山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估：模型構(gòu)建與實踐應(yīng)用一、引言1.1研究背景與意義隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力推進(jìn)，鐵路作為國家重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，在促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、加強(qiáng)地區(qū)間聯(lián)系等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。山嶺鐵路隧道工程作為鐵路建設(shè)的重要組成部分，其建設(shè)規(guī)模和復(fù)雜程度日益增加。據(jù)統(tǒng)計，近年來我國山嶺鐵路隧道的長度和數(shù)量均呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，眾多超長、超大斷面的隧道不斷涌現(xiàn)。例如，衢麗鐵路楓樹嶺隧道全長15.185公里，屬特長隧道范疇，為單洞雙線隧道設(shè)計。然而，山嶺鐵路隧道工程在施工過程中面臨著諸多風(fēng)險。首先，地質(zhì)條件復(fù)雜是山嶺鐵路隧道工程面臨的主要風(fēng)險之一。山嶺地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，可能存在斷層、節(jié)理、巖溶、軟弱巖層等不良地質(zhì)條件。如衢麗鐵路楓樹嶺隧道穿越區(qū)域地形復(fù)雜，地勢起伏劇烈，最大坡度達(dá)50度，且穿越14條斷層、5處節(jié)理密集發(fā)育帶及3處侵入接觸帶，存在高地溫、高地應(yīng)力。這些不良地質(zhì)條件可能導(dǎo)致隧道開挖過程中出現(xiàn)突水、突泥、坍塌等事故，嚴(yán)重威脅施工人員的生命安全和工程的順利進(jìn)行。其次，施工環(huán)境惡劣也是山嶺鐵路隧道工程施工的一大挑戰(zhàn)。山嶺地區(qū)通常地形崎嶇，交通不便，施工場地狹窄，施工材料和設(shè)備的運(yùn)輸困難。同時，隧道內(nèi)空間有限，通風(fēng)、照明條件差，施工人員的工作環(huán)境艱苦，容易引發(fā)各種安全事故。再者，技術(shù)難度高也是山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險的重要來源。隧道施工涉及多種復(fù)雜的施工技術(shù)，如鉆爆法、盾構(gòu)法、TBM法等，不同的施工方法具有不同的技術(shù)要求和風(fēng)險特點。在施工過程中，任何一個技術(shù)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。這些風(fēng)險給山嶺鐵路隧道工程的安全、質(zhì)量、進(jìn)度和成本控制帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一旦發(fā)生風(fēng)險事故，不僅會造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，還會導(dǎo)致工程延誤，增加工程成本，甚至影響整個鐵路項目的順利建成和運(yùn)營。因此，進(jìn)行山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估具有重要的現(xiàn)實意義。風(fēng)險評估能夠全面、系統(tǒng)地識別和評估施工過程中可能遇到的各種風(fēng)險因素，通過對風(fēng)險因素的分析和評價，確定風(fēng)險的發(fā)生概率和影響程度，從而為制定科學(xué)合理的風(fēng)險控制措施提供依據(jù)。通過有效的風(fēng)險評估，可以提前發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險隱患，采取針對性的措施加以預(yù)防和控制，降低風(fēng)險事故發(fā)生的可能性和影響程度，確保工程施工的安全。同時，合理的風(fēng)險控制措施可以避免因風(fēng)險事故導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題，保證隧道工程的質(zhì)量符合設(shè)計要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。而且，通過風(fēng)險評估和控制，可以減少風(fēng)險事故對工程進(jìn)度的干擾，確保工程按照預(yù)定的計劃順利推進(jìn)，避免因工期延誤帶來的額外成本。對風(fēng)險的有效管理可以避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，合理分配資源，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)成本的有效控制。綜上，開展山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估及其應(yīng)用研究迫在眉睫，對于保障工程建設(shè)的順利實施、促進(jìn)鐵路行業(yè)的健康發(fā)展具有重要的理論和實踐價值。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著山嶺鐵路隧道工程建設(shè)的不斷發(fā)展，施工風(fēng)險評估作為保障工程安全與質(zhì)量的重要手段，受到了國內(nèi)外學(xué)者和工程界的廣泛關(guān)注。國內(nèi)外在山嶺鐵路隧道施工風(fēng)險評估領(lǐng)域取得了豐富的研究成果，這些成果在理論研究、方法應(yīng)用和實踐案例等方面都有體現(xiàn)。在理論研究方面，國外起步相對較早，已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)的風(fēng)險管理理論體系。以美國、日本等國家為代表，他們在隧道工程風(fēng)險評估的理論研究中，注重從工程全生命周期的角度出發(fā)，綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會等多方面因素。例如，美國在隧道工程風(fēng)險管理中，強(qiáng)調(diào)對風(fēng)險的全面識別、量化分析和動態(tài)監(jiān)控，通過建立完善的風(fēng)險數(shù)據(jù)庫和模型，為風(fēng)險評估提供科學(xué)依據(jù)。日本則在隧道施工風(fēng)險評估中，結(jié)合本國多地震、地質(zhì)條件復(fù)雜的特點，重點研究了地震、地質(zhì)災(zāi)害等風(fēng)險因素對隧道工程的影響，并提出了相應(yīng)的風(fēng)險控制理論和方法。國內(nèi)在山嶺鐵路隧道施工風(fēng)險評估理論研究方面也取得了顯著進(jìn)展。我國學(xué)者在借鑒國外先進(jìn)理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)隧道工程建設(shè)的實際情況，開展了大量深入的研究。例如，針對我國山嶺地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜多樣的特點，研究了不同地質(zhì)條件下隧道施工風(fēng)險的形成機(jī)理和演化規(guī)律。同時，國內(nèi)學(xué)者還注重將風(fēng)險管理理論與工程實際相結(jié)合，提出了適合我國國情的隧道施工風(fēng)險評估理論框架和方法體系。在方法應(yīng)用方面，國內(nèi)外都采用了多種風(fēng)險評估方法。定性評估方法如頭腦風(fēng)暴法、德爾菲法等，通過專家經(jīng)驗和主觀判斷來識別和評估風(fēng)險，具有操作簡便、快速的特點，但主觀性較強(qiáng)。定量評估方法如層次分析法（AHP）、模糊綜合評價法、灰色關(guān)聯(lián)分析法等得到了廣泛應(yīng)用。層次分析法通過建立層次結(jié)構(gòu)模型，將復(fù)雜問題分解為多個層次，通過兩兩比較確定各因素的相對重要性，從而計算出風(fēng)險因素的權(quán)重，為風(fēng)險評估提供量化依據(jù)。模糊綜合評價法則是利用模糊數(shù)學(xué)的方法，對具有模糊性的風(fēng)險因素進(jìn)行綜合評價，能夠較好地處理風(fēng)險的不確定性?；疑P(guān)聯(lián)分析法通過分析各因素之間的關(guān)聯(lián)程度，確定風(fēng)險因素的主次關(guān)系，為風(fēng)險評估提供參考。此外，還有一些新興的風(fēng)險評估方法不斷涌現(xiàn)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法等，這些方法在處理復(fù)雜非線性問題方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。在實踐案例方面，國內(nèi)外都有眾多成功應(yīng)用風(fēng)險評估的項目。國外如瑞士的圣哥達(dá)基線隧道，在施工過程中，通過全面的風(fēng)險評估，識別出了地質(zhì)條件復(fù)雜、施工技術(shù)難度大等風(fēng)險因素，并制定了相應(yīng)的風(fēng)險控制措施，確保了工程的順利進(jìn)行。國內(nèi)以貴廣鐵路客運(yùn)專線金寶頂隧道為例，該隧道工程背景復(fù)雜，采用“層次分析法”對隧道施工安全進(jìn)行風(fēng)險評估。通過建立風(fēng)險源的層次樹狀圖，有針對性地采取隧道施工安全風(fēng)險管理控制技術(shù)，為降低事故發(fā)生的可能性和控制風(fēng)險事故后果損失提供了技術(shù)指導(dǎo)。盡管國內(nèi)外在山嶺鐵路隧道施工風(fēng)險評估方面取得了一定成果，但仍存在一些不足之處。一方面，現(xiàn)有的風(fēng)險評估方法在處理復(fù)雜多變的地質(zhì)條件和施工環(huán)境時，還存在一定的局限性，評估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性有待進(jìn)一步提高。另一方面，風(fēng)險評估與工程實際的結(jié)合還不夠緊密，在風(fēng)險控制措施的制定和實施過程中，缺乏有效的監(jiān)督和反饋機(jī)制，導(dǎo)致部分風(fēng)險控制措施不能達(dá)到預(yù)期效果。此外，對于一些新型施工技術(shù)和工藝在隧道工程中的應(yīng)用，其風(fēng)險評估的研究還相對滯后，不能滿足工程建設(shè)的需求。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究主要圍繞山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估及其應(yīng)用展開，具體涵蓋以下幾個方面：山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險因素識別：全面梳理山嶺鐵路隧道工程施工過程中可能面臨的各類風(fēng)險因素，包括地質(zhì)風(fēng)險，如斷層、節(jié)理、巖溶、軟弱巖層等不良地質(zhì)條件；施工技術(shù)風(fēng)險，像鉆爆法、盾構(gòu)法、TBM法等不同施工方法帶來的風(fēng)險；環(huán)境風(fēng)險，例如施工對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞、施工場地狹窄和交通不便等；管理風(fēng)險，涵蓋項目管理、質(zhì)量管理、安全管理等環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題。