朱鵬飛,張 梅,黃鴻健,張民慶

(鐵道部工程管理中心,北京 100844)

宜萬(wàn)鐵路復(fù)雜隧道風(fēng)險(xiǎn)管理與控制

朱鵬飛,張 梅,黃鴻健,張民慶

(鐵道部工程管理中心,北京 100844)

宜萬(wàn)鐵路規(guī)模大,水文地質(zhì)環(huán)境極其復(fù)雜。在復(fù)雜隧道修建過程中,防止突水突泥高風(fēng)險(xiǎn)是一項(xiàng)極其重要的任務(wù)。針對(duì)復(fù)雜隧道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理,這在鐵路系統(tǒng)尚屬首次。宜萬(wàn)鐵路在風(fēng)險(xiǎn)理論的基礎(chǔ)上,從識(shí)別評(píng)估、決策管理、技術(shù)應(yīng)對(duì)和安全措施四個(gè)體系入手創(chuàng)建了復(fù)雜隧道風(fēng)險(xiǎn)管理體系。通過風(fēng)險(xiǎn)管理的研究與實(shí)踐,取得了較好的效果。

宜萬(wàn)鐵路;復(fù)雜隧道;風(fēng)險(xiǎn)管理;識(shí)別評(píng)估;決策管理;技術(shù)應(yīng)對(duì);安全措施

1 概述

隧道及地下工程涉及到眾多的不確定性和不確知性,因而,在建設(shè)階段存在著很大和眾多的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。人為或非人為因素導(dǎo)致的工程事故會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,引起嚴(yán)重的社會(huì)不良影響。近十多年來(lái),此類事故在國(guó)內(nèi)外不勝枚舉。如1994年上海昌都大廈基坑開挖塌方事故、2002年渝懷鐵路圓梁山隧道突水突泥事故、2003年上海4號(hào)線聯(lián)絡(luò)通道突水塌方事故、2004年廣州地鐵塌方事故、2004年新加坡地鐵塌方事故、2006年宜萬(wàn)鐵路馬鹿箐隧道突水突泥事故、2007年宜萬(wàn)鐵路野三關(guān)隧道突水突泥事故。這些事故的發(fā)生使人們深刻認(rèn)識(shí)到在隧道及地下工程建設(shè)中所面臨的巨大挑戰(zhàn)。如何有效控制隧道及地下工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理等各階段潛在的各種風(fēng)險(xiǎn),減少財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡,這是當(dāng)前隧道建設(shè)急需解決的關(guān)鍵問題之一。

宜萬(wàn)鐵路規(guī)模大、技術(shù)新穎、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、參加單位多、水文地質(zhì)復(fù)雜,可以說(shuō)在項(xiàng)目建設(shè)中危機(jī)重重。此外,宜萬(wàn)鐵路位于鄂西中低山區(qū),主要行經(jīng)在長(zhǎng)江與清江的分水嶺地帶,其地形、地質(zhì)條件之復(fù)雜集西南山區(qū)鐵路之大成,建設(shè)條件之艱、難、險(xiǎn)居我國(guó)鐵路歷史之最,特別是長(zhǎng)大隧道穿越的地區(qū)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育,工程地質(zhì)問題與其他工程相比,其建設(shè)中存在的復(fù)雜性、不確定性、多樣性和隱蔽性更加突出,突水突泥的風(fēng)險(xiǎn)程度及工程處理難度為國(guó)內(nèi)外罕見,災(zāi)害造成的后果更加嚴(yán)重。因此必須建立科學(xué)合理的工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和防范體制,建立和健全工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理的咨詢機(jī)構(gòu),用全面、系統(tǒng)、科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)施手段,以達(dá)到能在第一時(shí)間了解、掌握工程建設(shè)過程中不同階段的第一手資料,提高工程風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)和防控能力,避免重大事故的發(fā)生,使工程風(fēng)險(xiǎn)降到最低。因此,為保證工程建設(shè)的安全,全面貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的思想,開展宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道施工風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)研究是非常必要的。通過研究,盡可能使工程的安全、質(zhì)量、進(jìn)度得到有效控制,同時(shí)也可為后期宜萬(wàn)鐵路的安全運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)控制夯實(shí)基礎(chǔ)。

