大减少安全事故的发生，对于平凉至天水高速公路关山隧道工程施工是百利而无害的[25]。在研究的过程中，大致可以分为四部分：一是本文的绪论部分，绪论部分可以说是为之后论述的内容的基础。在深入研究之前，首当其冲的就是做好准备工作，能够及时掌握好目前全球范围内的研究动态。在绪论部分分析了我国隧道工程施工的过程中，安全事故频发，造成的生命财产损失不计其数。为了能够减少安全事故的发生，我国对隧道工程施工风险管理工作的深入研究是势在必行的任务。除此之外，还提出了研究隧道工程施工风险管理的目的及意义，具有承上启下的作用。另外，在绪论部分，最重要的叙述是介绍了风险研究的现状。交代了风险管理的产生，以及之后的发展趋势。与此同时，通过国内外隧道工程施工风险管理现状的分析，从而能够更好地了解我国与国外理论上存在的差距，也大致能够协助本文制定一个研究方向。在本章节的结尾处，指出本文研究的主要内容以及所选用的研究方法，进一步证实本文研究的内容是从当前我国的实际情况为基点，具有一定的真实性。二是公路隧道工程施工风险因素。在本文的第一部分就已经提出隧道工程施工风险管理，实际上是隧道工程与风险管理两种学科领域的结合[26]。想要更深入的研究，就需要更科学的管理公路隧道工程施工风险因素，这些因素主要包含：项目环境要素风险、项目系统结构风险以及项目主体风险。这些影响因素适用任何实际案例，对于隧道工程施工风险来讲，项目环境风险是一种客观因素，设计者可根据先进的技术理论来缓解存在的一些不足，但是却不能从更本上改变，而且环境具有特殊性和独一性，没有任何两个施工环境的情况完全一样，所以，在研究过程中，项目环境是一项非常重要的环节，当然也是项目开展的首要工作。所谓研究项目系统结构风险指的就是研究平凉至天水高速公路关山隧道工程施工可能会出现的风险，因为甘肃的地理环境比较复杂，可能遇到的风险种类比较多，只有对这些风险进行充分研究，方可提出更科学的解决方案。项目主体风险指的就是在施工中各角色可能遇到的不安全因素如施工方、承建方等，而做好这部分的研究才能使本文叙述的更加全面。三是公路隧道工程施工风险评估体系及方法构建。本文的第三部分主要服务于下文，为平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理的研究提供一个指导流程[27]。首先，分析了公路隧道施工风险产生的过程，任何风险都在变化，也许在刚刚出现之前还8 第一章绪论处于萌芽阶段，并不能直接引发安全事故的发生，但是一旦这些风险变化之后就很可能引发事故。其次，提出公路隧道施工风险评估程序和评估方法，也就是说这部分是为下文的研究提供框架，以防止在叙述的过程中有所遗漏。接着，确立了公路隧道施工风险指标体系构建的原则，对于工程的研究一定要确立界限，无论如何改进风险管理的方式，都会不能对当地的自然环境等造成过多的影响。另外，建立公路隧道施工风险指标体系，对于风险管理必须要成体系，防止在研究的过程中出现研究遗漏的问题。最后，制定风险分级及接受标准，在施工过程中可能会遇到相互牵制的风险因素，解决了一项安全指数可能就会扩大另一种安全指数，如何平衡两种安全指数才能防止事故发生。四是平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险评估，按照上文介绍的步骤进行研究，首先对平凉至天水高速公路关山隧道周围的客观条件进行调查研究；其次对平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险进行评估，为解决这些风险因素提供重要基础；最后针对平凉至天水高速公路关山隧道风险评估的结构，提出解决对策。1.4.2研究方法本文力求于通过对平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险的研究，解决目前工程中存在的风险，更为日后隧道施工风险管理提供参考依据[28]。由于隧道工程研究是一件非常严谨的工作，所以在研究过程中一定要多翻阅参考文献，多调查研究国外一些优秀案例，所采用的研究方法为：调查研究法、文献研究法和实证研究法。而在文章第二部分可视为总结隧道工程施工风险管理的共性，那么所采用的研究方法为：定量分析法。第三部分和第四部分，针对平凉至天水高速公路关山隧道工程施工的风险进行分析并提出相应的解决对策，这部分大多采用探索性研究法、归纳总结法以及经验总结法等。隧道工程施工风险管理研究是一项非常复杂的工作，所以所采用的研究方法颇为广泛。9 长安大学硕士学位论文绪论公路隧道工程施工风险因素项目系统结构风险隧道施工风险因素公路隧道施工风险评估及方法公路隧道施公路隧道施公路隧道施公路隧道的公路隧道的工风险产生工风险分级工风险指标施工风险评施工风险评的机理过程及标准体系与构建估估方法平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险平凉至天水高速公路平凉至天水高速公路关平凉至天水高速公路关关山隧道施工风险评山隧道施工风险评估方山隧道概况估法及结果平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险控制对策风险源平凉至天水高隧道一般重大风险隧道坍塌控制前速公路隧道工风险源控源控制措的控制措期防护程风险目标制措施施施措施结束语图1.1研究技术路线10 第二章公路隧道工程施工风险因素第二章公路隧道工程施工风险因素2.1项目系统结构风险在文中，反复提出甘肃的地理环境，主要是由于在施工的过程中一定会破坏当地的环境，地下作业所带来的风险，很大程度上都源于不良的地质条件。而平凉至天水高速公路关山隧道工程较长，所触及到的地理环境处于不断的变化当中，稍有不慎就会引起自然灾害。平凉至天水高速公路关山隧道工程可能引发人员事故：随着社会经济的发展，我国教育文化水平突飞猛进，人们的思想观念也变得越来越先进，个性越来越鲜明，对于平凉至天水高速公路关山隧道工程项目来讲，人员管理难度越来越高。所以在工程实施的过程中，承担方在做任何工作安排前，都要考虑到员工的感受，尊重他们的意见。否则，很容易发生人员暴动或是罢工的情况。平凉至天水高速公路关山隧道工程可能受到施工设备事故的影响：平凉至天水高速公路关山隧道工程具体操作者是员工，而采用的工具被称之为设备。设备在操作的过程中，可能也会出现事故。设备老旧，那么就会影响工程的进度；设备出现故障，很可能对操作人员造成身体上的伤害。平凉至天水高速公路关山隧道工程可能受到监控事故的影响：平凉至天水高速公路关山隧道工程施工的过程中需要项目承担方在工作时时刻关注着施工情况，由于地下工作情况复杂，具体施工工作会受到很多因素的影响，而这些因素很有可能会发生变形。如果没有采取监控管理，那么项目负责人就无法在第一时间内发现问题，一旦安全指数变得越来越小，就很容易引起更严重的事故。平凉至天水高速公路关山隧道工程可能受到水资源事故的影响：水资源深入到我们的生活中，地下施工一不小心很可能破坏用水管道或是污染水资源，对于当地居民的生命安全产生非常严重的影响。平凉至天水高速公路关山隧道工程可能受到周围土地环境的影响：平凉至天水高速公路关山隧道有一段工程周围布满了岩石，并且经过多年风化，随时都有坠落的可能。而地下工作的地点正好在凹底，一旦发生岩石滑落事故，不仅平凉至天水高速公路关山隧道工程遭到破坏，且也会对正在施工的工作人员造成一定的威胁。平凉至天水高速公路关山隧道工程可能受到工程塌方风险的影响：地下工作最难克11 长安大学硕士学位论文服的就是塌方问题，地下情况好坏难辨，防护层遭到破坏，隧道缺少支撑点，很容易发生塌方事故。据调查表明，我国隧道工程中，高发的事故就是工程塌方[29]。平凉至天水高速公路关山隧道工程可能受到有毒有害气体风险的影响：甘肃的矿产比较丰富，尤其是煤炭。当然，很多煤资源没有被开采出来，有些还没有被发现，那么在平凉至天水高速公路关山隧道施工过程中可能会受到煤气的影响。煤炭属于易燃性资源，假设在施工过程中未对煤炭资源给予高度重视，则很容易发生爆炸事件。当然平凉至天水高速公路关山隧道工程受到其他一些风险的威胁，事态严重就会引起事故，为保证员工的生命安全，减少经济损失，加强工程施工风险管理尤为重要。2.2公路隧道施工中风险因素2.2.1隧道施工安全风险隧道项目施工过程中，其有序施工进行的保证是要一个合理并且可行的操作方案在隧道项目确定进行施工之前就要被制定出来。施工前这个综合性管理方案需要含有知识、技术和资料准备，施工进行过程中要进行操作规程、安全管理以及机械设备和人员的合理安排。所以，隧道施工管理方案也是一项艰巨的工程，它对项目的成败起着直接或者间接地决定作用。隧道施工的安全事故在技术人员的操作规范中会产生重要影响，在使用机械设备的过程中对整个施工工期也会造成重要影响。因此，人员的专业技能以及责任意识，也是施工能够顺利进行的必要条件。2.2.2项目主体风险公路隧道工程施工以三个角色为主体，即项目承担方、项目监督方以及项目施工方。三个角色的工作相互独立但又相互联系。项目承担方是整个项目的顶端角色，他们主要对整个项目的全局性进行负责，公路隧道的具体实施方案由项目承担方设计，在具体实施过程中如果遇到困难，项目承担方应及时修改实施方案。公路隧道属于技术性非常高的项目，那么国家一般不会将如此重要的项目交给技术力量不足的施工企业，所以大多数承担方在技术方面都具有一定的领先水平。据调查表明，因技术风险发生施工事故的数量不多。不过项目承担方也受到资金、管理水平、工作细节等方面的限制[30]。项目监督方是整个项目的中心环节，对于风险管理工作来讲，监督方非常重要。监督方即“监理”，其主要是受到房地产产业的影响而出现，但由于房地产的快速发展，监理市场变得越加混杂，竞争性也随之增强。监督方的竞争力主要体现在监督能力、道德素质、自12 第二章公路隧道工程施工风险因素身业务水平等几个方面。除此之外，监督方的职业素养也非常关键，若他们的技术水平较高，那么隧道工程实施的进度自然就会加快，同样工程质量也会得到大大提高。施工方是整个工程的基础，相比前面两个主体来讲，他们的责任就更加重大，施工方直接影响整个项目的进展及水平。除此之外，他们所承受的风险也是所有参与方中最高的一方。施工方是隧道工程的执行者，他们所承受的风险大致可以分为三点：第一点，执行风险，施工方需要执行好工程师的设计，虽然设计的好坏很重要，不过即使有了好的设计没有好的执行者也无法达到预期效果。所以，隧道工程施工的质量、成本、时间、细节都需要施工方的协助，施工方在执行的过程中，切记不能过多破坏安全指标，防止指标失衡，导致安全与质量事故的发生；第二点，隧道工程的总监管由监督方进行，但对于项目执行的监督，则应由施工方进行，他们所监督的是工程的进度、安全指标、突发状况等；第三点，隧道工程的施工方一直受到不法行为的困扰。许多具有关键决定权利的员工在施工的过程中谋私利选用劣质材料，或是出现“二包”、“三包”等现象，这些都可能造成隧道工程在施工过程中出现各类事故[31]。2.2.3地质结构的复杂性相对而言，隧道施工没有地面上的工程施工的条件好，所以地面上的工程施工对地质结构的问题就会较少的进行考虑。建设隧道则相反，它需要对地质结构、环境因素以及人文条件等这些方面的具体内容进行充分地考虑，由此可见，隧道施工的工程难度和复杂性非同一般。在一项隧道施工项目进行规划时，要经过长期的测量和考察，确定进行施工建设隧道的地段，而当地的地形结构、水文条件以及周围环境的问题，有隧道与其他设施的关系、农田占用面积及标准等众多方面的原因，都是必须进行综合权衡的。无论是什么类型的隧道施工，地质水文因素的存在都不能被抛开，同时这为隧道施工项目在很大程度上增添了难度，但是不能够忽视，还有很多问题需要认真处理和解决，因此，能够在隧道施工工程项目中按时完成工程进度是一个相当困难的挑战。2.3公路隧道施工中风险成因分析2.3.1隧道施工成因隧道风险形成的影响因素中，施工所带来的影响是相当关键的，同时也会对隧道的稳定性产生极大的影响。一般情况下，对于公路隧道来说，影响隧道安全施工的有不科学的施工，和对地下水处理不及时所引发。通常情况下，深埋隧道的上部位置都会覆盖13 长安大学硕士学位论文有一层相对比较厚的岩石层，众所周知，岩石的透水性相对比较差，有时候还会出现一定的隔水层，这样就会大大影响到地表水的稳定性能，势必会给公路隧道的施工安全带去风险和影响。