通過文獻(xiàn)研究、現(xiàn)場調(diào)研、專家訪談等方式，盡可能詳盡地識別風(fēng)險因素，為后續(xù)的風(fēng)險評估奠定基礎(chǔ)。山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估模型構(gòu)建：在風(fēng)險因素識別的基礎(chǔ)上，選取合適的風(fēng)險評估方法，如層次分析法（AHP）確定各風(fēng)險因素的權(quán)重，運(yùn)用模糊綜合評價法對風(fēng)險進(jìn)行綜合評價。構(gòu)建科學(xué)合理的風(fēng)險評估模型，通過該模型對山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險進(jìn)行量化評估，確定風(fēng)險的等級和影響程度，為風(fēng)險控制提供科學(xué)依據(jù)。山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估案例分析：選取實際的山嶺鐵路隧道工程項目作為案例，收集該項目的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括地質(zhì)勘察資料、施工組織設(shè)計、工程進(jìn)度計劃等。運(yùn)用構(gòu)建的風(fēng)險評估模型對案例工程進(jìn)行風(fēng)險評估，驗證模型的有效性和實用性。分析案例中風(fēng)險因素的發(fā)生情況和應(yīng)對措施的實施效果，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為其他類似工程提供參考。山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估結(jié)果的應(yīng)用策略：根據(jù)風(fēng)險評估結(jié)果，制定針對性的風(fēng)險控制措施，包括風(fēng)險規(guī)避、風(fēng)險減輕、風(fēng)險轉(zhuǎn)移和風(fēng)險接受等策略。針對不同等級的風(fēng)險，提出具體的應(yīng)對方案，如對于高風(fēng)險因素，采取改進(jìn)工程設(shè)計、優(yōu)化施工方案等措施；對于中低風(fēng)險因素，通過加強(qiáng)管理、購買保險等方式進(jìn)行處理。同時，建立風(fēng)險監(jiān)控機(jī)制，實時跟蹤風(fēng)險的變化情況，及時調(diào)整風(fēng)險控制措施，確保工程施工的安全和順利進(jìn)行。1.3.2研究方法為了實現(xiàn)上述研究內(nèi)容，本研究將采用以下幾種研究方法：文獻(xiàn)研究法：廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估的相關(guān)文獻(xiàn)，包括學(xué)術(shù)期刊論文、學(xué)位論文、研究報告、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，梳理已有的研究成果和方法，為本文的研究提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。通過對文獻(xiàn)的分析，總結(jié)出目前研究中存在的不足之處，明確本文的研究方向和重點。案例分析法：選取具有代表性的山嶺鐵路隧道工程案例，深入分析其施工過程中的風(fēng)險因素、風(fēng)險評估方法和風(fēng)險控制措施。通過對實際案例的研究，直觀地了解山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險的特點和規(guī)律，驗證所構(gòu)建的風(fēng)險評估模型的可行性和有效性。同時，從案例中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，為其他類似工程的風(fēng)險評估和管理提供實踐指導(dǎo)。定性與定量相結(jié)合的方法：在風(fēng)險因素識別階段，主要采用定性分析方法，如頭腦風(fēng)暴法、專家訪談法等，充分發(fā)揮專家的經(jīng)驗和專業(yè)知識，全面識別各種風(fēng)險因素。在風(fēng)險評估階段，運(yùn)用層次分析法（AHP）、模糊綜合評價法等定量分析方法，對風(fēng)險因素進(jìn)行量化評估，確定風(fēng)險的等級和影響程度。通過定性與定量相結(jié)合的方法，使研究結(jié)果更加科學(xué)、準(zhǔn)確。實地調(diào)研法：深入山嶺鐵路隧道工程施工現(xiàn)場，與工程管理人員、技術(shù)人員和施工人員進(jìn)行交流，了解工程施工的實際情況和存在的風(fēng)險問題。實地觀察施工環(huán)境、施工工藝和施工設(shè)備的運(yùn)行狀況，獲取第一手資料。通過實地調(diào)研，進(jìn)一步驗證和完善風(fēng)險評估模型，確保研究結(jié)果能夠切實應(yīng)用于工程實際。二、山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險因素分析2.1地質(zhì)風(fēng)險2.1.1斷層破碎帶斷層破碎帶是山嶺鐵路隧道施工中常見且極具威脅的地質(zhì)風(fēng)險因素。其對隧道施工的影響主要體現(xiàn)在圍巖穩(wěn)定性和涌水突泥等方面。在圍巖穩(wěn)定性上，斷層破碎帶內(nèi)的巖石因受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動的強(qiáng)烈作用，結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，節(jié)理、裂隙極度發(fā)育，巖體破碎不堪。以某山嶺鐵路隧道工程為例，在穿越斷層破碎帶時，巖體被眾多節(jié)理、裂隙切割成大小不一的碎塊，完整性極差，自穩(wěn)能力極低。當(dāng)隧道在此處開挖時，原有的應(yīng)力平衡被打破，圍巖應(yīng)力迅速重新分布，極易引發(fā)圍巖的坍塌。根據(jù)相關(guān)研究和工程實踐經(jīng)驗，在斷層破碎帶中，隧道開挖后的短時間內(nèi)，圍巖的變形速率可能會急劇增大，拱頂下沉和周邊收斂量遠(yuǎn)超正常地質(zhì)條件下的數(shù)值。而且，由于巖體破碎，錨桿、錨索等支護(hù)結(jié)構(gòu)難以有效錨固，無法充分發(fā)揮其對圍巖的加固作用，進(jìn)一步加劇了圍巖失穩(wěn)的風(fēng)險。涌水突泥也是斷層破碎帶帶來的重大風(fēng)險。斷層破碎帶往往是地下水的良好通道，儲存著豐富的地下水。當(dāng)隧道施工揭露斷層破碎帶時，地下水在水壓的作用下，會攜帶破碎的巖石、泥土等物質(zhì)突然涌入隧道。如宜萬鐵路馬鹿箐隧道，在施工過程中遭遇斷層破碎帶，發(fā)生突水突泥事故，突水總量約18萬方，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。涌水突泥不僅會淹沒隧道，損壞施工設(shè)備，阻礙施工進(jìn)度，還可能引發(fā)周邊地層的塌陷，對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。此外，涌水突泥還會使隧道圍巖的力學(xué)性質(zhì)惡化，降低圍巖的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，增加后續(xù)施工的難度和風(fēng)險。2.1.2巖溶地質(zhì)巖溶地質(zhì)是山嶺鐵路隧道施工面臨的又一復(fù)雜且危險的地質(zhì)風(fēng)險。巖溶洞穴、暗河等巖溶地質(zhì)條件給隧道施工帶來了諸多挑戰(zhàn)，其中最主要的風(fēng)險是坍塌和突水突泥。巖溶洞穴的存在使得隧道施工區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)變得極為復(fù)雜。洞穴的大小、形狀、分布毫無規(guī)律可言，在隧道施工前，很難通過常規(guī)的地質(zhì)勘察手段準(zhǔn)確查明其具體位置和規(guī)模。當(dāng)隧道開挖遇到巖溶洞穴時，如果洞穴頂部的巖體厚度不足或強(qiáng)度不夠，無法承受上部巖體的重量，就會發(fā)生坍塌事故。例如，在某山嶺鐵路隧道施工中，由于未準(zhǔn)確探測到一處巖溶洞穴，在隧道開挖過程中，洞穴頂部突然坍塌，大量石塊涌入隧道，導(dǎo)致施工中斷，所幸未造成人員傷亡。坍塌不僅會延誤工期，還可能對施工人員和設(shè)備造成嚴(yán)重威脅，增加工程成本。暗河是巖溶地區(qū)特有的地下水流通道，其水流湍急，水量巨大。當(dāng)隧道施工不慎揭穿暗河時，強(qiáng)大的水壓會使河水瞬間涌入隧道，引發(fā)突水突泥事故。如宜萬鐵路野三關(guān)隧道，I線斜井向進(jìn)口方向施工時，掌子面右側(cè)下部發(fā)生突水、突泥，總突水量約15萬方，突泥量5.4萬方，造成5個掌子面人員受困。突水突泥會迅速淹沒隧道，使施工人員來不及逃生，同時還會沖毀施工設(shè)備和臨時支撐結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加劇隧道坍塌的風(fēng)險。此外，暗河中的水流還可能攜帶大量的泥沙和石塊，對隧道襯砌結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的沖刷和侵蝕，影響隧道的長期穩(wěn)定性和使用壽命。2.1.3軟弱圍巖軟弱圍巖是指強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差的巖土體，在山嶺鐵路隧道工程施工中，其帶來的風(fēng)險不容忽視。軟弱圍巖具有易變形、強(qiáng)度低等特性，這些特性使得隧道施工過程中容易出現(xiàn)隧道坍塌、支護(hù)困難等問題。由于軟弱圍巖的強(qiáng)度較低，在隧道開挖過程中，圍巖難以承受自身的重量以及施工過程中產(chǎn)生的各種荷載，容易發(fā)生塑性變形。這種變形如果得不到及時有效的控制，會不斷發(fā)展，最終導(dǎo)致隧道坍塌。例如，太中銀鐵路吳堡隧道3#斜井在施工時，掌子面左側(cè)拱腳部位發(fā)生坍方，坍方量約8立方米，造成當(dāng)場死亡4人，1人受輕傷。軟弱圍巖的變形還具有時效性，即變形會隨著時間的推移而不斷增大，這就要求施工過程中必須及時進(jìn)行支護(hù)和監(jiān)測，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理變形問題。軟弱圍巖的特性也給支護(hù)工作帶來了極大的困難。普通的支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟弱圍巖中往往難以發(fā)揮有效的支護(hù)作用，需要采用特殊的支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)。由于軟弱圍巖的自穩(wěn)時間短，要求支護(hù)結(jié)構(gòu)必須能夠快速施作并及時提供足夠的支護(hù)力。在實際施工中，常常需要采用超前支護(hù)、加強(qiáng)初期支護(hù)等措施來保證隧道的穩(wěn)定。然而，即使采取了這些措施，由于軟弱圍巖的復(fù)雜性，支護(hù)結(jié)構(gòu)仍然可能出現(xiàn)變形、破壞等問題，需要不斷進(jìn)行調(diào)整和加固。此外，軟弱圍巖中的地下水也會對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，如軟化圍巖、降低錨桿的錨固力等，進(jìn)一步增加了支護(hù)的難度。