汪楊洲

摘 要：隧道工程是一項大規(guī)模地下工程，具有潛在風(fēng)險多、風(fēng)險危害大的特點，因此建立一套合理有效的風(fēng)險評估體系就顯得尤為必要。因隧道建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，不確定因素較多，往往難以獲得各影響因素的真實概率，因此常規(guī)風(fēng)險評估方法操作性差，難以適用。本文參考kent風(fēng)險評估法，對評估體系進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，建立了適用于暗挖隧道穿越既有橋梁的風(fēng)險評估體系，對現(xiàn)場施工具有較大指導(dǎo)意義。將該方法運用到具體工程并獲得了成功，說明改良體系切實可行，具有實際價值。

關(guān)鍵詞：隧道工程建設(shè)；風(fēng)險評估；模型

一、Kent法在隧道工程建設(shè)中的應(yīng)用。

隨著城市化的進(jìn)程的加快，城市人口的進(jìn)一步增加，交通擁堵成了當(dāng)下亟待解決的難題。為緩解交通擁堵，提高人們的出行效率，軌道交通應(yīng)運而生，并因其運量大、占地少等優(yōu)勢迅速成為熱門方案。隧道工程是軌道交通的重要組成部分，為大規(guī)模地下工程，施工過程中不確定因素較多，風(fēng)險危害性較大。在城市中，隧道往往面臨著穿越既有道路、橋梁等問題，此時，建設(shè)環(huán)境更加惡劣，風(fēng)險危害顯得尤為巨大。這就需要我們提前作出較準(zhǔn)確的風(fēng)險評估，從而制定相應(yīng)的保護(hù)措施，降低風(fēng)險影響。但隧道工程建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，不確定性較大，常規(guī)的概率法評估風(fēng)險方法往往難以適用。kent法在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了發(fā)展和改進(jìn)，具有更好的適用性。本文基于其基本思想，將其發(fā)展運用于隧道工程建設(shè)風(fēng)險評估。

二、基于改進(jìn)kent法的隧道穿越既有橋梁風(fēng)險評估

（一）kent法的改進(jìn)

優(yōu)點：Kent法在評估中盡可能的減少主觀因素帶來的干擾，很大程度上提高風(fēng)險評估的準(zhǔn)確性。

局限性：雖然kent法有優(yōu)點，但是其本身也具有局限性。在進(jìn)行風(fēng)險評估時，首先要對各種因素進(jìn)行假設(shè)，來預(yù)想會發(fā)生的問題。但是kent法在進(jìn)行風(fēng)險評估時，其中假設(shè)性的因素之間是不存在相關(guān)性的，這就導(dǎo)致了在不同情況下，其中的一些獨立性假設(shè)是不成立的。因此，kent法也并不是完美無缺，也存在自身局限性，需要進(jìn)行一定的改進(jìn)。

（二）改進(jìn)kent法風(fēng)險評估模型的構(gòu)建

不同的原因會導(dǎo)致不同的事故，也就意味著建設(shè)工程所需采取的措施有所不同。在隧道穿越既有橋梁中，導(dǎo)致風(fēng)險發(fā)生最主要的原因就是隧道和橋梁。因此，參考kent法，同時考慮隧道施工穿越既有橋梁的特點，建立相應(yīng)的風(fēng)險評估體系是十分重要的。

第一：在淺埋暗挖隧道穿越既有橋梁的施工過程之中，要注意將理論與實踐結(jié)合起來，在實際的施工中做到經(jīng)過實際的考察之后再確定具體施工計劃，并將實踐中得到的調(diào)查數(shù)據(jù)與理論方法相結(jié)合，從而確保建構(gòu)模型的準(zhǔn)確性。在這些步驟完成之后再進(jìn)行風(fēng)險評估活動，能夠保證風(fēng)險評估的精準(zhǔn)性，降低風(fēng)險評估的失誤率。

第二；在隧道施工過程中，要嚴(yán)格分析施工技術(shù)水平，監(jiān)控水平和工期要求等人為因素，降低評估參數(shù)的不準(zhǔn)確性，做出精準(zhǔn)的風(fēng)險評估。

第三：計算出施工風(fēng)險綜合指數(shù)crci。

第四：把安全措施指數(shù)與風(fēng)險指數(shù)相結(jié)合做出風(fēng)險評估。

（二）模型因子的確定

1）隧道指數(shù)

跨度和埋深是隧道指數(shù)的兩大因素?？梢岳胟ent法制作模型來模擬不同覆跨比下的隧道開挖，從而得出更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。在不同覆跨比下可以發(fā)現(xiàn)在隧道開挖過程中所引起的地表沉降是有規(guī)律可尋的。在了解其規(guī)律之后再結(jié)合具體情況，對隧道指數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的取值。

2）地層指數(shù)

地層是隧道工程建設(shè)的重要介質(zhì)，地層情況直接影響到隧道周圍鄰近建筑，地層條件越好，就意味著風(fēng)險指數(shù)的越低。因此要對地層安全指數(shù)做出精準(zhǔn)的取值，才能進(jìn)一步確定地層周圍的穩(wěn)定程度，從而進(jìn)行隧道開挖。

3）鄰近結(jié)構(gòu)物指數(shù)

在隧道穿越既有橋梁的工程建設(shè)中，鄰近結(jié)構(gòu)指數(shù)就是指橋梁指數(shù)。在工程建設(shè)中，橋梁是隧道開挖的最主要的障礙，在保障橋梁安全的情況下進(jìn)行隧道開挖，就必需提前做好相關(guān)計算，精確取值。