加上隧道的上部位置的岩层都相对比较薄，它的透水性就会强于前者，所以，地表水对于一些浅埋隧道的影响最大的。2.3.2项目主体成因项目主体风险成因主要指的是设计的因素。对于所有的公路隧道的设计来说，其主要是隧道断面形式的设计与超前支护的设计，重点就是要依据相关地质勘查的过程中测量数据进行设计和规划，所以其勘查的数据能不能精确到位是防范项目主体风险成因的关键所在。因此，如果在设计中出现了偏差或者失误，那么在今后的施工过程中就会出现设计与现实不吻合的问题，一旦出现这种情况，不能第一时间解决和调整，极易导致支护结构强度不足，而引发隧道的塌方事故。2.3.3地质结构成因通常情况下，我们都是依据不同的产生时期，把地质构造划分为原生构造和次生构造两种类型，在地质学的角度对隧道处的地质构造进行研究的过程中，重点研究对象是次生构造。在地质构造中往往存在断层现象、节理现象和裂隙现象，这些现象的出现都会诱发隧道的塌方事故的出现。在此公路隧道的施工过程中，工程建设的位置大都位于山峡的背斜轴位置处，因此，地质的构造对于公路隧道风险成因有着很大的影响，围岩不具备相对优良的自稳能力，极易导致和引发公路隧道风险呈现。2.4本章小结本章主要是通过介绍平凉至天水高速公路关山隧道工程施工中需要注意的风险因素，从项目主体风险和公路隧道施工中风险因素两方面展开论述，为后文分析夯实基础。14 第三章公路隧道施工风险评估及方法第三章公路隧道施工风险评估及方法虽然政府在项目建设过程中均需要对可能出现的风险进行全面分析，但由于公路隧道施工过程中出现的各类风险具有不定性、复杂性，且与公路隧道施工项目不同，因此，很多风险不可能被完全预知。公路隧道施工属于地下施工，地下施工与地上施工处于两个完全不同的环境中，地上施工如果发生事故，采取补救、营救措施较为方便，但由于地下环境复杂，一旦发生事故，补救工作和营救工作难以开展。甚至有些时候，在采取补救或是营救措施的过程中可能还会发生二次事故[32]。公路隧道工程施工的风险与工作环境有着密不可分的关系，工程实施属于地下作业，地下条件比较复杂且具有一定的独特性，即公路隧道因施工条件不同可能会引发不同类型的风险，各项目的施工环境并不相同，即使表面形态雷同，但构成地貌的元素、成分均存在差异。由此可见，公路隧道工程在实施中，所遇到的安全指数各不相同，如何调整安全指数之间的平衡关系，这就需要更先进的技术予以支持。3.1公路隧道施工风险产生的机理过程公路隧道工程事故多发，承担方为了减少事故的发生，大多进行了风险管理和评估等工作，不过也就像前文所介绍，安全指数的平衡非常重要。某一个指数或是多个指数的平衡性遭到破坏都会引发事故。公路隧道施工若是发生事故那么带来的影响非常严重，首先它所引发的事故程度深，其次事故会带来工作人员人生安全以及机械设备损害。工作人员的生命安全受到损害，对于负责工程的任何企业都是极大冲击，无论是收益、口碑以及长期发展等都会造成消极影响。而对于那些失去生命的员工来讲，他们的家庭也受到了巨大伤害。据调查表明，大多公路隧道事故发生都是由于项目承担方已经在施工时对其风险进行评估，但是这样的评估和预测只是一个大致方面，并不能得到一个准确的数值去衡量，所以公路隧道工程施工风险管理是偏差评估，会随着客观因素和主观因素的变化而变化。有些公路在修建时，往往不会选择在地上修建，而是选择了隧道，其中的原因值得我们深思。综合来讲，其主要是考虑到两个方面，一方面，公路隧道大多修建在山区，甘肃省地貌比较复杂，山区开发程度比较低，很多路段甚至没有完全通车，若是采用地上作业的方式施工地点并不安全，存在山体滑坡、泥石流等安全隐患，但如果隧道建成，即使出现事故，由于车辆都在地下行驶，也能够减缓事故所带来的影响，另一方面，甘15 长安大学硕士学位论文肃省有很多村落，村民的生活大多都是通过务农生活，在路上兴修公路对于土地破坏程度比较大，而且在列车通行之后会给村民生活带来很大影响，例如：生活垃圾增多当地生态环境受到破坏等。不过有些高速路段采用隧道施工的要求要远高于路上施工，由于施工地点是地下，相关专家学者定会事前做好调查工作，调查出的结论与真实情况之间一定会存在偏差，若是偏差值比较小，就不会对整个工程的实施带来过多的影响，不过若是偏差值很大，那么施工方就需要停下手头的工作，由项目承担方重新规划工程。由此可见，公路隧道施工是受到客观地理环境以及所有负责项目工作人员的职业能力的影响[33]。这两种因素能够直接影响工程的展开，不过间接影响因素也很多如：经济、文化等。所以说，隧道工程施工遇到的风险是受到各种因素的共同作用或是一种因素遭到严重破坏而产生。综上所说，想要对平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理就需要对能够引起事故的安全隐患进行量化，通过数据来表现指标的变化情况，当指标达到一个平衡状态时则不会引起事故，当一个指标或是多个指标数波动比较大，那很容易出现事故，在隧道工程施工风险管理的过程中要全面考虑。3.2公路隧道施工风险分级及标准公路隧道工程施工风险等级的确定对于推进工程的顺利开展提供一定的条件，不过风险等级的划分是一项比较复杂的工作。不仅需要对风险突发的可能性进行划分还要对项目发生风险后所产生的消极影响进行等级划分，只有这样方可确保各项工作的顺利开展。如表3-1所示，表示的是通过数学和概率学科结合后，对风险因素的发生的可能性等级进行整理。表3-1风险因素发生的概率概率范围中心值概率等级概率等级描述＞0.315很可能0.03-0.30.14可能0.003-0.030.013偶然0.0003-0.0030.0012不可能＜0.00030.00011很不可能（1）主观影响：项目承担方、施工方等公路隧道工程施工的过程中即使做好了风险管理，但若稍有不慎就有可能引发事16 第三章公路隧道施工风险评估及方法故，事故产生之后项目的承担方也只能通过经济补偿的方式来弥补。不考虑道德问题，发生事故之后项目承担方的收益势必会受到一定的损害。如表3-2所示，表示的就是从经济角度，描述对项目施工方所带来的伤害等级。表3-2施工方收益损害等级后果定性描述轻微一般严重较大灾难性后果等级13425经济损失（万元）＜30100-300300-100030-100＞1000公路隧道工程施工发生事故之后会对事故产生的消极影响进行判定，最直观的方式就是按照事故产生后的伤亡人数来判定。如表3-3所示，表示的就是项目施工引发安全事故之后通过指标伤亡人数进行划分的等级情况。表3-3施工人员伤亡等级后果定性描述轻微一般较大严重灾难性后果等级13245人员伤亡数量死亡（人）-1-212-9大于9公路隧道工程施工发生之后会对整个项目的工期造成影响，有的工期延误时间过长，那么这种情况对于项目承担方来讲很难处理，除此之外，急于赶工期也有很可能出现施工质量降低的情况，所以工期是非常值得划分等级的一项重要指标。如表3-4所示。表3-4工期延期等级后果定性描述轻微较大严重一般灾难性后果等级54435控制工期（月）＜0.010.01-0.11-100.1-1＞10非控制工期（月）＜0.50.5-26-242-6＞24上文已经对具体事故后果划分了等级，不过最有价值的等级划分是制定相对等级。因为相对等级的划分考虑的因素比较全面，涵盖了经济、工期和其他方面，如表3-5所示。表3-5相对等级后果定性描述轻微较大一般严重灾难性经济损失（%）＜0.10.1-11-33-10＞10工期延期（%）＜0.30.3-1.51.5-44-10＞1017 长安大学硕士学位论文第三方经济（%）＜0.50.5-11-33-10＞10（2）客观影响：地理环境、周围环境等公路隧道工程施工发生事故之后对于周围的环境、地理环境都会造成很大消极影响，有时甚至会破坏当地的生态环境，为便于相关机构的工作，对于环境影响指标等级的划分应予以高度重视。如表3-6所示。表3-6环境影响等级后果定性描述灾难性严重一般较大轻微后果等级54321具体情况永久（严重）永久（轻微）长期暂时（严重）暂时（轻微）前文是假设公路隧道工程施工引发安全事故后对具体细节的等级划分，那接下来我们就针对每种等级所造成的影响及施工方是否科学进行研究。如表3-7和表3-8所示，表示的是风险等级以及施工方针对风险等级应该采取的措施。表3-7风险等级的判定情况汇总轻微较大一般严重灾难性概率等级后果等级12345很可能Ⅴ高高极高极高极高可能Ⅳ中高高极高极高偶然Ⅲ中中高高极高不可能Ⅱ低中中高高恨不可能Ⅰ低低中中高表3-8应对风险标准风险等级接收准则处理措施严重不接受不惜代价降低风险高度回避必须采取防范措施，降低风险并加强监测，成低成本不能高于损失中度可接受不需采取具体措施，但需注意观察低度可忽略风险小，不需处理可直接忽略3.3公路隧道施工风险指标体系与构建3.3.1公路隧道施工风险指标体系分析公路隧道施工过程中，一定会对周围的环境等方面造成一定的影响，无路是消极影18 第三章公路隧道施工风险评估及方法响还是积极影响都不可轻视，而施工过程的推进也不能只考虑隧道建设成果，还要对其他因素予以全面衡量，在这种情况下，就需要在构建公路隧道工程施工风险指标体系前掌握其相应的原则。在参考相关文献并咨询了专家学者的基础上，设立六项基本原则，主要包括：一是，公路隧道施工风险指标体系的构建需要满足科学性原则。科学性对于任何工作来讲都非常重要，当然也需要认真遵守，尤其是关系着国民命脉的一些公路隧道工程。公路隧道施工风险因素的确定，既要以自然地理环境为基础，还要参考专家学者的意见，才能提取科学性的风险指标。权重的划分大多都是依赖于专家学者的学识和经验，科学性的高低取决于主观思想，所以在聘用专家时需要进行严格筛查，以保证指标权重的科学性。反复强调公路隧道施工风险指标体系构建的科学性，其主要是由于地下工作环境具有一定的特殊性，在风险因素的制定过程中，应在客观条件的基础上形成主观推论，并不绝对科学性。一旦隧道工程施工发生事故，则所带来的消极影响不计其数，通过科学的管理才能减少事故的发生。二是，公路隧道施工风险指标体系的构建需要满足可操作原则。公路隧道施工风险因素会随着工程的开展而发生变化，其主要原因还是在于地下工作对于资料收集非常不利，材料收集不够的情况时有发生，那么在对化解风险因素时，就需要对方案进行调整。在调整的过程中，不应再引入新的指标，风险指标的建立都是经过多重验证，既查阅大量资料、实地考察，也需要经过专家学者的验证，实现对全局的权衡，所以一个风险指标的确定绝对不是一件简单的工作，因此在对对策进行调整的时候，一定要尽全力保证在原有风险指标的基础上进行调整，使得整个风险指标体系的建立具有可操作性。三是，公路隧道施工风险指标体系的构建需要满足方向性原则。这里的方向性指的是我国经济、政治、文化建设的方向。公路隧道施工项目影响的事务很多，政治、经济、文化等都可能受到影响，这项大工程在施工的过程中，存在的风险因素又很多，即使要求在保持原有环境等因素不发生大改变的情况下，解决施工中的风险。不过，在实际施工中，为了规避施工风险，大部分施工方还是会给周围环境带来巨大影响。因此在公路隧道工程施工开展时需要制定一个方向性原则，这个方向性原则应与本地或是我国政府制定的经济、政治、文化建设等相符，绝对不能影响我国关键政策、方针等。只有构建具有方向性的风险指标体系，在具体施工中才能缩短工期、更高效的完成隧道工程。四是，公路隧道施工风险指标体系的构建需要满足可比性原则。公路隧道施工风险指标的制定要经过多方面对比，方可入选。风险指标之间往往存在相互牵制的关系，一旦一个指标变化另一个或是多个指标都可能发生改变，为了不遗漏不重复风险指标，就需要对这些指标反复对比。对比风险指标至少不能忽视横向对19 长安大学硕士学位论文比和纵向对比，除此之外，每一项风险指标的影响因素都要了解。每一个风险指标都有自己的特性，无论是缺点还是有点都有可能在某一个时间段或是空间段相互转换，所以做好风险指标对比，才能更好的了解每一项指标的意义，在风险管理制定对策或是更改对策时，才能有效化解新危机。五是，公路隧道施工风险指标体系的构建需要满足系统整体性原则。隧道工程施工风险管理绝对不是一件简单的事情，不同的风险因素之间、内部环境与外部环境等都存在着千丝万缕的关系。正所谓“牵一发而动全身”，风险指标的数据量一般都不会太少，实际上随着科学技术水平的提高，考虑因素也变得越来越多，风险指标的数量也变得越来越多。