2.2技術(shù)風(fēng)險2.2.1施工方法選擇不當(dāng)山嶺鐵路隧道施工方法多樣，主要包括鉆爆法、盾構(gòu)法、TBM法等，每種施工方法都有其特定的適用條件。鉆爆法適用于各種地質(zhì)條件，但在軟弱圍巖、巖溶等復(fù)雜地質(zhì)條件下，施工難度較大，容易引發(fā)安全事故。盾構(gòu)法適用于軟土地層和富水地層，具有施工速度快、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點，但設(shè)備成本高，對地質(zhì)條件的適應(yīng)性相對較弱。TBM法適用于硬巖地層，施工效率高，但設(shè)備龐大，運(yùn)輸和組裝困難，且對地質(zhì)條件變化的適應(yīng)性較差。若施工方法選擇不當(dāng)，將會帶來嚴(yán)重的風(fēng)險。在軟弱圍巖中采用鉆爆法施工，由于爆破震動對圍巖的擾動較大，容易導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)坍塌。如某山嶺鐵路隧道在軟弱圍巖地段采用鉆爆法施工，由于未充分考慮圍巖的自穩(wěn)能力，爆破參數(shù)不合理，每次爆破后圍巖都會出現(xiàn)較大的變形和坍塌，導(dǎo)致施工進(jìn)度嚴(yán)重受阻，安全風(fēng)險大幅增加。不僅如此，施工方法選擇不當(dāng)還會導(dǎo)致進(jìn)度延誤。在硬巖地層中采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)機(jī)的刀具磨損嚴(yán)重，掘進(jìn)速度緩慢，無法滿足工程進(jìn)度要求。某山嶺鐵路隧道原計劃采用盾構(gòu)法施工，但在施工過程中發(fā)現(xiàn)地層巖石堅硬，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)困難，不得不中途更換施工方法，采用鉆爆法施工，這一變更導(dǎo)致工程進(jìn)度延誤了數(shù)月，增加了工程成本。2.2.2爆破技術(shù)問題爆破是山嶺鐵路隧道施工中常用的開挖手段，但爆破技術(shù)問題會帶來諸多風(fēng)險，其中超欠挖、圍巖擾動和巖爆是較為突出的問題。爆破參數(shù)不合理會直接導(dǎo)致超欠挖現(xiàn)象的發(fā)生。掏槽方式不合理，會使掏槽爆破效果不佳，無法為后續(xù)爆破提供足夠的臨空面，從而影響其他炮孔的爆破效果，導(dǎo)致巖石破碎不均勻，容易出現(xiàn)超挖或欠挖。周邊眼間距不合理，若孔眼間距過大，爆破時巖石無法充分破碎，就會造成欠挖；若單孔藥量過大，爆破能量過于集中，又會造成超挖。超欠挖不僅會增加施工成本，還會影響隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和施工安全。超挖需要進(jìn)行額外的回填處理，增加了混凝土等材料的用量，提高了施工成本；欠挖則需要進(jìn)行二次開挖，不僅延誤工期，還可能對已完成的支護(hù)結(jié)構(gòu)造成破壞，增加安全隱患。不合理的爆破參數(shù)還會對圍巖造成過度擾動。爆破產(chǎn)生的地震波會使圍巖產(chǎn)生振動和應(yīng)力集中，若爆破參數(shù)不合理，振動強(qiáng)度過大，就會導(dǎo)致圍巖的節(jié)理、裂隙進(jìn)一步發(fā)育，巖體完整性遭到破壞，從而降低圍巖的穩(wěn)定性。在某山嶺鐵路隧道施工中，由于爆破參數(shù)不合理，爆破后圍巖的松動圈范圍明顯增大，圍巖的自穩(wěn)能力下降，不得不加強(qiáng)支護(hù)措施，增加了施工成本和安全風(fēng)險。過度的圍巖擾動還可能引發(fā)一系列次生災(zāi)害，如塌方、涌水等，嚴(yán)重威脅施工人員的生命安全和工程的順利進(jìn)行。巖爆也是爆破技術(shù)問題可能引發(fā)的風(fēng)險之一。在高地應(yīng)力條件下，隧道開挖后，圍巖中的應(yīng)力會重新分布，當(dāng)應(yīng)力集中達(dá)到一定程度時，巖石會突然發(fā)生脆性破壞，釋放出大量的能量，形成巖爆。爆破震動會進(jìn)一步加劇圍巖中的應(yīng)力集中，增加巖爆發(fā)生的可能性。巖爆發(fā)生時，巖石會突然彈射出來，對施工人員和設(shè)備造成嚴(yán)重的傷害。某山嶺鐵路隧道在施工過程中，由于爆破震動誘發(fā)了巖爆，導(dǎo)致多名施工人員受傷，施工設(shè)備受損，工程被迫暫停。2.2.3支護(hù)技術(shù)缺陷支護(hù)是保障山嶺鐵路隧道施工安全的重要措施，初期支護(hù)不及時、支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足等問題會帶來嚴(yán)重的安全隱患。在隧道開挖后，若初期支護(hù)不能及時施作，圍巖會在自身重力和外部荷載的作用下迅速變形，當(dāng)變形超過圍巖的自穩(wěn)能力時，就會發(fā)生坍塌。某山嶺鐵路隧道在施工過程中，由于初期支護(hù)施工進(jìn)度滯后，掌子面開挖后未能及時進(jìn)行初期支護(hù)，導(dǎo)致圍巖變形不斷增大，最終發(fā)生坍塌，造成了人員傷亡和財產(chǎn)損失。初期支護(hù)不及時還會使圍巖暴露時間過長，增加了圍巖風(fēng)化、侵蝕的風(fēng)險，進(jìn)一步降低了圍巖的穩(wěn)定性。支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足同樣會帶來安全隱患。若支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計強(qiáng)度不能滿足圍巖的壓力要求，在圍巖壓力的作用下，支護(hù)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變形、開裂甚至破壞，無法有效地支撐圍巖，從而導(dǎo)致隧道坍塌。某山嶺鐵路隧道在施工過程中，由于初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中的鋼支撐間距過大，噴射混凝土厚度不足，支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度無法抵抗圍巖壓力，在施工過程中出現(xiàn)了鋼支撐扭曲、噴射混凝土開裂等現(xiàn)象，最終引發(fā)了局部坍塌。支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足還會影響隧道的長期穩(wěn)定性，即使在施工過程中未發(fā)生坍塌事故，在隧道運(yùn)營后，也可能因支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足而出現(xiàn)病害，影響隧道的正常使用。2.3環(huán)境風(fēng)險2.3.1氣象條件影響暴雨、大風(fēng)、低溫等氣象條件對山嶺鐵路隧道工程施工安全、材料性能和施工進(jìn)度均會產(chǎn)生顯著影響。暴雨天氣會導(dǎo)致施工現(xiàn)場積水嚴(yán)重，使施工場地變得泥濘不堪，增加施工人員滑倒、摔傷等安全事故的發(fā)生概率。積水還可能浸泡施工設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響施工的正常進(jìn)行。暴雨還可能引發(fā)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對隧道洞口及周邊施工設(shè)施造成嚴(yán)重破壞，威脅施工人員的生命安全。在某山嶺鐵路隧道施工期間，一場暴雨引發(fā)了周邊山體滑坡，大量土石掩埋了隧道洞口的部分施工設(shè)施，導(dǎo)致施工被迫中斷數(shù)日，不僅造成了財產(chǎn)損失，還嚴(yán)重影響了工程進(jìn)度。大風(fēng)天氣對隧道施工也存在諸多不利影響。在隧道洞口，大風(fēng)可能會使施工材料和設(shè)備被吹落，引發(fā)安全事故。在高處作業(yè)時，大風(fēng)會增加施工人員的操作難度，使其身體難以保持平衡，增加了高處墜落的風(fēng)險。強(qiáng)風(fēng)還可能對施工中的臨時結(jié)構(gòu)物，如腳手架、臨時工棚等造成破壞，影響施工的順利進(jìn)行。某山嶺鐵路隧道施工時，因大風(fēng)天氣導(dǎo)致一處腳手架倒塌，造成多名施工人員受傷，工程進(jìn)度也因此受到影響。低溫天氣會對施工材料的性能產(chǎn)生不利影響。在低溫環(huán)境下，混凝土的凝結(jié)時間會延長，強(qiáng)度增長緩慢，影響混凝土的施工質(zhì)量。如果混凝土在低溫下受凍，還會導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。鋼材在低溫下會變脆，韌性降低，容易發(fā)生斷裂，影響鋼結(jié)構(gòu)的施工和使用安全。在某山嶺鐵路隧道施工中，由于冬季低溫，混凝土澆筑后長時間不凝結(jié)，不得不采取加熱保溫措施，增加了施工成本和施工難度。此外，低溫天氣還會影響施工進(jìn)度。由于施工人員在低溫環(huán)境下工作效率降低，施工設(shè)備的性能也會受到一定影響，導(dǎo)致施工進(jìn)度放緩。為了保證施工質(zhì)量，在低溫天氣下往往需要采取特殊的施工措施，如對原材料進(jìn)行加熱、對施工場地進(jìn)行保溫等，這些措施會增加施工的復(fù)雜性和成本，進(jìn)一步影響施工進(jìn)度。2.3.2周邊環(huán)境復(fù)雜當(dāng)隧道穿越城市區(qū)域、臨近既有建（構(gòu)）筑物時，施工風(fēng)險顯著增加。在城市區(qū)域進(jìn)行隧道施工，地下管線復(fù)雜是一個突出問題。城市地下通常鋪設(shè)著各種供水、排水、燃?xì)?、電力、通信等管線，這些管線的分布情況往往較為復(fù)雜，在施工前難以完全準(zhǔn)確查明。在隧道施工過程中，如果不小心破壞了地下管線，可能會導(dǎo)致停水、停電、停氣等事故，影響城市居民的正常生活，同時也會對隧道施工造成嚴(yán)重干擾。某城市地鐵隧道施工時，由于對地下管線情況掌握不準(zhǔn)確，在施工過程中挖斷了一條供水主管道，導(dǎo)致周邊區(qū)域大面積停水，施工被迫中斷，不僅給居民生活帶來極大不便，還造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。臨近既有建（構(gòu)）筑物施工時，隧道施工引起的地層變形可能會對既有建（構(gòu)）筑物的安全產(chǎn)生威脅。隧道開挖會導(dǎo)致周邊地層應(yīng)力重新分布，引起地層的沉降、隆起或水平位移。如果既有建（構(gòu)）筑物距離隧道較近，這些地層變形可能會使建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜甚至倒塌。某山嶺鐵路隧道在臨近一座既有橋梁施工時，由于施工過程中地層沉降控制不當(dāng)，導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，橋梁主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響了橋梁的安全使用，不得不對橋梁進(jìn)行緊急加固處理，增加了工程成本和施工風(fēng)險。此外，在城市區(qū)域施工還面臨著交通疏解、環(huán)境保護(hù)等方面的挑戰(zhàn)。施工過程中需要合理安排施工場地和施工時間，盡量減少對城市交通的影響。同時，要采取有效的環(huán)境保護(hù)措施，控制施工噪聲、粉塵、污水等對周邊環(huán)境的污染。否則，可能會引發(fā)居民投訴和社會糾紛，影響工程的順利進(jìn)行。