隧道洞口的风险评估与管制范文

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隧道洞口危险性评价模型的建立

若以二级模糊综合评判为手段，建立因素集，其中对于隧道洞口仰坡而言，主要包括:仰坡高度、仰坡坡角、仰坡支护形式、施工质量、洞口附近岩土体的工程地质条件、洞口断面尺寸、明洞设计长度、掌子面开挖扰动程度和洞壁围岩变形检测工作细致程度9个主要方面。对于其中每个因素按其性质和程度又可以分为若干级，例如:高、较高、中等、较低和低五个等级。可表示为如下的因素等级集:ui={ui1，ui2，…，uin}，其中，uij(i=1，2，…，m;j=1，2，…n)为第i个因素的第j个等级。由于各因素之间及各等级之间的模糊性，可将它们均视为等级论域上的模糊子集:本文将模糊数学与风险评估理论结合起来，故隧道仰坡模糊评判的备择集应选择为某隧道洞口仰坡施工期间变形失稳的概率，同时为了得到定量的风险计算结果，本文建议备择集的取值区间取［0，1］，按等步长可离散为vk(k=1，2，…，p)的集合:V=(v1，v2，…，vp)，其中，离散值vk可由下式计算:为反映某一因素对评判对象取值的影响，需赋予该因素各等级的权数，将第i个因素的第j个等级对该因素的隶属度μij归一化，可得该等级的权数

易损性分析与隧道洞口仰坡稳定性的风险评价

1隧道洞口的易损性分析

风险的表征主要包含两个方面的内容，一是灾害事件发生的概率VF，其次是一旦该事件发生将引发的后果。隧道洞口仰坡一旦失稳，主要的承载体包括:受灾害影响的人员、洞口附近工程设施、隧道施工运输工具、洞口周边环境、工程进度和已施工洞口仰坡的支护结构。所谓易损性是指，承载体自身受仰坡失稳变形的损害程度。损害程度在风险计算时须进行量化，其表现主要有两个方面，经济损失费用和人员伤亡数量。易损性主要通过现场调查统计得到，并将其进行量化，用区间［0，1］之间的数值D表示。其中最能影响经济损失的因素有:(1)失稳边坡的体积、仰坡破坏失稳速度和滑移距离;(2)明洞的有效防护距离;(3)洞口工程设施布置的密集程度。而影响人员易损性的因素主要包括:(1)仰坡破坏的速度和灾害发生的时间;(2)垮塌体的体积;(3)现场人员的受保护程度;(4)现场人员的专业素质与安全意识。

2风险计算与评价

风险的大小和预测时间紧密相关，因此，在定量估算风险大小或潜在的损失时，必须明确地质灾害所发生的时空概率及其对应的风险损失。通常因隧道仰坡失稳在施工期造成的潜在财产损失R(prop)可按下式估算:当然对于任何隧道工程而言，风险是不可避免的，我们研究的目的不一定是彻底消除风险，因为降低风险也是需要有一定或相当大的投入的，问题的关键是判断存在的风险是否可以被接受。这就涉及到如何合理地确定可接受风险的水平，本文认为可接受风险水平的确定涉及到技术、社会、经济以及文化等各种因素，是一个复杂而困难的课题。

隧道施工期间洞口仰坡的风险可接受准则可采用ALARP(AsLowAsReasonablePracticable)法则，该准则又称为最低合理可行准则，最早是由健康、安全和环境部门(SHE)提出的进行风险管理和决策的准则，目前该准则已经成为可接受准则建立的基本框架，基本示意图如下图3所示。其中，不可接受风险是指风险损失大于采取控制措施所增加的投入，或者某些风险不被社会所接受，产生的后果比较严重;可接受风险是指风险损失相对较小，若进一步降低风险，则需要增加较大的经济投入，例如适当允许边坡支护结构和隧道初期支护有一定的变形，以达到充分发挥结构的自稳能力，同时有效地降低了工程造价;风险可忽略区是指经计算得到的风险损失相对隧道工程而言微乎其微，可以不予考虑，当然该下限也要结合具体工程具体分析确定。

3洞口仰坡的风险管理

对不可接受风险，需制定风险减缓方案，通常有三种措施:避免风险、控制风险和转移风险。针对隧道洞口仰坡而言，根据其潜在风险的大小，可以有选择性地采取下列措施:(1)避免风险。主要包括进一步对洞口仰坡进行治理，或在明洞入口上方修建挡土墙等支挡措施;(2)控制风险。主要有对存在危险性的仰坡采取变形检测或加固等工作，并制定预警方案。(3)转移风险。转移风险这一过程并没有消除或控制灾害体本身，而是将该灾害体潜在的风险转嫁到不同的个人或集体来承担。这一过程主要包括及时对设备和人员购买保险，将风险转嫁到由保险公司来承担。同时，减缓风险还可以使用某些“软”方法，比如进行公众教育宣传，让大众和投资者关注可容许的风险，悬挂危险警示牌以提高工作人员的安全意识。

结论

本文进一步探讨了风险分析原理在工程领域中的应用，并运用模糊数学中的二级模糊综合评判理论初步建立了隧道施工期间洞口仰坡失稳的概率计算模型，同时为了和风险分析原理联系起来，又引入了易损性的概念，将风险的评估和失稳概率有效地结合起来，建立了隧道施工期间洞口仰坡风险评估与管理的一般模型。

作者：李向辉董捷单位：天津铁路集团工程有限公司天津大学建筑工程学院