将这些指标有机的串联起来形成体系，才能保证风险指标的合理性，与此同时，所有的风险指标都是为公路隧道工程施工服务，所以它们在本质上属于同一个整体，因而在构建风险指标体系时要做好整体规划工作。六是公路隧道施工风险指标体系的构建需要满足客观可信原则。既然公路隧道工程施工风险管理是通过制定风险指标防止发生事故，那么这就要求制定出的指标必须具有一定的客观性与可信度。风险指标应该是经过实地考察、专家调查等方式总结而出，对于每个风险指标等级划分都要经过多方面考虑，按照一定的依据制定而不是主观臆断，只有通过这样方式制定的风险指标才会更加可信，才有参考价值。3.3.2公路隧道施工风险指标体系构建风险指标是一项非常重要的衡量标准，通过构建风险指标体系，进而来研究隧道工程施工风险管理，这具有一定的合理性。公路隧道施工风险指标体系在建立前，需要了解几个关键性问题，明确公路隧道施工风险指标体系建立的目的：隧道工程施工风险管理的指标，服务于风险管理，同时也是缓解突发事故的重要基础。了解公路隧道施工风险指标体系建立的目的：实现风险管理的安全性、条理性、系统性、便利性等。确立公路隧道施工风险指标体系建立涉及的环节：风险指标应该应用于隧道施工之前和施工之中，不过两个环节的侧重点完全不同，分清评估在不同环节的主次关系是保证公路隧道工程施工顺利开展的保障[34]。首先，在研究公路隧道施工风险指标体系建立时需进一步探讨风险指标的选用问题。风险指标的确定应满足很多条件，并且它也受到很多方面的影响，为了能够得到真实有效的风险指标，就需要做好调查研究并参考相关因素。由于风险指标与各类不同的因素都有着不可分离的关系，所以在制定风险指标之前需要对周围环境、地理环境、政治、文化、经济等客观因素进行深入了解，具体的操作方式可以通过查阅文献、资料，20 第三章公路隧道施工风险评估及方法实地调研以及专家提供意见等共同实现，并且在初定确定风险指标之后还要反复验证，既保证风险指标能够与当地政府或是国家重要方针政策相统一，又要保证将对当地各方面的改变降到最低。提出反复验证风险指标的另一个原因：公路隧道工程施工毕竟属于地下施工，即使经过了多层次多角度全方位的调查研究，不过由于地下环境并不是完全可知的，环境复杂且大多数情况都是通过专家学者主观判断得出的风险指标，难免在实际操作中会存在误差，但由于公路隧道工程的重要性与复杂性不言而喻，即使是一点点误差都可能造成事故的发生，所以要将风险指标的误差降到最低。另外，公路隧道工程施工风险指标体系的建立是以指标为基础，指标属于数学统计领域，将风险因素量化的工作很难开展，且量化后的指标可能会产生一些误差。而假设风险指标的设置与实际情况并不相符，那么量化后的风险指标偏差就会越来越大，因此风险指标的确定必须时刻保证调查的情况是否真实，如此方可确保指标的真实性和准确性，从而为公路隧道施工风险指标体系可行性提供坚实基础。风险指标的设定除了真实有效性的问题外，成本问题也是需要着重考虑。综上所述，风险指标的最终确定是需要优化多种相关因素才能实现。本文主要叙述的是平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理，那么风险指标体系的确定就需要对该路段周围环境、地理环境、政治、经济、文化等多个方面进行探讨研究，在与成本投入等施工因素相结合，优化各个因素才能制定出可行、真实、有效的风险指标体系。其次，在研究公路隧道施工风险指标体系的建立时，需要进一步明确风险指标在工程环节中的重要作用。所谓体系就是一个全面而复杂的集合体，而风险指标就是这个集合体的中心环节，在不同环节它的作用并不相同。风险指标受外界影响比较大，所以在不同的环节使用风险指标，都要根据当前情况做出调整。不过最密不可分的因素可以被视为是我国风险管理以及公路隧道建设的技术，技术水平是一个可变化量，趋势也都是从低到高，所以若提高了技术含量，那么很多风险指标可以删除或调整。另外在公路隧道施工的不同环节可能所采用的评估方式并不相同，那么所用的指标就有可能存在差异，所以风险指标在不同环节作用不同，应该及时调整到最佳状态[35]。最后，在研究公路隧道施工风险指标体系的建立时，需要划分指标层次。体系的建立就是建筑一样，每一层相互作用又相互支持。不过值得注意的是体系会表现为一种总分关系形式，每一层次都是由不同的个体组成，这些个体相当重要；在实际施工中，项目承担方在不同地段或是地理环境所采用的设计方式也不相同，风险指标评估方式也不相同，那么对整个体系进行调整时，就需要在原有的基础进行。21 长安大学硕士学位论文从公路隧道工程施工风险指标体系整体来看，如表3-9所示，公路隧道技术风险评估体系中，项目阶段、施工方法、目标风险、风险因素或是风险事件，均需要在体系中予以准确表明。不过在图中也表现出来在不同的环节所采用的施工方式。在“可行性研究阶段”即“计划阶段”，可根据当地的地理环境、施工方掌握的技术以及其他因素，确定在施工的时候可采用“矿山法、推进机法”，进入“设计阶段及绘图阶段”之后，施工方法没有变化，但是风险因素也就是风险指标明显增加了很多，或者说是更为具体的指出了可能出现的事故[36]。最后是“施工阶段”将施工方式匹配到不同路段，风险因素也被很明确的指出。下面就具体展开说明一下环节风险因素的建立：如表3-10，表示的是工程“计划阶段”风险因素情况。在项目计划阶段，所需要分析调查的风险种类有两种：环境因素和技术水平。在此阶段环境因素的分析并不是很详细的列出，哪种地质类型能够引起哪种事故，而是广泛的进行分析和研究，把握大方向，在此阶段技术水平的叙述主要是广泛的阐述。所以说在公路隧道工程指标体系中，“计划阶段”属于基础调查。如图3-11，表示的是在工程设计阶段和施工阶段，都涉及的“矿山法”的风险因素，在这个环节就能够发现已经将风险因素指标化了，查询起来也更为直观方便。表3-9隧道工程风险评估体系项目阶段施工方法目标风险风险因素和风险事件矿山法地质因素安全、工期成本、环境、第可行性阶段掘进机法三方隧道技术因素盾构法矿山法大变形初步设计阶段安全、工期成本、环境、第掘进机法岩爆三方施工图设计阶段盾构法设备风险山体开裂变形安全、工期成本、环境、第明挖法坍塌三方其他施工阶段掘进机法安全、工期成本、环境、第设备风险、掘金风险盾构法三方进出洞风险22 第三章公路隧道施工风险评估及方法表3-10“计划阶段”风险因素地貌、地质、区域地形对隧道方案影响程度特殊岩土、不良地质对隧道方案影响程度地质因素地质勘查剖面的一些不定因素其他因素辅助坑道特长隧道路线情况新技术的成熟度隧道技术因素技术难度相关工程的可参考度工法选择（掘进机、矿山、盾构法等）其他因素表3-11矿山法施工风险因素风险事件风险因素瓦斯突水突泥环境影响偏压★地形深埋★★★岩性★★地质构造（单斜、背斜、向斜）★★★地下水★★★岩层★顺岩★不良地质岩溶★★煤层及矿藏采空区★★★挤压性地层★特殊岩层膨胀土、冻土、软土常规设计★★设计情况特殊设计★★监控量测设计★★23 长安大学硕士学位论文断面★★隧道长度★★类型★★长度★★辅助坑道位置★★坡度★★★断面大小★★3.4公路隧道的施工风险评估3.4.1风险评估路径公路隧道施工风险评估的基本程序大致可以分为五个关键步骤，这些步骤是取自项目的共性而设置，若在工程实施的过程中有变化，那么可根据实际情况对风险评估步骤进行重新修订：步骤一：分析初始风险，经过实地考察以及查看文献深入了解当地的地理环境，分别确定各种风险因素造成的损失和对目标风险发生的大小概率；步骤二：分析各风险因素的影响程度(权重)，计算出各项指数的平衡值，每一项风险达到何种程度就能够造成事故的发生或是某一种指数扩大会给整个项目的建设带来怎样的影响。步骤三：确定风险等级：在隧道工程工程实施的过程中难免会遇到两个或是多个风险同时出现的情况，该如何优先解决风险，是由项目承担方在项目开展之前划分完毕，风险的出现大多都是一瞬间的事情，所以通过风险等级的划分能够帮助施工员工及时消除安全隐患。步骤四：确定解决对策：由于地下施工风险分析出的结果很可能与实际施工中存在较大差异，因此在制定方案时，可以采取多种方案相结合的方式进行。步骤五：确定剩余风险：隧道工程施工遇到的风险是一个不断变化的集合体，通过事前考察、分析和评估得出的结论很可能只是其中一部分，在实际操作中会出现多种多样的情况。例如：在实际操作中才被发现的风险、为了解决已经评估到的风险而产生的新安全隐患、解决力度不到位、风险未完全解决等，我们将这些风险称之为“剩余风险”，风险管理者必须要重新评估剩余风险，以防止风险扩大化引起事故[37]。24 第三章公路隧道施工风险评估及方法3.4.2风险评估流程如图3.1所示，表示的是在公路隧道施工风险评估的流程。开始预设计检查资料风险因素再识别风险因素评估降低风险等级对策评估对策作用不能接受风险等级是否接受可以接受剩余风险结束图3.1公路隧道施工风险评估3.5公路隧道的施工风险评估方法以专家调查法为主线，综合运用风险层次分析法、矩阵法、模糊综合评估法、头脑风暴法等方法。公路隧道工程在施工过程中出现的风险类型并不相同，在进行评估工作时，需要彼此衡量找出最适宜的一种风险评估方式。俗语讲“对症下药，才能药到病除”。要想选出合适的风险评估方法，首先就要了解这些评估方法的用途及运用条件。3.5.1风险矩阵法风险指的就是不好事件出现的可能性与概率，而可能性又涵盖了风险种类出现的概率。风险矩阵法其实就是将隧道工程施工中调查出的风险进行记录，之后在将这些风险进行划分。每个风险需要确定其等级以及引起事故发生的可能性，结合概率学科与风险25 长安大学硕士学位论文管理学科，通过数字来表示显得更直观、准确。之后将“风险、等级、发生概率”按照风险矩阵整齐进行排列。例如：风险的等级可以用“非常严重、严重、一般、较小、非常小”等判定方式，也可以采用数字的形式——“1-5”进行表示，每位数字对应危险等级，即“由低至高”，风险发生的可能性也可以通过这种形式表示，为了更好区分两种因素所采用的数字，可使用“阿拉伯数字”和“罗马数字”。如表3.12所示，表示的就是风险矩阵图（风险矩阵法）。风险矩阵法是一种二维表格，主要用于分析一些隧道工程施工中的潜在风险，其特点是便捷直观，在隧道工程施工风险管理中大多都采用风险矩阵法[38]。表3-12风险矩阵图表事故发生的严重程度事故发生的可能性非常危险严重一般微弱Ⅰ严重严重严重严重高Ⅱ严重严重严重中等Ⅲ严重严重中等低Ⅳ严重中等低可忽略Ⅴ中等低可忽略可忽略Ⅵ低可忽略可忽略可忽略低3.5.2专家调查法专家评估法实际上是由德尔菲法和头脑风暴法组成。在隧道工程施工的风险管理中，几乎都会采用头脑风暴法。隧道工程管理方需要聘请一些在风险管理学科领域颇有建树的专家学者，由他们共同制定不同的风险权重，权重的划分需要根据实际情况而定，不同的项目划分风险权重可能会不同。在划分好隧道工程施工风险权重之后，还需要召集这些专家学者针对风险种类、权重制定出解决安全隐患的对策。头脑风暴法是对参与人员有着较高要求的评估方法，它几乎完全依赖于专家学者掌握的知识水平，所以在选用专家学者时，需要仔细参考这些人员的职业能力。采用头脑风暴法进行隧道工程施工风险管理是一种不错的选择，其主要因为隧道工程在地下开展，能够获得的信息、资料比较少，在信息不对称的情况下采用这种评估方式非常安全且有效。提及到头脑风暴法，我们就会进一步联想到德尔菲法，专家学者都非常坚持自己的观点，所以在隧道工程施工过程中，无法避免专家学者意见相悖现象的发生，在这种情况下，可采用德尔菲法来26 第三章公路隧道施工风险评估及方法解决类似问题。可以说，德尔菲法是一种通过匿名函件交流的方式予以实现，这种方式可以让大家畅所欲言且不会被一些外部因素所影响，同时也不会轻易妥协，所以往往通过此方式评估的工程风险都会经过多次交流才能实现[39]。3.5.3敏感性分析法顾名思义这种评估方式的重点在于“敏感性”，其实也就是隧道工程施工风险中的重点风险，通过划分风险等级和权重，找出最致命的风险，在制定解决风险对策时，需要将解决或是降低关键风险发生的可能性放在首位，关键风险指的就是“敏感性”风险，这种风险可能会单独存在，也有可能会多个存在，所以在划分权重时，不要盲目追求“独一个”。如图3.2所示，能够看出敏感性分析法比较适合于分析一些能够导致资金投入变化的风险，且在制定方案的过程中，可先制定出多个解决方案，在通过两两对比的方式选择出最优方案[40]。