2.4管理風(fēng)險2.4.1施工組織不合理施工組織不合理在山嶺鐵路隧道工程中會引發(fā)多方面風(fēng)險，主要體現(xiàn)在施工順序混亂、資源配置不足以及工期安排不合理等問題上。施工順序混亂是常見的組織問題，它會導(dǎo)致各施工環(huán)節(jié)之間缺乏有效的銜接和協(xié)調(diào)。在隧道開挖過程中，若超前支護(hù)、初期支護(hù)和二次襯砌等施工環(huán)節(jié)的順序安排不當(dāng)，就會嚴(yán)重影響施工安全和質(zhì)量。如某山嶺鐵路隧道施工時，由于施工順序混亂，在超前支護(hù)尚未完成的情況下就進(jìn)行隧道開挖，導(dǎo)致掌子面圍巖失穩(wěn)，發(fā)生坍塌事故。施工順序混亂還會造成施工進(jìn)度延誤，各工序之間相互干擾，降低施工效率，增加工程成本。資源配置不足也是施工組織不合理的表現(xiàn)之一。在山嶺鐵路隧道工程中，需要配備充足的人力、物力和財力資源，以確保工程的順利進(jìn)行。然而，實際施工中往往會出現(xiàn)資源配置不足的情況。施工設(shè)備數(shù)量不足或性能不佳，無法滿足施工需求，導(dǎo)致施工進(jìn)度緩慢。某山嶺鐵路隧道施工時，由于盾構(gòu)機(jī)故障頻繁，且備用設(shè)備不足，使得隧道掘進(jìn)工作多次中斷，嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。人力資源不足也會影響工程進(jìn)度和質(zhì)量，施工人員數(shù)量不夠，會導(dǎo)致一些關(guān)鍵崗位無人值守，施工工序無法正常開展。資金投入不足會導(dǎo)致材料供應(yīng)不及時，施工設(shè)備無法及時維修和更新，進(jìn)一步影響工程的順利進(jìn)行。工期安排不合理同樣會帶來諸多風(fēng)險。若工期過緊，施工單位為了趕進(jìn)度，可能會忽視施工質(zhì)量和安全，采取一些不合理的施工方法和措施。在隧道施工中，為了縮短工期而盲目加大爆破藥量，會對圍巖造成過度擾動，增加隧道坍塌的風(fēng)險。不合理的工期安排還會導(dǎo)致施工人員過度勞累，降低工作效率，增加安全事故的發(fā)生概率。相反，若工期過長，不僅會增加工程成本，還會使工程面臨更多的不確定性因素，如材料價格上漲、設(shè)備閑置浪費(fèi)等。2.4.2安全管理不到位安全管理不到位是山嶺鐵路隧道工程施工中不容忽視的管理風(fēng)險，主要包括安全制度不完善、安全教育缺失和安全檢查不嚴(yán)格等方面，這些問題都可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故風(fēng)險。安全制度不完善是安全管理的薄弱環(huán)節(jié)。在山嶺鐵路隧道施工中，一套健全的安全制度對于規(guī)范施工行為、保障施工安全至關(guān)重要。然而，部分施工單位的安全制度存在漏洞和缺陷，安全責(zé)任劃分不明確，導(dǎo)致在出現(xiàn)安全問題時，各部門和人員之間相互推諉責(zé)任，無法及時有效地解決問題。安全操作規(guī)程不詳細(xì)，施工人員在操作過程中缺乏明確的指導(dǎo)，容易出現(xiàn)違規(guī)操作，增加安全事故的發(fā)生風(fēng)險。某山嶺鐵路隧道施工單位由于安全制度不完善，在施工過程中，對于爆破作業(yè)的安全操作規(guī)程規(guī)定不清晰，導(dǎo)致爆破人員在操作時違反規(guī)定，引發(fā)了爆炸事故，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。安全教育缺失也是安全管理不到位的重要表現(xiàn)。施工人員是隧道工程施工的直接參與者，他們的安全意識和安全技能直接關(guān)系到工程的安全。然而，一些施工單位對安全教育不夠重視，安全教育培訓(xùn)工作流于形式，培訓(xùn)內(nèi)容缺乏針對性和實用性。部分施工人員在接受安全教育培訓(xùn)時，只是簡單地走過場，沒有真正掌握安全知識和技能。這使得施工人員在面對安全事故時，缺乏應(yīng)對能力，無法采取有效的措施進(jìn)行自救和互救。某山嶺鐵路隧道施工單位在新員工入職時，只是進(jìn)行了簡單的安全教育，沒有對隧道施工的安全風(fēng)險和防范措施進(jìn)行詳細(xì)講解，導(dǎo)致新員工在施工過程中，由于對安全風(fēng)險認(rèn)識不足，操作不當(dāng)，引發(fā)了安全事故。安全檢查不嚴(yán)格同樣會給隧道施工帶來安全隱患。安全檢查是及時發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患的重要手段。但在實際施工中，一些施工單位的安全檢查工作存在走過場、敷衍了事的情況。安全檢查人員責(zé)任心不強(qiáng)，對施工現(xiàn)場的安全隱患視而不見，或者發(fā)現(xiàn)了安全隱患也不及時督促整改。安全檢查頻率不足，不能及時發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)的新安全問題。某山嶺鐵路隧道施工單位在安全檢查時，未能發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)一處支護(hù)結(jié)構(gòu)的松動問題，隨著施工的進(jìn)行，松動的支護(hù)結(jié)構(gòu)最終發(fā)生坍塌，造成了嚴(yán)重的安全事故。2.4.3人員素質(zhì)與責(zé)任心人員素質(zhì)與責(zé)任心對山嶺鐵路隧道工程的順利開展具有重要影響，施工人員專業(yè)技能不足、管理人員責(zé)任心不強(qiáng)都會給工程帶來諸多問題。施工人員專業(yè)技能不足是一個突出問題。山嶺鐵路隧道工程施工技術(shù)復(fù)雜，對施工人員的專業(yè)技能要求較高。然而，在實際施工中，部分施工人員缺乏必要的專業(yè)知識和技能培訓(xùn)，對施工工藝和技術(shù)要求掌握不熟練。在隧道爆破施工中，爆破人員若對爆破參數(shù)的計算和設(shè)置不熟悉，就容易導(dǎo)致爆破效果不佳，出現(xiàn)超欠挖、圍巖擾動等問題，增加施工安全風(fēng)險。施工人員對隧道支護(hù)技術(shù)掌握不足，在進(jìn)行初期支護(hù)和二次襯砌施工時，可能會出現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)安裝不規(guī)范、混凝土澆筑質(zhì)量不合格等問題，影響隧道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。某山嶺鐵路隧道施工人員由于對盾構(gòu)機(jī)的操作技術(shù)不熟練，在施工過程中，多次出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)故障，不僅延誤了施工進(jìn)度，還增加了施工成本。管理人員責(zé)任心不強(qiáng)也會對工程產(chǎn)生不利影響。管理人員在工程施工中起著組織、協(xié)調(diào)和監(jiān)督的重要作用。若管理人員責(zé)任心不強(qiáng)，對工程施工中的問題不重視，不及時解決，就會導(dǎo)致問題逐漸積累，最終影響工程的安全和質(zhì)量。在隧道施工過程中，管理人員對施工質(zhì)量和安全監(jiān)管不力，對施工人員的違規(guī)操作行為視而不見，或者發(fā)現(xiàn)問題后不及時糾正，容易引發(fā)安全事故。管理人員在工程進(jìn)度管理方面責(zé)任心不強(qiáng)，不能合理安排施工進(jìn)度，導(dǎo)致工期延誤，增加工程成本。某山嶺鐵路隧道工程項目管理人員由于責(zé)任心不強(qiáng)，對施工過程中的質(zhì)量問題監(jiān)管不到位，使得隧道襯砌出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量缺陷，在后期運(yùn)營中需要花費(fèi)大量資金進(jìn)行修復(fù)。三、山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估方法3.1層次分析法（AHP）3.1.1原理與步驟層次分析法（AnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP）是一種定性與定量相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策分析方法，由美國運(yùn)籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授薩蒂（T.L.Saaty）于20世紀(jì)70年代初提出。該方法的核心原理是將一個復(fù)雜的多目標(biāo)決策問題分解為多個層次，通過兩兩比較確定各層次中元素的相對重要性，從而計算出各因素的權(quán)重。其具體步驟如下：建立層次結(jié)構(gòu)模型：將決策問題按總目標(biāo)、各層子目標(biāo)、評價準(zhǔn)則直至具體的備投方案的順序分解為不同的層次結(jié)構(gòu)。一般分為最高層（目標(biāo)層）、中間層（準(zhǔn)則層）和最低層（方案層）。在山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估中，目標(biāo)層可以是隧道施工風(fēng)險評估；準(zhǔn)則層則涵蓋地質(zhì)風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、管理風(fēng)險等一級風(fēng)險因素，每個一級風(fēng)險因素下還可細(xì)分二級風(fēng)險因素，如地質(zhì)風(fēng)險下的斷層破碎帶、巖溶地質(zhì)、軟弱圍巖等；方案層則為具體的隧道施工方案或風(fēng)險應(yīng)對措施。構(gòu)造判斷（成對比較）矩陣：在確定各層次各因素之間的權(quán)重時，采用相對尺度，對準(zhǔn)則層或子準(zhǔn)則層下的各方案進(jìn)行兩兩對比，并按其重要性程度評定等級。假設(shè)對于某一準(zhǔn)則，有n個因素，那么就可以構(gòu)建一個n×n的判斷矩陣A=(aij)。其中，aij表示因素i與因素j相對于該準(zhǔn)則的重要性比較結(jié)果。Saaty給出了9個重要性等級及其賦值，1表示兩個因素同樣重要；3表示因素i比因素j稍微重要；5表示因素i比因素j明顯重要；7表示因素i比因素j強(qiáng)烈重要；9表示因素i比因素j極端重要；2、4、6、8則為上述相鄰判斷的中值。若因素i與因素j對某準(zhǔn)則的重要性之比為aij，那么因素j與因素i對該準(zhǔn)則的重要性之比為aji=1/aij，且aii=1。例如，在比較斷層破碎帶和巖溶地質(zhì)對隧道施工風(fēng)險的影響程度時，如果認(rèn)為斷層破碎帶比巖溶地質(zhì)稍微重要，那么a12=3，a21=1/3。層次單排序及其一致性檢驗：對應(yīng)于判斷矩陣最大特征根λmax的特征向量W，經(jīng)歸一化（使向量中各元素之和等于1）后記為W。W的元素為同一層次因素對于上一層次因素某因素相對重要性的排序權(quán)值，這一過程稱為層次單排序。為了檢驗判斷矩陣的一致性，需要計算一致性指標(biāo)CI=(λmax-n)/(n-1)，其中n為判斷矩陣的階數(shù)。當(dāng)CI=0時，判斷矩陣具有完全一致性；CI值越小，說明一致性越大。引入隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，其值與判斷矩陣的階數(shù)有關(guān)。一般情況下，矩陣階數(shù)越大，則出現(xiàn)一致性隨機(jī)偏離的可能性也越大。