引水隧洞施工阶段风险管理研究与防范.doc
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引水隧洞施工阶段风险管理研究与防范
目录
摘要 6
Abstract 7
第一章绪论 8
1.1选题背景 8
1．2隧洞工程风险事故 8
1.3国外研究现状 9
1.4国内研究现状 9
1.5古龙水电站引水隧洞工程 10
第二章华能古龙水电站引水隧洞工程概述 11
2.1工程概况 11
2.1.1围岩类别统计 11
2.1.2施工方法 12
2.2地质情况 12
2.2.1水文气象 12
2.2.2地形地质条件 14
第三章风险管理 16
3.1风险定义 16
3.2引起风险因素 16
3.3项目生命周期内的风险管理 16
3.3.1风险管理的概念 16
3.3.2风险管理的目标 17
3.3.3风险管理的指导原则 17
3.4风险识别的内容和方法 17
3.4.1风险识别的内容 17
3.4.2风险的分类 18
3.4.3风险识别的步骤 19
3.4.4风险识别方法 19
3.5施工风险分析 20
3.6风险的措施理及控制 24
3.6.1风险的应对措施 24
3.6.2项目风险控制 24
3.7引水隧道工程风险识别 25
3.7.1隧道坍塌 25
3.7.2隧道地下水渗漏 25
3.8华能古龙水电站引水隧洞施工阶段基本风险一览表 25
3.9风险值计算 26
3.9.1确定风险评价目标和判断准则，构造风险评价模型 26
3.9.2风险赋值，构造判断矩阵 26
第四章风险预防 30
4.1坍塌预防 30
4.1.1小导管施工 31
4.1.2开挖 32
2
4.1.3及时进行初期支护与围岩间回填注浆 32
4.1.4静力爆破法施工工艺 32
4.2隧道渗水预防措施 36
初喷混凝土工艺流程如下图：
36
4.3施工阶段风险监测 36
4.3.1围岩量测方法 36
（1）监控量测 36
（2）量测项目 37
（3）必测项目 38
（4）选测项目 39
（5）量测数据处理 39
（6）隧洞三维非接触量测新技术 40
（7）配合动态设计 42
第五章总结 45
致谢 46
参考文献 47
3
摘要
近年来，伴随着经济发展，引水隧洞作为水利水电行业的重要组成部分，近年来发展迅速。
隧洞结构的安全性无疑成为隧洞管理者最为关心的问题。
由于工期长，参单位众多，技术要求高，地理分布广泛的特点。
在工程建设项目中通常存在风险因素多和管理效率低等问题。
虽然目前国内外建设项目风险管理理论已经到了一个高水平，项目风险分析和评价的方法有很多，但由于实际的风险分析技术和应用程序没有得到系统总结，因此，面对具体的项目风险时往往选择不合适的风险评估办法。
最终的结果是对这个项目的风险理解和分析不够，往往增加了风险管理的难度，直接影响到工程建设质量、进度和成本目标，损害了项目受益的目的。
本文基于研究隧洞施工的现状。
首先论述了风险和风险管理的相关理论知识，基于国内外学者的研究和发现，给风险进行了重新定义。
指出了风险管理的目的和意义，构建新的风险管理程序。
然后详细的介绍了现在广泛使用的风险分析技术，以华能古城水电站的施工建设为例，阐述了风险分析技术的优点、缺点和适用条件，并对其进行纵向比较。
对于一个完整的风险管理体系，进行了系统的风险评估，给出了风险规避、保留、转移和控制措施。
以及具体风险因素的防范。
专注于风险回避、保留、传递和控制以及隧洞施工的具体具体操作规范，基于对风险的控制和监督，试图从理论上为以后的工程实践提供参考的方法和思路。
关键词:
工程施工；引水隧洞；风险控制；风险管理
Abstract
Inrecentyears,alongwitheconomicdevelopment,waterdiversiontunnelasanimportantpartofwaterconservancyandhydropowerindustry,inrecentyearshasdevelopedrapidly.Thesafetyofthetunnelstructurewillundoubtedlybecomethemostconcernofthetunnelmanagers.Duetothelongduration,manyoftheparticipatingunits,thetechnicalrequirementsarehighandthegeographicaldistributionisextensive.Intheconstructionproject,thereareusuallymanyproblemssuchasriskfactorsandlowmanagementefficiency.Althoughtheriskmanagementtheoryofdomesticandforeignconstructionprojectshasreachedahighlevel,therearemanymethodsofprojectriskanalysisandevaluation,butbecausetheactualriskanalysistechniquesandapplicationshavenotbeensystematicallysummarized,therefore,inthefaceofspecificprojectrisksoftenSelectaninappropriateriskassessmentmethod.Theendresultisthattheriskunderstandingandanalysisofthisprojectisnotenough,oftenincreasingthedifficultyofriskmanagement,directlyaffectthequalityofconstruction,progressandcosttargets,damagethepurposeoftheprojectbenefit.Thispaperisbasedonthestudyofthestatusquooftunnelconstruction.Firstly,itdiscussestherelevanttheoreticalknowledgeofriskandriskmanagement,andredefinestheriskbasedontheresearchanddiscoveryofdomesticandforeignscholars.Pointedoutthepurposeandsignificanceofriskmanagement,andconstructnewriskmanagementprocedures.Then,theriskanalysistechnology,whichiswidelyusedindetail,isintroducedindetail.Theadvantages,disadvantagesandapplicableconditionsofriskanalysistechnologyareexpoundedandcomparedwiththeconstructionofHuanengGuchenghydropowerstationasanexample.
Foracompleteriskmanagementsystem,asystematicriskassessmentisconducted,givingriskavoidance,retention,transferandcontrolmeasures.Aswellasthepreventionofspecificriskfactors.Focusonthespecificoperationalnormsofriskavoidance,retention,transmissionandcontrol,andtunnelconstruction.Basedonthecontrolandsupervisionofrisk,wetrytoprovidethereferencemethodandtrainofthoughtforthefutureengineeringpractice.
KeyWords：
Engineeringconstruction；Diversiontunnel；RiskManagement；Venturemanagement
第一章绪论
1.1选题背景
自1989年我国提出十三大水电基地的建设实现水电流域梯级滚动开发，十三大水电基地资源量超过全国的一半。
2014年3月，为了响应国家“节水优先、两手发力、系统治理、空间均衡”的治水号召，特别强调要全面考量关于重大水利工程的建设，强调了改革创新和技术进步等方面的问题。