y0x图3.2敏感分析法3.5.4蒙特卡罗法蒙特卡罗法（MonteCarlomethod）这种评估方法是概率科学与风险管理科学结合的最好体现。通过这种评估方式需要构建一个概率空间，列出隧道工程施工已知的风险，与此同时要对这些风险进行量化，再从中随机选择一些风险因素作为“样本”，之后讲这些风险因素随机组合分别计算出数值，然后要将这些数据按照一定原则排序，再将这些结果反馈给专家学者，将这些数据作为解决对策的参考依据。蒙特卡罗法这种评估法适27 长安大学硕士学位论文用于项目风险比较复杂繁琐的情况，但是它的缺点很明显，样本选用的少，则得出的数据没有说服力，使得项目施工风险管理不准确；样本选用的多，则会大大增加计算时的工作量，导致项目施工风险管理的工期延长[41]。3.5.5模糊综合评价法在叙述模糊综合评价法之前需要了解Fuzzy数学[42]。Fuzzy数学起步较晚，不过它能够更好的与信息技术相结合，因为近几年越来越多的领域开始使用Fuzzy数学，对它的需求量也越来越大，很多专家学者都希望试着设计出“模糊计算机”，进而能更好的处理相关信息。隧道工程施工一部分风险因素具有固定性，一部分风险因素则具有不确定性，不过即使是确定的风险也无法确定其发生的可能性，因此在隧道工程施工风险管理中可采用模糊综合评价法。具体评估方式：专家学者需要对每个风险因素划分等级和权重，利用Fuzzy数学理论建立模型，可能出现的模型可能有好几种类型，不过可通过归纳总结的方式，确定最准确的方案，也可以看作是“归纳共性”，由于隧道施工风险本身就是不确定的因素，采用模糊综合评价法非常适合。3.5.6层次分析法层次分析法（AnalyticHierarchyProcess）这种评估方式产生于20世纪70年代，虽然这种分析法出现的时间并不长，但从近年来的发展趋势来看，很多项目在建设过程中都会采用层次分析法。这种评估方式的优缺点十分明显，其优点是操作起来比较简单，涉及的数学理论难度不高；它具有很强的条理性和系统性，在评估的过程中不易漏项；它所涉及的数据量不大，计算起来也比较方便。其缺点是风险因素在评估的过程中，几乎都需要量化，不过通过层次分析法量化的数据并不多，但是专家学者对其定性因素的比较分析比较多，定性本身就是一种主观的判断，因此就会产生一定的偏差，若偏差值小，那么对于风险评估准确性就不会造成太多影响，但若是偏差值过大，则很有可能造成风险评估的不准确；这种评估方式很大程度上都是运用于从多个风险管理方案中选择最优对策，不过若是设计出新方案就不能适用这种评估方式；看似工程施工风险采用了这种评估方式非常有条理性，数据按照层次进行分布，越上层的数据计算起来越简单，但越下层的数据计算起来就越复杂。由此可见，采用层次分析法时需要与其他评估方式共同进行。上述可以用到隧道工程施工中的风险评估方式，都各自拥有优缺点，并且适用的范围也是多少存在区别的。在实际工作中，大多采用两种或是多种评估方式组合实现对隧28 第三章公路隧道施工风险评估及方法道工程施工风险的预控与管理，也可根据不同情况做出调整。由于我国风险管理学科起步比较晚，对隧道工程施工技术水平也没有处于全球领先位置，所以大多采用的评估方式都需要聘请专家学者，依靠他们的技术和经验，从而制定出能够规避隧道工程施工中的风险对策，这种评估具有一定的主观性，因而在项目实施的过程中应该根据客观条件及时做出整改。3.6本章小结根据本章节的相关研究，最后用定性评估法对平凉至天水高速公路关山隧道工程的顺利开展夯实坚实的基础，虽然没有具体说明平凉至天水高速公路关山隧道工程的开展情况，但在一定程度上明确了后续章节的研究方向，使得我们更明确平凉至天水高速公路关山隧道工程在施工过程中出现的安全风险，同时应明确了风险指标与风险因素的评估等内容，为更好的制定风险应对措施夯实基础。29 长安大学硕士学位论文第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险4.1平凉至天水高速公路关山隧道概况4.1.1工程地质本标段位于陇东黄土高原丘陵沟壑区。黄土梁峁起伏，沟壑纵横，区内最高点位于关山梁顶，海拔2624米，最低点位于起点外，海拔1375米，相对高差约1249米，总体地势西北高东南低。路线所经地区地貌，如果按成因类型划分，主要可分为构造剥蚀中山区、构造剥蚀低中山区和河流侵蚀堆积区三大类型。构造剥蚀低中山区主要为黄土堆积侵蚀梁峁地貌(含黄土堆积侵蚀长梁地貌)，而河流侵蚀堆积区主要为河谷川台地貌。线路自刘店至店峡段贯穿六盘山南延部分的关山梁，地势东南高、西北低，地势陡峻，自然坡度400～600，峰峦叠嶂，沟谷纵横，坡陡谷深，受地址褶皱构造的控制和流水剥蚀切割作用形成脊柱状岩质山体和交迭起伏的低山谷底，属中山地貌。地下水赋存于岩石裂隙中。图4.1关山隧道地貌图为了能够更好的研究本工程项目，就需要对本工程项目的地质情况进行简要的论述。经过调查表明，在本次研究中，可以从地质结构、地层岩性以及地应力三方面进行分析。平凉至天水高速公路关山隧道施工路段的表层基本上由第四系覆盖。第四系是距离21世纪最近的一个地质年代，地面上都是由一些沙土碎石等松散堆积物组成。不过值得注意的是，这些松散堆积物均处于隧道口，隧道口呈现外高内低的状态，很容易出现碎石下滑的情况出现。据测量，这些碎石距离地面的高度大致是7-12米。平凉至天30 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险水高速公路关山隧道施工路段基本体现了甘肃地区地质的基本条件，即土壤以黄土为主。黄土的基本情况：黄土的粒径0.005毫米～0.05毫米，黄土比较干燥，其主要是因为当地天气干燥所致[43]。不过黄土遇到水后，很容易出现下陷情况，因此平凉至天水高速公路关山隧道工程的路段极易发生山体滑坡、泥石流等事故。4.1.2工程水文地质本地区地下水比较丰富，大气降水是本地区地下水的主要来源。通过研究可知，本工程项目所在地区，其地下水位较高、沟谷切割较深，地下水的排泄主要以基岩裂隙水的形式向沟谷底汇流。泉水出露高程2235～2259m，枯水季节泉水流量一般小于0.5L/s，阴坡沟谷单泉流量为1.2L/s～1.0L/s（碾盘子村前），阳坡沟谷单泉流量为0.7L/s～1.0L/s（桥子沟口）。图4.2关山隧道平面示意图根据现有的关山隧道勘察资料可知，关山地区岩层渗透系数K=0.04m/d，每延米小时最大估算流量Q=0.29m3/h。基于地表水和地下水的水质分析资料可知，关山地区的水质较好、无污染、矿化度低，对混凝土没有腐蚀性，可作为施工用水。管区地下水主要赋存于残坡积孔隙、基岩风化壳及节理裂隙（构造）中，地下水类型主要分为第四孔隙水及基岩裂隙水。平凉至天水高速公路关山隧道施工路段的水文地质，可细化为三个部分，即隧道入口、隧道内部以及隧道出口。如表4-1所示，表示的是隧道入口、隧道内部以及隧道出口的水文情况。在对隧道施工路段进行风险调查时，需要调查三个隧道路段的具体长度、单位正常涌水量、正常涌水量、最大涌水量以及基本属性，从而更好的推进平凉至天水31 长安大学硕士学位论文高速公路关山隧道工程施工风险管理工作的顺利实施。表4-1平凉至天水高速公路关山隧道水位地质调查表单位正常涌水正常涌水量最大涌水量段落长度属性量（m3/d.km）（m3/d）（m3/d）断裂构造裂缝水中等富31981821578217958进口段水段4320800351010352构造裂缝水弱富水段25161442382519258岩溶裂缝水中等富水段洞身段落2100240481960构造裂缝水弱富水段出口段417351020584172构造裂缝弱富水段4.1.3气候气象条件本标段线路位于我国黄土高原地区，受流水等外力作用，水土流失严重，形成千沟万壑、支离破碎的黄土地貌。黄土层分布连续、厚度大，以孔隙含水地层为主。由于黄土高原沟谷深切、地形破碎、干旱少雨，导致地下水的分布具有明显的差异，含水层具有较大的区域性分布和小面积断续分布的特点。沿线地下水类型按其赋存条件和含水层性质可分为黄土梁峁孔隙水、河谷松散沉积物孔隙水、山地基岩裂隙水三大类型。路线所处地区属于典型的大陆性季风气候地区，在甘肃省公路气候区划中属于陇东、陇西黄土高原温岭气候带。该气候带的主要特征为春、秋短促，气温变化比较剧烈，河谷川区夏季炎热，高原和山地夏季较凉爽，冬季较长，也较寒冷，东南部降水多，西部降水少。项目区域跨越了平凉市的庄浪县、静宁县境内，年平均气温为7.4～7.9℃，年平均降水量为422.9～547.8mm。该段气候条件主要包括温带季风气候、亚热带季风气候、温带大陆气候以及高山高原气候。因此，部分地区的降雨量并不多，常年气候比较干燥。甘肃省冬季的天数要比夏季时间更长一些，且春季和夏季之间过渡较快，每当夏季一到，气温就会明显上升，到了秋季气温就会快速下降。根据调查表明，甘肃省全年的平均气温在1℃至17℃之间，由于省内既有高原又有盆地，所以很多地区的气温差距比较大。平凉至天水高速公路关山隧道施工路段位于温带季风气候，季风气候的特点是夏季高温多雨、冬季寒冷少雨，所以当地的降水量随季节性变化比较明显。如表4-2所示，平凉至天水高速公路关山隧道施工路段地区在1975年7月突破了当地有史以来的高温记录——37.2℃，其在1993年1月突破了当地有史以来的最低气温记录——-31.1℃。平凉至天水高速公路关山隧道32 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险施工路段地区在1977年出现了最大降水量——909.3mm，最低降水量达到350.9mm，月份最大降水量出现在7月——123.8mm，而在2008年，本地区日降水量达到108.4mm，突破当地历史记录[44]。4.1.4不良地质及特殊岩土评价平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险受不良地质和特殊岩土的影响，这些因素很可能引起山体滑坡等事故，为了尽量杜绝这些事故的出现，下面就分别对这些事故进行叙述。甘肃省是煤炭大省，所以含有有毒有害气体的可能性并不大。平凉至天水高速公路关山隧道路段入口部分地势较高，而隧道内部则地势比较低，并且多为白垩系砂岩夹泥岩，表面还缺少植被，因此在工程建设时，可能会出现落石等现象。平凉至天水高速公路关山隧道工程路段膨胀岩的占有量比较多，其特点是固定难度大，若遇到强降雨，则很有可能发生变形，但由于当地的黄土性质并不明显，所以出现下陷的可能性并不大。平凉至天水高速公路关山隧道路段最易出现的问题就是山体滑坡。平凉至天水高速公路关山隧道路段长度比较长，但存在山体滑坡的路段主要有两个部分：一是平凉至天水高速公路关山隧道出口右侧，属于典型的山体滑坡路段，不过受到河流的借力，可将一些碎石等带走，确保平凉至天水高速公路关山隧道工程在施工过程中所受影响并不明显。二是平凉至天水高速公路关山隧道出口上方，属于典型的山体滑坡路段，它会对平凉至天水高速公路关山隧道造成一定的威胁。4.1.5隧道涌水段可能引发的地质问题相对而言，平凉至天水高速公路关山隧道工程路段的涌水现象是一项比较突出且难以解决的问题，造成该问题的主要原因就是因为当前路段的地表水和地下水都存在同样的问题。地表水受到稀松土壤和砂石的影响，较易出现渗失现象，而地下水的问题，一直都是难以攻克的关键问题。从甘肃省自身的自然条件与气候环境来讲，气候常年干燥，且疏排问题相当严重，一些路段缺少水资源，一些路段又存在涌水问题，在这种两级分化的情况下，很可能出现路段塌方问题。如表4-2所示，表示的是处于平凉至天水高速公路关山隧道路段的地区涌水量问题。33 长安大学硕士学位论文表4-2平凉至天水高速公路关山隧道路段涌水量问题富水性径流模数影响宽度：涌水量段落长度：m分区（m3/d.km）km（m3/d）进口段I321512411.55782II432080013541洞身段I256012001.83985II19903000.7482出口段II417265012066表4-3为平凉至天水高速公路关山隧道路段涉及的周围岩石划分的情况表。根据图表所示，地层岩性主要包含白垩系砂石岩夹泥岩、断层破碎带及影响带、白云层、震旦系白层岩、震旦系及第三系接触带、第三系泥岩夹砾岩、第三系与三叠系接触带以及三叠系砂岩夹砾岩等。