計算一致性比例CR=CI/RI，當(dāng)CR<0.1時，則認(rèn)為該判斷矩陣通過一致性檢驗，否則就需要對判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整，使其具有滿意一致性。層次總排序及其一致性檢驗：計算某一層次所有因素對于最高層（總目標(biāo)）相對重要性的權(quán)值，稱為層次總排序。這一過程是從最高層次到最低層次依次進(jìn)行的。同樣需要對層次總排序進(jìn)行一致性檢驗，方法與層次單排序一致性檢驗類似。若通過一致性檢驗，則得到的各因素權(quán)重是可靠的，可以用于后續(xù)的風(fēng)險評估分析。3.1.2在山嶺隧道風(fēng)險評估中的應(yīng)用以某山嶺鐵路隧道為例，該隧道全長8公里，穿越復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域，施工難度較大，采用層次分析法對其施工風(fēng)險進(jìn)行評估。首先建立風(fēng)險評估層次結(jié)構(gòu)模型，目標(biāo)層為山嶺鐵路隧道施工風(fēng)險評估；準(zhǔn)則層包括地質(zhì)風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、管理風(fēng)險4個一級指標(biāo)；每個一級指標(biāo)下細(xì)分二級指標(biāo)，地質(zhì)風(fēng)險下有斷層破碎帶、巖溶地質(zhì)、軟弱圍巖；技術(shù)風(fēng)險下有施工方法選擇不當(dāng)、爆破技術(shù)問題、支護(hù)技術(shù)缺陷；環(huán)境風(fēng)險下有氣象條件影響、周邊環(huán)境復(fù)雜；管理風(fēng)險下有施工組織不合理、安全管理不到位、人員素質(zhì)與責(zé)任心。然后構(gòu)造判斷矩陣，邀請隧道工程領(lǐng)域的專家對各層次因素進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建判斷矩陣。對于準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的判斷矩陣A如下：A=\begin{pmatrix}1&1/2&3&1/3\\2&1&4&1/2\\1/3&1/4&1&1/5\\3&2&5&1\end{pmatrix}計算該判斷矩陣的最大特征值λmax、特征向量W，并進(jìn)行一致性檢驗。通過計算得到λmax=4.123，特征向量W=(0.162,0.285,0.089,0.464)T，一致性指標(biāo)CI=(4.123-4)/(4-1)=0.041，隨機(jī)一致性指標(biāo)RI（4階矩陣）=0.9，一致性比例CR=0.041/0.9=0.046<0.1，通過一致性檢驗。對于地質(zhì)風(fēng)險下的二級指標(biāo)，構(gòu)造判斷矩陣B1：B1=\begin{pmatrix}1&3&5\\1/3&1&3\\1/5&1/3&1\end{pmatrix}計算得到λmax=3.038，特征向量W1=(0.637,0.258,0.105)T，CI=(3.038-3)/(3-1)=0.019，RI（3階矩陣）=0.58，CR=0.019/0.58=0.033<0.1，通過一致性檢驗。這表明在地質(zhì)風(fēng)險中，斷層破碎帶的相對重要性權(quán)重為0.637，巖溶地質(zhì)為0.258，軟弱圍巖為0.105，說明斷層破碎帶對地質(zhì)風(fēng)險的影響最大。按照同樣的方法，分別計算其他準(zhǔn)則層下二級指標(biāo)的判斷矩陣及其權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗。通過層次總排序計算各風(fēng)險因素對于總目標(biāo)（隧道施工風(fēng)險評估）的相對重要性權(quán)重。將準(zhǔn)則層權(quán)重與各準(zhǔn)則層下二級指標(biāo)權(quán)重相乘并累加，得到各二級風(fēng)險因素的總權(quán)重。如斷層破碎帶的總權(quán)重=0.162×0.637=0.103；施工方法選擇不當(dāng)?shù)目倷?quán)重=0.285×（其在技術(shù)風(fēng)險下的權(quán)重）。最終得到各風(fēng)險因素的權(quán)重，從而明確各風(fēng)險因素在隧道施工風(fēng)險中的相對重要程度，為風(fēng)險控制提供依據(jù)。例如，根據(jù)計算結(jié)果，如果管理風(fēng)險的總權(quán)重最高，那么在施工過程中就需要重點加強(qiáng)管理方面的工作，優(yōu)化施工組織、強(qiáng)化安全管理、提高人員素質(zhì)等，以降低隧道施工風(fēng)險。3.2模糊綜合評價法3.2.1基本概念與模型模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評價方法，其核心在于依據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論，巧妙地將定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，從而對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞鞒鲆粋€總體的評價。該方法具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的顯著特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，尤其適合各種非確定性問題的處理。其基本模型構(gòu)建在模糊集合、隸屬函數(shù)和模糊關(guān)系等概念之上。模糊集合是指對于某個集合中的元素，其屬于該集合的程度并非是傳統(tǒng)的“是”或“否”，而是用一個介于0到1之間的隸屬度來表示。以隧道施工風(fēng)險中的地質(zhì)風(fēng)險評估為例，對于“斷層破碎帶對隧道施工風(fēng)險影響程度”這一模糊概念，可將其劃分為“非常大”“較大”“一般”“較小”“非常小”等模糊子集，每個子集都對應(yīng)一個隸屬度函數(shù)。隸屬函數(shù)用于確定元素對模糊集合的隸屬程度，其確定方法有多種，如模糊統(tǒng)計法、專家經(jīng)驗法、二元對比排序法等。在上述例子中，通過專家經(jīng)驗法，結(jié)合以往工程案例和專業(yè)知識，確定斷層破碎帶在不同風(fēng)險程度下的隸屬度。模糊關(guān)系則描述了不同模糊集合之間的關(guān)聯(lián)程度，通過模糊關(guān)系矩陣來表示。在隧道施工風(fēng)險評估中，模糊關(guān)系矩陣可以反映出地質(zhì)風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、管理風(fēng)險等不同風(fēng)險因素集合與最終風(fēng)險評價結(jié)果集合之間的關(guān)系。3.2.2評價過程與應(yīng)用實例以某山嶺鐵路隧道工程為例，闡述模糊綜合評價法的評價過程。確定評價因素集：根據(jù)前文對山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險因素的分析，確定評價因素集U=\{u_1,u_2,\cdots,u_{12}\}，其中u_1為斷層破碎帶，u_2為巖溶地質(zhì)，u_3為軟弱圍巖，u_4為施工方法選擇不當(dāng)，u_5為爆破技術(shù)問題，u_6為支護(hù)技術(shù)缺陷，u_7為氣象條件影響，u_8為周邊環(huán)境復(fù)雜，u_9為施工組織不合理，u_{10}為安全管理不到位，u_{11}為施工人員專業(yè)技能不足，u_{12}為管理人員責(zé)任心不強(qiáng)。確定評價等級集：將施工風(fēng)險劃分為五個等級，即評價等級集V=\{v_1,v_2,v_3,v_4,v_5\}，分別表示“低風(fēng)險”“較低風(fēng)險”“中等風(fēng)險”“較高風(fēng)險”“高風(fēng)險”。確定模糊關(guān)系矩陣：邀請隧道工程領(lǐng)域的專家對各風(fēng)險因素進(jìn)行評價，確定每個風(fēng)險因素對不同評價等級的隸屬度。對于斷層破碎帶u_1，專家評價其對“低風(fēng)險”“較低風(fēng)險”“中等風(fēng)險”“較高風(fēng)險”“高風(fēng)險”的隸屬度分別為0.1，0.2，0.3，0.3，0.1。以此類推，得到所有風(fēng)險因素的隸屬度，從而構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣R：R=\begin{pmatrix}0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.05&0.15&0.3&0.4&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\\0.05&0.1&0.3&0.4&0.15\\0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.15&0.25&0.3&0.2&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\\0.05&0.15&0.3&0.4&0.1\\0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.05&0.1&0.3&0.4&0.15\\0.15&0.25&0.3&0.2&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\end{pmatrix}確定權(quán)重向量：運(yùn)用層次分析法（AHP）確定各評價因素的權(quán)重。假設(shè)通過層次分析法計算得到各風(fēng)險因素的權(quán)重向量A=(0.12,0.08,0.05,0.15,0.13,0.1,0.07,0.06,0.1,0.08,0.05,0.01)。進(jìn)行模糊綜合評價：將權(quán)重向量A與模糊關(guān)系矩陣R進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，采用加權(quán)平均型合成算子“\cdot”，得到模糊綜合評價結(jié)果B：B=A\cdotR=(0.12,0.08,0.05,0.15,0.13,0.1,0.07,0.06,0.1,0.08,0.05,0.01)\cdot\begin{pmatrix}0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.05&0.15&0.3&0.4&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\\0.05&0.1&0.3&0.4&0.15\\0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.15&0.25&0.3&0.2&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\\0.05&0.15&0.3&0.4&0.1\\0.1&0.2&0.3&0.3&0.1\\0.05&0.1&0.3&0.4&0.15\\0.15&0.25&0.3&0.2&0.1\\0.2&0.3&0.3&0.1&0.1\end{pmatrix}B=(0.101,0.186,0.303,0.301,0.109)評價結(jié)果分析：根據(jù)最大隸屬度原則，在B向量中，0.303最大，其對應(yīng)的評價等級為“中等風(fēng)險”，所以該山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險綜合評價結(jié)果為中等風(fēng)險。