4）工藝影響系數(shù)

工藝影響系數(shù)是指除了地層，橋梁等自然因素外的人為因素對隧道施工所造成的危險程度，具有很大的不確定性。其取值就不如其他指數(shù)容易和精確，只能將工藝影響系數(shù)與其他的影響指數(shù)進(jìn)行結(jié)合，做出合理的分析。

5）位置系數(shù)

隧道的建設(shè)肯定會對周圍的環(huán)境造成影響，尤其是周圍土壤的松動，會使面承載力降低而造成地面沉降等問題，甚至?xí)斐梢恍┢麦w的坍塌。因此，在隧道施工時，須對其影響的范圍進(jìn)行計算，以免后期造成某些事故?？梢岳胟ent法建立模型對施工所影響的范圍做出具體的分析，了解到不同位置的安全系數(shù)，從而選擇不同的保護(hù)措施。

6）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

作為對社會起到重要意義的橋梁，其重要程度不言而喻，所以關(guān)于橋梁的保護(hù)也是至關(guān)重要的。在隧道施工時，要了解清楚相關(guān)規(guī)定，明確結(jié)構(gòu)破壞的后果，知道不同后果相應(yīng)等級，這樣隧道穿越既有橋梁的工程建設(shè)就有了一定的標(biāo)準(zhǔn)。

7）安全補(bǔ)償系數(shù)

即使經(jīng)過各指數(shù)的綜合計算，采取了相應(yīng)保護(hù)措施，橋梁附近仍有可能會受到極大的破壞。所以施工過程中，除了采用傳統(tǒng)的防護(hù)措施外，在開挖的手段上也要進(jìn)行創(chuàng)新，盡可能降低開挖對橋梁的破壞程度。

三、實例應(yīng)用研究。

（一）工程概況

北京某地鐵隧道在設(shè)計時，由于各種制約因素，不可避免的穿越沿線的橋梁及道路，在一些位置上隧道與橋梁的距離極近，可能會存在一些建設(shè)風(fēng)險。在下穿橋梁段隧道建設(shè)時，周圍土層較差，易受到擾動。采用淺埋暗挖法緊鄰橋梁施工時，就必定會引起地層一定程度上的變形，從而使橋梁受到相應(yīng)的損害，引起橋梁塌陷等問題。所以在該隧道施工時，為保護(hù)鄰近橋梁的安全，提前采用高壓旋噴樁法對其間土體進(jìn)行加固，阻斷隧道建設(shè)時地層變形向橋梁的傳播，很大程度上保證了橋樁的安全，對橋梁起到了很大的保護(hù)作用。在隧道建立過程中進(jìn)行風(fēng)險評估時，kent法就很好的運用到了其中。

（二）隧道穿越既有橋梁風(fēng)險評估

該隧道在建設(shè)時，是經(jīng)過嚴(yán)密的風(fēng)險評估后，方?jīng)Q定開展隧道建設(shè)的。利用kent法建立相應(yīng)的的評估模型，對各項指數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的取值，做好一定的風(fēng)險評估。在隧道建設(shè)前，對橋梁外觀進(jìn)行了檢查，橋梁的整體狀況良好，地層相對穩(wěn)固。隧道與橋梁的位置非常接近，對施工工藝要求較高。橋梁為城市重要主干道，對交通起到巨大的作用，因此在隧道穿越既有橋梁時，若是對其造成破壞，會對地面交通產(chǎn)生重大影響，在隧道建造時，需要保證橋梁的安全。通過采用高壓旋噴樁法對隧道與橋樁間土體進(jìn)行加固后，風(fēng)險指標(biāo)得到很大降低，隧道施工基本安全。

（三）評估結(jié)果有效性驗證

（1）數(shù)值模擬

在風(fēng)險評估之后，要進(jìn)行有效的驗證，通過一定的模擬來具體了解橋梁的安全狀況。

建立計算模型，對局部安全問題進(jìn)行分析；并通過數(shù)值模擬，對隧道施工的不同位置進(jìn)行分析，結(jié)果表明在采取相應(yīng)措施后，隧道穿越橋梁的過程中，并不會對橋梁本身造成很大傷害，也不會因為地層的變形導(dǎo)致橋樁的損壞。這是工程建設(shè)必不可少的一部分。

（2）現(xiàn)場監(jiān)測

在隧道建設(shè)中為了可以保證橋梁的安全，必須要進(jìn)行實時監(jiān)測，在該隧道建造的時候，在橋梁的不同位置都設(shè)置了觀測點，數(shù)值計算結(jié)果顯示，隧道穿越橋梁的過程中橋梁的安全狀況良好，風(fēng)險水平較低。以上驗證都表明了kent法模型用于隧道穿越既有橋梁的風(fēng)險評估具有可行性。

結(jié)語：借鑒kent法，建立相關(guān)風(fēng)險評估模型，對淺埋暗挖隧道穿越既有橋梁的工程建設(shè)進(jìn)行風(fēng)險評估，并根據(jù)評估結(jié)果采取相應(yīng)保護(hù)措施，減少事故的發(fā)生。從北京某隧道的工程實例結(jié)果來看，該方法對施工具有很好的指導(dǎo)意義，對隧道穿越既有橋梁的風(fēng)險評估具有可行性和可靠性。

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（作者單位：廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司）