盧慶釗

(中鐵十六局集團第一工程有限公司 北京 101300)

我國東南山區(qū)由于特殊的巖土體分布形態(tài)及復(fù)雜的地質(zhì)水文條件，給高鐵隧道工程建設(shè)的施工作業(yè)帶來了很大難度。如何做好施工風(fēng)險的辨識和控制，是一個很有意義的研究課題。

本文以新建南三龍鐵路荊西隧道為研究對象，借鑒HSE(Health-Safety-Environment)管理體系，詳細論述了該體系在高鐵隧道工程建設(shè)中進行風(fēng)險辨識與控制的方法。

1 工程概況

荊西隧道全長3 639 m，最大埋深約230 m，隧道內(nèi)為3‰、10.9‰單面上坡。隧道明洞段為整體式襯砌，暗挖段為復(fù)合式襯砌。

隧道地形自然坡度30°～45°。隧址區(qū)屬于閩江水系沙溪上游，雨量充沛，年均降水量1 715 mm，年最多降水為2 207.3 mm；該區(qū)大地形高差大，溝谷發(fā)育，多發(fā)育地面徑流，常年流水，水量較小。

2 HSE管理體系風(fēng)險辨識和管控方法

HSE管理體系主要通過事前辨識風(fēng)險源、評判風(fēng)險等級，事中采取有效的控制措施把風(fēng)險降到最低或防止事故的發(fā)生。雖然該體系在石油天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域形成并發(fā)展[1-2]，但是近年來應(yīng)用于常規(guī)路橋[3]、港珠澳大橋水下隧道[4]等工程建設(shè)項目。針對東南地區(qū)復(fù)雜路段的隧道建設(shè)工程開展專項HSE風(fēng)險評價及對策措施研究較少。

2.1 HSE風(fēng)險管理的內(nèi)容

HSE管理體系反映了PDCA(Plan-Do-Check-Act)的管理思想[5]，主要是在工程項目建設(shè)之前進行風(fēng)險因素識別，然后針對潛在的風(fēng)險源評估，最后采取預(yù)防措施，并提出改進意見[6]。

HSE管理體系中，有兩種風(fēng)險識別與評價的方法[7]:一種是以作業(yè)條件危險性分析為基礎(chǔ)，包括LEC(Likelihood-Exposure-Consequence)法以及MES法(Measure-Exposure-Sequent)、ESP 法(Exposure-Sequent-Program)；另一類是以矩陣原理為基礎(chǔ)，包括RAC(Risk-Assessment-Code)法、半定量風(fēng)險矩陣法。兩種研究方法的基本原理一致[8-9]。

結(jié)合作者多年工程管理經(jīng)驗，以LEC法定量分析風(fēng)險。

2.2 LEC風(fēng)險指標值

LEC風(fēng)險評價法具體計算公式如下:

式中，D為風(fēng)險值(Danger)；L為事故發(fā)生的可能性(Likelihood)；E為暴露在危險環(huán)境中的程度(Exposure)；C為事故發(fā)生后產(chǎn)生的后果(Consequence)。

2.3 風(fēng)險等級判定

2.3.1 事故發(fā)生的可能性(L)等級

L標準如表1所示。

表1 事故發(fā)生的可能性等級

2.3.2 暴露于危險環(huán)境的頻率(E)等級

E的標準如表2所示。

表2 暴露于危險環(huán)境的頻率等級

2.3.3 事故發(fā)生產(chǎn)生的后果(C)等級

C的評分標準如表3所示。

表3 事故發(fā)生產(chǎn)生的后果等級

2.3.4 風(fēng)險等級(D)

D的數(shù)值與對應(yīng)風(fēng)險等級列于表4。

表4 風(fēng)險等級

3 高鐵隧道工程的HSE風(fēng)險識別與管理

通過對荊西隧道施工風(fēng)險特點分析，本文構(gòu)建了風(fēng)險評價指標，計算出風(fēng)險等級后從以下三方面定量評價風(fēng)險。

3.1 施工人員健康風(fēng)險評價

按照隧道施工重點工序環(huán)節(jié)進行活動劃分，對施工人員健康風(fēng)險評價結(jié)果如表5所示。

表5 重點工序環(huán)節(jié)施工人員健康風(fēng)險等級

續(xù)表5

由表5可知:施工期間的運輸作業(yè)尤其是關(guān)于車輛的管控需重點關(guān)注(極易出現(xiàn)Ⅳ級風(fēng)險)；其次要特別注意洞身開挖時對開挖作業(yè)臺架的防護(極易出現(xiàn)Ⅳ級風(fēng)險)；其余風(fēng)險源的風(fēng)險等級一般在Ⅴ級風(fēng)險范圍內(nèi)。

3.2 施工安全風(fēng)險評價

按照隧道施工重點工序環(huán)節(jié)進行活動劃分，每一環(huán)節(jié)存在的施工風(fēng)險等級如表6所示。

表6 重點工序環(huán)節(jié)施工風(fēng)險等級

由表6可知:洞身開挖階段屬于Ⅴ級較高風(fēng)險；(局部)意外塌陷事故風(fēng)險等級較高，突水、突泥意外事故風(fēng)險等級次之；其余風(fēng)險等級較低。

3.3 施工環(huán)境風(fēng)險評價

施工排水過程和通風(fēng)與防塵過程風(fēng)險等級如表7所示。

表7 重點過程施工環(huán)境風(fēng)險等級

由表7可知:排水造成環(huán)境污染的風(fēng)險等級高達Ⅴ級，需高度注意。

4 HSE管理體系的對策措施

針對荊西隧道施工的中等及以上等級風(fēng)險類型，可以采取的具體措施如下:

4.1 控制隧道塌方風(fēng)險

4.1.1 洞口塌方控制措施

針對該類塌方可采取的控制措施包括:

(1)加強對進、出口端洞口的支護和地表檢測。

(2)做好地質(zhì)超前預(yù)報及監(jiān)控量測。

4.1.2 洞身塌方控制措施

針對特殊的地質(zhì)條件，洞身防塌方措施有:

(1)做好超前地質(zhì)預(yù)報，及時掌握地質(zhì)動態(tài)。

(2)重點做好“短進尺、多循環(huán)、弱爆破”，盡量減少對圍巖的擾動。

4.2 控制突泥突水風(fēng)險

在該隧道突泥地段施工時，當瞬時出水量達到40 m3/h(準42 mm探孔)、壓力在0.06 MPa以上的突水情況出現(xiàn)時，應(yīng)啟動應(yīng)急響應(yīng)措施；日常施工出現(xiàn)突泥時，必須盡快堵口；隨后噴射混凝土封閉，加固洞身，并設(shè)超前支護。

5 結(jié)束語

利用HSE風(fēng)險管理方法按照施工工序分析了荊西隧道建設(shè)過程中的風(fēng)險，并有針對性列舉了相應(yīng)風(fēng)險較高施工段的具體防控措施。工程實踐表明，HSE風(fēng)險管理方法在該段隧道建設(shè)中起到了良好的風(fēng)險預(yù)防與管控效果。