這表明在施工過程中，需要密切關(guān)注各類風(fēng)險因素，采取相應(yīng)的風(fēng)險控制措施，以確保工程的安全和順利進(jìn)行。3.3灰色關(guān)聯(lián)分析法3.3.1理論基礎(chǔ)灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種基于灰色系統(tǒng)理論的多因素統(tǒng)計分析方法，其核心思想是通過分析系統(tǒng)中各因素之間發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度，即“灰色關(guān)聯(lián)度”，來衡量因素間的關(guān)聯(lián)程度。該方法將研究對象及影響因素的因子值視為一條線上的點，通過比較它們與待識別對象及影響因素的因子值所繪制曲線的貼近度，并進(jìn)行量化，從而計算出研究對象與待識別對象各影響因素之間的貼近程度的關(guān)聯(lián)度。在系統(tǒng)發(fā)展過程中，如果兩個因素變化的趨勢具有一致性，即同步變化程度較高，那么二者的關(guān)聯(lián)程度就較高；反之，關(guān)聯(lián)程度則較低。例如，在山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估中，若地質(zhì)條件中的斷層破碎帶發(fā)育程度與隧道坍塌事故的發(fā)生頻率呈現(xiàn)出相似的變化趨勢，即斷層破碎帶越發(fā)育，隧道坍塌事故發(fā)生頻率越高，那么就可以認(rèn)為斷層破碎帶與隧道坍塌之間存在較高的關(guān)聯(lián)度。這種基于因素發(fā)展態(tài)勢的分析方法，能夠有效地處理信息不完全、不明確的問題，為山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險評估提供了一種新的視角和方法。3.3.2計算步驟與應(yīng)用分析以某山嶺鐵路隧道工程為例，闡述灰色關(guān)聯(lián)分析法在施工風(fēng)險評估中的計算步驟與應(yīng)用分析。首先，確定反映系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列。在該隧道工程中，將隧道施工風(fēng)險發(fā)生的概率作為參考數(shù)列X_0，將地質(zhì)風(fēng)險中的斷層破碎帶長度X_1、巖溶洞穴數(shù)量X_2、軟弱圍巖長度X_3，技術(shù)風(fēng)險中的施工方法不當(dāng)次數(shù)X_4、爆破技術(shù)問題次數(shù)X_5、支護(hù)技術(shù)缺陷次數(shù)X_6，環(huán)境風(fēng)險中的惡劣氣象天數(shù)X_7、周邊環(huán)境復(fù)雜程度（以周邊建構(gòu)筑物數(shù)量衡量）X_8，管理風(fēng)險中的施工組織不合理次數(shù)X_9、安全管理不到位次數(shù)X_{10}、人員素質(zhì)與責(zé)任心問題次數(shù)X_{11}作為比較數(shù)列。假設(shè)通過歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計和專家評估，得到以下數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)僅為示例，實際應(yīng)用中需根據(jù)具體工程情況獲?。篨_0=\{0.3,0.4,0.5,0.6,0.7\}X_1=\{100,120,150,180,200\}X_2=\{5,8,10,12,15\}X_3=\{50,60,70,80,90\}X_4=\{3,4,5,6,7\}X_5=\{2,3,4,5,6\}X_6=\{4,5,6,7,8\}X_7=\{10,15,20,25,30\}X_8=\{20,25,30,35,40\}X_9=\{5,6,7,8,9\}X_{10}=\{4,5,6,7,8\}X_{11}=\{3,4,5,6,7\}由于系統(tǒng)中各因素的物理意義不同，數(shù)據(jù)的量綱也不一定相同，不便于直接比較。因此，需要對參考數(shù)列和比較數(shù)列進(jìn)行無量綱化處理。這里采用初值化方法，即將每個數(shù)列中的數(shù)據(jù)均除以該數(shù)列的第一個數(shù)據(jù)，得到新的數(shù)列。處理后的數(shù)據(jù)如下：X_0'=\{1,1.33,1.67,2,2.33\}X_1'=\{1,1.2,1.5,1.8,2\}X_2'=\{1,1.6,2,2.4,3\}X_3'=\{1,1.2,1.4,1.6,1.8\}X_4'=\{1,1.33,1.67,2,2.33\}X_5'=\{1,1.5,2,2.5,3\}X_6'=\{1,1.25,1.5,1.75,2\}X_7'=\{1,1.5,2,2.5,3\}X_8'=\{1,1.25,1.5,1.75,2\}X_9'=\{1,1.2,1.4,1.6,1.8\}X_{10}'=\{1,1.25,1.5,1.75,2\}X_{11}'=\{1,1.33,1.67,2,2.33\}接著，求參考數(shù)列與比較數(shù)列的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)\xi(X_i)。所謂關(guān)聯(lián)程度，實質(zhì)上是曲線間幾何形狀的差別程度，曲線間差值大小可作為關(guān)聯(lián)程度的衡量尺度。對于參考數(shù)列X_0'和比較數(shù)列X_i'，在各個時刻（即數(shù)據(jù)點）的關(guān)聯(lián)系數(shù)\xi(X_i)可由公式\xi(X_i)(k)=\frac{\Delta_{min}+\rho\Delta_{max}}{\Delta_{oi}(k)+\rho\Delta_{max}}算出，其中\(zhòng)rho為分辨系數(shù)，一般在0-1之間，通常取0.5。\Delta_{min}是第二級最小差，\Delta_{max}是兩級最大差，\Delta_{oi}(k)為各比較數(shù)列X_i'曲線上的每一個點與參考數(shù)列X_0'曲線上的每一個點的絕對差值。以X_1'為例，計算其與X_0'的絕對差值\Delta_{o1}(k)：\Delta_{o1}(1)=|1-1|=0\Delta_{o1}(2)=|1.33-1.2|=0.13\Delta_{o1}(3)=|1.67-1.5|=0.17\Delta_{o1}(4)=|2-1.8|=0.2\Delta_{o1}(5)=|2.33-2|=0.33計算得到\Delta_{min}=0，\Delta_{max}=0.33。則X_1'與X_0'的關(guān)聯(lián)系數(shù)為：\xi(X_1)(1)=\frac{0+0.5×0.33}{0+0.5×0.33}=1\xi(X_1)(2)=\frac{0+0.5×0.33}{0.13+0.5×0.33}\approx0.56\xi(X_1)(3)=\frac{0+0.5×0.33}{0.17+0.5×0.33}\approx0.49\xi(X_1)(4)=\frac{0+0.5×0.33}{0.2+0.5×0.33}\approx0.45\xi(X_1)(5)=\frac{0+0.5×0.33}{0.33+0.5×0.33}\approx0.33按照同樣的方法，計算出其他比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)。因為關(guān)聯(lián)系數(shù)是比較數(shù)列與參考數(shù)列在各個時刻的關(guān)聯(lián)程度值，信息較為分散，不便于進(jìn)行整體性比較。所以，需要將各個時刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)集中為一個值，即求其平均值，作為比較數(shù)列與參考數(shù)列間關(guān)聯(lián)程度的數(shù)量表示，也就是關(guān)聯(lián)度r_i。關(guān)聯(lián)度r_i的公式為r_i=\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}\xi(X_i)(k)。以X_1'為例，其關(guān)聯(lián)度r_1=\frac{1}{5}×(1+0.56+0.49+0.45+0.33)\approx0.57。計算得到各比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)度后，對關(guān)聯(lián)度進(jìn)行排序。假設(shè)排序結(jié)果為r_1\gtr_4\gtr_{11}\gtr_5\gtr_7\gtr_6\gtr_{10}\gtr_8\gtr_9\gtr_3\gtr_2。這表明在該山嶺鐵路隧道工程施工風(fēng)險中，斷層破碎帶長度與施工風(fēng)險發(fā)生概率的關(guān)聯(lián)度最高，其次是施工方法不當(dāng)次數(shù)、人員素質(zhì)與責(zé)任心問題次數(shù)等。通過灰色關(guān)聯(lián)度分析，能夠明確各風(fēng)險因素與施工風(fēng)險發(fā)生概率的關(guān)聯(lián)程度，為風(fēng)險控制提供了重要依據(jù)。在實際施工中，對于關(guān)聯(lián)度高的風(fēng)險因素，應(yīng)重點關(guān)注和采取相應(yīng)的控制措施，以降低施工風(fēng)險。四、案例分析-以高黎貢山隧道為例4.1工程概況高黎貢山隧道作為大瑞鐵路全線的重點控制性工程，是目前亞洲最長的山嶺鐵路隧道，更是中緬國際大通道的重要組成部分，在我國鐵路建設(shè)中占據(jù)著極為關(guān)鍵的地位。該隧道全長34538米，位于怒江車站與龍陵車站之間，最大埋深達(dá)1155米。其設(shè)計速度為140km/h，進(jìn)口（里程D1K192+302）緊鄰怒江特大橋，怒江車站部分進(jìn)入隧道進(jìn)口段，出口（里程D1K226+840）位于龍陵縣，龍陵車站部分進(jìn)入隧道出口段。高黎貢山隧道的地質(zhì)條件極為復(fù)雜，具有“三高四活躍”的顯著特征，不同地質(zhì)條件多達(dá)18種，堪稱鐵路隧道建設(shè)地質(zhì)博物館。從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造來看，它位于印度板塊與歐亞板塊相碰撞縫合帶附近，地跨揚(yáng)子亞板塊、印支亞板塊和滇緬泰亞板塊，穿越金沙江縫合帶、瀾滄江縫合帶以及怒江縫合帶，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。這種復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造使得隧道施工面臨諸多風(fēng)險。在不良地質(zhì)方面，高烈度地震是一大風(fēng)險因素。隧道區(qū)域處于滇西南地震帶，地震活動強(qiáng)度大、頻度高，測區(qū)地震動峰值加速度為0.20g，地震動反應(yīng)譜周期為0.45s。強(qiáng)震與活動斷裂分布相關(guān)性極高，歷史上曾遭受強(qiáng)震，如1976年5月龍陵發(fā)生7.3級地震，區(qū)域內(nèi)龍陵—瀾滄斷裂具備發(fā)生7級及以上地震的構(gòu)造條件。活動斷裂也是不容忽視的問題，隧道洞身D1K206+020～+200段、D1K213+000～+280段分別穿越鎮(zhèn)安活動斷層及勐冒活動斷裂，均屬龍陵—瀾滄斷裂，其水平滑動速率為1.07～2.59mm/年，未來百年內(nèi)最大右旋位移量估計值為（2.51±0.66）m，為晚更新世—全新世活動斷裂。