HSE風(fēng)險(xiǎn)管理體系在高鐵隧道工程中的應(yīng)用

盧慶釗

(中鐵十六局集團(tuán)第一工程有限公司 北京 101300)

我國(guó)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(lái)了很大難度。如何做好施工風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)和控制，是一個(gè)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(duì)象，借鑒HSE(Health-Safety-Environment)管理體系，詳細(xì)論述了該體系在高鐵隧道工程建設(shè)中進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與控制的方法。

1 工程概況

荊西隧道全長(zhǎng)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(xiǎn)辨識(shí)和管控方法

HSE管理體系主要通過(guò)事前辨識(shí)風(fēng)險(xiǎn)源、評(píng)判風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，事中采取有效的控制措施把風(fēng)險(xiǎn)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(kāi)發(fā)領(lǐng)域形成并發(fā)展[1-2]，但是近年來(lái)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(xiàng)目。針對(duì)東南地區(qū)復(fù)雜路段的隧道建設(shè)工程開(kāi)展專項(xiàng)HSE風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及對(duì)策措施研究較少。

2.1 HSE風(fēng)險(xiǎn)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(xiàng)目建設(shè)之前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別，然后針對(duì)潛在的風(fēng)險(xiǎn)源評(píng)估，最后采取預(yù)防措施，并提出改進(jìn)意見(jiàn)[6]。

HSE管理體系中，有兩種風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與評(píng)價(jià)的方法[7]:一種是以作業(yè)條件危險(xiǎn)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(xiǎn)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(yàn)，以LEC法定量分析風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 LEC風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值

LEC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法具體計(jì)算公式如下:

式中，D為風(fēng)險(xiǎn)值(Danger)；L為事故發(fā)生的可能性(Likelihood)；E為暴露在危險(xiǎn)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(xiǎn)等級(jí)判定

2.3.1 事故發(fā)生的可能性(L)等級(jí)

L標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 事故發(fā)生的可能性等級(jí)

2.3.2 暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻率(E)等級(jí)

E的標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻率等級(jí)

2.3.3 事故發(fā)生產(chǎn)生的后果(C)等級(jí)

C的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 事故發(fā)生產(chǎn)生的后果等級(jí)

2.3.4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)(D)

D的數(shù)值與對(duì)應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)列于表4。

表4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

3 高鐵隧道工程的HSE風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與管理

通過(guò)對(duì)荊西隧道施工風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)分析，本文構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)后從以下三方面定量評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)。

3.1 施工人員健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

按照隧道施工重點(diǎn)工序環(huán)節(jié)進(jìn)行活動(dòng)劃分，對(duì)施工人員健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示。

表5 重點(diǎn)工序環(huán)節(jié)施工人員健康風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

續(xù)表5

由表5可知:施工期間的運(yùn)輸作業(yè)尤其是關(guān)于車輛的管控需重點(diǎn)關(guān)注(極易出現(xiàn)Ⅳ級(jí)風(fēng)險(xiǎn))；其次要特別注意洞身開(kāi)挖時(shí)對(duì)開(kāi)挖作業(yè)臺(tái)架的防護(hù)(極易出現(xiàn)Ⅳ級(jí)風(fēng)險(xiǎn))；其余風(fēng)險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)一般在Ⅴ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)。

3.2 施工安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

按照隧道施工重點(diǎn)工序環(huán)節(jié)進(jìn)行活動(dòng)劃分，每一環(huán)節(jié)存在的施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)如表6所示。

表6 重點(diǎn)工序環(huán)節(jié)施工風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

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

3.3 施工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

施工排水過(guò)程和通風(fēng)與防塵過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)如表7所示。

表7 重點(diǎn)過(guò)程施工環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

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

4 HSE管理體系的對(duì)策措施

針對(duì)荊西隧道施工的中等及以上等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)類型，可以采取的具體措施如下:

4.1 控制隧道塌方風(fēng)險(xiǎn)

4.1.1 洞口塌方控制措施

針對(duì)該類塌方可采取的控制措施包括:

(1)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)、出口端洞口的支護(hù)和地表檢測(cè)。

(2)做好地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及監(jiān)控量測(cè)。

4.1.2 洞身塌方控制措施

針對(duì)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(bào)，及時(shí)掌握地質(zhì)動(dòng)態(tài)。

(2)重點(diǎn)做好“短進(jìn)尺、多循環(huán)、弱爆破”，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。

4.2 控制突泥突水風(fēng)險(xiǎn)

在該隧道突泥地段施工時(shí)，當(dāng)瞬時(shí)出水量達(dá)到40 m3/h(準(zhǔn)42 mm探孔)、壓力在0.06 MPa以上的突水情況出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)措施；日常施工出現(xiàn)突泥時(shí)，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(hù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

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