孫鈞,中國長大隧道工程及其風(fēng)險(xiǎn)防范技術(shù)與管理的若干進(jìn).doc

孫鈞，中國長大隧道工程及其風(fēng)險(xiǎn)防范技術(shù)與管理的若干進(jìn)展隧道網(wǎng) (2007-11-12)新聞來源：隧道網(wǎng)如不能正常播放，請(qǐng)安裝RealPlayer播放軟件后再試！ “隧道網(wǎng)” 11月9日13:00上海千禧海鷗大酒店二樓天和廳報(bào)道：“第三屆上海國際隧道工程研討會(huì)”正在進(jìn)行“地下工程施工與風(fēng)險(xiǎn)防范”主題報(bào)告，大會(huì)主持：楊國祥總工程師。 報(bào)告主題：中國長大隧道工程及其風(fēng)險(xiǎn)防范技術(shù)與管理的若干進(jìn)展 (Chinas Large and Long Distance Tunnel Project and Some of its Successful Advance in Risk Prevention Technology and Management) 報(bào)告人：孫 鈞院士 報(bào)告人介紹 孫 鈞院士，巖土力學(xué)與地下建筑工程專家，同濟(jì)大學(xué)資深榮譽(yù)教授。在隧道與地下結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)領(lǐng)域開拓并建立了新的學(xué)科分支（1962）地下結(jié)構(gòu)工程力學(xué)。對(duì)地下結(jié)構(gòu)粘彈塑性理論、巖土材料流變學(xué)和地下防護(hù)結(jié)構(gòu)抗爆動(dòng)力學(xué)等學(xué)科前沿進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。近20年來，在城市環(huán)境土工學(xué)和軟科學(xué)理論與方法（側(cè)重于智能科學(xué)）在巖土工程中的應(yīng)用方面又有相當(dāng)?shù)膭?chuàng)新與進(jìn)取。 20世紀(jì)80年代前后起，承擔(dān)并完成國家各個(gè)五年計(jì)劃科技攻關(guān)、自然科學(xué)基金以及各種重大工程研究項(xiàng)目約60余項(xiàng)，發(fā)表論文340余篇，并出版專著8部。先后獲國家和省部（市）級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)共20余項(xiàng)。結(jié)合科學(xué)研究，培養(yǎng)了碩士、博士研究畢業(yè)生80余名，出站博士后24名。曾于1960年初在同濟(jì)大學(xué)主持興辦了國內(nèi)第一所“隧道與地下建筑工程學(xué)”專業(yè)。 Self-introduction of the Presenter Academician Sun Jun, an expert on rock mechanics and underground construction, is now a professor honoraris at Tongji University (1979), Academician of Technical Science Division at China Academy of Sciences (1991). Set up a new branch (1962), Mechanics of Underground Structure Engineering in the field of Tunnel and Underground Structure. Having systematically studied in-depth, those leading edge sciences as Viscos-elastic-plastic theory for underground structure, Geotechnical Material Rheology and Explosion Resistant Dynamics for Underground Defence Structure. For the recent 20 years or so, quite significant creative advancement has been made for theory and method (with emphasis on intelligent science) geotechniques, and soft science under urban environment in the application of geotechnical engineering. From the years 80ties, he took in charge of many scientific research amounting to more than 60 items for various categories of entry, and issued more than 340 articles of presentations and 8 monographs. 報(bào)告內(nèi)容介紹 報(bào)告較全面完整地闡述了隧道與地下鐵道工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)防范、整治和風(fēng)險(xiǎn)管理等各個(gè)方面的工作及其在中國的實(shí)踐與若干進(jìn)展，討論了屬于軟科學(xué)范疇的多種主要風(fēng)險(xiǎn)因素，分別對(duì)長大越嶺鐵/公路交通隧道、越江和跨海隧道以及城市軌道交通與地鐵在施工和運(yùn)營階段的各類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。 Outline of the Presentation This presentation gives a fairly comprehensive description on progress and some of its advance in China about risk prevention, rectification and management. By first, it discusses various key risky factors of soft science in nature, then analyses and evaluates every category of risk arising in construction and operation stages for highway and railway tunnels ranging from long and large cross-hill, cross-river and cross-sea as well as commuter rail services. Attached to this article, there will be main referential literature concerning relevant content providing readers for retrieval and reference. 