隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)分析與控制

摘

要:為探索中國(guó)隧道貫通測(cè)量的風(fēng)險(xiǎn)分析理論，以景禮高速公路隧道貫通測(cè)量的工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，利用風(fēng)險(xiǎn)分析理論，運(yùn)用德?tīng)柗品ê蜑?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣法(R=P×C)對(duì)高速公路隧道工程所面臨的貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題作出了分析、預(yù)測(cè)和判斷，認(rèn)為景禮高速公路隧道貫通測(cè)量工程具有洞口控制測(cè)量、洞內(nèi)控制測(cè)量、洞內(nèi)外高程控制測(cè)量和隧道放樣等4種測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)因子，判斷本項(xiàng)目隧道貫通測(cè)量的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為II級(jí)，并給出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，以減少項(xiàng)目的隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)。合理控制了景禮高速公路隧道的測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)，可對(duì)同類(lèi)項(xiàng)目工程的測(cè)量安全性研究和管理進(jìn)行參考。Keys:隧道；貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)；高速公路；危險(xiǎn)識(shí)別和管理；判斷矩陣為減少隧道貫通隱患，國(guó)內(nèi)許多專(zhuān)家都曾從隧道進(jìn)洞、出洞、放樣等角度，對(duì)隧道貫通問(wèn)題開(kāi)展過(guò)深入探討，其均沒(méi)有對(duì)隧道貫通測(cè)量的危險(xiǎn)源加以辨識(shí)、判斷、處理。如果可以進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，則能夠在一定程度上降低貫通風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的幾率，從而更有效采取措施以減少事故而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。所以，貫通測(cè)量的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)研究也是一項(xiàng)很值得探討的研究方向。本文從測(cè)量專(zhuān)業(yè)角度出發(fā)，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析與管理思想，提出適應(yīng)于本項(xiàng)目的隧道貫通測(cè)量的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理辦法。1建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)理論，將隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)的基本過(guò)程分為風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)估、響應(yīng)和控制四個(gè)階段。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)可參照國(guó)際隧道協(xié)會(huì)(ITA)制定的《隧道風(fēng)險(xiǎn)管理指南》確定，將隧道貫通測(cè)量的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率分為5個(gè)等級(jí)(表1)。隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的步驟：制定隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)損失的劃分準(zhǔn)則(表2);按照風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)可能性和風(fēng)險(xiǎn)的程度,將危險(xiǎn)級(jí)別劃分四類(lèi),形成隧道貫通的危險(xiǎn)級(jí)別劃分圖;風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)不同采取風(fēng)險(xiǎn)管理與控制措施也不同，每個(gè)級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)匹配相應(yīng)的管理措施和管理辦法。2構(gòu)建安全性評(píng)估指標(biāo)體系在匯總了以往隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)分析資料的基礎(chǔ)上,運(yùn)用德?tīng)柗品▌t構(gòu)建了隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)系統(tǒng)。在構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以前,首先必須設(shè)定好各專(zhuān)業(yè)的權(quán)重,而后對(duì)德?tīng)柗品ǐ@取的信息通過(guò)加權(quán)平均法予以處置,對(duì)不同專(zhuān)家設(shè)置了適當(dāng)?shù)臋?quán)重,對(duì)專(zhuān)家做出評(píng)估按其相應(yīng)權(quán)重予以相加,從而得出目標(biāo)的最可能值。表1

高速公路隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)ABCDE可能性不可能很少發(fā)生偶爾發(fā)生可能發(fā)生頻發(fā)區(qū)間概率P<0.01%0.01%≤P<0.1%0.1%≤P<1%1%≤P<10%10%≤P估值12345表2

高速公路隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)損失等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)損失嚴(yán)重程度說(shuō)明估值一級(jí)可忽略風(fēng)險(xiǎn)并不導(dǎo)致延誤或明顯損失1二級(jí)需考慮風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致少量損失2三級(jí)嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致可補(bǔ)償?shù)膿p失3四級(jí)非常嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致相當(dāng)大而可補(bǔ)償損失4五級(jí)災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致不可補(bǔ)償損失53實(shí)例應(yīng)用分析3.1景禮高速公路隧道工程概況景禮高速公路7標(biāo)包括隧道4座，分左右線(xiàn)，左右線(xiàn)全長(zhǎng)為10271m。為預(yù)防隧道出現(xiàn)安全性問(wèn)題，施工單位組織了20位經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)家，對(duì)本標(biāo)段進(jìn)行安全性分析研究和控制的探討。3.2公路隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)與評(píng)價(jià)影響高速公路隧道貫通測(cè)量的因素較多，在借鑒國(guó)內(nèi)外高速公路隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合上文已建立的危險(xiǎn)性評(píng)估準(zhǔn)則，對(duì)景禮高速公路隧道貫通測(cè)量中的致險(xiǎn)原因加以了確定，并參照中國(guó)高速公路隧洞貫通的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，得出了隧洞貫通測(cè)量中各個(gè)致險(xiǎn)原因出現(xiàn)的機(jī)率P以及損失值C，從而形成了具體的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表3）。根據(jù)表7構(gòu)建香山1號(hào)隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)比較判斷矩陣（表4）。表3