表4-3平凉至天水高速公路关山隧道岩石划分结构里程范围长度:m围岩分级地层岩性性质YK74+746-YK75+030284V白垩系红褐色砂岩加泥岩洞门、较破碎关山YK75+030-YK78+6203590IV白垩系红褐色砂岩加泥质砂岩较完整隧道YK78+620-YK78+910290V白垩系红褐色砂岩加泥质砂岩破碎右线YK78+910-YK79+826916IV白垩系红褐色砂岩加泥质砂岩较破碎ZK74+780-ZK75+010230V白垩系红褐色砂岩加泥岩洞门、较破碎关山ZK75+010-ZK78+6103600IV白垩系红褐色砂岩加泥质砂岩较完整隧道左线ZK78+610-ZK78+910300V白垩系红褐色砂岩加泥质砂岩破碎ZK78+910-ZK79+826916IV白垩系红褐色砂岩加泥质砂岩较破碎关山K0+000-K0+06868白垩系红褐色砂岩加泥岩洞门、较破碎隧道斜井K0+068-K0+818750白垩系红褐色砂岩加泥质砂岩较完整关山K0+000-K0+026.726.7V角砾碎石土加砂岩、泥岩碎块破碎隧道竖井K0+026.7-K0+304277.3IV砂岩加泥岩较破碎34 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险4.2平凉至天水高速公路关山隧道施工风险评估4.2.1风险源普查施工作业程序分解后，根据设计说明中的钻探、野外观察、孔内原位测试、室内岩石试验资料及地质测绘和物探结果，将隧道围岩分别分为三个区段。（1）进口段：围岩埋深0-35m，属于半岩质半土质，拱顶出露碎石、下伏基岩、风华强烈、岩体破碎、软硬不均，围岩完整性和自稳性均较差，易塌方冒顶，地表有泉水出露，地下水丰富，开挖后洞室有线流状滴水，穿越S304省道及常流水河谷，有可能引起地面下沉，沟谷地表水易下渗软化围岩。（2）洞身段围岩埋深35-490m，属于白垩系红褐色-青灰色夹薄层泥质砂岩及泥灰岩，中厚薄层状、产状变化大、层间结合一般，以较硬岩为主，遇水易软化。岩体发育，产状变化大，岩体垂直层面发育两组节理，局部呈碎裂状、岩体较破碎、软硬不均，围岩完整性和自稳性均较差，易塌方失稳，地表有泉水出露，地下水丰富，开挖后洞室有线流状滴水，穿越S304省道及常流水河谷，有可能引起地面下沉。垂直层面发育两组节理，中厚～薄层状、软硬不均、围岩自稳性一般，开挖后拱顶易掉块，地表沟谷有常年流水。围岩等级为Ⅵ～Ⅴ，Ⅳ级围岩长4028m，占全长88%，Ⅴ级围岩长531m，占全长12%。（3）出口段处于较缓坡地段，表层覆盖第四系崩坡积碎石土层，下伏基岩为白垩系红褐色-青灰色含砾砂岩夹泥质砂岩、砾岩。中厚-巨厚层状，层间结合较差，以硬岩为主，泥质砂岩属较软岩，为层间软弱夹层遇水易软化。垂直层面发育两组节理，完整性较差，自稳定一般。4.2.2风险分析如表4-4所示，主要表示出可能出现的风险为土壤变形、隧道塌方、泥石流、施工事故等。对于项目的承担方来讲，他们必须要考虑到整个项目的成本投入、施工过程中是否存在一定的安全隐患、项目所处环境是否利于施工等。35 长安大学硕士学位论文表4-4平凉至天水高速公路关山隧道施工风险评估指标阶段施工方法目标风险风险事件大变形塌方安全、成本、工期、突水突泥施工阶段矿山法环境、第三方进出洞风险岩爆其他如表4-6所示，表现的是平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险的检验表。在表中可以看出，塌方是引起地质岩性发生变化的主要原因，因塌方所导致的后果相当严重，它不仅会对已完地段造成损害，同时也会危及到施工人员的生命健康，导致项目承担方造成直接性的经济损失。地质构造的风险以塌方为主，突泥突水和地面大变形为辅，平凉至天水高速公路关山隧道施工路段的不良地质产生的后果仍然以塌方为主。平凉至天水高速公路关山隧道路段含有的特殊岩土是湿陷性黄土和膨胀岩，湿陷性黄土很可能引发洞口失隐，但相反，膨胀岩对隧道施工的影响比较大，既能够引起塌方还能引发大变形。但最担心的问题是设计情况及隧道结构，设计情况是根据对隧道的要求进行设计，从这点来说，它必须要具备隧道的一些功能，不可随意删除；针对平凉至天水高速公路关山隧道的塌方、突泥突水、变形等风险，急需提出缓解和解决该类事故发生的措施，而隧道结构部分与其情况相同[46]。综合来说，平凉至天水高速公路关山隧道工程的辅助结构受到风险因素的影响比较集中，基本上以突泥突水为主。表4-5平凉至天水高速公路关山隧道风险因素验证表风险因素塌方突水突泥大变形洞口失隐其他第四系砂质黄土★第三系泥岩★★白垩系砂岩加泥岩★★地质岩性白垩系砂岩加泥岩★★震旦系白云岩★玄武岩★★断层泥砺★★36 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险构造角砾岩★震旦系与上第三系不★整合接触带上第三系与三叠系不★整合接触带构造F4断层★F5断层★F1-4断层★岩爆★地下水★滑坡★岩溶★不良地质落石、危岩★有害气体★膨胀岩★★特殊岩土湿陷性黄土★★常规设计★★★设计情况特殊设计★★监测设计★★截面★隧道结构里程★★深度★种类★长度★辅助结构方位★坡度大小★截面大小★4.2.3风险评估（1）风险估测方法选择37 长安大学硕士学位论文风险估测是采用定性或定量的方法对风险事故发生的可能性及严重程度进行数量估算。本工程采用LEC法进行风险估测；其中L表示发生事故的可能性大小；E表示人体暴露在这种危险环境中的频繁程度；C表示一旦发生事故会造成的损失后果；风险值D=LEC。D值越大，说明系统危险性大，需要加大安全措施，或降低事故发生的可能性，或减少人体暴露与危险环境中的频繁程度，或减轻事故损失，直至调整到允许范围内。（2）量化分值标准为了简化计算，将事故发生的可能性、施工人员暴露时间、事故发生后果划分为不同的等级并对其进行赋值，详见表4-6、4-7、4-8所示。表4-6事故发生可能性L等级划分及赋值分数值事故发生的可能性分数值事故发生的可能性10完全可以预料1可能性小，完全意外6相当可能0.5很不可能、可以设想3可能、但不经常0.1极不可能表4-7人员暴露时间E等级划分及赋值分数值暴露于危险环境的频繁程度分数值暴露于危险环境的频繁程度10连续暴露2每月一次暴露6每天工作时间内暴露1每年几次暴露3每周一次或偶然暴露0.5非常罕见暴露表4-8事故后果严重程度等级划分及赋值分数值发生事故产生的后果分数值发生事故产生的后果10010人以上死亡7严重403—9人死亡3重大、伤残151—2人死亡1引人注意根据D=LEC，便能计算出作业危险程度，并判断评价危险性的大小。其中，最关键的环节就是确定各个分值及对乘积值的分析、评价和利用。将结果按下表分级。表4-9LEC法评估结果分级D值危险程度D值危险程度>320极其危险，不能继续作业20—70一般危险，需要注意38 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险160—320高度危险，要立即整改<20稍有危险，可以接受70—160显著危险，需要整改（3）风险估测按照LEC法将计算结果填入下列表中。表4-10LEC法风险估测计算风险源风险估测序号事故发生的人员暴后果严风险大作业内容潜在的事故类型可能性L露频率E重程度C小D1洞口挖掘作业坍塌机械伤害363542洞口施工支护钢拱架坍塌363543洞口支护喷射混凝土坍塌363544钻孔坍塌机械伤害66155405盲炮检查和危石清理坍塌放炮66155406初期支护坍塌664014407涌水、突泥溺水、掩埋10.54020从计算结果可以看出，初期支护阶段易发生坍塌事故。同时，在钻孔和找顶作业中，也应采取必要的监控措施加强防护。4.2.4概率分析每个后果所发生的概率等于沿着一条连接初始事件和后果的完整事件链中初始事件发生的概率与各个中间环节事件发生的概率的乘积。根据事件链的后果将事件链进行分类，相应定义出每类后果及结果状态，它们的发生概率等于所有后果发生的概率之和。一个特定的事件链发生频率，即Aij的正确数学计算表达式如下：Aj,k=A(ESj,k)=jp(ESj,k|IEj)，（4.1）式中：j代表第j个初始事件发生的概率；ESk表示不包含IEj的第k个后果事件发生的概率；p(ESj,k|IEj)表示事件序列的后果发生的条件概率。4.2.5隧道危险单元划分根据隧道现场勘察设计资料和设计图纸，以及我项目相关人员对隧道的实地考察，并对隧道危险单元划分及风险分析如下：（1）隧道洞口ZK64+295～+412(YK64+285～+390)属于第四系冲积覆盖第四系冲39 长安大学硕士学位论文击粉质粘土，可塑状,土质疏松，属于浅埋段，不易成洞。局部围岩属震旦系灰岩层，以强风化为主，岩体破碎，稳定性极差，局部有淋雨状渗水。开挖后易冒顶、坍塌，围岩为Ⅴ级。（2）隧道洞身段:其中①ZK64+325～+400(YK64+314～+400)该段围岩埋深15～30m,岩性为震旦系灰岩，中风化，呈中厚状，节理发育，局部夹方解石脉，自稳能力较差，岩体易破碎，地下水贫乏，雨季时局部有滴水主要为Ⅴ围岩，围岩以较硬岩为主。②ZK64+400～+500(YK64+400～+500)该段围岩埋深35～73m,岩性为震旦系灰岩，中风化，呈中厚状，节理发育，局部夹方解石脉，自稳能力较差，岩体易破碎，地下水贫乏，雨季时局部有滴水主要为IV围岩出现；③ZK64+500～ZK65+200(YK64+400～YK65+500)该段围岩埋深73～123m,岩性为震旦系灰岩，中风化，呈中厚状，节理发育，岩体破碎，局部有白云岩化现象，地下水贫乏，雨季时局部有滴水主要为Ⅲ围岩出现；④ZK65+200～ZK65+400(YK65+200～YK65+400)该段围岩穿越震旦系灰岩，受不整合接触带影响，岩体风化严重，较破碎，自稳能力较好。局部有白云岩化现象，地下水贫乏，雨季时局部有滴水主要为Ⅵ围岩出现；⑤ZK65+400～ZK65+800(YK65+400～YK65+800)该段围岩穿越震旦系灰岩及新近系砂质泥岩，洞身上部冲沟发育，沟道内覆盖层较薄，受不整合接触带影响，岩体风化严重，较破碎，呈镶嵌破碎结构，自稳能力较差。出露围岩主要为Ⅴ级。⑥ZK65+800～ZK66+050(YK65+800～YK66+100)该段围岩地层岩性砂质泥岩夹砾岩，砂岩，属软岩，较破碎，完整性差，出露围岩主要为Ⅴ级。⑦ZK66+050～ZK66+151(YK66+100～YK66+194.5)该段围岩地层岩性为新近系砂质泥岩夹砾岩，砂岩，属软岩，较破碎，完整性较差，自稳性一般，开挖后易沿层理滑塌、掉块，出露围岩主要为Ⅴ级。（3）隧道出口段：隧道轴线与岩层走向交角30°～35°，坡面呈缓坡状，上覆盖积粉质粘土，厚约2.2m,系农田，岩层总体风化强烈，破碎，埋深较浅，开挖后易沿层理滑塌、掉块，出露围岩主要为Ⅴ级。（4）二衬施工属于高空施工，存在人员高空坠落和高空坠物等危险因素。（5）空压机等特种设备存在使用过程中出现故障的危险因素。40 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险表4-11平凉至天水高速公路关山隧道工程总体风险评估的指标分值标准评估评估指标分类在建实际情况备注分值分值1、V、VI围岩长度占全隧本标段隧道围岩为3~4道长度70﹪以上V、VI级占本标段隧道长度44.4%，地层2、V、VI围岩长度占全隧2岩性为第四系全新统道长度40﹪以上、70﹪以下围岩情风积黄土、坡积粉质2况a粘土，冲积粉质粘土3、V、VI围岩长度占全隧1和卵石；下伏震旦系道长度20﹪以上、40﹪以下灰岩和上第三系砂质4、V、VI围岩长度占全隧泥岩。围岩稳定性一0道长度20﹪以下般。地质1．隧道洞身穿越瓦斯地层2-3G=(a+b+c)瓦斯含2．隧道洞身附近可能存在1无0瓦斯地层量b3．隧道施工区域不会出现0瓦斯1．隧道全程存在可能发生2-3涌水突泥的地质根据设计预测隧道单富水情2．有部分可能发生涌水突线正常涌水量为01况c泥的地质509.2m3/d，最大涌水量1527.6m3/d。3．无涌水突泥可能的地质01．特大断面（单洞四车道隧道）4开挖断面2．大断面（单洞三车道隧道）3单洞双车道隧道2A3．中断面（单洞双车道隧道）24．小断面（单洞单车道隧道）11．特长（3000m以上）4隧道全长2．长（大于1000m、小于3000m）3隧道单洞为5063m4L3．