在2014年，经过国务院常务会议决定，对于已经纳入规划的一百多项重大水利工程建设加快推进建设步伐。
在此决定后，国务院召开多次会议并部署安排具体工作，到了2014年6月，举行了关于能源安全战略的专题研究，确立了大力发展非煤经济推动能源革命的方针政策，建立能源供应的多元化体系。
同年8月，国家发展改革委员会发布了《关于完善抽水蓄能电站价格形成机制有关问题的通知》，这大大的调动了抽谁蓄能电站的建设积极性，吸引了社会各界的投资兴趣。
这一举措大大推动了我国清洁能源的发展和变革。
随着这项通知的发布，政策扶持所带来的迅速发展将在逐渐让我们看到成效。
截止到同年年底，国内的水电装机总量已经超过了三千亿，发展猛烈。
与此同时，水利水电行业也因为这些发展变革而遇到了新的发展机遇。
水利水电工程项目施工环境复杂，工期长，露天作业多，与地质环境密切相关，使得整个工程面临更多的不确定性和复杂性。
而引水隧洞式水电站，其适合河道坡降较陡，流量较小的山区性河段；具有水头相对较高（目前最大水头已达2000米以上）；电站库容小，基本无水库淹没损失；工程量较小，单位造价较低；故我国西部地区多采用此类型电站。
例如目前已完水电大型工程例如锦屏二级水电站静态总投资249.8亿元。
电站总装机480万千瓦（8台x60万千瓦），多年平均年发电量242.3亿千瓦时。
引水系统采用“4洞8机”布置形式,从进水口至上游调压室的平均洞线长度约为17.76千米。
三板溪水电站位于贵州省沅水干流上游河段的清水江下游锦屏县内，该电站总装机容量100万千瓦，安装4台25万千瓦混流式水轮发电机组，年发电量24.28亿千瓦时，是国家西电东送“十五”重点工程。
正是因为这些水利水电工程的巨大作用和影响，因此研究引水隧洞施工阶段风险管理研究与防范有重要意义。
1．2隧洞工程风险事故
在水电工程建设如火如荼开展的同时，由于缺乏一个健全的风险管理体系致使工程事故也随之屡屡发生，造成了人员伤亡及巨大的经济损失，严重影响社会的和谐稳定。
有太多的案例用血泪教训告诉我们风险管理的重要性：
2008年8月26日，中水毛尔盖水电站引水隧洞下游3+315～3+321段因受5.12地震影响，突然塌方，1人重伤，1人死亡。
2011年4月22日，华能古城水电站引水隧洞K3+607-K3+620段发生大面积塌方，1人重伤。
除此之外，还有大量未对外公开报道的风险事故，通过种种的案例不难看出，诱发工程事故的风险因素，包括坍塌、高处坠落、触电、火灾、中毒、机械伤害等等，涉及进度、安全、质量、技术、设备等项目施工阶段的各个管理方面。
1.3国外研究现状
上世纪中叶有法籍学者HenryFayol在《工业管理与工程一般管理》中提出了风险管理理念与企业安全管理相结合的概念[6]。
在往前追溯，风险管理理念的提出者RussellGale，在《风险管理与新时期的成本控制》一文中，RussellGale较为系统的阐述了风险管理理念[7]。
受此启发，在此后，1963年Mel、Herscitz发布《企业风险管理》和Williams、Hans的《风险管理与保险》[8]。
代表了风险管理的萌芽，像文艺复兴一般，新思想随着经济全球化的潮流，迅速席卷了世界。
全球性的风险管理运动开始了。
经济全球化带来了信息爆炸，风险管理的种子随着经济全球化，撒向了世界。
在这股席卷全球的浪潮中，风险管理从最初的经济领域席卷了包括教育、科技、信息、工程、医学在类的各大领域。
但是风险管理在工程建设中的领域起步却较为缓慢，最开始是从美国的核建设开始的。
1987年，美国项目管理学会RMI（ProjectManagementInstitute）研究发布的的首个项目管理理论（ProjectManagementBodyofKnowledge,简述PMBOK），明确了风险管理的重要地位以及风险管理对整个工程系统的重要作用。
该理论体系在并2000年修订一次，在对该理论体系的不断完善和发展当中，我们可以意识到风险管理的重要性。
美国的H.H.Einstein教授提出版的的Geofogicalmodelfortunneling》、《Riskandriskanalysisinrockengineering》、《Decisionaidsintunnelig》，是首次系统的对隧洞技术以及风险进行较为系统的阐述；隧洞工程的施工技术以及安全管理开始逐渐被人们重视，对于工程建设过程中的包括地质水文等在内的生态环境问题、工期合理问题、工程经费问题、技术设计问题、设备安全问题、施工人员合规性操作问题等等所涉及的安全风险问题才慢慢被展开研究
