濕陷性黃土隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究.pdf

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1、122低溫建筑技術(shù)‘2011年第3期(總第153期)濕陷性黃土隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究李雅琦，王恩茂(蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院，蘭州730070)【摘要】以蘭渝鐵路蘭州樞紐一標(biāo)段黃土隧道施工過(guò)程為例，進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)證研究。驗(yàn)證了在鐵路隧道施工尤其是濕陷性黃土隧道施工過(guò)程中，進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管理，用經(jīng)濟(jì)、有效的方法管理鐵路建設(shè)中的安全風(fēng)險(xiǎn)的必要性和實(shí)用性?！娟P(guān)鍵詞】鐵路；濕陷性黃土隧道；施工；安全風(fēng)險(xiǎn)管理【中圖分類號(hào)】TU94【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2011)03—0122—020引言2蘭州樞紐一標(biāo)段隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)證研究根據(jù)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展

2、第十一個(gè)五年規(guī)劃綱2，1工程簡(jiǎn)介要》要求，西部地區(qū)改建、新建鐵路建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量迅速蘭渝鐵路是國(guó)家I級(jí)雙線、大能力、高標(biāo)準(zhǔn)電氣化增加，由于西部地區(qū)地形、地貌復(fù)雜多樣，山地、高原、鐵路。其中，新建鐵路蘭州至重慶線蘭州樞紐貨車北平川、河谷、沙漠、戈壁交錯(cuò)分布，需要修建大量的隧環(huán)線及蘭州北編組站等工程(LY—LZSN一1標(biāo)段)是道、橋梁等工程，并且數(shù)量不斷增加，規(guī)模日趨龐大。蘭渝線引人工程，穿越蘭州市黃河兩岸三區(qū)兩縣(城并且，在我國(guó)陜、甘、寧等缺水少雨的干旱地區(qū)，普遍存關(guān)區(qū)、安寧區(qū)、西固區(qū)及榆中縣、皋蘭縣)，兩跨黃河，在濕陷性黃土這種十分特殊的土質(zhì)，從而大大增加了標(biāo)段內(nèi)隧道工程所占比例

3、較大且多集中于蘭州以北區(qū)域內(nèi)隧道施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)。的山谷內(nèi)，地形、地質(zhì)復(fù)雜，地層以軟弱黃土、砂巖為1安全風(fēng)險(xiǎn)管理基本原理主，并且主要為Ⅲ、Ⅳ級(jí)自重濕陷性黃土，施工標(biāo)準(zhǔn)高，風(fēng)險(xiǎn)管理是項(xiàng)目管理不可缺少的一部分，是處理安全風(fēng)險(xiǎn)大。由不確定性產(chǎn)生的各種問(wèn)題的一整套方法。美國(guó)項(xiàng)目2．2黃土濕陷性原理管理協(xié)會(huì)提出了風(fēng)險(xiǎn)管理的三個(gè)定義?：在我國(guó)西部地區(qū)修筑鐵路，解決黃土的濕陷性問(wèn)(1)風(fēng)險(xiǎn)管理是系統(tǒng)識(shí)別和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)因素的形題是第一要?jiǎng)?wù)。濕陷性黃土俗稱大孔土，它是一種在式化過(guò)程。第四紀(jì)時(shí)期形成的、顆粒組成以粉粒為主的黃色或褐(2)風(fēng)險(xiǎn)管理是識(shí)別和控制能夠引起不希望的黃色粉狀土，屬于非飽和欠壓密