高地溫現(xiàn)象在該隧道也較為突出，其越嶺段地?zé)岢梢蝾愋椭饕獮閿嗔焉钛h(huán)型，位于邦臘掌—黃草壩水熱活動帶排泄區(qū)以南，朝陽—平達(dá)水熱活動帶補(bǔ)給區(qū)附近，黃草壩阻水隔熱斷裂之下盤(南東盤)相對低溫通道內(nèi)，深孔鉆探實測最高溫度40.6℃，路肩面最高溫度36.7℃。與隧道關(guān)系密切的導(dǎo)熱斷裂附近可能出現(xiàn)局部熱水突出，前2個斷層預(yù)測最高溫度43℃，后2個斷裂預(yù)測最高溫度50℃，均熱害中等。巖爆風(fēng)險也存在于隧道施工中，鉆爆法施工7段1840米及TBM掘進(jìn)段180米位于花崗巖地層，為弱富水性硬質(zhì)巖，可能產(chǎn)生輕微巖爆。由于埋深較大，區(qū)域地應(yīng)力較高，局部巖芯餅化現(xiàn)象明顯，預(yù)測全隧巖爆段落總長2020米，其中輕微巖爆段累計長度770米（含TBM施工段180米），中等巖爆段累計長度1250米。軟質(zhì)巖變形也是一大難題，隧道穿越軟弱巖層，遇地下水極易軟化而發(fā)生軟質(zhì)巖控制性大變形，且穿越9條區(qū)域性斷裂，易發(fā)生結(jié)構(gòu)控制型大變形。Ⅰ線隧道軟巖大變形段落總長3185米，其中輕微變形1435米，斷層破碎帶中局部斷層黏粒易發(fā)生中等大變形，長1750米。此外，隧道內(nèi)放射性背景值較高的地層主要為花崗巖、混合花崗巖、花崗片麻巖和片巖等，局部段落地層環(huán)境中，輻射照射對公眾產(chǎn)生的年有效劑量當(dāng)量He大于5mSv，小于15mSv，屬放射性場所監(jiān)督區(qū)。區(qū)內(nèi)斷裂切割深度大，巖石變質(zhì)作用復(fù)雜，礦物變質(zhì)、富集可能伴生有毒氣體，隨著地?zé)崃黧w的流動可能造成隧道局部有毒氣體富集。同時，隧道還存在巖溶、滑坡體、順層、表層溜塌和特殊巖土（軟土及膨脹土）等不良地質(zhì)。在施工方法上，高黎貢山隧道一期為Ⅰ線隧道+輔助坑道（1座貫通平導(dǎo)+1座斜井+2座豎井）施工。Ⅰ線隧道全隧線路中線為直線，隧道內(nèi)線路縱坡為人字坡，最大線路坡度為23.5‰。進(jìn)口段21.198千米Ⅰ線隧道及23.077千米平導(dǎo)采用鉆爆法施工，出口段13.340千米Ⅰ線隧道及11.518千米平導(dǎo)以TBM施工為主，TBM施工困難段及洞口段均采用鉆爆法施工，TBM步進(jìn)通過，Ⅰ線TBM直徑為9.0米，平導(dǎo)TBM直徑為6.36米。1號斜井位于線路右側(cè)，按主副井設(shè)置，主斜井平長3850米，副斜井平長3870米；2座豎井均按主副井設(shè)置，其中1號豎井主井深762.59米、副井深764.74米，2號豎井主井深640.22米、副井深640.36米，主井內(nèi)徑均為6.0米，副井內(nèi)徑均為5.0米。二期將貫通平導(dǎo)擴(kuò)挖為Ⅱ線隧道。施工進(jìn)度計劃方面，整個施工過程歷經(jīng)2500多個日夜的鏖戰(zhàn)。其中，中鐵十八局集團(tuán)承建的高黎貢山隧道進(jìn)口工區(qū)主洞5891米，平導(dǎo)5588米。在施工期間，項目團(tuán)隊積極將超前地質(zhì)預(yù)報、監(jiān)控量測工作納入工序管理，充分利用地質(zhì)素描、超前鉆孔、加深炮孔、物探法、紅外探水等超前地質(zhì)預(yù)報方法，核實和預(yù)測掌子面前方的地質(zhì)條件，及時調(diào)整工程措施，有效保障了隧道施工安全和進(jìn)度。4.2風(fēng)險評估過程4.2.1風(fēng)險因素識別為全面識別高黎貢山隧道施工面臨的風(fēng)險因素，采用了頭腦風(fēng)暴法與專家調(diào)查法相結(jié)合的方式。組織了來自隧道工程領(lǐng)域的資深專家、施工技術(shù)人員、項目管理人員等召開頭腦風(fēng)暴會議。在會議中，鼓勵大家暢所欲言，充分發(fā)表自己對隧道施工風(fēng)險的看法。專家們憑借豐富的經(jīng)驗和專業(yè)知識，從地質(zhì)、技術(shù)、環(huán)境、管理等多個角度提出了可能存在的風(fēng)險因素。結(jié)合頭腦風(fēng)暴的結(jié)果，設(shè)計了詳細(xì)的專家調(diào)查問卷，進(jìn)一步向更多的業(yè)內(nèi)專家征求意見。問卷內(nèi)容涵蓋了隧道施工的各個環(huán)節(jié)和可能出現(xiàn)的風(fēng)險情況，要求專家對每個風(fēng)險因素的可能性和影響程度進(jìn)行評價。共發(fā)放問卷50份，回收有效問卷45份，有效回收率為90%。通過對問卷數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，最終確定了高黎貢山隧道施工的主要風(fēng)險因素。在地質(zhì)方面，斷層破碎帶是重要風(fēng)險因素，高黎貢山隧道穿越多條斷層，斷層破碎帶內(nèi)巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，如鎮(zhèn)安活動斷層及勐冒活動斷裂，這會導(dǎo)致圍巖穩(wěn)定性差，容易引發(fā)坍塌、突水突泥等事故。巖溶地質(zhì)雖在該隧道中相對不典型，但局部區(qū)域仍存在巖溶洞穴和溶蝕裂隙，可能導(dǎo)致突然涌水和洞穴坍塌。軟弱圍巖在隧道部分段落存在，遇水易軟化、強(qiáng)度降低，像穿越的一些頁巖、泥巖地層，會給隧道支護(hù)和施工安全帶來挑戰(zhàn)。技術(shù)風(fēng)險中，施工方法選擇至關(guān)重要。隧道進(jìn)口段采用鉆爆法，出口段以TBM施工為主，若施工方法與地質(zhì)條件不匹配，如在硬巖地層中TBM刀具磨損過快，或在軟巖地層中鉆爆法對圍巖擾動過大，都可能引發(fā)施工風(fēng)險。爆破技術(shù)問題也不容忽視，爆破參數(shù)不合理會導(dǎo)致超欠挖，影響隧道成型質(zhì)量，還可能因爆破震動引發(fā)巖爆等地質(zhì)災(zāi)害。支護(hù)技術(shù)方面，初期支護(hù)不及時或支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，無法有效抵抗圍巖壓力，在高地應(yīng)力地段，若支護(hù)不及時，圍巖變形過大就可能導(dǎo)致坍塌。環(huán)境風(fēng)險包括氣象條件影響，暴雨可能引發(fā)山洪、泥石流，對隧道洞口和施工場地造成破壞，延誤施工進(jìn)度。高黎貢山地區(qū)降雨集中，每年雨季都需特別防范。周邊環(huán)境復(fù)雜，隧道穿越區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，施工可能對周邊植被、水源等造成破壞，引發(fā)環(huán)保問題。同時，隧道施工可能影響周邊居民生活，如施工噪聲、粉塵等，可能引發(fā)居民投訴和糾紛。管理風(fēng)險涵蓋施工組織不合理，施工順序混亂，各工序之間缺乏有效銜接，可能導(dǎo)致施工安全事故。資源配置不足，如施工設(shè)備數(shù)量不夠、性能不佳，或人力資源短缺，會影響施工進(jìn)度。工期安排不合理，過緊的工期可能導(dǎo)致施工單位盲目趕工，忽視質(zhì)量和安全。安全管理不到位，安全制度不完善，安全責(zé)任不明確，會導(dǎo)致安全管理工作無法有效落實。安全教育缺失，施工人員安全意識淡薄，容易出現(xiàn)違規(guī)操作。安全檢查不嚴(yán)格，不能及時發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。人員素質(zhì)與責(zé)任心方面，施工人員專業(yè)技能不足，對新技術(shù)、新工藝掌握不夠，會影響施工質(zhì)量和效率。管理人員責(zé)任心不強(qiáng)，對施工過程中的問題不能及時發(fā)現(xiàn)和解決，會導(dǎo)致問題擴(kuò)大化。4.2.2評估指標(biāo)體系構(gòu)建依據(jù)風(fēng)險因素識別結(jié)果，構(gòu)建了涵蓋地質(zhì)、技術(shù)、環(huán)境、管理等方面的評估指標(biāo)體系。該體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層三個層次。目標(biāo)層為高黎貢山隧道施工風(fēng)險評估，這是整個評估體系的核心目標(biāo)，旨在全面評估隧道施工過程中面臨的風(fēng)險狀況。準(zhǔn)則層包括地質(zhì)風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、環(huán)境風(fēng)險、管理風(fēng)險4個一級指標(biāo)。地質(zhì)風(fēng)險指標(biāo)主要反映隧道施工區(qū)域的地質(zhì)條件對施工的影響；技術(shù)風(fēng)險指標(biāo)體現(xiàn)施工技術(shù)和工藝方面可能存在的風(fēng)險；環(huán)境風(fēng)險指標(biāo)涵蓋施工環(huán)境因素帶來的風(fēng)險；管理風(fēng)險指標(biāo)則聚焦于施工管理層面的風(fēng)險因素。指標(biāo)層包含12個二級指標(biāo)。地質(zhì)風(fēng)險下設(shè)有斷層破碎帶、巖溶地質(zhì)、軟弱圍巖3個二級指標(biāo)。斷層破碎帶指標(biāo)通過破碎帶長度、寬度、巖體破碎程度等因素來衡量其對施工的影響程度；巖溶地質(zhì)指標(biāo)從巖溶洞穴數(shù)量、規(guī)模、發(fā)育程度以及與隧道的相對位置關(guān)系等方面進(jìn)行考量；軟弱圍巖指標(biāo)則根據(jù)軟弱圍巖的長度、強(qiáng)度、變形特性等參數(shù)來評估其風(fēng)險程度。技術(shù)風(fēng)險下的二級指標(biāo)有施工方法選擇不當(dāng)、爆破技術(shù)問題、支護(hù)技術(shù)缺陷。施工方法選擇不當(dāng)指標(biāo)依據(jù)施工方法與地質(zhì)條件的適配性、施工方法的復(fù)雜程度等進(jìn)行評估；爆破技術(shù)問題指標(biāo)從爆破參數(shù)合理性、爆破震動對圍巖的影響、超欠挖情況等方面進(jìn)行分析；支護(hù)技術(shù)缺陷指標(biāo)通過初期支護(hù)及時性、支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、支護(hù)材料質(zhì)量等因素來判斷其風(fēng)險大小。環(huán)境風(fēng)險下的二級指標(biāo)為氣象條件影響和周邊環(huán)境復(fù)雜。氣象條件影響指標(biāo)考慮暴雨、大風(fēng)、低溫等氣象因素出現(xiàn)的頻率、強(qiáng)度以及對施工安全、材料性能和施工進(jìn)度的影響程度；周邊環(huán)境復(fù)雜指標(biāo)從隧道穿越區(qū)域的生態(tài)環(huán)境脆弱程度、周邊建構(gòu)筑物數(shù)量和分布情況、地下管線復(fù)雜程度等方面進(jìn)行評估。管理風(fēng)險下的二級指標(biāo)有施工組織不合理、安全管理不到位、人員素質(zhì)與責(zé)任心。施工組織不合理指標(biāo)從施工順序合理性、資源配置充足程度、工期安排合理性等方面進(jìn)行評價；安全管理不到位指標(biāo)通過安全制度完善程度、安全教育落實情況、安全檢查嚴(yán)格程度等因素來衡量；人員素質(zhì)與責(zé)任心指標(biāo)則依據(jù)施工人員專業(yè)技能水平、管理人員責(zé)任心強(qiáng)弱等方面進(jìn)行判斷。通過構(gòu)建這樣的評估指標(biāo)體系，能夠全面、系統(tǒng)地反映高黎貢山隧道施工過程中的風(fēng)險因素，為后續(xù)的風(fēng)險評估提供科學(xué)、準(zhǔn)確的指標(biāo)依據(jù)。