中（大于500m、小于1000）24．短（小于500m）11．竖井31洞口形式斜井一座长992.8米，2．斜井26S竖井一座深304米3．水平洞11．隧道进口施工困难2洞口特征C22．隧道进口施工较容易141 长安大学硕士学位论文4.3风险评估方法与结果隧道工程重大风险源风险估测采用定性与定量结合方法，事故严重程度的估测方法采用咨询专家处理方法。事故可能性的估测方法采用指标体系法。重大风险源指风险源相对比较复杂，存在较大的不可预见性，引发的事故严重性较大，必须从结构设计、环境因素、施工方法、安全管理等角度进行控制，以达到防范风险源的目的。结合专项风险评估的结果可知，坍塌、洞口失稳是隧道的重大风险源。采用矩阵法对重大风险源动态进行估测。按照事故发生的可能性、事故后果严重程度建立风险矩阵表。事故发生可能性的等级分成四级，如下表所示：表4-12事故可能性等级标准概率范围中心值概率等级描述概率等级>0.31很可能40.03~0.30.1可能30.003~0.030.01偶然2<0.0030.001不太可能1注：①当概率值难以取得时，可用频率代替概率。②中心值代表所给区间的对数平均值。4.3.1专项风险等级标准根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四级：极高（Ⅳ级）、高度（Ⅲ级）、中度（Ⅱ级）和低度（Ⅰ级）。低度（I级）表示一般风险，需要注意；中度（II级）表示有显著风险，需加强管理并持续改进；高度（III级）表示高度风险，需制定风险消减措施；极高（IV级）表示极高风险，需纳入目标管理或制定管理方案。表4-13风险等级标准后果等级一般较大重大特大概率等级1234很可能4高度高度极高极高可能3中度高度高度极高42 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险偶然2中度中度高度高度不太可能1低度中度中度高度结合隧道实际情况，隧道围岩易破碎，易发生坍塌；隧道进出洞洞口围岩较破碎，施工方法较复杂，易发生洞口失稳事故；因此将坍塌、洞口失稳列为重大危险源并加以评估。表4-14安全管理评估指标体系评估指标分类分值说明三级3二级2总包企业资质A一级1特级0无资质1专业及劳务分包企业针对当前作业的主要分包企业资质B有资质0发生过重大事故3发生过较大事故2指项目部主要管理人员从事过历史事故情况C发生过一般事故1的工程项目曾发生的事故情况未发生过事故0无经验2从特种人员、一线施工人员的工作业人员经验D经验不足1程经验考虑经验丰富0不足2从“三类人”的持证、在岗情况考安全管理人员配备E基本符合规定1虑符合规定0不足2安全投入F基本符合规定1符合规定0不符合合同要求2机械设备配置及管理基本符合合同要求1G符合合同要求043 长安大学硕士学位论文可操作性较差2专项施工方案H可操作性一般1可操作性强04.3.2坍塌事故危险性评估坍塌事故可能性评估：根据隧道实际情况，结合《指南》中关于坍塌指标体系建立的相关要求，建立洞身开挖坍塌事故可能性评估指标体系。表4-15隧道施工区段坍塌事故可能性评估指标评估指标分类分值说明V、IV级4—5围岩级别IV级3可根据围岩节理发育情AIII级2况和岩性适当调整分值I、II级0—1存在宽度50m以上的大规模断层破碎带3—4断层破碎存在宽度20m以上、50m以下的中等规模断层破碎带2情况B存在宽度20m以下的小规模断层破碎带1不存在断层破碎带0岩溶管道式涌水1.5渗水状态线状一般股状1.2渗水状态应考虑天气影C线状1.0响因素干—滴渗0.9工程地质条件与设计文件相比较差2—3地质符合工程地质条件与设计文件基本一致1由监理工程师确认性D施工控制与设计0施工方法不适合水文地质条件的要求2—3施工方法可参照有关技术标准确施工方法基本适合水文地质条件的要求1E定是否适合施工方法完全适合水文地质条件的要求0V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在200m以上或全二次衬砌距离掌子面的施工步距a4—5断面开挖衬砌到掌子面距离在250m以上距离是影响隧道稳定性44 第四章平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险F=a+bV、VI级围岩衬砌到掌子面距离在120m以上、200m的一个重要因素。本指以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在160m以3标主要考虑施工时台阶上、250m以下法施工、全断面施工二次衬砌跟进的情况V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在70m以上、120m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120m以2上、160m以下V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在70m以下或全断0—1面开挖衬砌到掌子面距离在120m下一次性仰拱开挖长度在8m以上2—3b一次性仰拱开挖长度在8m以下0—14.3.3坍塌事故严重性评估隧道发生的坍塌事故属于偶然现象。隧道施工前，需进行地质雷达超前预报，施工过程中进行监控量测，可随时了解隧道围岩及洞内支护的稳定性。若隧道出现较大变形导致坍塌现象发生，可通过监控量测提前预知，并及时撤出洞内人员和机械设备，避免人员伤亡。4.3.4隧道施工涌水突泥事故可能性评估表4-16隧道施工涌水突泥事故可能性评估指标序号评估指标分类分值说明岩溶极发育，有宽大岩溶洞穴、地下暗河、塌陷坑等4-5岩溶发育，有宽大岩溶发育带和大岩溶洞穴3根据设计文件岩溶发育程1和超前地质预度A岩溶发育，有宽大岩溶裂隙和较大岩溶洞2报结果判定岩溶不发育，有岩溶裂隙、小洞发育0-1施工区段及附近存在断层破碎带或较大裂隙2-3根据设计文件断层破碎带2和超前地质预B施工区段不存在断层破碎带或较大裂隙0-1报结果判定隧道上方存在湖泊、河流、水库等水体3周围水体情根据现场调查3隧道附近存在补给性水体2况C情况判定隧道附近不存在补给性水体0-145 长安大学硕士学位论文4.4本章小结本章节以平凉至天水高速公路关山隧道工程为案例，研究了项目实施过程中如何合理安排施工，避免安全事故的发生。本章介绍了平凉至天水高速公路关山隧道的基本概况，以此作为风险因素，并对其风险因素进行了评估和等级划分，同时从安全、成本及工期等方面介绍了如何对风险进行识别，最后针对风险提出了相应的解决措施。46 第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策对平凉至天水高速公路关山隧道工程的基础条件的调查得出了风险因素，再经过初始风险识别之后，对其进行等级划分，风险等级被划分为“高级”=“Ⅰ”、“中高级”=“Ⅱ”、“中级”=“Ⅲ”、“中低级”=“Ⅳ”、“低级”=“Ⅴ”五个等级，不过在实际操作中不能参考了“安全”、“成本”、“工期”、“环境”以及“地表水—第三方”等方面的问题，所以不能将全部问题都一一解决了，所以在“中低级”=“Ⅳ”、“低级”=“Ⅴ”等级的风险，只要不会将风险因素的情况变得严重，那么风险等级就不用进行重新划分和调整，处于这两个等级的风险因素可以在实际操作中忽略不计。不过处于“高级”=“Ⅰ”的风险因素在平凉至天水高速公路关山隧道施工中需要尤为注意，尽量将处于这个等级的风险因素发生的可能性降到最低。5.1平凉至天水高速公路隧道工程风险目标5.1.1安全风险目标风险目标是以最小成本获得取大安全保障。在平凉至天水高速公路关山隧道工程施工的过程中，要考虑的因素很多，不过工程承担方都是以“安全”、“成本”和“工期”作为衡量的标准。就正洞“安全”角度而言，正洞是很可能出现涌水情况，由于其地质情况所带来的风险因素，当地很容易出现隧道坍塌和山体坍塌的问题，因此在“安全”的角度，坍塌和涌水情况需要被判定为“高级”=“Ⅰ”，对于整个平凉至天水高速公路关山隧道工程的施工来讲是具有一定威胁性的。就正洞“成本”和“工期”角度而言，一旦正洞部分出现坍塌和涌水问题，那么工程的成本投入就会增加而工期也将被延长。就斜井“安全”角度而言，斜井是很可能出现涌水情况，由于其地质情况以及工程水资源条件所带来的风险因素，当地很容易出现涌水的问题，因此在“安全”的角度，涌水情况需要被判定为“高级”=“Ⅰ”，对于整个平凉至天水高速公路关山隧道工程的施工来讲是具有一定威胁性的。就正洞“成本”和“工期”角度而言，一旦斜井部分出现涌水问题，那么工程的成本投入就会增加而工期也将被延长。5.1.2成本风险在平凉至天水高速公路关山隧道工程施工的过程中，要考虑的因素很多，不过工程承担方都是以“安全”、“成本”和“工期”作为衡量的标准。就正洞“成本”角度而言，由于平凉至天水高速公路关山隧道工程本身就是一个大型且关系着国家命脉的事业，它的建47 长安大学硕士学位论文成能够解决当地公路事业存在的覆盖面小，当地居民出行难的问题，所以国家和当地政府对它的成本投入很多，不过由于正洞在安全等级的判定为“高级”=“Ⅰ”，那么就说明正洞是出现塌方或是涌水的可能性是很大的。那么一旦出现问题，正洞成本必然会增加，而且成本的增加量是巨大的，也是无法预计的，所以正洞“成本”可以被判定为“高级”=“Ⅰ”。就斜井“成本”角度而言，由于斜井在安全等级的判定为“高级”=“Ⅰ”，那么就说明斜井出现涌水的可能性很大的。一旦出现问题，斜井成本必然增加，与正洞成本增加量相同，成本增加量不仅是十分巨大的还是无法预计的，所以斜井“成本”可以被判定为“高级”=“Ⅰ”[47]。5.1.3工期风险在平凉至天水高速公路关山隧道工程施工的过程中，要考虑的因素很多，不过工程承担方都是以“安全”、“成本”和“工期”作为衡量的标准。就正洞“工期”角度而言，正洞是很可能出现涌水情况，由于其地质情况所带来的风险因素，当地很容易出现隧道坍塌和山体坍塌的问题，因此在“安全”的角度，坍塌和涌水情况需要被判定为“高级”=“Ⅰ”，“成本”部分也被判定为“高级”=“Ⅰ”，那么正洞“工期”理应被判定为“高级”=“Ⅰ”。就斜井“工期”角度而言，斜井是很可能出现涌水情况，由于其地质情况以及工程水资源条件所带来的风险因素，当地很容易出现涌水的问题，因此在“安全”的角度，涌水情况需要被判定为“高级”=“Ⅰ”，“成本”部分也被判定为“高级”=“Ⅰ”，那么斜井“工期”理应被判定为“高级”=“Ⅰ”。综上所述：工期等级是受到安全等级和成本等级的影响的。5.2风险源控制前期防护措施5.2.1现场管理从事登高作业的人员，必须经过专业技术培训及专业考试合格，持证上岗，并定期进行体格检查。经医生诊断，凡患高血压、心脏病、贫血病、癫痫病以及其它不适于高空作业的人员，不得从事高空作业。对高处作业的安全防护设施，发现有缺陷和隐患时，必须及时解决；危及人身安全时，必须停止作业。防护棚搭设与拆除时，应设立警戒区，并派专人监护。严禁上下同时拆除。高处作业所用材料堆放应平稳，工具应随手放入工具袋（套）内，上下传递物件禁止抛掷。在没有安全防护设施时，禁止在高空支架操作平台上支撑、挑架或未固定的构件上等行走或作业。高空作业与地面的联系，应采用通讯装置，并设专人负责。乘人的吊笼，应有可靠的安全装置，禁止人员利用起重臂和绳48 第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策索攀登，禁止人员随同运料的吊篮、吊装物上下。应建立机电设备操作手册和操作规程，机电设备运行状态应完好，并有可靠有效的安全防护装置，机电设备定人操作，操作人员经培训、考试合格后方可上岗，机电设备定期保养并记录，操作人员严格按照操作手册和操作规程进行操作，特种机械设备及大型非标定型设备进场后使用前必须经过有资质的单位鉴定，并取得鉴定合格证书及安全合格证后方可使用。所有气割、焊接工具及防护用品应完整无缺，完全有效；气割工、电焊工必须持证上岗。要正确使用焊接设备，焊具及防护用品，高空作业应佩带安全带，并佩戴安全帽。现场周围有易燃、易爆物品时应及时清理或采取防护措施。进行气割作业时，严禁用液化气代替乙炔气，严禁氧气瓶、乙炔瓶混放，以确保气割作业安全。必须在禁火区进行明火作业时，应严格执行“动用明火”审批制度，办妥“动火证”手续。