2 風(fēng)險(xiǎn)管理目標(biāo)

宜萬(wàn)鐵路是最早系統(tǒng)提出風(fēng)險(xiǎn)管理的鐵路工程項(xiàng)目。為嚴(yán)格貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針,運(yùn)用傳統(tǒng)的管理思想和現(xiàn)代風(fēng)險(xiǎn)理論相結(jié)合的方式組織宜萬(wàn)鐵路建設(shè),為宜萬(wàn)鐵路建設(shè)提供了科學(xué)的依據(jù),通過風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控這樣一個(gè)重復(fù)的循環(huán)過程,以最小的代價(jià),提高抗擊高風(fēng)險(xiǎn)的能力,將建設(shè)過程中的多種風(fēng)險(xiǎn)減輕到可接受的水平。為此,宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道是鐵道部建設(shè)項(xiàng)目工程開工前首次對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)管理理論體系指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)。

3 風(fēng)險(xiǎn)管理方法

宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道由于風(fēng)險(xiǎn)因素眾多,為了保證風(fēng)險(xiǎn)管理的質(zhì)量,需要實(shí)行系統(tǒng)化風(fēng)險(xiǎn)管理。它指由項(xiàng)目實(shí)施有關(guān)的各單位全體人員,貫穿于項(xiàng)目實(shí)施全過程的,具有全面性的,以風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、評(píng)價(jià)和監(jiān)控為主要內(nèi)容,以保證項(xiàng)目戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和提高項(xiàng)目整體效益為目的的現(xiàn)代化項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的理論和方法。

系統(tǒng)化風(fēng)險(xiǎn)管理強(qiáng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)的管理過程貫穿于項(xiàng)目的全過程,而且是一個(gè)連續(xù)、動(dòng)態(tài)的管理和反饋的過程。風(fēng)險(xiǎn)管理從風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別開始,經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控5個(gè)階段,最后再回到風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。在風(fēng)險(xiǎn)管理中不斷發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,重視風(fēng)險(xiǎn)管理中信息的收集、處理和反饋。

宜萬(wàn)鐵路采取系統(tǒng)化風(fēng)險(xiǎn)管理,主要內(nèi)容主要包括了4個(gè)方面:全團(tuán)隊(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理、全方位風(fēng)險(xiǎn)隧道、多措施風(fēng)險(xiǎn)管理、全過程風(fēng)險(xiǎn)管理。系統(tǒng)化風(fēng)險(xiǎn)管理框架模式見圖1。

圖1 宜萬(wàn)鐵路系統(tǒng)化風(fēng)險(xiǎn)管理框圖

宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道工程采取全面風(fēng)險(xiǎn)管理模式,在建設(shè)期內(nèi)對(duì)每個(gè)階段的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制措施的制定、明確的崗位、職責(zé)和決策權(quán)、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控的方法、職責(zé)、程序做了明確的定義,使每個(gè)階段風(fēng)險(xiǎn)的管理有章可循,而且各個(gè)管理層風(fēng)險(xiǎn)職責(zé)明確。

3.1 全過程風(fēng)險(xiǎn)管理

宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道項(xiàng)目可分為4個(gè)階段:可行性研究與決策階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)施與控制階段和竣工驗(yàn)收階段。在全過程的風(fēng)險(xiǎn)管理模式的要求下,在項(xiàng)目的各個(gè)階段風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、分析的基礎(chǔ)上,對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行監(jiān)控,并采取相應(yīng)措施。

(1)在可行性研究與初步設(shè)計(jì)階段,根據(jù)該項(xiàng)目情況和以往類似項(xiàng)目的實(shí)踐識(shí)別項(xiàng)目可能潛在的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)行整體項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)水平的評(píng)價(jià),宜萬(wàn)鐵路開展了可研和初步設(shè)計(jì)咨詢和地質(zhì)勘察監(jiān)理等工作。為建設(shè)單位的決策提供依據(jù),盡最大可能對(duì)風(fēng)險(xiǎn)事件采取禁止或回避的態(tài)度。通過設(shè)計(jì)咨詢,進(jìn)一步降低巖溶隧道的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