2000年初，随着《GuidelinesforTunnellingRiskManagement》的发布，标志着隧洞建设风险管理理论系统体系的建立，该指南为全球范围内的隧洞建设的安全风险管建立了全面的参照体系。
从当前形势来看，国际上关于风险领域的研究已经较为成熟。
在建设工程项目时，基本都会有专门的分线分析部门，实行专门研究和分析。
风险管理是整个工程项目管理的基础，也是重中之重。
良好的风险把控是工程项目可以安全成功实施的基本和关键。
在慢慢的研究发展中，对于风险管理，国际上已经初步达成一致看法，工程风险管理是一个系统的工程。
1.4国内研究现状
我国从工程项目风险意识萌芽到安全风险管理作为项目施工中的必要步骤，这一思想和行动上的改变经历了较长阶段。
我国国内的风险管理起步较晚，一直到八十年代中期时才开始被引入到国内。
国内最早进行地下工程领域的风险管理的分析、研究的是丁士昭教授，丁教授的思想理论体系是在实际案例中的进行提取和升华的，在丁教授的带动下，越来越多的人对地下工程领域的风险分析、研究作出杰出的贡献。
两千年初，《关于2002年整顿和规范建筑市场秩序工作安排的通知》的发布才确定了“建立并推行工程风险管理制度，用经济手段约束和规范建筑市场各方主体的行为”，为整个工程建设行业建立起一种良性的、标准的、规范的、现代化的建设管理系统。
为建筑行业创造了一个较为和谐公平的生长环境。
2013年L.McfeatSmith针对亚洲特殊的地质条件来进行深入分析，讨论了在不同地址条件下的风险管理模式，以及风险等级。
对风险管理领域给予了等级性划分，进一步加强对各级风险管理的研究。
但是由于国内的风险管理起步较晚，使得饮水隧洞的安全管理研究和相关措施的实施应用也发展缓慢。
整个工程风险管理制度仍然存在着许多的不和谐因素，而导致这些不和谐因素出现的根源在于国内对于风险管理方面的不足、风险认知缺乏、风险处理手段不规范等。
这使得风险管理在这一领域的实际发挥效果大打折扣。
因此，加强项目的风险安全管理，深入风险识别的研究，增强建设项目的风险防御抵抗能力显得尤为重要。
综上所述，我们不难看出，我们对于风险问题的研究还处于初级阶段，还有很大的上升和成长空间，对于风险的探索是不能止步的，我们在风险方面的不断努力对于整个建筑行业来说就有重要意义。
1.5古龙水电站引水隧洞工程
以华能古城水电站风险评估报告为依据，根据风险评估报告对古城水电站的风险进行了风险预案和防控，探索防范措施管理制度。
第二章华能古龙水电站引水隧洞工程概述
2.1工程概况
工程地址位于四川省平武县境内，属于涪江上游干流区域，该项目为低闸引水式电站。
电站闸址位于平武县龙安镇曲水村跨河人行铁索桥下游约0.1km处，上距平武县城约3.6km。
引水系统由进水口、有压引水隧洞、调压室及压力管道等组成。
进水口布置于涪江左岸，采用“正向泄洪排沙，侧向取水”的布置型式，设置4孔拦污栅和1孔事故检修闸门。
有压引水隧洞布置于左岸山体中，全长6998m，平均纵坡i=3.25‰，该引水隧洞的断面截面呈圆形，采用的是灌浆固结与钢筋混凝土衬砌两种支护形式，Ⅲ2和Ⅳ类围岩洞段衬砌厚40cm，Ⅴ类围岩洞段衬砌厚80cm。
最大引用流量247.04m3/s。
⑴引水隧洞（引1+000.000～引6+050.000）
引水隧洞（引1+000.000～引6+050.000）的土石方明挖、石方洞挖、支护、混凝土浇筑、钢筋制安、回填灌浆、固结灌浆等。
⑵施工支洞
2#、3#、4#施工支洞的土石方明挖、石方洞挖、边坡及洞室支护、混凝土浇筑、钢筋制安、固结灌浆、回填灌浆、支洞封堵、洞口钢制栅栏门制作安装及支洞洞口围堰填筑与拆除等；支洞检修门的安装。
2.1.1围岩类别统计
表2-1：
详细标注了围岩级别和施工方法：
表2-1引水隧洞围岩级别及施工方法表
引水隧洞
围岩级别
长度（m）
总长（m）
所占百分比
施工方法
Ⅰ标段
Ⅲ2
1850
5050
36.6%
台阶法
Ⅳ
2250
44.6%
台阶法
Ⅴ
950
18.8%
台阶法
表2-1引水隧洞围岩类别饼状图
古龙水电站引水隧洞的主要挖掘断面长度为：
Ⅲ2类围岩开挖半径控制为4.80m，Ⅳ类围岩的开挖半径控制在4.81m，Ⅴ类围岩的开挖半径控制在6.01m（预留变形量已经包括在内）。
