隧道及地下工程建设中的风险管理探析

[摘 要]隧道及地下工程建设所担负责任重大，其涉及的技术风险也颇多，对于该类工程项目建设的风险管理应该基于科学角度深层次考虑，强化风险管理应用过程。基于此，文章将地下工程作为重点研究对象，阐述在建设过程中所涉及到的风险管理问题，并提出了具有可行性的应对策略，以期有所帮助。

[关键词]隧道；地下工程；建设；风险管理；探析

中图分类号：TB22 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0396-01

一、地下工程盾构施工沉降风险的技术性分析

（一）土体流动性分析

地下盾构工程会造成地下水水体扰动，在水动水压作用下，中卧土层面向隧道的漏入水土就会越来越多，最终产生纵向弯曲问题，而底部环向裂纹不断增大，水土流失裂缝不断加宽，在如此恶性循环过程中，最终就会出现塌陷。从近年来国内外地下工程盾构的施工实践经验来看，上述所描述问题已经成为地下塌陷事故的最主要诱因。在我国相关的科学研究中也发现，如果盾构施工处于地下多个含水层中，当穿过每一个含水层，土体的含水颗粒组成都会发生变化。

（二）土体变形分析

另一方面，按照盾构施工实施资料显示，盾构施工过程中隧道的下卧层也会出现土体变形现象，它能导致工程的不均匀沉降。考虑到工程长度与直径比例偏大，所以衬砌纵向接头都会采用弹性与柔性相对较好的防水材料。再者，施工中衬砌环会伴随土层的沉降而发生沉降，所以必须在施工中增加纵向内部结构刚度，确保下卧层在长期缓慢沉降，但是纵向土体变形现象依然还会发生，上述内容都证明了地下盾构施工中存在过多不确定性因素[1]。

二、基于故障树理论的地下盾构工程风险管理

（一）基于故障树分析法的地下盾构工程中地面沉降风险管理应用

1建立地面沉降故障树

首先要为工程构建地面沉降故障树，并基于盾构施工过往工程经验，确保所编制故障树能够切实体现事故主要诱因，并对其风险产生原因进行基于重要性的有效取舍。在编制故障树过程中，要同时确定顶上事件，明确该地下盾构工程的顶上事件为地层沉陷破坏，在经过评价分析后明确盾构施工引发地层变形沉降的几大基本原因：

第一点为开挖面土体发生移动，由于地下隧道在盾构掘进过程中，开挖面土体水平支护应力会发生变化，其原始侧压力也会随着开挖面前方土体发生一定程度沉降。

第二点是指建筑孔隙也会引发沉降，因为盾尾后建筑空隙可能会存在注浆量不足、压浆不够及时或压浆压力不合理等问题，这些都会引发地层损失。

基于上述几点原因来构建地下盾构施工地面沉降故障树风险分析图，如图1。

如图1，这其中T就代表了顶上事件（地层沉陷破坏问题），X代表基本事件，A、B代表中间事件，A1～A4分别代表开挖面土体的移动、建筑物之间所存在的空隙、注浆衬砌的变形状况。以及受扰动土体的固结影响状况。B1～B3表示盾构掘进过程中开挖断面的变形和土体被过量挤压问题，B3表示盾尾注浆作用。最后X1～X15分别代表了盾构掘进速度过快、盾构掘进速度过慢、盾构过量自转、注浆不够及时、注浆量不足、补压浆不够及时、注浆材料不合理、注浆配比不合理、注浆部位不合理、盾构姿势控制不佳、测量存在误差、剪切错动、出渣问题、存在孔隙水压区以及其它状况。

利用X1～X15各项指标进行故障树定性分析，得出最小割集，明确故障树中的中间事件，并将其定义为“共因事件”，再利用布尔代数方法对共因事件进行简化处理，最后得出布尔代数表达式为：

T=A1+A2+A3+A4

=X1+X2+X3+B1（X4+X5）+X6X7X8X9+B2+B3

根据上述内容推导出故障树的多项潜在风险因素，得出最小割集，并基于最小割集来计算顶上事件概率及临界重要度。从理论上指出降低顶上事件的发生途径，降低风险因素的最大基本实践概率。考虑到施工风险故障树中基本事件相对复杂，所以在风险管理过程中首先要定量故障树技术分析难点，并基于数据库建立风险的持续管理流程，对开挖面稳定度进行全面风险分析，指出开挖面失稳的根本要因，然后选择相应的技术防治措施来遏制风险[2]。

三、地下工程建设中的风险管理防范策略

（一）风险管理流程的完善

首先，在识别风险过程中应充分结合个人经验，并深入分析周边环境与工程项目，对于施工现场的情景展开全面观察，确保决策的科学合理性。

其次，在施工作业前应全面勘探并调研施工区域的岩土结构以及地质环境等，并积极地收集相关资料，以保证工程项目建设中能够更正确地识别与预测风险。

最后，L险范围的合理规划。应实时监控风险范围，对于容易引发风险的关键因素展开深入地研究，进而更好地控制风险。

（二）风险的规避与控制

在风险管理过程中，降低风险系数的方法很多，特别是在地下工程项目的建设方面。最重要的就是应规范性地管理招投标文件、指令与会议记录等，便于对文件的精神掌握，将文件内容传达出来，更好地执行文件的决策。这样一来，能够为风险管理工作中的纠纷提供更有利的证据，进而在法律手段作用下解决存在的风险问题，尽量降低工程项目的损失[3]。

另外，应有机结合风险管理和其他管理，使得风险管理更加科学。与此同时，还应当有效地规避风险并对其进行处理。在地下工程建设过程中，若施工与河流距离较近，且施工地质条件不理想，就会增加施工难度。为此，应与项目风险辨识与评价相互结合，选择没有河道的区域施工，进而增强施工作业的安全性。在此基础上，可以在风险管理工作中引入高新技术，通过对计算机与互联网等现代化技术的应用深入分析并监控风险因素，增强施工安全性，为工程项目建设水平以及经济效益的提高奠定坚实的基础。

总结：本文借助故障树分析法简要解读了当前地下隧道盾构施工中风险因素的科学管理方法，希望为地下隧道工程建设稳定的风险基本管理体系，实现对风险的定性、定量分析，确保地下隧道工程建设的安全可靠性。

参考文献

[1] 葛先鹏.风险管理在隧道及地下工程中的应用研讨[J].商品与质量，2016（5）：19-19.

[2] 武雯利.隧道及地下工程建设中的风险管理分析[J].湖南科技学院学报，2015（5）：76-78.

[3] 王睿.城市地下工程中盾构隧道施工的风险管理[D].长安大学，2010.48-53.