(2)在設(shè)計(jì)階段,從工程建設(shè)的安全、質(zhì)量、進(jìn)度和設(shè)計(jì)合理性等方面開展工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)部分的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,合理采納咨詢意見,開展施工圖設(shè)計(jì),現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)完善施工圖設(shè)計(jì),補(bǔ)充鉆探完善地質(zhì)資料等。

(3)在項(xiàng)目的實(shí)施和控制階段,有針對(duì)性地制定相關(guān)制度,嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)制度文件規(guī)定要求,并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

(4)在竣工驗(yàn)收階段,風(fēng)險(xiǎn)管理的主要任務(wù)是文件整理和驗(yàn)收工作。這一階段風(fēng)險(xiǎn)管理的主要是對(duì)文件資料的完整性、驗(yàn)收工作的可靠程度和質(zhì)量等方面進(jìn)行辨識(shí)和評(píng)價(jià),并采取相應(yīng)措施。宜萬(wàn)鐵路在該階段及時(shí)對(duì)涉及風(fēng)險(xiǎn)管理工作進(jìn)行總結(jié),為以后類似項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)管理提供參考經(jīng)驗(yàn)。

3.2 全方位風(fēng)險(xiǎn)管理

全方位的風(fēng)險(xiǎn)管理包括風(fēng)險(xiǎn)的全面分析、風(fēng)險(xiǎn)的全面評(píng)價(jià)。

風(fēng)險(xiǎn)的全面分析是基于對(duì)宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道風(fēng)險(xiǎn)的客觀認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上的,宜萬(wàn)鐵路在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,首先羅列對(duì)整個(gè)工程建設(shè)有影響的風(fēng)險(xiǎn),注重對(duì)項(xiàng)目有重大影響的風(fēng)險(xiǎn)。羅列風(fēng)險(xiǎn)因素從多角度、多方面進(jìn)行,形成對(duì)項(xiàng)目系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)多方位的全面的透視。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際和探明的地質(zhì)情況,認(rèn)為巖溶、崩塌、滑坡、巖堆、瓦斯、高地應(yīng)力等不良工程地質(zhì)造成的災(zāi)害性事故可能性極大,其中又以巖溶及巖溶水害問題最為嚴(yán)重,涌水突泥等突發(fā)性災(zāi)害將嚴(yán)重危及施工安全,成為制約工程建設(shè)的突出問題,是維系工程成敗的關(guān)鍵。

風(fēng)險(xiǎn)的全面評(píng)價(jià)不僅對(duì)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的時(shí)間、概率、影響后果作出評(píng)價(jià),還對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)進(jìn)行評(píng)分,甚至分析出風(fēng)險(xiǎn)的起因和可控性。開工初期,針對(duì)隧道不同段落的地質(zhì)復(fù)雜程度,把隧道的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)分為3個(gè)等級(jí);隨著對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的不斷認(rèn)識(shí)和補(bǔ)充勘察的成果運(yùn)用,提出了按風(fēng)險(xiǎn)程度將宜萬(wàn)鐵路復(fù)雜巖溶隧道劃分為Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道(可能出現(xiàn)大規(guī)模巖溶突水突泥隧道)及Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道(可能出現(xiàn)局部突泥突水或大型干溶洞隧道)。研究并明確了巖溶隧道等級(jí)劃分、巖溶隧道總體處理原則、巖溶隧道加強(qiáng)安全性處理原則、預(yù)警與疏散原則等。

3.3 全團(tuán)隊(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理

在宜萬(wàn)鐵路的風(fēng)險(xiǎn)管理過程中,風(fēng)險(xiǎn)管理不再是傳統(tǒng)意義上的僅僅由風(fēng)險(xiǎn)管理部門或人員來(lái)實(shí)施的專門管理活動(dòng),而是強(qiáng)調(diào)在鐵道部宜萬(wàn)指揮部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和主導(dǎo)作用,建設(shè)各方和所有項(xiàng)目參建人員共同參與,在嚴(yán)格執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)管理辦法和措施的規(guī)范下,充分調(diào)動(dòng)參建各方的資源、科研單位、工程項(xiàng)目領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)技術(shù)專業(yè)隊(duì)伍合作伙伴和國(guó)內(nèi)知名院士、專家協(xié)同攻關(guān),建立風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制,提高整個(gè)項(xiàng)目抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。