从表中我们可以看到该引水隧洞主要以Ⅳ、Ⅴ类围岩为主。
2.1.2施工方法
台阶法施工用在钻爆段，衬砌与开挖的同时进行施工方式。
钻孔台车配以YT28风动凿岩机钻孔来进行开挖工作。
在工作进行前，一定确保安全措施的到位，首先对上台阶进行开挖与系统的支护，在此步骤完成后，在有序进行下台阶的工作。
当然，一定注意上台阶的支护工作，必须保证安全第一的工作原则。
2.2地质情况
2.2.1水文气象
2.2.1.1流域概况
涪江属嘉陵江水系一级支流，川西北松潘县境内黄龙乡天花石是它的发源地。
自西向东一次经过平武、江油、绵阳、三台、射洪、遂宁、潼南至合川县城右岸汇入嘉陵江，干流长675km，平均比降1.4‰。
涪江上游河段地势自西北向东南倾斜，为山区地形，主要由岷山山脉和龙门山山脉组成，该段的海拔高度区间为大约600m~5600米。
该段地势崎岖不平，落差大，河谷一般呈“V”型发育，谷坡一般在40°左右。
河床多为卵石夹块石，枯水河床宽20m~80m。
铁笼堡以下，河谷相对较宽，两岸阶地发育，其中平武至古城河段曲折多湾，河床多为沙卵石，宽100m~500m。
2.2.1.2气象
涪江上游地区属于亚热带湿润季风气候区，冬寒夏热，四季分明，夏秋多雨，冬春干旱。
由于地势相对落差较大，属于亚热带季风气候和高原山地气候的过渡段，气温的垂直落差大。
涪江上游有雨量站：
施家堡、小河营、虎牙、水晶堡、杨柳坝、大桥、阔达、王坝楚、木座，以及成都勘测设计研究院在支流火溪河上设立的竹根岔、牧羊场、色如加雨量站。
由于古城坝址位于平武气象站下游约5km，因此以平武气象站气象资料作为古城水电站的设计依据站。
从九十年代中叶到两千年初的气象资料档案来看，平武县的温度均线多年保持在15摄氏度左右，极端高温未突破40摄氏度，而极端低温则出现在1986年，为零下7，3摄氏度。
平均降水量约为820毫米，平均蒸发量则为1000毫米左右，多年的年平均降雨天数约为145天，单日最高降雨量达到了151毫米，相对湿度达到了72%，而最小相对湿度不足百分之十，平武县多年的平均风速0.6m/s，而最大风速为15.7m/s（风向NNW），表2-2是平武县今年的气象具体反映：
表2-2平武气象站气象特征值表
项目
月份
全年
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
降水
量
（mm）
多年
平均
3.5
6.4
18.1
48.7
83.3
102.0
192.1
179.9
121.2
45.4
12.7
2.2
817.7
一日
最大
7.2
10.7
19.3
41.9
82.9
106
134.9
151
120.9
45.7
22.6
3.8
151
降水
日数
（d）
4.1
6.5
10.1
13.4
16.9
16.4
17.5
16.9
17.1
5.2
7.7
3.0
144.8
蒸发量
（mm）
多年
平均
39.6
48.9
78.8
108.4
136.4
136.8
141.2
129.5
80.7
59.8
47.3
37.9
1045.2
气温
（℃）
多年
平
4.1
6.4
10.8
15.8
19.5
22.3
24.2
23.4
19.5
15.1
10.2
5.8
14.7
极端
最低
-7.3
-5.5
-2.9
0.6
7.5
11.6
14.7
14.2
.6
2.1
-2.4
-6.6
-7.3
极端
最高
19.5
21.8
29.5
34.2
35
36.5
39.1
36.9
34.3
30.4
24.9
19.6
39.1
相对
湿度
（%）
多年
平均
6
66
65
66
68
7
74
76
81
80
75
70
72
历年
最小
10
13
7
15
12
12
21
18
21
21
17
1
7
风速
（m/s）
多年
平均
0.4
0.5
0.6
0.8
0.9
1.0
0.
0.7
0.4
0.3
0.3
0.4
0.6
历年
最大
11.0
13.0
11.0
10.3
12.0
15.7
12.0
14.7
7.0
8.7
11.0
6.0
15
7
相应
风向
W
ESE
E
NE
WSW
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