一种隧道施工安全总体风险评估方法

1.本发明涉及一种隧道施工安全总体风险评估方法，属于隧道工程领域。


背景技术：

2.随着经济和社会的持续发展，我国铁路和公路隧道建设规模逐渐增大。截至2021年底，在建铁路隧道2418座，规划铁路隧道6226座，其中在建高速铁路隧道1472座，规划高速铁路隧道3010座；在建特长铁路隧道150座，规划特长铁路隧道301座。2020年，公路隧道增加2249座，其中长隧道增加757座，特长隧道增加219座。建设规模增大的同时，隧道工程也向深埋、长大等方向发展，其地质条件、施工条件愈加复杂，作业安全风险突出。2011年交通部推行的包含总体风险评估和专项风险评估两阶段的隧道工程施工安全风险评估工作加强了施工安全的风险管理，减少了诸多事故。
3.然而，目前隧道施工安全总体风险评估通常采用指标体系法，指标体系法中各指标分级、各分级所赋分值以及指标间的逻辑运算合理性将会直接影响总体风险等级划分，因此难以确定一套科学的指标体系法以适用于复杂且差异较大的工程地质条件；另一方面，总体风险评估主要作用是确定专项风险评估对象，为安全管理力量投入、资源配置提供决策支持，复杂、繁多的指标体系和逻辑运算将导致评估工作量增大，评估成本增加，进一步打击建设单位和施工单位积极性，不利于安全风险管理。
4.因此，亟需构建一个便捷高效和科学的总体风险评估方法，提高隧道工程施工安全总体风险评估效率，简化风险评估和管理流程，满足复杂工程地质条件下隧道大规模建设的需求。


