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40年以来的全球隧道事故,这里有一个小小统计…
2020-11-19
浏览:313

隧道和地下工程是充斥着风险的建设活动,风险一旦化为事故,便会威胁到安全与工期,并造成恶劣的社会影响。来自Ruler咨询公司的pyros Konstantis和Panos Spyridis教授统计了1980年至2019年间重大隧道事故的相关数据,以期为隧道工程的风险控制抛砖引玉。


隧道工程不仅容易遭受岩土、水文以及周边环境等硬性条件的影响,不合格设计、不良项目管理、紧迫的工期、有限的预算以及未经验证的技术创新都可能增加项目风险。为了规范其风险管理,国际隧道工程保险集团(ITIG)于2006年颁布了《隧道工程风险管理实践规程》。


隧道事故的诱因


隧道可能由于多种独立或相互关联的因素而导致事故,如岩土/地质条件、设计方案、施工工法、监测与管理等。

■ 对地质、力学、机械、材料等了解不足,无法识别潜在的地质风险,如断裂带、含水层、漂石等;

■ 设计者缺乏专业知识(少见)或经验,或风险意识淡薄(常见);

■ 施工工法或装备选择不当,导致施工装备故障(如TBM停机),将对工期产生严重影响;

■ 支护方案不当、实施不到位、缺乏有效监测与评估都会增加隧道出现事故的风险。


根据统计数据,20%隧道的结构破坏导致了事故的发生,这些结构破坏与失稳主要归因于设计和施工问题,其中设计占40%。


数据与分析


本次统计收录了1980年至2019年间的378起重大隧道事故。下图显示了事故隧道的类型与施工工法的分布:

不同施工方法的事故类型与数量

■ 约75%事故发生在非城区(假设铁路,公路和水电隧道多见于郊外),地质调查有限,增加了施工风险;

■ 施工方法主要取决于地质,隧道长度和周边环境。近一半事故隧道与新奥法(NATM / SCL / SEM)施工有关。

■ 机械化(TBM)施工事故约占三分之一。

根据造成施工事故的地质条件统计,硬岩占64%,软土占36%。下图统计了不同地质下发生事故的占比:

■ 四种沉积物地层(砂岩,页岩,泥灰岩和石灰岩)中的事故占据了半数以上(56%)。

■ 硬岩中的新奥法事故比软土多44%,而软土中的TBM事故比硬岩多8%。

以开挖直径统计的数据如下:

■ 直径9m至13m的新奥法隧道事故率最高,这也是双轨地铁隧道、地铁车站与公路隧道的常见直径。

■ 直径3-6m与7-10m的TBM隧道事故较多,这是输水隧道与地铁隧道的常见直径。

■ 新奥法隧道事故数随直径增大而增加,TBM法隧道则相反;

■ 新奥法施工直径越大,暴露的开挖面面积就越大,混合地质带来的不稳定性就越高;

■ 而对于TBM的统计结果,可能的原因是超大直径的TBM工程相对较少,且这样的超大型工程由于知名度高,因此反而增加了施工方风险意识。

下图统计了不同地层与覆土下的事故数据:

■ 软土中多数隧道事故的覆土厚度都在20-50m,可能会出现断裂带等情况;

■ 浅覆土施工的地铁隧道事故中,72%为开挖面坍塌;

■ 硬岩中覆土20-50m(通常存在风化岩层),100-250m(通常存在应力破坏、塌陷与风化)的隧道事故最多。

下图统计了在运营隧道事故类型与致死事故类型的占比:

■ 在运营隧道中,火灾和地震占所有事故的82%,而火灾占记录的死亡总数的90%。

■ 没有记录到由于地震造成的死亡,似乎证明了隧道结构可以有效抵抗地震。

值得一提的是,2006年实施《隧道工程风险管理实践规程》后,全球重大隧道事故整体数量呈明显下降趋势。


工程损失


本次统计还包括了隧道事故造成的损失与工期延误:

■ 事故损失仅计算保险损失,最高超过1.5亿美元,在5000万美元以下基本呈正态分布;

■ 工期延误一般与成本增长呈正相关,最大工期延误可达4年。

小编语:完全消除隧道建设中的风险或许尚不现实,但通过较高的风险意识与适当的风险管理实践,可以将事故发生的可能性降到最低。放眼整个行业,出于对商业敏感信息与企业声誉的顾忌,人们依旧较少公开讨论工程事故,使业界对于隧道工程的失败缺乏足够的交流与理解。希望通过数据统计与分析,为今后的工程风险管理带来积极影响。

 

 

 

 

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