隧道工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究

徐善常 張嫄園

摘要：隧道工程風(fēng)險(xiǎn)會(huì)直接影響人們的日常出行安全，在此背景下，針對(duì)自然風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、組織管理風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)政策風(fēng)險(xiǎn)，利用問(wèn)卷調(diào)查法建立模型，并分析各項(xiàng)指標(biāo)間的相互作用，確定混合權(quán)重值。根據(jù)權(quán)重值得出對(duì)隧道工程產(chǎn)生影響的重要因素，為隧道工程的施工建設(shè)提供參考建議。

關(guān)鍵詞：隧道風(fēng)險(xiǎn);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià);問(wèn)卷調(diào)查法

中圖分類號(hào)：U455.43 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來(lái)，對(duì)于隧道工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與研究迫在眉睫。建立風(fēng)險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)制度，對(duì)于準(zhǔn)備建設(shè)的隧道地下工程和正在進(jìn)行中的隧道修建工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，研究并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防控是有必要的，并將這樣的風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)應(yīng)用到整個(gè)地下工程領(lǐng)域，以隧道工程為研究對(duì)象，提前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防范工作[1]。

1 隧道風(fēng)險(xiǎn)的類別

隧道屬于地下建筑，主要由主體結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)備組成，對(duì)于其風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估需要找出風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的原因。從目前的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，諸多指標(biāo)因素都會(huì)對(duì)隧道產(chǎn)生影響，并且在施工前期和中后期對(duì)隧道產(chǎn)生影響的指標(biāo)因素有所不同。具體的風(fēng)險(xiǎn)因素為社會(huì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[4]、費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)[5]、勘探風(fēng)險(xiǎn)[6]、自然風(fēng)險(xiǎn)[7]、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[8]、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)[9]、組織管理風(fēng)險(xiǎn)、成本超支風(fēng)險(xiǎn)[10]、坍塌等，為甄別以上影響較為明顯的風(fēng)險(xiǎn)因素，特建立相關(guān)指標(biāo)體系，如圖1所示。

2 隧道工程多階段多風(fēng)險(xiǎn)因素的影響

2.1 不同風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)隧道施工前期的影響

由于勘探技術(shù)有限，隧道工程比其他工程的施工更為困難，可通過(guò)地面測(cè)繪、探測(cè)等探究地質(zhì)構(gòu)造與工程區(qū)的工程地質(zhì)條件。如圖2所示，隧道工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，在隧道施工前期準(zhǔn)備階段，可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)所占比重不同，歸納總結(jié)后可得地質(zhì)不確定性、勘探不足、設(shè)計(jì)缺陷及施工缺陷為重要方面[2]。

隧道工程應(yīng)盡量避開大斷層、滑坡、溶洞等不利于施工的地質(zhì)，由于施工前的地質(zhì)工作受搜集資料的技術(shù)手段限制，加上地質(zhì)的復(fù)雜性，所取得的資料不能完全滿足施工要求，與實(shí)際施工中遇到的地質(zhì)條件存在差異，因此，應(yīng)根據(jù)隧道施工具體位置、構(gòu)件設(shè)計(jì)圖紙，確定每一段的巖圍類別和開挖斷面、支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)、開挖方法、爆破進(jìn)尺和裝藥量，減少施工困難與風(fēng)險(xiǎn)[3]。

2.2 不同風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)隧道施工中期的影響

如圖3所示，隧道工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果顯示，在隧道施工階段，可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)所占比重不同，其中洪水、滑坡、地震以及施工事故的比重較大。洪水與滑坡所占比重均為13%，地震所占比重為13%，屬于罕遇自然風(fēng)險(xiǎn)，不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)坍塌，巖土介質(zhì)的流動(dòng)性都會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。施工技術(shù)也存在風(fēng)險(xiǎn)，在地質(zhì)資料不明確的情況下，在現(xiàn)場(chǎng)有毒氣體沒(méi)有釋放完全時(shí)、在通信設(shè)備不齊全時(shí)，不可擅自動(dòng)工，否則容易造成施工事故，必須采取有效管理措施。因此必須選擇相對(duì)適宜的盾構(gòu)類型，并采取相對(duì)應(yīng)的輔助工法，從而保證開挖面的穩(wěn)定性，加大對(duì)地質(zhì)水文的勘察。施工中也需盡量減小對(duì)土層的相對(duì)擾動(dòng)，以保證土體的原狀性，進(jìn)而減小隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 不同風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)隧道施工后期的影響

如圖4所示，對(duì)施工后期產(chǎn)生影響的風(fēng)險(xiǎn)因素中，設(shè)計(jì)缺陷、施工事故和施工使用材料質(zhì)量所占比例相同，均為21%;地震可能導(dǎo)致隧道發(fā)生塌陷，所占比例為19%;根據(jù)國(guó)家政府政策，后期對(duì)于隧道的使用、維護(hù)、美化等有重要的影響，占18%。增強(qiáng)安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)防控，嚴(yán)防施工后期因使用不當(dāng)、人為影響或自然災(zāi)害造成的損傷，以減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