3.4 多措施風(fēng)險(xiǎn)管理

在風(fēng)險(xiǎn)管理的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)控制及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控的5個(gè)階段中,各個(gè)階段都存在多種定性和定量的分析方法。在項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理過程中,結(jié)合具體隧道項(xiàng)目的特點(diǎn),以及出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)的情況,靈活運(yùn)用了風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和分析的方法,綜合采用風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急措施,避免了風(fēng)險(xiǎn)管理方法和措施的單一化和教條化。

4 風(fēng)險(xiǎn)管理體系

宜萬(wàn)鐵路風(fēng)險(xiǎn)管理從識(shí)別評(píng)估、決策管理、技術(shù)應(yīng)對(duì)和安全措施4個(gè)體系入手進(jìn)行管理。宜萬(wàn)鐵路風(fēng)險(xiǎn)管理體系組織模式框架見圖2。

圖2 宜萬(wàn)鐵路風(fēng)險(xiǎn)管理組織模式框架

宜萬(wàn)鐵路作為目前在建的鐵路系統(tǒng)內(nèi)公認(rèn)的高難度、高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目,除幾乎具備一般建設(shè)工程的全部施工難題和風(fēng)險(xiǎn)外,長(zhǎng)大隧道穿越地區(qū)巖溶發(fā)育的地質(zhì)問題與其他工程相比,其建設(shè)中存在的多樣性、復(fù)雜性、不確定性和隱蔽性更加突出,突水突泥的風(fēng)險(xiǎn)程度及工程處理難度為國(guó)內(nèi)外罕見,災(zāi)害造成的后果更加嚴(yán)重。

在宜萬(wàn)鐵路的工程建設(shè)實(shí)踐過程中,將風(fēng)險(xiǎn)管理理論與宜萬(wàn)鐵路巖溶隧道工程充分結(jié)合,在隧道施工過程中不斷調(diào)整、完善、提高,進(jìn)而總結(jié)形成一系列有針對(duì)性的巖溶隧道工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施制度,防范隧道施工風(fēng)險(xiǎn),有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和減小巖溶災(zāi)害危害性,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目安全控制目標(biāo)。

4.1 識(shí)別評(píng)估體系

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別體系包括隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、隧道風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)、施工地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、水文監(jiān)控4個(gè)方面的內(nèi)容。風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別體系框架如圖3所示。

圖3 風(fēng)險(xiǎn)管理組織模式框架

4.1.1 隧道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

根據(jù)隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道進(jìn)行分級(jí)。

(1)Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道

Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道主要具備下列地質(zhì)問題:

①斷層規(guī)模 隧道穿過長(zhǎng)大或區(qū)域性斷層,這些斷層切割地面或地下水系,為地下水的運(yùn)營(yíng)通道;

②地表巖溶匯水面積 地表巖溶發(fā)育,且有較大的地表水匯集面積,而地表水系不發(fā)育,地下徑流為隧道區(qū)域內(nèi)的主要徑流方式;

③地下暗河 隧道附近暗河發(fā)育;

④地質(zhì)構(gòu)造 隧道位于可溶巖地層向斜構(gòu)造的核部或可溶巖與非可溶巖接觸界面附近;

⑤物探異常密集帶 隧道洞身高程附近,物探異常密集分布;

⑥巖溶水動(dòng)力垂直分帶 隧道位于巖溶的水平發(fā)育帶中或地下水的水平循環(huán)帶中,只要一經(jīng)揭露斷層、構(gòu)造或溶腔,就會(huì)發(fā)生大規(guī)模的突水突泥,形成毀滅性的地質(zhì)災(zāi)害。

宜萬(wàn)鐵路的8座Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道全部都具有上述特征,是宜萬(wàn)鐵路能否成功修建的關(guān)鍵工程,也是宜萬(wàn)鐵路超前預(yù)報(bào)的重點(diǎn)隧道,需要全線進(jìn)行超前預(yù)報(bào)。