香山1號(hào)隧道貫通風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目主要風(fēng)險(xiǎn)因素PC景禮高速香山1號(hào)隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)U洞外控制測(cè)量U134洞內(nèi)控制測(cè)量U234隧道高程控制U323隧道放樣U423表4

隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)比較判斷矩陣評(píng)判因素U1U2U3U4U111/51/31/3U2513/53/5U335/311U435/311建立的特征方程為：

(1)通過(guò)計(jì)算隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)比較判斷矩陣的特征值λmax=4.1323，利用和積法得到歸一化后的特征向量結(jié)果Wi=(0.0851

0.2554

0.3297

0.3297)。利用公式可以計(jì)算出隧道貫通測(cè)量的一致性指標(biāo)CI=0.0441，一致性比例為CR=0.0495<0.1。所以，香山1#隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)的權(quán)重向量的結(jié)果為(0.08510.25540.32970.3297)。根據(jù)以上計(jì)算可以得到在香山1號(hào)隧道貫通測(cè)量的致險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)值U1=1.0216,U2=3.0649,U3=1.9784,U4=1.9784。得出1號(hào)隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)值，R=1.0216+3.0649+1.9784+1.9784=8.0433，其危險(xiǎn)數(shù)值介于4～9之間，再按照隧道貫通測(cè)量危險(xiǎn)級(jí)別打分表(表3)，可知香山1號(hào)隧道貫通測(cè)量的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，因此必須做好相應(yīng)的安全措施。3.3高速公路隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)控制措施3.3.1洞口平面控制測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施洞口采用四等GPS控制網(wǎng)進(jìn)行，并且布設(shè)成大地四邊形，每個(gè)隧道口至少埋設(shè)3個(gè)控制點(diǎn)，洞口的控制點(diǎn)之間要兩兩通視;洞口與洞內(nèi)控制網(wǎng)的聯(lián)測(cè)邊邊長(zhǎng)宜大于500m，條件困難時(shí)，最短邊長(zhǎng)不得小于300m;當(dāng)洞口控制點(diǎn)采用GPS測(cè)量困難時(shí);定期地復(fù)測(cè)洞口GPS控制網(wǎng)。3.3.2洞內(nèi)平面控制測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施隧道洞內(nèi)平面控制測(cè)量應(yīng)采用四等導(dǎo)線(xiàn)，并雙排布設(shè)，導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)間距宜控制在300~400m之間;洞內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)構(gòu)成多邊形閉合環(huán)，香山1#隧道宜布設(shè)成交叉或折線(xiàn)雙導(dǎo)線(xiàn);導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在影響少，可靠穩(wěn)固和便于設(shè)站的地方;測(cè)量的視線(xiàn)應(yīng)比設(shè)施高0.2m以上，相鄰邊長(zhǎng)之比不宜超過(guò)1:3。3.3.3隧道高程控制風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)定期復(fù)測(cè)，做支水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)往返測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)間的高差，高程采用四等水準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定控制;如果限差超限時(shí)，應(yīng)該逐級(jí)復(fù)測(cè)至兩個(gè)穩(wěn)定水準(zhǔn)點(diǎn);對(duì)于有超高的隧道，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙，注意隧道的旋轉(zhuǎn)中線(xiàn)、設(shè)計(jì)高程位置與測(cè)設(shè)線(xiàn)的位置關(guān)系等。

3.3.4隧道放樣風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施熟悉設(shè)計(jì)圖紙和控制點(diǎn)成果，復(fù)核隧道段落曲線(xiàn)要素，復(fù)核隧道的計(jì)算程序，注意測(cè)設(shè)線(xiàn)與隧道中線(xiàn)的位置關(guān)系和超高段落;定期對(duì)加密點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)控制點(diǎn)位移，應(yīng)立即停止使用該控制點(diǎn);及時(shí)復(fù)核隧道的開(kāi)挖情況，嚴(yán)格控制超欠挖，經(jīng)常復(fù)核開(kāi)挖線(xiàn)及隧道中線(xiàn)。4結(jié)語(yǔ)本文將風(fēng)險(xiǎn)分析應(yīng)用到隧道貫通測(cè)量中，構(gòu)建危險(xiǎn)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)德?tīng)柗品▽?duì)香山1#隧道貫通測(cè)量存在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行確定，評(píng)估了風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)高速公路隧道貫通測(cè)量的洞口控制測(cè)量、洞內(nèi)控制測(cè)量、高程控制測(cè)量和隧道放樣等風(fēng)險(xiǎn)因素提出了具體的控制措施。結(jié)果表明，隧道貫通測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)分析及控制方法可在其他隧道貫通測(cè)量的應(yīng)用中提供借鑒，也能夠滲透對(duì)整個(gè)隧道工程的風(fēng)險(xiǎn)研究中，對(duì)隧道管理人員可以起到極大的警示作用。Reference：[1]王飛.深圳地鐵某項(xiàng)目盾構(gòu)隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究[D].北京:北京交通大學(xué)，2018.[2]劉偉濤，顧鴻，李春洪.基于德?tīng)柗品ǖ膶?zhuān)家評(píng)估