報(bào)告內(nèi)容節(jié)選隧道和地鐵工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)防范與管理在中國的若干進(jìn)展 隧道及地鐵工程建設(shè)的特點(diǎn) * 工程具有隱蔽性、復(fù)雜性和不確定性，施工過程中會(huì)遇到很多困難和障礙，施工工期不容易控制； * 隧道及地鐵工程的建設(shè)工期延誤是項(xiàng)目潛在的風(fēng)險(xiǎn)。影響盾構(gòu)法地鐵隧道工期技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)因素與分析，目前采用的分析方法： 定性與定量分析相結(jié)合,專家打分法、事故樹法；根據(jù)工程項(xiàng)目自身特點(diǎn)，建立具有針對(duì)性的工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，進(jìn)一步提出一套完整而可行的施工工期風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型及其風(fēng)險(xiǎn)防范體系，全方位指導(dǎo)工程建設(shè)。地鐵盾構(gòu)和暗埋段施工風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果示意施工段風(fēng)險(xiǎn)序號(hào) 風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目P C R定義和說明盾構(gòu)段施工 盾構(gòu)進(jìn)出洞施工風(fēng)險(xiǎn) 盾構(gòu)開挖面失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)1 3 23 1 2輕度風(fēng)險(xiǎn)：通過設(shè)計(jì)上的注意及施工時(shí)的日常管理可以消除 盾尾密封失效風(fēng)險(xiǎn)3 3 3中度風(fēng)險(xiǎn)：設(shè)計(jì)上必須充分考慮，施工時(shí)需要制定周詳?shù)墓芾碛?jì)劃 盾構(gòu)開挖面前方有障礙物風(fēng)險(xiǎn) 盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)上浮風(fēng)險(xiǎn)3 1 22 2 2輕度風(fēng)險(xiǎn)：通過設(shè)計(jì)上的注意及施工時(shí)的日常管理可以消除 盾構(gòu)穿越防洪大堤風(fēng)險(xiǎn) 明挖深基坑失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)3 4 43 4 4重度風(fēng)險(xiǎn)：明確設(shè)計(jì)時(shí)的條件，施工時(shí)進(jìn)行限制，同時(shí)施工時(shí)必須進(jìn)行集中管理暗埋段施工 破壞已建高壓電纜溝風(fēng)險(xiǎn)3 3 3中度風(fēng)險(xiǎn)：設(shè)計(jì)上必須充分考慮，施工時(shí)需要制定周詳?shù)墓芾碛?jì)劃 表中，P風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率等級(jí)；C風(fēng)險(xiǎn)造成災(zāi)害損失等級(jí)；R風(fēng)險(xiǎn)水平等級(jí) 環(huán)境維護(hù)與評(píng)價(jià) 涉及生態(tài)環(huán)境的破壞、水土資源流失、地質(zhì)環(huán)境變化，空氣污染、噪聲及環(huán)境振動(dòng)等；環(huán)境、工程地質(zhì)、聲學(xué)等多個(gè)學(xué)科多層面交叉和多種因素相互作用；目前研究工作滯后于實(shí)際需要，亟待實(shí)用有效的評(píng)價(jià)方法并加以實(shí)踐。 山嶺隧道與越江/跨海隧道的工程風(fēng)險(xiǎn) 隧道不良地質(zhì)區(qū)段，施工水患的風(fēng)險(xiǎn)管理、防治與控制；隧道陸、海域場(chǎng)址常見的不良水文地質(zhì)條件與地質(zhì)缺陷；地圖地理信息系統(tǒng)（MapGIS）程序軟件的采用；隧道施工治水/防塌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)管理基本原則；工程水文地質(zhì)評(píng)價(jià)；難以預(yù)見的施工中的水患風(fēng)險(xiǎn)；水患整治處理要點(diǎn)。隧道施工風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目分析表序號(hào)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目PCR備注1施工中圍巖滲水，開挖面涌水514風(fēng)險(xiǎn)大，需采取措施2隧道大范圍塌方2323注漿材料選擇不當(dāng)時(shí)，導(dǎo)致材料離析，喪失流動(dòng)性，體積減少，強(qiáng)度不足，防水性和止水性的降低以及在管道內(nèi)的硬化2324隧道突發(fā)涌水事件淹沒隧道1535不良地質(zhì)構(gòu)造和地層含水情況導(dǎo)致隧道施工難度加大3336勘測(cè)錯(cuò)誤導(dǎo)致工程繼續(xù)開挖困難1327藥量過多，爆破震動(dòng)過大，致使圍巖失穩(wěn)2328地面設(shè)備直接進(jìn)行注漿時(shí)，注漿量的管理以及泵站能力出現(xiàn)問題2229施工人員操作不當(dāng)導(dǎo)致異常23210爆破震動(dòng)對(duì)周邊建筑物的影響344風(fēng)險(xiǎn)大，需采取措施11隧道爆破震動(dòng)將可能加速節(jié)理裂隙及巖層結(jié)合的惡化，導(dǎo)致滲水量增加，對(duì)圍巖穩(wěn)定和施工安全構(gòu)成威脅344風(fēng)險(xiǎn)大，需采取措施12排水能力小于涌水量，導(dǎo)致隧道施工不能正常進(jìn)行，導(dǎo)致工程失敗344風(fēng)險(xiǎn)大，需采取措施 在全斷面帷幕灌漿、防堵高壓突涌水的工程風(fēng)險(xiǎn)整治方面 全斷面帷幕灌漿技術(shù)的選用；全斷面帷幕灌漿的技術(shù)要點(diǎn)；在注漿設(shè)計(jì)研究方面的主要工作內(nèi)容。 