起重指挥、起重机司机必须持证上岗。指挥人员作业时应执行规定的指挥信号；起重机司机应熟悉起重机技术性能。起重机各限位保险应齐全，各机构的工作应正常，制动器应灵敏可靠。起重作业所需的用具、设备应可靠完好，钢丝绳，无断丝、露芯、扭结、变形等异常情形。起重指挥、起重机司机、起重工等操作人员应严格执行起重作业安全操作规程，正确佩戴防护用品。在垂直运输、不同层面吊装时应设二级指挥人员，指挥作业应站在能够照顾全部作业面的地点。断料、配料、弯料等工作应在地面进行，不准在高空操作。搬运钢筋注意避免与附近的架空线和临时电线发生碰撞。现场高处绑扎作业时，必须搭设符合规定的施工脚手架并配备其他安全设施。冷拉钢筋时，当钢筋拉直时人员必须离开，禁止横跨或触碰钢筋。切断机在剪切钢筋时，刀口要与钢筋垂直。切断机不准剪切短于30cm的钢筋。人工断料，敲锤与持钢筋者应成斜角。现场绑轧悬空结构物的钢筋时，不得站在模板上操作。绑轧独立柱头钢筋时，不准站在钢箍筋上绑扎，也不准将木料、管子、钢模板穿在钢箍筋内作为立人板支撑。切割机电源线须接漏电开关，切割机后方不准堆放易燃物品。钢筋头子应及时清理，成品堆放要整齐，工作台要稳固，钢筋工作棚照明灯必须加网罩保护。高空作业时，不得将钢筋集中堆在模板和脚手架上，也不准把工具、钢箍、短钢筋随意放在脚手架上。使用平板振动器或振捣棒的作业人员，要穿胶鞋、戴绝缘手套；振捣设备用电应通过三级配电箱，并装有漏电保护器，电源线不得有破皮漏电；夜间施工时，照明要良好。混凝土工使用推车向料斗倒料时，要有挡车措施。浇注高度在2m以上，应搭设操作平49 长安大学硕士学位论文台，浇注混凝土时，不准直接站在溜槽上或站在模板及支撑上操作；操作人员必须戴好安全带，并扣好保险钩。串搭车道板时，两头须搁置平稳，并用钉子固定，在车道板下面每隔1.5m须加横楞、顶撑；高空串搭，必须装有防护栏杆。车道板单车行走不小于1.4m宽，双车来回不小于2.8m宽，在运料时，前后应保持一定车距，不准奔走、抢道或超车。用塔吊、料斗浇捣混凝土时，指挥扶斗人员与塔吊司机应密切配合。使用振动机前应进行安全检查。振动机移动时，不能硬拉电线，更不能在钢筋和其他锐利物上拖拉。5.2.2安全防护各工队应当向作业人员提供安全防护用具和安全防护服装，并书面告知危险岗位的操作规程和违章操作的危害。作业人员应当遵守安全施工的强制性标准、规章制度和操作规程，正确使用安全防护用具、机械设备等。根据工作场所中的职业危害因素及危害程度，按照法律、法规、标准的规定，为从业人员免费提供符合国家规定的防护用品。应到定点经营单位或生产企业购买特种劳动防护用品。防护用品必须具有“三证”，即生产许可证、产品合格证和安全鉴定证。购买的防护用品须经本单位安全管理部门验收，并在使用前对其防护功能进行检验。应教育从业人员，按照防护用品的使用规则和防护要求，正确使用防护用品。使职工做到“三会”，即会检查防护用品的可靠性；会正确使用防护用品；会正确维护保养防护用品。应建立健全防护用品的购买、验收、保管、发放、使用、更换、报废等管理制度和使用档案。进入洞口作业以及因工程和工序需要在人与物有坠落危险或危及人身安全的其他洞口进行高处作业时，应设置防护设施。施工现场通道附近的各类洞口与坑槽等处，除设置防护设施与安全标志外，夜间还应设红灯警示。洞口应根据具体情况采取防护栏杆、盖件、张挂安全网等防护措施。洞（孔）口必须用坚实的盖板盖设，盖板应能防止挪动移位位于车辆行驶道旁的洞口、深沟与管道坑、槽，所加的盖板应能承受不小于车辆的后轮有效承载力2倍的荷载。邻近的有人与物坠落危险性的其他竖向洞口、孔，均应予以盖没或加以防护，并有固定其位置的措施。5.3隧道一般风险源控制措施5.3.1电气设备安全保证措施所有施工人员掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备50 第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电气设备。洞内的电气设备的操作符合下列规定：非专职电气操作设备；手持式电气设备的操作手柄和工作中接触的部位，设有良好的绝缘。配电系统分级配电，配电箱、开关箱外观完整、牢固，防雨防尘、外涂安全色、统一编号。其安装形式必须符合有关规定，箱内电气可靠、完好，造型、定值符合规定，并标明用途。施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，严格按TN-S系统布置，定期检查，发现问题及时处理解决。现场内各用电气设备，尤其是电焊、电热设备、电动工具，其装设使用符合规范要求，维修保管由专人负责。直接向洞内供电的馈线上，严禁设自动重合闸，手动合闸时与洞内值班人员联系。5.3.2安全焊接作业工作时穿戴工作服、绝缘鞋、电焊手套、防护面罩、护目镜等防护用品，高处作业时系安全带。焊接作业周围10m范围内不得堆放易燃易爆物品。作业前检查焊机、线路、料机外壳保护接零，确认安全。焊接时二次线必须双线到位，严禁用其他金属物作二线回路。焊把线不得放在电弧附近或炽热的焊缝旁，不得碾压焊把线。气焊时先开乙炔阀点火，后开氧气阀调整火焰。关闭时先关闭乙炔阀，再关闭氧气阀。氧气瓶和乙炔瓶保持距离在5m以上，与焊炬、割炬和其他明火不小于10m。作业中若氧气管着火立即关闭氧气阀门，不得折弯胶管断气；若乙炔管着火，先关熄矩火，可用弯折前面一段软管的办法止火。焊机必须设单独的电源开关、自动段电装置，外壳设可靠的保护接零。5.3.3洞内防火安全保证措施治安消防工作必须坚持“预防为主、以消为辅”的指导思想，保证本工程建设工程的安全。施工现场成立消防委员会、义务消防队，负责日常消防工作。对现场的操作人员进行安全防火知识教育，并充分利用醒目标语等多种形式宣传防火知识，签订防火协议，从思想上使每个职工重视安全防火工作，增强防火意识。施工现场配备充足的灭火器，消防物品周围不得堆放其他材料，以保证消防通道畅通。在附近写上119火警电话醒目标志。专职消防人员要每天巡视现场消防工作情况，做好治安记录。经常检查消防器材，以保证其使用时的灵敏有效。施工中电器设备的安装、维修，均由正式电工负责。严禁私拉照明线、点电炉，避免电器引起火灾事故。材料库房内易燃、易爆物品与料具不能混放，完善领料手续，经常查看库房。施工现场严禁私点明火，如确因工程需要，则必须报安全员备案，领取用火证，并经安全技术人员检查，确保安全后方可用火。严格控51 长安大学硕士学位论文制施工区及附近生活区的吸烟等易引起火灾的行为，在安全地段设置吸烟专区。施工现场未经批准不得任意动用明火。如必须使用火时，要严格执行用火证制度，并且有专人对施工现场用火进行巡视。划分出禁火作业区，仓库区和现场的生活区。各区域之间要按规定保持防火安全距离。施工现场各类材料仓库、木工作业场所以及其他禁火的地方，悬挂“严禁烟火”警告牌，禁火区严禁吸烟。入库人员严禁带入火柴、打火机等火种。5.4重大风险源控制措施5.4.1洞口失稳及防水控制措施洞口施工避开雨季，及早修建洞口截水沟、排水沟设施和保证隧道内外改沟引水可靠后进行。洞口排水在施工期的雨季之前完成，加强洞内施工用水管理，防止积水浸泡墙基。洞口边仰坡开挖必须自上而下进行，及时支护。图5.1洞口平面布置图隧道口位于低山山腰地段，洞口土石方开挖前，根据洞口地形情况事先在洞顶边、仰坡刷先以外2~3m修筑截水沟一道，以拦截地表水，截水沟出水口顺延至山下自然形成的水沟内。洞口土石方开挖后，按要求在较高端洞口外2m设横向盲沟一道，以拦截地面水，洞外侧沟做成2.5%的排水坡，以利排水畅通。截排水沟严格按施工规范、检验评定标准和设计要求施工。在施工中，必须注意排水工程与周围排水系统连通，保证52 第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策路基安全稳定，水流畅通，避免周边污染。5.4.2明洞与暗洞的衔接明洞开挖及边坡防护完成后进行暗洞掘进，暗洞掘进前先进行超前预支护，暗洞掘进一段长度后，由洞内向洞外方向施做明洞衬砌。明洞仰拱施工由明暗交接处向洞口方向进行；明洞衬砌采用衬砌台车立模浇筑，钢筋集中制作，现场安装。混凝土由拌和站集中拌合，输送车运输，泵送入模，机械振捣。在明洞施工完毕，不影响洞内施工的情况下适时施做洞门。图5.2洞内帷幕注浆正面注浆孔布置图图5.3帷幕注浆弧向注浆开挖图明洞衬砌混凝土强度达到设计强度的70﹪后方可拆模，外模拆除后及时施工明洞外防水设施，拱圈背部用砂浆涂抹平整，铺设复合式PVC防水板，敷设时粘贴紧密，相互搭接错缝，填采用碎石土，施工时对称分层夯实。每层厚度0.3m，两侧回填土的土面高差不大于0.5m，再涂抹2cm厚水泥砂浆。明洞回填至拱顶后分层满铺填筑。顶层回填50cm厚夯实黏土，以利于隔水。表5-1洞口失稳控制措施建议序号作业内容控制措施1监控测量增加地表下沉监控测量频率，分析洞口变形发生趋势控制开挖量等，减少围岩扰动，超前支护应及时到位，严格按照设计施工，中间围岩开挖后及时封闭初期支护；临时支撑拆除后，及时施做二2开挖次衬砌；同时在施工过程中，加强第三方监控量测，做到及时预测预警。采用合理的开挖面高度，特别是用台阶法开挖时，第一步开挖的台阶高度不宜超过1/3的开挖高度。53 长安大学硕士学位论文加强超前支护，提高支护结构整体性，对洞口考虑到后期拆除临时支撑3支护后初期支护稳定性，拱脚设置锁脚锚杆，并控制锁脚锚杆的施工质量，二次衬砌紧跟。支护结构脚部处理，提高基底承载力。4排水洞口顶部做好防排水处理5.4.3超前地质预报采用地质雷达或在隧洞内安放水平钻机进行水平钻进取芯的方法对隧道前方地质情况进行判定。根据钻孔资料来推断隧洞前方的地质情况。钻孔数量、角度及钻孔深度可人为设计和控制。由钻进速度的变化、钻孔取芯鉴定、钻孔冲洗液颜色、气味、岩粉及遇到的其它情况来预报。此法可以反映岩体的大概情况，比较直观，施工人员可根据实际地质情况进行下步施工组织。水平钻孔主要布置在开挖面及其附近，既可在超前导洞内布置钻孔，也可在主洞工作面上进行钻探，用以获得准确可靠的地质资料，确保施工组织。该法可获得工作面前方一定距离的岩芯，也可由钻孔出水情况判断前方有无地下水和前方何处有地下水，从而可以得到开挖面前方的地质情况。5.5隧道坍塌的控制措施5.5.1钻孔安全保证措施钻眼前，检查工作面是否处于安全状态，灯光照明是否良好，支护、顶板及两帮是否牢固，有无松动的岩石。凿岩机钻眼时，采用湿式凿岩机。风钻钻眼前，对设备工具作下列检查：不合格的立即修理或更换；机身、螺栓、卡套、弹簧、支架是否完好；管路是否良好，连接是否牢固；钻杆有无不直、带伤以及钻孔是否有堵塞孔现象。使用支架的风钻钻眼时，确保将支架安置稳妥。站在渣堆上钻眼时，注意石渣的稳定，防止操作中滑塌伤人。严禁在残眼中继续钻眼，严禁在工作面拆卸修理钻孔工具。进洞施工人员戴好安全帽、防护手套、穿工作服；电工和电钻穿绝缘鞋和戴绝缘手套。5.5.2开挖及钻孔安全保证措施开挖人员到达工作地点时，首先检查工作面是否处于安全状态，并检查支护是否牢固，顶板和两帮是否稳定，如有松动的石、土块或裂缝先予以清除或支护。风钻钻眼时，先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象；湿式凿岩机的供水是否正常。不符合要求者应予以修理或更换。54 第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策5.5.3爆破施工安全保证措施爆破器材由爆破器材专运车运送至现场。爆破作业和爆破器材由爆破持证人员接收使用，严禁其他人员参与。装药前检查爆破工作面附近的初期支护是否牢固；炮眼内的砂浆、石粉吹洗干净；刚打好的炮眼热度过高，不得立即装药。如遇有照明不足，发现流沙、流泥未经妥善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。洞内爆破作业做到统一指挥信号，人员车流里到安全距离外，不受有害气体冲击。其安全距离为：半断面开挖不少于400m；全断面开挖不少于500m。隧道施工放炮，由取得安全技术合格证的爆破工担任，严格防护距离和爆破警戒。放炮后10min才准放人员进入工作面，经找顶清除危石、锚喷支护后方能继续施工。每日放炮时间及次数根据施工条件名曲规定，装药离放炮时间不应过久。