(2)Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道

Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道與Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道的區(qū)別是隧道位于巖溶的垂直發(fā)育帶或地下水的垂直循環(huán)帶中,當(dāng)隧道通過上述地段,揭示大的斷層、構(gòu)造、溶腔時(shí),有可能發(fā)生較大規(guī)模的突水突泥,形成工程地質(zhì)災(zāi)害,在重點(diǎn)地段需要進(jìn)行超前預(yù)報(bào)工作。

(3)一般巖溶隧道

一般巖溶隧道雖然巖溶發(fā)育,但形成地質(zhì)災(zāi)害的可能性小,作為一般的隧道處理。

根據(jù)隧道等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),宜萬(wàn)鐵路有Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道8座,Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道26座,見表1。

4.1.2 施工地質(zhì)超前預(yù)報(bào)

宜萬(wàn)鐵路首次將預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)納入工序管理,并提出“有疑必探、不探不進(jìn)”的安全施工理念。通過施工地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),多次探測(cè)到隧道前方不良地質(zhì),為化解施工風(fēng)險(xiǎn)起到了重要的作用。

表1 宜萬(wàn)鐵路Ⅰ、Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道統(tǒng)計(jì)

4.1.3 施工方案安全評(píng)估

設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)不良地質(zhì)情況,做出注漿方案、釋能降壓方案、凍結(jié)方案等,針對(duì)重大施工技術(shù)方案,由建設(shè)單位組織進(jìn)行安全評(píng)估與論證,力求采取最安全的方案。

4.1.4 水文監(jiān)控

水文監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括巖溶地下水的補(bǔ)給來(lái)源、排泄點(diǎn)以及反映地下水特征的各要素,如降雨量、涌水點(diǎn)、涌水量、水壓、水位等,對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)需進(jìn)行整理和分析。

4.2 決策管理體系

針對(duì)復(fù)雜隧道,決策管理對(duì)于規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)往往起到?jīng)Q定性作用。宜萬(wàn)鐵路決策管理體系組成如圖4。

4.2.1 建設(shè)單位主導(dǎo)和核心作用

充分發(fā)揮建設(shè)單位的主導(dǎo)和核心作用。成立以指揮長(zhǎng)為組長(zhǎng)的Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道重大技術(shù)方案管理小組,組織審查、論證、決策、批準(zhǔn)重大技術(shù)方案。

在云霧山、野三關(guān)、馬鹿箐、大支坪4個(gè)高壓富水充填溶腔技術(shù)方案上,存在著堵與放兩種截然不同的方案。堵的方案在以往工程中有實(shí)例,但存在著注漿效果不能滿足施工安全的隱患,而放的方案又沒有工程實(shí)例可以借鑒。針對(duì)堵與放兩種方案,建設(shè)指揮部組織專家論證,創(chuàng)新工法,果斷實(shí)施,從而使長(zhǎng)期困擾宜萬(wàn)鐵路建設(shè)的4個(gè)溶腔相繼得到突破、貫通。在施工中既化解了安全風(fēng)險(xiǎn),又節(jié)約了成本、縮短了工期。

4.2.2 風(fēng)險(xiǎn)隧道特別管理小組

成立以指揮部領(lǐng)導(dǎo)為組長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)隧道特別管理小組,現(xiàn)場(chǎng)組織和監(jiān)督重大技術(shù)方案的實(shí)施。特別管理小組主要是針對(duì)超前預(yù)報(bào)、注漿堵水、釋能降壓、結(jié)構(gòu)處理4個(gè)影響安全的主要方面進(jìn)行管理。

