隧道贯通测量风险分析与控制

隧道贯通测量风险分析与控制

摘

要:为探索中国隧道贯通测量的风险分析理论，以景礼高速公路隧道贯通测量的工程经验为基础，利用风险分析理论，运用德尔菲法和灾害风险评估矩阵法(R=P×C)对高速公路隧道工程所面临的贯通测量风险问题作出了分析、预测和判断，认为景礼高速公路隧道贯通测量工程具有洞口控制测量、洞内控制测量、洞内外高程控制测量和隧道放样等4种测量风险因子，判断本项目隧道贯通测量的风险等级为II级，并给出相应的风险控制措施，以减少项目的隧道贯通测量风险。合理控制了景礼高速公路隧道的测量风险，可对同类项目工程的测量安全性研究和管理进行参考。Keys:隧道；贯通测量风险；高速公路；危险识别和管理；判断矩阵为减少隧道贯通隐患，国内许多专家都曾从隧道进洞、出洞、放样等角度，对隧道贯通问题开展过深入探讨，其均没有对隧道贯通测量的危险源加以辨识、判断、处理。如果可以进行风险管理，则能够在一定程度上降低贯通风险出现的几率，从而更有效采取措施以减少事故而带来的经济损失。所以，贯通测量的风险识别与评价研究也是一项很值得探讨的研究方向。本文从测量专业角度出发，根据风险分析与管理思想，提出适应于本项目的隧道贯通测量的风险评估与管理办法。1建立风险评价标准根据风险理论，将隧道贯通测量风险的基本过程分为风险识别、评估、响应和控制四个阶段。风险评价指标可参照国际隧道协会(ITA)制定的《隧道风险管理指南》确定，将隧道贯通测量的风险发生概率分为5个等级(表1)。隧道贯通测量风险评价标准的步骤：制定隧道贯通测量风险损失的划分准则(表2);按照风险出现可能性和风险的程度,将危险级别划分四类,形成隧道贯通的危险级别划分图;风险等级不同采取风险管理与控制措施也不同，每个级别的风险匹配相应的管理措施和管理办法。2构建安全性评估指标体系在汇总了以往隧道贯通测量风险分析资料的基础上,运用德尔菲法则构建了隧道贯通测量风险评估指标系统。在构建风险评价指标体系以前,首先必须设定好各专业的权重,而后对德尔菲法获取的信息通过加权平均法予以处置,对不同专家设置了适当的权重,对专家做出评估按其相应权重予以相加,从而得出目标的最可能值。表1

高速公路隧道贯通测量风险发生概率等级标准等级ABCDE可能性不可能很少发生偶尔发生可能发生频发区间概率P<0.01%0.01%≤P<0.1%0.1%≤P<1%1%≤P<10%10%≤P估值12345表2

高速公路隧道贯通测量风险损失等级标准等级风险损失严重程度说明估值一级可忽略风险并不导致延误或明显损失1二级需考虑风险导致少量损失2三级严重风险导致可补偿的损失3四级非常严重风险导致相当大而可补偿损失4五级灾难性风险导致不可补偿损失53实例应用分析3.1景礼高速公路隧道工程概况景礼高速公路7标包括隧道4座，分左右线，左右线全长为10271m。为预防隧道出现安全性问题，施工单位组织了20位经验丰富的专家，对本标段进行安全性分析研究和控制的探讨。3.2公路隧道贯通测量风险估计与评价影响高速公路隧道贯通测量的因素较多，在借鉴国内外高速公路隧道贯通测量风险研究的基础上，结合上文已建立的危险性评估准则，对景礼高速公路隧道贯通测量中的致险原因加以了确定，并参照中国高速公路隧洞贯通的建设经验，得出了隧洞贯通测量中各个致险原因出现的机率P以及损失值C，从而形成了具体的风险评价指标体系（表3）。根据表7构建香山1号隧道贯通测量风险比较判断矩阵（表4）。表3

香山1号隧道贯通风险评价指标体系风险项目主要风险因素PC景礼高速香山1号隧道贯通测量风险U洞外控制测量U134洞内控制测量U234隧道高程控制U323隧道放样U423表4

隧道贯通测量风险比较判断矩阵评判因素U1U2U3U4U111/51/31/3U2513/53/5U335/311U435/311建立的特征方程为：

(1)通过计算隧道贯通测量风险比较判断矩阵的特征值λmax=4.1323，利用和积法得到归一化后的特征向量结果Wi=(0.0851

0.2554

0.3297

0.3297)。利用公式可以计算出隧道贯通测量的一致性指标CI=0.0441，一致性比例为CR=0.0495<0.1。所以，香山1#隧道贯通测量风险的权重向量的结果为(0.08510.25540.32970.3297)。根据以上计算可以得到在香山1号隧道贯通测量的致险因素风险值U1=1.0216,U2=3.0649,U3=1.9784,U4=1.9784。得出1号隧道贯通测量风险值，R=1.0216+3.0649+1.9784+1.9784=8.0433，其危险数值介于4～9之间，再按照隧道贯通测量危险级别打分表(表3)，可知香山1号隧道贯通测量的风险等级为Ⅱ级，因此必须做好相应的安全措施。3.3高速公路隧道贯通测量风险控制措施3.3.1洞口平面控制测量风险预防措施洞口采用四等GPS控制网进行，并且布设成大地四边形，每个隧道口至少埋设3个控制点，洞口的控制点之间要两两通视;洞口与洞内控制网的联测边边长宜大于500m，条件困难时，最短边长不得小于300m;当洞口控制点采用GPS测量困难时;定期地复测洞口GPS控制网。3.3.2洞内平面控制测量风险预防措施隧道洞内平面控制测量应采用四等导线，并双排布设，导线点间距宜控制在300~400m之间;洞内导线应构成多边形闭合环，香山1#隧道宜布设成交叉或折线双导线;导线点应布设在影响少，可靠稳固和便于设站的地方;测量的视线应比设施高0.2m以上，相邻边长之比不宜超过1:3。3.3.3隧道高程控制风险预防措施水准点应定期复测，做支水准点时，应往返测水准点间的高差，高程采用四等水准规范的规定控制;如果限差超限时，应该逐级复测至两个稳定水准点;对于有超高的隧道，应仔细核对设计图纸，注意隧道的旋转中线、设计高程位置与测设线的位置关系等。

3.3.4隧道放样风险预防措施熟悉设计图纸和控制点成果，复核隧道段落曲线要素，复核隧道的计算程序，注意测设线与隧道中线的位置关系和超高段落;定期对加密点进行联测，如发现控制点位移，应立即停止使用该控制点;及时复核隧道的开挖情况，严格控制超欠挖，经常复核开挖线及隧道中线。4结语本文将风险分析应用到隧道贯通测量中，构建危险性评估标准，通过德尔菲法对香山1#隧道贯通测量存在的风险因素进行确定，评估了风险等级，对高速公路隧道贯通测量的洞口控制测量、洞内控制测量、高程控制测量和隧道放样等风险因素提出了具体的控制措施。结果表明，隧道贯通测量风险分析及控制方法可在其他隧道贯通测量的应用中提供借鉴，也能够渗透对整个隧道工程的风险研究中，对隧道管理人员可以起到极大的警示作用。Reference：[1]王飞.深圳地铁某项目盾构隧道施工安全风险管理研究[D].北京:北京交通大学，2018.[2]刘伟涛，顾鸿，李春洪.基于德尔菲法的专家评估