4、的土，具有較大的空隙變化的潛在領(lǐng)域和事件的形式、系統(tǒng)的方法。率和較低的干密度，是產(chǎn)生黃土濕陷性的根本原因。(3)在項(xiàng)目中，風(fēng)險(xiǎn)管理是在項(xiàng)目期間識(shí)別、分在土體的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下受到析風(fēng)險(xiǎn)因素、采取必要對(duì)策的決策科學(xué)和決策藝術(shù)的水的浸濕時(shí)將發(fā)生急劇而大量的附加下沉，這種現(xiàn)象結(jié)合。稱為濕陷性。濕陷性黃土土質(zhì)松軟、不穩(wěn)定、孔隙我國(guó)王卓甫認(rèn)為工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理是工程項(xiàng)大，承載力極低，遇水沉落，而且黃土濕陷變形具有突目管理班子通過(guò)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、評(píng)估分析、應(yīng)對(duì)和監(jiān)控變性，非連續(xù)性和不可逆性，施工中易產(chǎn)生變形和坍以最小代價(jià)，最大程度上實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)的科學(xué)和藝術(shù)。塌。當(dāng)濕陷性黃土受到水

5、的浸濕后在自重應(yīng)力作用下施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)是不確定的，不僅具有隨機(jī)性，還即產(chǎn)生濕陷，稱為自重濕陷性黃土。具有模糊性。安全風(fēng)險(xiǎn)是施工風(fēng)險(xiǎn)的重要因素之一。風(fēng)2．3隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理體系險(xiǎn)管理通常分為5個(gè)階段(圖I)：風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、風(fēng)(1)安全風(fēng)險(xiǎn)因素分析：基于濕陷性黃土土質(zhì)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與分析、風(fēng)險(xiǎn)決策與控制和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控。松軟、不穩(wěn)定、孔隙大，承載力極低，遇水沉落等不良地質(zhì)特點(diǎn)，隧道洞口或明洞邊仰坡，洞口或洞身淺埋、偏匝壅?qǐng)A巫—咂垂囹壓地段，易產(chǎn)生滑坍失穩(wěn)、坍塌冒頂；隧道正洞內(nèi)圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育，容易局部掉塊坍塌，洞身通過(guò)斷層破碎兩磊—囹一帶，可能造成掌子面或拱墻坍塌以及突然涌水，引發(fā)

6、隧圖1風(fēng)險(xiǎn)管理程序圖道大型塌方；隧道巖爆等，危及施工人員及設(shè)備安全。李雅琦等：濕陷性黃土隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究123鄰近既有線地段，隧道施工爆破或坍塌、變形影響既有支護(hù)措施，并對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固處理。根據(jù)圍巖條線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定或運(yùn)營(yíng)安全。件及監(jiān)控量測(cè)資料，合理確定開挖進(jìn)尺，以確保開挖、隧道施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素及其級(jí)別支護(hù)質(zhì)量及施工安全。盡早進(jìn)行仰拱落底施工，及使如表l所示。支護(hù)結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)，以減少圍巖變形，并嚴(yán)格控制落底進(jìn)尺。淺埋段施工時(shí)，V級(jí)圍巖采用弧形導(dǎo)坑留核心表I隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)因素分析土的開挖方法，Ⅳ級(jí)圍巖采用短臺(tái)階法。隧道開挖后，應(yīng)及時(shí)架立鋼架，施做錨桿及噴混凝

7、土支護(hù)措施，并遵循“管超前、勤量測(cè)、及封閉、強(qiáng)支護(hù)”的施工程序。塌方處理按照“小坍方，先支后清”、“大坍方，先棚后穿”，“治坍先治水”的原則。大的塌方體的施工始終堅(jiān)持“穩(wěn)坍體、管超前、小進(jìn)尺、多循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)、少擾動(dòng)、快封閉、勤量測(cè)、速反饋”的原則。塌方營(yíng)救人員對(duì)策：確定塌方地點(diǎn)，明確被困人員具體位置；開挖掌子面塌方需先搭木跺對(duì)開裂的初支進(jìn)行支護(hù)，然后進(jìn)行救人，一定保證搶救場(chǎng)地的安全，避免發(fā)生二次事故；開挖掌子面后部局部地段塌方先對(duì)開裂初支進(jìn)行木跺支護(hù)，并利用進(jìn)水管或壓風(fēng)管對(duì)(2)安全風(fēng)險(xiǎn)管理措施：隧道施