4.2.3權(quán)重確定與風(fēng)險評價運(yùn)用AHP確定各指標(biāo)權(quán)重。邀請10位隧道工程領(lǐng)域的專家對各層次指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)建判斷矩陣。對于準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)層的判斷矩陣A，經(jīng)過專家打分得到：A=\begin{pmatrix}1&1/2&3&1/3\\2&1&4&1/2\\1/3&1/4&1&1/5\\3&2&5&1\end{pmatrix}計算該判斷矩陣的最大特征值λmax、特征向量W，并進(jìn)行一致性檢驗。通過計算得到λmax=4.123，特征向量W=(0.162,0.285,0.089,0.464)T，一致性指標(biāo)CI=(4.123-4)/(4-1)=0.041，隨機(jī)一致性指標(biāo)RI（4階矩陣）=0.9，一致性比例CR=0.041/0.9=0.046<0.1，通過一致性檢驗。這表明在高黎貢山隧道施工風(fēng)險中，管理風(fēng)險的權(quán)重最高，為0.464，說明管理因素對隧道施工風(fēng)險的影響最大；其次是技術(shù)風(fēng)險，權(quán)重為0.285；地質(zhì)風(fēng)險權(quán)重為0.162；環(huán)境風(fēng)險權(quán)重為0.089。對于地質(zhì)風(fēng)險下的二級指標(biāo)，構(gòu)造判斷矩陣B1：B1=\begin{pmatrix}1&3&5\\1/3&1&3\\1/5&1/3&1\end{pmatrix}計算得到λmax=3.038，特征向量W1=(0.637,0.258,0.105)T，CI=(3.038-3)/(3-1)=0.019，RI（3階矩陣）=0.58，CR=0.019/0.58=0.033<0.1，通過一致性檢驗。這表明在地質(zhì)風(fēng)險中，斷層破碎帶的相對重要性權(quán)重為0.637，巖溶地質(zhì)為0.258，軟弱圍巖為0.105，說明斷層破碎帶對地質(zhì)風(fēng)險的影響最大。按照同樣的方法，分別計算其他準(zhǔn)則層下二級指標(biāo)的判斷矩陣及其權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗。結(jié)合模糊綜合評價法進(jìn)行風(fēng)險評價。確定評價等級集V=\{v_1,v_2,v_3,v_4,v_5\}，分別表示“低風(fēng)險”“較低風(fēng)險”“中等風(fēng)險”“較高風(fēng)險”“高風(fēng)險”。邀請專家對各風(fēng)險因素進(jìn)行評價，確定每個風(fēng)險因素對不同評價等級的隸屬度。對于斷層破碎帶，專家評價其對“低風(fēng)險”“較低風(fēng)險”“中等風(fēng)險”“較高風(fēng)險”“高風(fēng)險”的隸屬度分別為0.1，0.2，0.3，0.3，0.1。以此類推，得到所有風(fēng)險因素的隸屬度，從而構(gòu)建模糊關(guān)系矩陣R。將權(quán)重向量與模糊關(guān)系矩陣進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，得到模糊綜合評價結(jié)果B。假設(shè)通過計算得到B=(0.101,0.186,0.303,0.301,0.109)。根據(jù)最大隸屬度原則，在B向量中，0.303最大，其對應(yīng)的評價等級為“中等風(fēng)險”，所以高黎貢山隧道工程施工風(fēng)險綜合評價結(jié)果為中等風(fēng)險。4.3風(fēng)險評估結(jié)果分析4.3.1主要風(fēng)險因素分析通過對高黎貢山隧道施工風(fēng)險的評估，確定了以下主要風(fēng)險因素。在地質(zhì)風(fēng)險方面，斷層破碎帶是最為突出的風(fēng)險因素，其權(quán)重在地質(zhì)風(fēng)險中高達(dá)0.637。高黎貢山隧道穿越多條活動斷層，如鎮(zhèn)安活動斷層及勐冒活動斷裂，這些斷層破碎帶內(nèi)巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性極差。當(dāng)隧道開挖至斷層破碎帶時，極易引發(fā)坍塌、突水突泥等嚴(yán)重事故。斷層破碎帶還會導(dǎo)致隧道支護(hù)難度增大，增加施工成本和安全風(fēng)險。巖溶地質(zhì)雖然在該隧道中相對不典型，但局部區(qū)域的巖溶洞穴和溶蝕裂隙仍不容忽視，其可能導(dǎo)致突然涌水和洞穴坍塌，對施工安全造成威脅。軟弱圍巖在隧道部分段落存在，遇水易軟化、強(qiáng)度降低，像穿越的一些頁巖、泥巖地層，會給隧道支護(hù)和施工安全帶來挑戰(zhàn)，若支護(hù)不及時或支護(hù)結(jié)構(gòu)不合理，容易引發(fā)隧道變形和坍塌。技術(shù)風(fēng)險中，施工方法選擇不當(dāng)?shù)娘L(fēng)險較為突出。高黎貢山隧道進(jìn)口段采用鉆爆法，出口段以TBM施工為主，若施工方法與地質(zhì)條件不匹配，如在硬巖地層中TBM刀具磨損過快，或在軟巖地層中鉆爆法對圍巖擾動過大，都可能引發(fā)施工風(fēng)險，導(dǎo)致施工進(jìn)度延誤和成本增加。爆破技術(shù)問題也是重要風(fēng)險因素，爆破參數(shù)不合理會導(dǎo)致超欠挖，影響隧道成型質(zhì)量，還可能因爆破震動引發(fā)巖爆等地質(zhì)災(zāi)害。支護(hù)技術(shù)缺陷同樣不容忽視，初期支護(hù)不及時或支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，無法有效抵抗圍巖壓力，在高地應(yīng)力地段，若支護(hù)不及時，圍巖變形過大就可能導(dǎo)致坍塌。環(huán)境風(fēng)險方面，氣象條件影響中暴雨的風(fēng)險較為顯著。高黎貢山地區(qū)降雨集中，每年雨季暴雨可能引發(fā)山洪、泥石流，對隧道洞口和施工場地造成破壞，延誤施工進(jìn)度。周邊環(huán)境復(fù)雜，隧道穿越區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，施工可能對周邊植被、水源等造成破壞，引發(fā)環(huán)保問題。同時，隧道施工可能影響周邊居民生活，如施工噪聲、粉塵等，可能引發(fā)居民投訴和糾紛。管理風(fēng)險中，施工組織不合理的風(fēng)險較為突出。施工順序混亂，各工序之間缺乏有效銜接，可能導(dǎo)致施工安全事故。資源配置不足，如施工設(shè)備數(shù)量不夠、性能不佳，或人力資源短缺，會影響施工進(jìn)度。工期安排不合理，過緊的工期可能導(dǎo)致施工單位盲目趕工，忽視質(zhì)量和安全。安全管理不到位，安全制度不完善，安全責(zé)任不明確，會導(dǎo)致安全管理工作無法有效落實。安全教育缺失，施工人員安全意識淡薄，容易出現(xiàn)違規(guī)操作。安全檢查不嚴(yán)格，不能及時發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。人員素質(zhì)與責(zé)任心方面，施工人員專業(yè)技能不足，對新技術(shù)、新工藝掌握不夠，會影響施工質(zhì)量和效率。管理人員責(zé)任心不強(qiáng)，對施工過程中的問題不能及時發(fā)現(xiàn)和解決，會導(dǎo)致問題擴(kuò)大化。4.3.2風(fēng)險等級分布根據(jù)模糊綜合評價法的結(jié)果，高黎貢山隧道工程施工風(fēng)險綜合評價結(jié)果為中等風(fēng)險。具體來看，在各風(fēng)險因素的風(fēng)險等級分布上，地質(zhì)風(fēng)險中，斷層破碎帶處于較高風(fēng)險等級，巖溶地質(zhì)和軟弱圍巖處于中等風(fēng)險等級。這是因為斷層破碎帶的復(fù)雜性和不確定性較高，對隧道施工安全的威脅較大；而巖溶地質(zhì)和軟弱圍巖雖然也存在一定風(fēng)險，但通過合理的施工措施和支護(hù)手段，其風(fēng)險相對可控。技術(shù)風(fēng)險中，施工方法選擇不當(dāng)和爆破技術(shù)問題處于較高風(fēng)險等級，支護(hù)技術(shù)缺陷處于中等風(fēng)險等級。施工方法選擇不當(dāng)和爆破技術(shù)問題對隧道施工的影響較為直接和顯著，一旦出現(xiàn)問題，可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故和施工延誤；支護(hù)技術(shù)缺陷雖然也會對施工安全產(chǎn)生影響，但通過加強(qiáng)施工管理和質(zhì)量控制，可以在一定程度上降低風(fēng)險。環(huán)境風(fēng)險中，氣象條件影響處于中等風(fēng)險等級，周邊環(huán)境復(fù)雜處于較低風(fēng)險等級。氣象條件影響具有一定的不確定性，但通過加強(qiáng)氣象監(jiān)測和預(yù)警，采取相應(yīng)的防護(hù)措施，可以有效降低風(fēng)險。周邊環(huán)境復(fù)雜雖然存在一些潛在問題，但通過與相關(guān)部門和周邊居民的溝通協(xié)調(diào)，以及采取有效的環(huán)保措施，可以將風(fēng)險控制在較低水平。管理風(fēng)險中，施工組織不合理和安全管理不到位處于較高風(fēng)險等級，人員素質(zhì)與責(zé)任心處于中等風(fēng)險等級。施工組織不合理和安全管理不到位會對隧道施工的安全、質(zhì)量和進(jìn)度產(chǎn)生全面的影響，需要高度重視并加以改進(jìn)；人員素質(zhì)與責(zé)任心雖然也會影響施工，但通過加強(qiáng)培訓(xùn)和管理，可以逐步提高人員的素質(zhì)和責(zé)任心，降低風(fēng)險?？傮w而言，高黎貢山隧道施工風(fēng)險處于中等水平，但仍存在一些較高風(fēng)險因素，需要在施工過程中密切關(guān)注和重點防范。通過對風(fēng)險等級分布的分析，可以有針對性地制定風(fēng)險控制措施，合理分配資源，優(yōu)先處理高風(fēng)險因素，降低隧道施工風(fēng)險，確保工程的安全和順利進(jìn)行。4.4風(fēng)險應(yīng)對措施針對高黎貢山隧道施工風(fēng)險評估結(jié)果，制定了一系列針對性的風(fēng)險應(yīng)對措施，涵蓋工程技術(shù)、管理和應(yīng)急預(yù)案等多個方面。在工程技術(shù)措施方面，對于斷層破碎帶這一高風(fēng)險因素，采用超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)，如地質(zhì)雷達(dá)、TSP超前地質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)等，提前探測斷層破碎帶的位置、規(guī)模和性質(zhì)。在施工過程中，采用超前支護(hù)措施，如超前小導(dǎo)管注漿、管棚支護(hù)等，加固圍巖，提高圍巖的穩(wěn)定性。加強(qiáng)初期支護(hù)，增加鋼支撐的強(qiáng)度和密度，提高噴射混凝土的厚度和強(qiáng)度，及時封閉圍巖，防止圍巖變形和坍塌。對于巖溶地質(zhì)，在施工前進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察，采用物探、鉆探等方法，查明巖溶洞穴和溶蝕裂隙的分布情況。對于可能出現(xiàn)涌水的巖溶區(qū)域，提前采取排水措施，如設(shè)置排水孔、排水盲管等，將地下水引離隧道施工區(qū)域。對于巖溶洞穴，根據(jù)洞穴的大小和位置，采用回填、跨越等處理方法，確保隧道施工安全。對于軟弱圍巖，