准鄂铁路敖包梁隧道风险评估

摘要：风险评估作为隧道施工过程的重要组成部分，对于指导隧道的安全施工具有十分重要的意义。文章以准鄂铁路敖包梁隧道为例，介绍了设计阶段的风险评估方法、风险识别、风险评价及风险对策。通过风险对策在施工中的应用，大大降低了敖包梁隧道在施工中的安全风险，为隧道的安全施工提供了保证。

关键词：敖包梁隧道；风险评估；安全施工

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）08-0113-03

1 敖包梁隧道概况

1.1 工程概况

隧道位于内蒙古自治区鄂尔多斯市，达拉特旗与东胜区交界处，隧道穿越鄂尔多斯中部矿区。隧道进口里程为DK161+845，出口里程为改DK175+923，隧道全长14078m，为双线隧道；隧道最大埋深约为138.629m。

隧道进口至DK162+835.679段位于R=5000m的左偏曲线上，DK170+796.417～改DK172+795.318段位于R=4500m的右偏曲线上，其余段落位于直线上，最大线间距为4.30m。隧道内纵坡为单面坡，进口至170+050段为3‰的上坡，DK170+050至出口为10.9‰的上坡。

隧道洞身两处下穿秦昭王长城，五处下穿109国道，两处下穿德敖公路及多处民房。除在改DK174+970下穿109国道处埋深为49.4m，其余地段最小埋深为74.7m。

隧道共设计斜井5座，斜井布置见表1。

1.2 地层岩性

隧道区地层从新至老为第四系全新统（Q4ml）素填土，坡积层（Q4dl）块石土，冲洪积层（Q4al+pl）中砂，第四系上更新统风积层（Q3eol）新黄土，第三系上新统（N2）粉质黏土、砾岩；侏罗系下统（J1）砂岩、泥岩、砾岩及煤层；三叠系中统（T2）砂岩、泥岩；进口右侧沉积第四系全新统粉质黏土（Q4al+pll）。隧道多处穿越煤层及采空区。

1.3 地层构造

隧道位于华北地台鄂尔多斯台向斜东北部，自上古生代以来未受到大的挤压构造运动以及岩浆活动和变质作用的影响，地壳运动主要表现为升降运动，褶皱构造轻微，为一自北东向南西缓倾斜的单斜构造，倾角一般为1～3°，局部可达5°，未发现紧密褶皱，但宽缓的波状起伏较为发育，波高一般小于20m，波长在500m以上，构造复杂程度属简单类型。

1.4 水文地质特征

敖包梁隧道区地表水受降雨影响，地下水发育。地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级为H2，长度为2970m；地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级为H1，长度为6953m。

2 隧道风险评估原则

2.1 评估对象及目标的确定

敖包梁隧道风险评估主要评估在隧道施工过程中的安全、环境、投资及工期风险，并侧重于安全风险。

不同的目标风险会造成相同或不同的后果过，对应关系见表2：

表2 后果或损失与评估目标关系表

2.2 评估方法

本次风险评估的方法主要包括核对表法、头脑风暴法和专家调查法。

2.3 风险评估基本程序

识别初始风险，形成风险清单表。

评价导致初始风险因素发生的概率和后果等级，并最终确定初始风险的等级。

按照风险评价结果及接受准则，制定相应的工程措施及方案。

评估残留风险等级。

3 敖包梁隧道风险评估内容

3.1 风险清单表

隧道地层为砂、泥岩相间分布，产状平缓，成岩程度差，隧道开挖后围岩有变形的可能；在岩性分界处，易发生掉块、坍塌及冒顶。隧道在DK168+740～DK170+060、DK171+650～改DK172+570、改DK172+850～改DK173+420、改DK174+150～改DK175+923段穿越侏罗系含煤地层，煤层质软性脆，较易破碎，矿尘较大，煤尘具有爆炸性；煤易自燃，施工中应加强防范措施。。

经评估，本隧道中的主要典型风险事件类型为塌方、洞口失稳、瓦斯风险，通过分析对整座隧道的风险进行说明，见表3。

表3 敖包梁隧道风险清单表

注：G-地质因素。

3.2 风险分级及接受标准

参照《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》，风险等级标准及接受准则分别见表4、表5。

表4 风险等级标准

表5 风险接受准则

3.3 初始风险等级评定

由于施工阶段最主要目标就是保证施工的顺利和安全，因此本次评估的主要目标是安全风险事故。通过详细分析后，经评估，本隧道中的主要典型风险事件类型为塌方风险，初始风险等级评定统计见表6：

表6 敖包梁隧道初始风险等级表

3.4 风险处理措施

根据初始风险的评估结果，采取了相应的降低工程风险的措施：（1）加强超前地质预报工作；（2）强化监控量测工作；（3）在隧道洞口边仰坡存在滑坍失稳风险处，采取清除危石头，加强变样破防护，降低爆破扰动，合理统筹安排施工季节、避开雨季及严寒季节等措施来降低工程风险；（4）在洞身坍塌风险处，加强超前支护、加强隧道初期支护结构并建立完善的监测系统保证施工的安全；（5）瓦斯、煤尘爆炸及煤层自燃风险处理措施。主要包括：施工前编制专项施工组织设计；施工过程中加强通风；瓦斯浓度的监测；放炮前后在开挖面附近20m内必须喷雾洒水；及时施做隧道初期支护和衬砌，避免煤层长期暴露；设置消防设施；（6）做好地下水分析及化验，防止环境侵蚀风险。本隧道地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级为H1或H2。施工时应逐段核对地下水侵蚀性，并按照《铁路混凝土结构耐久性设计规范》采取应对措施；（7）确保岗前安全操作、施工风险管理培训，杜绝责任事故。

4 风险评估结果

对敖包梁隧道存在初始风险的因素在采取了合理的工程措施后，事件风险等级为“高度”的，能够降低为“中度”和“低度”。因此，所采取的降低工程风险的工程措施是合理的，并达到了预期目的，保证了隧道敖包梁隧道施工的安全。

5 结语

风险评估作为隧道施工的重要组成部分，对于指导隧道的安全施工具有十分重要的意义。由于风险评估在我国起步较晚，在这方面的知识和经验还相对比较匮乏。因此在今后的隧道工程项目建设活动中，还需加大这方面的投入，不断积累经验，使风险评估这项技术能够达到一个成熟的地步，降低工程事故发生的概率，进而达到保证国家和人民生命财产的安全的目的。

本文主要对敖包梁隧道风险评估的全部流程进行了详细介绍，能够为今后其它隧道的风险评估起到良好的借鉴作用。

参考文献

[1] 铁路隧道设计规范[S].铁道第二勘察设计院，

2005.

[2] 中国中铁二院工程集团.铁路隧道风险评估与管理

暂行规定[S].北京：中国铁道出版社，2008.

[3] 铁道第三勘察设计院集团有限公司.敖包梁隧道风

险评估报告[R].2013.

[4] 路美丽，刘维宁，罗富荣，李兴高.隧道与地下

工程风险评估方法研究进展[J].工程地质学报，

2007，（4）：464-468.

[5] 武赞.关于铁路隧道风险评估方法的探讨[J].铁

路工程造价管理，2007，22（6）：8-11.

[6] 邓丽娜.层次分析法在隧道风险评估中的应用

[J].四川建筑，2006，25（4）：142-143.