圖4 宜萬(wàn)鐵路風(fēng)險(xiǎn)決策管理體系框架

4.2.3 防范高風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)機(jī)制

宜萬(wàn)線巖溶隧道工程施工中可能遭遇的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)多而分散、不確定因素多、偶然性極大,防范極度困難。在宜萬(wàn)鐵路隧道工程的修建過程中,由于風(fēng)險(xiǎn)因素來(lái)源復(fù)雜,因此對(duì)各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源制定了專門的風(fēng)險(xiǎn)控制措施。具體方法是采用綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確判斷溶腔規(guī)模、類型及邊界,對(duì)可能發(fā)現(xiàn)災(zāi)害性溶腔制定安全進(jìn)洞條件,監(jiān)測(cè)降雨量和溶腔的水量、水壓及變化趨勢(shì),在完備的預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)的保護(hù)下,通過全方位水文專項(xiàng)監(jiān)測(cè)、區(qū)域水文地質(zhì)分析,采用有效的溶腔處理方案,在合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行溶腔的處理。主要措施有宜萬(wàn)鐵路建設(shè)防范高風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)機(jī)制(施工地質(zhì)勘察與超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào);突發(fā)性事件防范應(yīng)急預(yù)案;應(yīng)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)、工程難題的設(shè)計(jì)和施工預(yù)案;重難點(diǎn)工程監(jiān)控;隧道施工量測(cè)監(jiān)控;嚴(yán)格規(guī)范施工工藝監(jiān)控;嚴(yán)格履約考核獎(jiǎng)罰和信息收集、反饋和快速反應(yīng)專項(xiàng)機(jī)制)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)措施、釋能降壓法、專家咨詢制度等。

4.2.4 技術(shù)管理專項(xiàng)制度

(1)復(fù)雜巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理制度

宜萬(wàn)鐵路水文地質(zhì)復(fù)雜,不良地質(zhì)眾多。因此必須采取一定的手段預(yù)先判別風(fēng)險(xiǎn),而后采取應(yīng)對(duì)措施,降低風(fēng)險(xiǎn)到可接受的范圍。為此,建設(shè)指揮部制定了《復(fù)雜巖溶隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)管理制度》。

(2)復(fù)雜巖溶隧道注漿施工管理制度

注漿是處理復(fù)雜巖溶的一項(xiàng)有效工法,建設(shè)指揮部對(duì)此予以高度重視,制定了《復(fù)雜巖溶隧道注漿施工管理制度》。

4.3 技術(shù)應(yīng)對(duì)體系

針對(duì)復(fù)雜巖溶隧道施工,應(yīng)抓好繞避技術(shù)、注漿技術(shù)、分水降壓技術(shù)和釋能降壓技術(shù)的方案選擇與應(yīng)用。對(duì)于隧道結(jié)構(gòu)處理,應(yīng)采取針對(duì)性治理方案。技術(shù)應(yīng)對(duì)體系結(jié)構(gòu)組成見圖5。

圖5 技術(shù)應(yīng)對(duì)體系結(jié)構(gòu)

4.4 安全措施體系

復(fù)雜巖溶隧道安全措施的管理主要是制定安全進(jìn)洞條件,落實(shí)安全生產(chǎn)制度及培訓(xùn),設(shè)置專職安全員,建立防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng),對(duì)復(fù)雜地段結(jié)構(gòu)進(jìn)行長(zhǎng)期安全監(jiān)測(cè)。安全措施體系見圖6。

圖6 安全措施體系結(jié)構(gòu)

4.4.1 安全進(jìn)洞條件

對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)隧道,根據(jù)日降雨量、水壓力、泄水洞日排水量等實(shí)行進(jìn)洞安全等級(jí)管理,確定進(jìn)洞施工警戒條件,確保施工人員絕對(duì)安全,如馬鹿箐隧道的安全施工等級(jí)管理見表2。齊岳山隧道進(jìn)口安全施工等級(jí)管理見表3。

表2 馬鹿箐隧道安全施工等級(jí)管理

表3 齊岳山隧道進(jìn)口安全施工等級(jí)管理

4.4.2 安全生產(chǎn)制度及培訓(xùn)

針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道,施工前應(yīng)對(duì)進(jìn)洞作業(yè)人員進(jìn)行安全生產(chǎn)制度培訓(xùn),特別是應(yīng)學(xué)會(huì)判別掌子面風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)識(shí),熟悉逃生線路。突水突泥災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)兆如下:

(1)掌子面有硬塑狀黏土擠出、泥砂流出;

(2)掌子面有掉塊,并不斷嚴(yán)重;

