第2章 城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理分析

2.1 城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)簡述

2.1.1 城市隧道風(fēng)險(xiǎn)特征

根據(jù)第1章關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)的定義可知風(fēng)險(xiǎn)具有五個(gè)基本特征，即風(fēng)險(xiǎn)的不確定性、風(fēng)險(xiǎn)的客觀性、風(fēng)險(xiǎn)的普遍性、風(fēng)險(xiǎn)的可測定性和風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展性，這五個(gè)基本特征是根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)涵，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)在各行業(yè)中的應(yīng)用成果總結(jié)的。在地下工程中，這五個(gè)特征又具有新的含義。

城市隧道工程較一般公路、鐵路隧道工程具有更復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境、更不利的外部環(huán)境和更嚴(yán)格的控制要求。但是由于各種不確定因素的復(fù)雜性，使得城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)也具有明顯的不確定性特征，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1．城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的不確定性

從國內(nèi)外大量地下工程施工總結(jié)來看，地下工程特別是城市隧道工程施工風(fēng)險(xiǎn)具有很大的不確定性，即使條件相同，風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展方向也可能不一致。例如，同樣的地質(zhì)條件、外部環(huán)境、施工管理水平，有的風(fēng)險(xiǎn)會向更高一等級發(fā)展，出現(xiàn)工程安全事故，但是有的風(fēng)險(xiǎn)會向低一等級發(fā)展，不會發(fā)生安全事故。因此，城市隧道工程施工風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生具有不確定性。

2．風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)間的不確定性

城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的時(shí)間不盡一致，具體表現(xiàn)為即使條件相同，發(fā)生的時(shí)間也不盡一致，甚至可能不發(fā)生。

3．風(fēng)險(xiǎn)的普遍性

風(fēng)險(xiǎn)的普遍性是一切工程或者研究對象都具有的特征，從更廣意義上說明人類歷史就是與各種風(fēng)險(xiǎn)相伴的歷史。自從人類出現(xiàn)后，就面臨著各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)，如自然災(zāi)害、疾病、傷殘、死亡、戰(zhàn)爭等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)力的提高、社會的進(jìn)步、人類的進(jìn)化，又產(chǎn)生了新的風(fēng)險(xiǎn)，且風(fēng)險(xiǎn)事故造成的損失也越來越大。特別是城市隧道工程由于其特殊的施工環(huán)境，一旦發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故往往是惡性工程事故，將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和重大人員傷亡，必須予以高度重視。從風(fēng)險(xiǎn)的普遍性研究城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的特殊性，進(jìn)而控制這類特殊工程施工安全。

4．風(fēng)險(xiǎn)的可測性

從城市隧道施工個(gè)別工程風(fēng)險(xiǎn)來看，具有不確定性，可能發(fā)生也可能不發(fā)生，但是從大量城市隧道施工總結(jié)來看，又具有一定的規(guī)律性。根據(jù)以往的工程資料，可進(jìn)行一定范圍內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)估測，在這方面國外特別是英國和美國風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建開始時(shí)間早、數(shù)據(jù)多、可靠，而由于我國城市隧道工程建設(shè)起步較晚，加之各施工企業(yè)對工程事故諱莫如深，缺乏基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，還需要做大量的工作。

5．風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展性

風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展性體現(xiàn)為對象的風(fēng)險(xiǎn)隨著自身?xiàng)l件的變化以及外界環(huán)境的改變而呈現(xiàn)出不同的發(fā)展趨勢。例如，地鐵隧道工程會因長時(shí)間降雨導(dǎo)致地層強(qiáng)度變化使得風(fēng)險(xiǎn)等級提高，也會因施工隊(duì)伍的變化使得風(fēng)險(xiǎn)等級增加或減少。

2.1.2 城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)涵

隧道及地下工程與其他工程相比具有隱蔽性、施工復(fù)雜性、地層條件和周圍環(huán)境的不確定性等突出特點(diǎn)，從而加大了施工技術(shù)難度和建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。總的來看，目前對隧道及地下工程的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識還不夠全面，對于這類工程究竟存在哪些風(fēng)險(xiǎn)也沒有達(dá)成共識。對于隧道及地下工程而言，風(fēng)險(xiǎn)是在以工程項(xiàng)目正常施工為目標(biāo)的行動過程中，如果某項(xiàng)活動或客觀存在足以導(dǎo)致承險(xiǎn)體系發(fā)生各類直接或間接損失的可能性，那么就稱這個(gè)項(xiàng)目存在風(fēng)險(xiǎn)，而這項(xiàng)活動或客觀存在所引發(fā)的后果就是風(fēng)險(xiǎn)事故。

與一般的公路隧道、鐵路隧道相比，城市隧道工程施工風(fēng)險(xiǎn)具有一般工程施工風(fēng)險(xiǎn)的共性，同時(shí)又具有一般隧道工程不具有的風(fēng)險(xiǎn)，即個(gè)性，其不僅要考慮在建隧道工程的施工安全，同時(shí)要考慮上部結(jié)構(gòu)，即外部環(huán)境的安全風(fēng)險(xiǎn)，從風(fēng)險(xiǎn)因素上分析，以下幾個(gè)方面尤其重要：① 由于地基巖土性質(zhì)、工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜，城市隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)是客觀存在的；② 由于勘察設(shè)計(jì)資料有限，設(shè)計(jì)計(jì)算理論不完善和在隧道施工中會不可避免地遇到一些突發(fā)事件等原因，使得隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生既有偶然性又有必然性；③ 由于資料有限，在隧道施工過程中，試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性大，勘察報(bào)告提供的場地性質(zhì)及地下情況的不可預(yù)知性，施工風(fēng)險(xiǎn)的可變性就更加明顯；④ 由于隧道施工對場地周圍土體的擾動大，造成了對場地周圍建（構(gòu)）筑物、地下管線、橋梁、既有地鐵、居民生活和環(huán)境的影響，除本身的技術(shù)因素影響外，隧道施工還不得不與外部環(huán)境發(fā)生關(guān)系，這樣使得隧道施工風(fēng)險(xiǎn)不但具有內(nèi)部因素的多樣性，而且還具有鮮明的層次性，同時(shí)也使得隧道工程風(fēng)險(xiǎn)更加復(fù)雜化；⑤ 由于建設(shè)過程中施工管理的復(fù)雜性，機(jī)械設(shè)備、技術(shù)人員和技術(shù)方案的復(fù)雜性引起的施工風(fēng)險(xiǎn)近年來尤為突出；⑥ 城市隧道建設(shè)過程中，上部環(huán)境中建筑物、管線的變化對隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的影響顯得格外復(fù)雜；⑦ 偶然性因素引發(fā)的城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)近年來越來越頻繁，如爆炸、突降大雨、其他工程設(shè)備、建筑物倒塌等。

綜上所述，由于城市隧道工程孕育風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的環(huán)境，加上致險(xiǎn)因子的誘導(dǎo)，就有可能引發(fā)各類風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生，進(jìn)而對各種承載體造成損失。以城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)為例，承險(xiǎn)體包括隧道結(jié)構(gòu)本身、地面建筑物、路面系統(tǒng)、地下管線、已建隧道、社會群體和生態(tài)環(huán)境，其發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)損失模式也是不同的，城市隧道施工具體風(fēng)險(xiǎn)損失如圖2-1所示。