3 問(wèn)卷調(diào)查與數(shù)據(jù)分析

隧道工程是目前工程中較為重要的一種，其實(shí)施范圍較廣，市政、道路均有涉及。由于隧道工程施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，因此不可控因素較多，往往在工程建設(shè)過(guò)程中面臨諸多困難，具體面臨的影響因素主要分為自然風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、組織管理風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)政策風(fēng)險(xiǎn)等五類在風(fēng)險(xiǎn)分類基礎(chǔ)上構(gòu)建隧道建設(shè)過(guò)程中潛在風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)體系，為方便二級(jí)指標(biāo)與三級(jí)指標(biāo)相聯(lián)系，將二級(jí)指標(biāo)下所有的三級(jí)指標(biāo)符號(hào)進(jìn)行相應(yīng)改動(dòng)，如二級(jí)指標(biāo)B9有2個(gè)三級(jí)指標(biāo)C18、C19，可將其改為C91、C92，第一個(gè)數(shù)字即為二級(jí)指標(biāo)種類。

文章以大學(xué)土木工程方向的教授及施工單位的施工技術(shù)人員為調(diào)查對(duì)象，調(diào)查了隧道施工過(guò)程中可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素。結(jié)合前文構(gòu)建的指標(biāo)體系，本次問(wèn)卷擬定了19個(gè)三級(jí)指標(biāo)，嚴(yán)重等級(jí)設(shè)置為5個(gè)層次，從而更合理地區(qū)分它們的影響程度。本次問(wèn)卷調(diào)查總共發(fā)出問(wèn)卷275份，未回收及失效的為22份，回收的有效問(wèn)卷為253份，問(wèn)卷有效回收率達(dá)到91.7%，回收率符合相關(guān)要求，可以應(yīng)用。

3.1 問(wèn)卷的信度和效度分析

文章選擇SPSS 17.0對(duì)問(wèn)卷進(jìn)行信度和效度分析。根據(jù)信度分析結(jié)果可得出總量表Cronbach's Alpha系數(shù)為0.788，根據(jù)計(jì)算分析得到的分量表Cronbach's Alpha系數(shù)范圍為0.761～0.811，由此可見(jiàn)Cronbach's Alpha系數(shù)滿足合理性的要求。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，問(wèn)卷具有較好的信度。同時(shí)，文章對(duì)效度進(jìn)行了分析，結(jié)果表明KMO系數(shù)為0.753，P值為0.003，通過(guò)提取5個(gè)公因子，得到累積解釋總方差為68.327%;同時(shí)，通過(guò)計(jì)算獲取的各指標(biāo)項(xiàng)旋轉(zhuǎn)載荷范圍為0.547～0.8937，并且多數(shù)超過(guò)了0.6，因此問(wèn)卷的效度較好。

3.2 指標(biāo)選項(xiàng)的頻率統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的所有三級(jí)影響指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行頻率統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，影響隧道工程的風(fēng)險(xiǎn)因素按照重要程度依次為工程預(yù)算費(fèi)用、國(guó)家政策、隧道襯砌腐蝕、地質(zhì)不良。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，結(jié)合ANP進(jìn)行權(quán)重結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)二級(jí)指標(biāo)排行第一的自然風(fēng)險(xiǎn)所占權(quán)重達(dá)到31.87%，其內(nèi)部子指標(biāo)權(quán)重排序分別為滑坡、地質(zhì)不穩(wěn)定、地震、暴雨與洪水。根據(jù)結(jié)果，自然風(fēng)險(xiǎn)中滑坡比重最大，給隧道工程帶來(lái)巨大的本質(zhì)上的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)施工隊(duì)伍、機(jī)械設(shè)備、施工操作技術(shù)等都有直接的影響。二級(jí)指標(biāo)排行第二的為技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，其內(nèi)部的子指標(biāo)權(quán)重排序依次為設(shè)計(jì)變更、施工事故、施工缺陷、設(shè)計(jì)缺陷、勘探不足。二級(jí)指標(biāo)排行第三的為經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，所占比重達(dá)到20.06%，其內(nèi)部的子指標(biāo)權(quán)重排序依次為施工建筑材料質(zhì)量、物價(jià)與資金短缺。二級(jí)指標(biāo)排行第四的為組織管理風(fēng)險(xiǎn)，所占比重為12.09%。二級(jí)指標(biāo)排行第五的為社會(huì)政策風(fēng)險(xiǎn)，其內(nèi)部的子指標(biāo)為國(guó)家政府政策。政府對(duì)隧道工程的期望與滿意程度更有利于項(xiàng)目的施工與運(yùn)營(yíng)。

4 結(jié)論

文章建立隧道工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，利用問(wèn)卷調(diào)查法對(duì)5個(gè)二級(jí)指標(biāo)、19個(gè)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)結(jié)合ANP得出，二級(jí)指標(biāo)中自然風(fēng)險(xiǎn)是影響程度最高的風(fēng)險(xiǎn)，需要充足的資金、良好的國(guó)家政策支持以及較好的地質(zhì)條件才能最大限度降低自然風(fēng)險(xiǎn)的影響，合理控制風(fēng)險(xiǎn)因素有助于隧道工程的施工及運(yùn)營(yíng)。

（責(zé)任編輯：陳之曦）

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