(3)出水部位滲流水量不斷逐漸增大,并呈股狀;

(4)掌子面后部變形量增大,并有掉塊現(xiàn)象。

4.4.3 專職安全員

針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道,必須設(shè)置專職安全員,負(fù)責(zé)全隧道的安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,負(fù)責(zé)預(yù)警系統(tǒng)和應(yīng)急照明系統(tǒng)的開啟。

4.4.4 防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

在風(fēng)險(xiǎn)隧道施工中必須安裝配置合適的防災(zāi)害聲光報(bào)警裝置,報(bào)警裝置應(yīng)形成系統(tǒng),一旦有災(zāi)害預(yù)警應(yīng)立即發(fā)出警報(bào),傳給洞口工區(qū)的項(xiàng)目經(jīng)理部值班室,值班室立即啟動(dòng)應(yīng)急通信、應(yīng)急照明并指揮洞內(nèi)人員安全撤離;正洞、各輔助坑道、橫通道必須配置足夠數(shù)量的應(yīng)急照明裝置,并應(yīng)確保在有災(zāi)害發(fā)生時(shí)能提供足夠亮度的照明指示以利洞內(nèi)人員逃生;在正洞與平導(dǎo)(如有)之間,在預(yù)測(cè)高風(fēng)險(xiǎn)段落增設(shè)逃生橫通道。

防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、聲光報(bào)警、應(yīng)急通信、應(yīng)急照明、逃生線路、逃生設(shè)備、應(yīng)急排水、應(yīng)急供電八個(gè)方面的內(nèi)容。

4.4.5 隧道結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期安全監(jiān)控

宜萬(wàn)鐵路針對(duì)復(fù)雜巖溶地段采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工措施在以往的工程實(shí)踐中是少見的,許多技術(shù)措施具有首創(chuàng)性,其安全性需進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。為此,宜萬(wàn)鐵路對(duì)典型的7座隧道8個(gè)工點(diǎn)的特殊地段沉降位移變形、巖溶水壓力、襯砌結(jié)構(gòu)的受力等9個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),為運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。確保若出現(xiàn)異常能及時(shí)發(fā)現(xiàn),采取相應(yīng)的應(yīng)急措施,確保運(yùn)營(yíng)安全。

5 結(jié)論與體會(huì)

(1)通過采取風(fēng)險(xiǎn)管理,宜萬(wàn)鐵路復(fù)雜隧道已全部安全完成。宜萬(wàn)鐵路風(fēng)險(xiǎn)管理所取得的經(jīng)驗(yàn),必將會(huì)對(duì)今后類似工程的風(fēng)險(xiǎn)管理提供借鑒價(jià)值。

(2)針對(duì)復(fù)雜隧道,采取全過程、全方位、全團(tuán)隊(duì)、多措施的風(fēng)險(xiǎn)管理方法是十分必要的。只有齊抓共管,才能真正將風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)用于工程施工中。

(3)由識(shí)別評(píng)估體系、決策管理體系、技術(shù)應(yīng)對(duì)體系、安全措施體系4個(gè)方面所構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)管理體系,符合復(fù)雜隧道工程的現(xiàn)場(chǎng)需要,值得推廣與應(yīng)用。

[1] 《中國(guó)鐵路隧道史》編纂委員會(huì).中國(guó)鐵路隧道史[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2004.

[2] 劉兆偉,張民慶,等.巖溶隧道災(zāi)變預(yù)測(cè)與處治技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

[3] 何發(fā)亮,等.隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2006.

[4] 龔彥峰.巖溶隧道災(zāi)害整治技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2009(5).

[5] 陳赤坤,鄭長(zhǎng)青,曹 磊.鐵路隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的研究和探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007(S1).

U456.3+3

A

1004 -2954(2010)08 -0007 -05

2010 -05 -04

朱鵬飛(1965—),男,教授級(jí)高級(jí)工程師,鐵道部工程管理中心副主任,鐵道部宜萬(wàn)鐵路建設(shè)指揮部常務(wù)副指揮長(zhǎng),長(zhǎng)期從事鐵路工程的建設(shè)和研究工作,E-mail:box32@tom.com。