隧道圍巖防塌險(xiǎn)情預(yù)警、施工變形預(yù)測(cè)與控制方面圍巖施工失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。基本認(rèn)，隧道開挖施工時(shí)，圍巖穩(wěn)定性的“變形速率比值判別法”。隧道塌方冒頂段K7+210斷面“收斂時(shí)間”變化曲線 施工期對(duì)隧道襯護(hù)原設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整與修正 * BMP軟件可用于隧道圍巖變形、破壞特性與支護(hù)效果的快速分析及超前預(yù)報(bào)，BMP軟件組成如下圖4所示。復(fù)合襯砌中“二襯”設(shè)計(jì)安全與經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化問題。BMP軟件的基本組成 跨海隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)管理 長大海峽隧道工程主要特性：項(xiàng)目確定的一些海峽隧道的主體尺寸及其長度決定了它是一項(xiàng)特別巨型的重大工程，有可能將是一個(gè)創(chuàng)世界水平的新記錄；除了隧道主體工程之外，它還需要配置一系列極大量的輔助設(shè)施；項(xiàng)目所處的特殊地理位置和地質(zhì)環(huán)境。 項(xiàng)目所需的投資規(guī)模 隧道的功能和用途許多將是我國交通工程建設(shè) 方面的一條沿海主干線。以上各種工程建設(shè)上的特性和問題，意味著這一挑戰(zhàn)性工程項(xiàng)目的規(guī)劃到設(shè)計(jì)、項(xiàng)目采購、項(xiàng)目施工以及最終的運(yùn)營與維護(hù)，每一階段都帶有這些風(fēng)險(xiǎn)因素。 長大海峽隧道的勘測(cè)、設(shè)計(jì)和施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn) * 由于地質(zhì)、水文和地震等方面漏勘、誤勘或因勘探工作數(shù)量不足和質(zhì)量缺陷等帶來的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)； * 由于跨海隧道選位或因其平、縱線型設(shè)計(jì)不周，對(duì)施工技術(shù)難點(diǎn)及其風(fēng)險(xiǎn)的影響； * 因隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）選型、或主體結(jié)構(gòu)與附配件方面有失誤，帶來的技術(shù)、安全與經(jīng)濟(jì)上的風(fēng)險(xiǎn)； * 隧洞開挖、圍巖穩(wěn)定、防塌，以及施工中突涌水預(yù)測(cè)與注漿、支護(hù)工程整治與處理方面的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)； * 隧道襯砌結(jié)構(gòu)及其防排水設(shè)計(jì)與施工風(fēng)險(xiǎn)； * 結(jié)構(gòu)選材與施工工藝和施工質(zhì)量方面的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)； * 隧道陸域兩岸接線施工對(duì)周邊城市環(huán)境維護(hù)的影響與控制方面的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)； * 施工總工期與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工期掌握與保證方面的風(fēng)險(xiǎn)等。 軌道交通和地鐵建設(shè)的工程風(fēng)險(xiǎn)與防范 1不良工程地質(zhì)等自然條件風(fēng)險(xiǎn) （1）液化土；（2）流砂、管涌等（泥水盾構(gòu)施工）；（3）軟粘土的觸變和流變；（4）承壓水地層；（5）地下障礙物。 2施工對(duì)周邊環(huán)境破壞引起的風(fēng)險(xiǎn) 3基坑工程風(fēng)險(xiǎn) 4盾構(gòu)工程施工風(fēng)險(xiǎn) （1）盾構(gòu)進(jìn)出洞施工；（2）施工階段隧道上?。唬?）盾構(gòu)穿越水系；（4）更換盾尾刷施工；（5）盾構(gòu)對(duì)接施工；（6）連接通道施工。（圖上右側(cè)數(shù)字，代表對(duì)該分項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)可能性大小的評(píng)價(jià)）采用故障樹法對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)引起地面沉降過大的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別示例表 5高架工程施工風(fēng)險(xiǎn) 6軌道工程施工風(fēng)險(xiǎn) 7裝修施工風(fēng)險(xiǎn) 8機(jī)電安裝施工風(fēng)險(xiǎn) 軌道交通和地鐵建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理研究的進(jìn)展 1. 國內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)管理存在的問題 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管理定義與概念的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū) * “風(fēng)險(xiǎn)”與“危險(xiǎn)”定義混淆； * “風(fēng)險(xiǎn)分析”與“可靠度”概念及研究目標(biāo)混淆。 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)決策與風(fēng)險(xiǎn)處理的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū) * 風(fēng)險(xiǎn)決策標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可和使用存在片面性和盲目性； * 風(fēng)險(xiǎn)處理對(duì)策及方式缺乏理性和科學(xué)性。隧道工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理中有關(guān)各方的作用參與方 作用說明業(yè)主方負(fù)責(zé)取得建造和設(shè)計(jì)權(quán)；籌措工程資金；制定工程健康和安全整體策略設(shè)計(jì)方最大限度考慮對(duì)工程健康和安全的影響；確定隧道直徑、線位、工作井直徑和位置等；制定