爆破前爆破人员严格检查爆破网络，确保一次起爆。遇到下列情况严禁装药爆破：照明不足；工作面岩石破碎尚未支护，发现可能有岩爆及高压水涌出地段。爆破后必须进过15min通风排烟后，并经过以下各项检查和妥善处理后，其他工作人员才准进入工作面：有无瞎炮及可疑现象，有瞎炮由原爆破人员按规定处理；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏与变形。装炮时严禁火种，严禁明火点炮，严禁装药与打眼同时进行。抓好现场管理，搞好文明施工，保持现场管线整齐。灯明、路平、无积水，对易燃、易爆等危险品按规定保存和堆放，并进行标示。严格发放制度，切实做好防洪、防火、放掩亡等工作，杜绝重大伤亡，减少一般事故。表5-2坍塌控制措施建议序号作业内容控制措施1开挖方式严格按照设计要求，控制好超挖、欠挖应分段仔细检查爆破段并清除危石2清除危石钻孔作业前后、爆破后、废渣处理时机处理后、仔细检查去除V级围岩开挖后及时支护钢拱架。采用环形开挖留核心土法、台阶法开挖时，保证锁脚锚管的施工质量以及钢拱架的搭接施工及时封闭3钢拱架支护使用适合围岩条件的底板、垫板4初喷开挖后迅速喷射混凝土5根据地质条件和施工情况选择监控量测6对不良地质路段增加监控量测频度监控量测根据监控量测、观察的结果，当初期支护变形超过允许值时，应采取有效7的加固措施55 长安大学硕士学位论文二次衬砌在浇筑过程中，振捣密实，养护要到位。保证二次衬砌的施工质8二次衬砌量、强度与厚度坍塌事故的危险性9防坍塌培训防止事故的对策及注意事项坍塌临时的预兆及发生险情是的应急措施表5-3隧道涌水突泥事故控制措施建议控制措施等级Ⅳ等级Ⅲ等级Ⅱ收集项目周围已完工和在建隧道工程出(1)前期资料收集现涌水情况的资料。在前期调查的基础上，选择适合地质条件的辅助施工方必要时，选择适当的(2)施工计划法，如钻排水孔、设置集水坑、降低地下水位、止水施辅助施工方法。工法。(3)开挖作业采取长距离钻孔，进行涌水调查及①水平钻孔进行短距离钻孔。排水，根据需要可以改开挖方法采用水平钻孔进行排水，作业途中②集水坑讨论集水坑是否设置。有障碍时，应设置集水坑。根据需要，部分地根据需要，讨论是否③止水施工法排水较为困难时，使用帷幕注浆。段进行帷幕注浆。进行帷幕注浆。根据需要，测量洞内④测量管理测量洞内的涌水量、地下水位、水质的变化等。的涌水量、地下水位、水质的变化等情况。⑤信息沟通机制明确测量结果的联络及报告机制。⑥记录及保存记录并整理施工中的各项测量结果，根据数据把握涌水的危险度。应设置发生紧急情况的警报装置。发出警报的标准、警报的种类、警报后的应急行动等应提前确定，并通知到相(4)警报装置关人员。应确定警报装置检修及维护的标准。(5)应急措施应将紧急情况下使用的器械设置在必要的位置上，并将其位置及使用方法通知①应急器械相关人员。根据预测涌水量、隧道断面积、隧道长度、坡度等因素，设置有充分排水能力②排水设备的排水设备。③避难训练进行紧急情况避险训练。④救护训练进行紧急情况的人员救护训练。56 第五章平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策培训围绕下列内容：(1)涌水的危险性(6)防涌水培训(2)防止事故发生的措施及注意事项(3)检查方法(4)发生紧急情况时的对策安全投入与安全经济效益的关系在一定的范围内看来是相互矛盾的，如何解决二者之间的矛盾，关键是找到安全投入和安全经济效益之间的平衡点。控制安全问题是每个企业都应该承担的义务和责任。在企业的运营过程中，不能忽视安全问题，也不能不顾企业的经济效益。经济学上有一个短板原理，即一个长短不齐的木板圈成的木桶，其容量是由最短的木板来决定的，其它的木板再长也没有用。企业的生产能力、技术能力、安全管理能力等各方面如同一个个水桶的木板，他们的“长度”也应是相等的。企业没有经济效益便不能生存，没有安全便失去经济效益。安全生产与经济效益的增长是企业生存和发展的两大根本问题。没有安全，企业不能维持正常运转，没有效益，企业无法生存。因此安全生产是企业长期稳定发展的前提，合理安排安全投入，能减少和防止事故的发生，提高企业的经济效益，而经济效益的不断增长则能更加有力地为安全生产提供坚实的物质和经济保障。如何正确对待安全投入与效益的关系呢？一是要加强对安全投入的管理。企业应对安全投入进行预算，这里的预算有的是经验数字，有的是定额数字。既然是定额数字就表明只要小于此投入，安全生产就没有保障，发生事故的频率增高，但只要超过定额数字，产生的效益也非常明显。因此，要求企业的专用安全投入不少于定额数字（安全失稳点），并要对企业安全投入和使用情况进行监督检查。二是要正确认识安全投入与效益之间的关系，掌握运用其规律。因此最佳安全投入点的确定显得非常重要。企业在运营过程中，都会执着于如何使投入的成本最小，获得的利益最大。企业运营的安全投入是要与企业运营成本有一定的比例的，如果比例不合理就会对企业运营效应产生影响。安全投入占运营成本的比例过小，不利于企业对安全事故进行控制，会减少企业运营的利益，如果安全投入占运营成本的比例过大，就对企业造成一定的负荷，也会降低企业的经济效益。那么，安全投入和运营成本之间以怎样的比例最为合适，这就引出了最佳安全投入点的研究。57 长安大学硕士学位论文当安全投入少于安全失稳点时，随着安全投入的增加，安全经济效益的增长非常缓慢，安全投入的显著增加并没有带来安全效益的显著增加。此时，企业就不能保证生产正常运行，几乎没有抗风险、预防事故的能力，事故发生频率高。在安全失稳点和最佳安全投入点之间，此时的安全经济效益开始快速增加，此阶段是企业安全改进的空间，企业的正常安全投入都应该在安全失稳点与最佳安全投入点之间。超过最佳安全投入点后，继续增加安全投入，安全效益相反会下降。超过最佳安全投入点后的安全投入可能就是盲目投入，得到的效果必然会适得其反降低企业的效益。对于不同的企业，最佳安全投入点各不相同。因此确定本行业的最佳安全投入点，作为生产决策的指导，是企业生产经营管理的重要任务。除了安全设施的投入外，施工人员的安全意识特别重要，要加强对技术负责人的安全知识教育及安全知识培训，对不能胜任的管理人员进行更换，尤其是重点、难点部位的施工。为了保证企业生产的安全，要加大安全的成本投入，不要因小失大。对安全管理人员要加强培训，增强他们的安全意识，企业对技术负责人要加强安全管理的培训，争取让他们具备所需的相关安全生产知识，保证安全生产。即便如此，技术人员也要在的专职安全员的协助下，对技术和安全作统一的勘察，让施工的方案顺利进行，以免发生事故。并且企业要对工程施工人员随时宣传安全的重要性，举行安全教育课程。5.6本章小结本章节重点就平凉至天水高速公路隧道工程风险控制的对策进行了探讨，具体叙述了剩余风险的判定，对于这部分的风险，在施工的过程中很容易被遗漏，但是确实是不能忽略的部分，最后提出平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理办法，进一步证明项目的可行性。58 第六章结论第六章结论虽然在文章中，是以平凉至天水高速公路关山隧道工程作为案例叙述的，不过本文研究的真正含义，希望以平凉至天水高速公路关山隧道作为案例更好的为我国公路隧道项目而服务。风险管理并不是一项简单的学科，它是需要与建筑学科、数学学科以及概率学科等相互结合，所以加深对风险管理的研究是非常有必要的。在本文中提出了反复强调了公路隧道工程施工风险管理研究的目的与意义。与此同时，还介绍了目前国内外风险管理的现状，通过两种现状的对比，使我们能够更好的意识到我国在风险管理学科的不足，也确定了今后研究的方向。本文的第三章、第四章和第五章是研究的重点，这三个章节能够通过介绍平凉至天水高速公路关山隧道工程施工中需要注意的风险因素，通过项目环境要素风险、项目系统结构风险以及项目主体风险三方面的扩展论述，为后文的分析提供基础。为平凉至天水高速公路关山隧道工程的展开提供重要的指导基础，虽然没有具体说明平凉至天水高速公路关山隧道工程的开展，不过为之后的研究确定步骤和方向，使得我们更明确该如何研究平凉至天水高速公路关山隧道工程，该怎样确定风险指标，参考的风险因素需要评估的内容等，以本章内容为抓手才能更好的选出解决风险的对策。首先，公路隧道施工风险评估指标，有助于今后工程提供风险识别依据，确保隧道施工简单易行，节约资源，避免重复性工作。其次，对平凉至天水高速公路关山隧道存在的风险进行等级评定，提出相应解决策略，把风险降低到可控范围之内。第三，平凉至天水高速公路关山隧道工程的风险分析与管理属于动态的管理过程，在施工的每一个阶段都要做好风险分析和管理。最后，由于隧道工程的复杂性，很多危害的不确定性，隧道工程总是存在风险的。通过对隧道施工风险的进一步研究，理论联系实际，最大限度的减少安全事故出现。结合已完成工程，认真总结并完善隧道工程的风险控制措施，为今后公路隧道施工提供借鉴。通过本文对平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理的研究，得到了一些有效环节事故发生的对策，不过在实际施工中，可能还会出现其他的问题，急需要更先进的理论和技术加以支持。综上所述，风险管理学科是需要我国专家学者在全球范围内交流和研究才能更加精进的，是我国政府应该长期支持的学科。59 长安大学硕士学位论文参考文献[1]吴贤国,吴刚,骆汉宾.武汉长江隧道工程盾构施工风险研究[J].中国市政工程,2016（12）：23[2]易小明,张顶立.城市隧道下穿工程中的安全风险管理[J].山西建筑,2015(:9)：157[3]赵延喜,徐卫亚.基于模糊概率的深埋隧洞岩爆风险分析[J].长江科学院院报,2015(06)：102[4]周建昆,吴坚.公路隧道风险管理[J].地下空间与工程学报,2015(04):89-90[5]陈伟珂,黄艳敏.工程风险与工程保险[M].天津大学出版社,2014：26-27[6]沈建明.项目风险管理[M].北京：机械工程出版社,2016：59-61[7]邓铁军.工程风险管理[M].北京：人民交通出版社,2016：37-38[8]王家远,刘春乐.建设项目风险管理[M].北京：中国水利水电出版社,2016：8[9]张果.隧道工程风险管理及其体制的建立初探[J].工程管理,2016(1)：48-49[10]王振飞.地铁浅埋暗挖工程施工中的风险管理[J].隧道建设,2016(10)：50[11]BlundeWR.Theland-useandtransportationsystem[M].pergamenpress.2013.9(121-158).[12]J.A.Crowley.Useofmulti-criteriadecisionanalysisininfrastructionappraial[J].AustralianRoadResearch.2015.17(3)：169-174.[13]P.M.Timms.A.D.may,S.P.Shepherd.Thesensitivityofoptimaltransportstrategiestospecification[J].TransportationResearchPartA.2012.36：383-401.[14]PAPACOSTASCS.Transportationengineeringandplanning[M].PRENTICEHALLEnglewoodClitts.2013.[15]MartS.Thompson.Benefit-costAnalysisforprogramEvaluation[M].SagepublicationInc.2014.[16]PIARCCommittee011RoadTunnels.2012FareandSmokeControlinRoadTunnel[17]胡群芳,黄宏伟.隧道及地下工程风险接受准则计算模型研究[J].地下空间与工程学报,2016(20)：107[18]王玺,张平.试论项目风险管理中的定量分析方法[J].天津工业大学学报,2014(7)：61[19]全德民.工程项目全寿命周期风险管理系统理论及集成研究[D].天津大学，2016：5560 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