技术实现要素：

5.本发明针对现有隧道工程施工安全总体风险评估方法复杂和评估流程繁琐的问题，提出了一种隧道施工安全总体风险评估方法，即根据隧道各主控因素的工程资料，对照建立的主控因素判识表，利用就高原则即可确定总体风险等级。
6.一种隧道施工安全总体风险评估方法，具体步骤如下：
7.(1)确定影响隧道工程施工安全的主控因素；
8.(2)划分隧道工程施工安全总体风险评估等级，并对主控因素量化分级，建立主控因素判识表；
9.(3)收集待评估隧道各主控因素的工程资料，判断各主控因素是否达到主控因素判识表中的判识条件，汇总达到判识条件的主控因素，形成主控因素清单；
10.(4)根据主控因素判识表，确定主控因素清单中各主控因素确定的总体风险等级，并根据就高原则即各主控因素最高总体风险等级确定该隧道工程最终的总体风险等级。
11.所述步骤(1)中主控因素包括
12.隧道类型与区域环境：隧道是否为小净距隧道或连拱隧道，是否下穿海、湖或河，周围是否存在重要区域和重要建(构)筑物；
13.隧道长度：隧道的长度规模；
14.隧道跨度：隧道的跨度规模；
15.围岩情况：隧道v、ⅵ级围岩和断层破碎带、膨胀土、富水软岩、富水砂层、冻土等特殊岩土层的长度；
16.预测瓦斯涌出量：预测隧道的每分钟瓦斯涌出量；
17.预测涌水量：预测隧道的每天涌水量；
18.隧道最大埋深：隧道开挖断面顶部至自然地面的最大垂直距离；
19.岩溶发育程度：隧道周围岩溶的发育程度、是否存在岩溶洞穴和/或地下暗河、岩溶洞穴和/或地下暗河的规模。
20.所述步骤(2)中隧道工程施工安全总体风险评估等级划分为四个等级：
21.等级ⅰ，即低风险，表示隧道施工安全；
22.等级ⅱ，即一般风险，表示隧道施工存在处理范围内的风险；
23.等级ⅲ，即较大风险，表示隧道施工存在较大风险，需进行专项风险评估细化风险；
24.等级ⅳ，即重大风险，表示隧道施工存在重大风险，需进行专项风险评估细化风险；
25.针对较大风险和重大风险两个级别，对主控因素进行量化分级，建立主控因素判识表(见表1)；
26.表1主控因素判识表
27.[0028][0029]
本发明主控因素清单中只包含单个主控因素时，该主控因素确定的总体风险等级即为最终的施工安全总体风险等级；主控因素清单中包含多个主控因素时，以各主控因素确定的最高总体风险等级作为最终的施工安全总体风险等级；没有主控因素达到主控因素判识条件时，则认为该隧道工程施工安全总体风险等级在ⅲ级以下。
[0030]
本发明的有益效果是：
[0031]
(1)本发明基于主控因素判识表即可确定隧道施工安全总体风险等级的评估方法，简化了总体风险评估流程，降低风险评估成本，主控因素清单还可为专项风险评估提供更具体的决策支持；
[0032]
(2)本发明给出了隧道类型与区域环境、隧道长度、隧道跨度、围岩情况、预测瓦斯涌出量、预测涌水量、隧道最大埋深和岩溶发育程度八个主控因素和分级标准，可为坍塌、涌水突泥、大变形、岩爆、瓦斯爆炸等常见灾害初步辨识提供数据支撑。
附图说明
[0033]
图1为本发明隧道施工安全总体风险评估方法的流程图。
具体实施方式
[0034]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0035]
实施例1：一种隧道施工安全总体风险评估方法，具体步骤如下：
[0036]
(1)确定影响隧道工程施工安全的主控因素；其中主控因素包括
[0037]
隧道类型与区域环境：隧道是否为小净距隧道或连拱隧道，是否下穿海、湖或河，周围是否存在重要区域和重要建(构)筑物；
[0038]
隧道长度：隧道的长度规模；
[0039]
隧道跨度：隧道的跨度规模；
[0040]
围岩情况：隧道v、ⅵ级围岩和断层破碎带、膨胀土、富水软岩、富水砂层、冻土等特殊岩土层的长度；
[0041]
预测瓦斯涌出量：预测隧道的每分钟瓦斯涌出量；
[0042]
预测涌水量：预测隧道的每天涌水量；
[0043]
隧道最大埋深：隧道开挖断面顶部至自然地面的最大垂直距离；
[0044]
岩溶发育程度：隧道周围岩溶的发育程度、是否存在岩溶洞穴和/或地下暗河、岩溶洞穴和/或地下暗河的规模；
[0045]
(2)划分隧道工程施工安全总体风险评估等级，并对主控因素量化分级，建立主控因素判识表；其中隧道工程施工安全总体风险评估等级划分为四个等级：
[0046]
等级ⅰ，即低风险，表示隧道施工安全；
[0047]
等级ⅱ，即一般风险，表示隧道施工存在处理范围内的风险；
[0048]
等级ⅲ，即较大风险，表示隧道施工存在较大风险，需进行专项风险评估细化风险；
[0049]
等级ⅳ，即重大风险，表示隧道施工存在重大风险，需进行专项风险评估细化风险；
[0050]
针对较大风险和重大风险两个级别，对主控因素进行量化分级，建立主控因素判识表(见表1)；
[0051]
(3)收集待评估隧道各主控因素的工程资料，判断各主控因素是否达到主控因素判识表中的判识条件，汇总达到判识条件的主控因素，形成主控因素清单；
[0052]
(4)根据主控因素判识表，确定主控因素清单中各主控因素确定的总体风险等级，并根据就高原则即各主控因素最高总体风险等级确定该隧道工程最终的总体风险等级；即主控因素清单中只包含单个主控因素时，该主控因素确定的总体风险等级即为最终的施工安全总体风险等级；主控因素清单中包含多个主控因素时，以各主控因素确定的最高总体风险等级作为最终的施工安全总体风险等级；没有主控因素达到主控因素判识条件时，则认为该隧道工程施工安全总体风险等级在ⅲ级以下。
[0053]
实施例2：本实施例以天神殿隧道为例，以实施例1隧道总体风险主控因素判识法，评估具体隧道工程施工安全总体风险等级；
[0054]
天神殿隧道为双洞单向三车道隧道，全长3182m，隧道开挖跨度约17.44m，
ⅴ
级围岩累计长度为129m，最大埋深约为236m；
[0055]
通过对比天神殿隧道主控因素的工程资料和主控因素判识表，形成主控因素清
单，见下表2；
[0056]
表2主控因素清单
[0057][0058]
由上表可知，天神殿隧道施工安全总体风险等级为较大风险(ⅲ级)，需进一步进行专项风险评估细化风险，重点防控隧道开挖跨度过大可能导致的坍塌和大变形等风险事件，以及隧道长度过大导致的施工安全问题。
[0059]
实施例3：本实施例以防军隧道为例，以实施例1隧道总体风险主控因素判识法，评估具体隧道工程施工安全总体风险等级；
[0060]
防军隧道为双洞单向三车道隧道，全长510m，隧道开挖宽度约17.44m，
ⅴ
级围岩累计长度为47m，最大埋深约为88m；
[0061]
通过对比防军隧道主控因素的工程资料和主控因素判识表，形成主控因素清单，见下表3；
[0062]
表3主控因素清单
[0063][0064]
由上表可知，防军隧道施工安全总体风险等级为较大风险(ⅲ级)，需进一步进行专项风险评估细化风险，重点防控隧道开挖跨度过大可能导致的坍塌和大变形等风险事件。
[0065]
实施例4：本实施例以五老峰隧道为例，以实施例1隧道总体风险主控因素判识法，评估具体隧道工程施工安全总体风险等级；
[0066]
五老峰隧道为双线隧道，隧道长度8300m，最大埋深925m，预测涌水量13171m3/d；
[0067]
通过对比五老峰隧道主控因素的工程资料和主控因素判识表，形成主控因素清单，见下表4；
[0068]
表4主控因素清单
[0069][0070]
由上表可知，五老峰隧道施工安全总体风险等级为较大风险(ⅲ级)，需进一步进
行专项风险评估细化风险，重点防控隧道涌水突泥、岩爆以及隧道长度过大导致的施工安全问题。
[0071]
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。