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摘要：水利枢纽隧洞工程地质环境复杂，施工阶段安全风险较高。结合桂松干渠C1标段大山哨隧洞工程，基于AHP、专家调查等方法，识别出施工期岩溶安全风险影响因素并进行评价分析，制定了合理有效的风险控制措施，实现了水利枢纽隧洞工程施工安全风险的管理。
关键词：水利枢纽隧洞；施工阶段；安全风险；AHP
0 引言
近几年，由于地下工程的迅猛发展，工程安全事故也日益增多，使得地下工程安全风险管理发展成为了一个新的研究领域。水利工程规模大、投资高、工期长、不确定因素多[1]，水利枢纽隧洞受地质不确定性的影响更大，其施工安全风险更高。风险管理在隧道工程中已有一定的经验，如范益群[2]在对国内外重大隧道事故统计分析的基础上，研究了水底公路隧道的风险管理模式，邓丽娜[3]针对隧道工程风险评估的特殊点，讨论了层次分析法的基本理论及层次分析法在隧道工程风险评估项目中的具体运用。本文基于AHP[4]，结合桂松干渠C1标水利枢纽大山哨隧洞工程，针对施工期间的安全风险进行识别和评价，并采取了有效的处理措施，以期降低施工安全风险，保证按时按质完工。
1 工程概况
大山哨隧洞位于桂松干渠C1标，起始桩号为桂松0+039.658～8+610.000，全长8570.342m，进口前接取水口消力池，采用城门洞型，混凝土衬砌，底板高程1259.00m～1256.14m，底坡1/3000。隧洞出口接暗渠段，洞型，底板高1256.142～1255.937m。
该区域多年平均降水量为1299.2mm，暴雨可能形成洪水，多集中发生在每年的6～9 月。工程区分布地层岩性主要为三叠系中统关岭组(T2g)地层，岩性以灰岩、白云质灰岩为主夹泥质灰岩及少量泥岩。隧洞沿线岩溶强烈发育，岩溶水文地质条件复杂，隧洞进口低于桂家湖水库正常蓄水位16m，隧洞处于地下水位以下10～110m，隧洞大部分段落溶洞、地下暗河发育，涌水量大，施工安全风险非常高。
2 水利枢纽隧洞施工安全风险评估
2.1 建立安全风险指标体系
组织熟悉大山哨隧洞工程情况的业主、设计、施工等建设各方的人员组成专家组，集思广益，建立了用
2.2 构造判断矩阵
根据建立的层次结构模型，由组建的专家组对各层因素进行两两比较，并按照1～9的评判标准进行打分，构建出两两比较判断矩阵，计算出矩阵的特征向量并归一化，即可得到各因素之间的相对权重，以第二层施工因素及以下各子因素为例，其判断矩阵为：
同理，可得到其他判断矩阵、和P。
2.3 计算判断矩阵的特征向量
判断矩阵特征向量的计算方法有幂法、和法、方根法等，考虑到计算的精度以及便捷，在此选择方根法来计算判断矩阵的特征向量，以矩阵的计算为例：
（1）每行因素方根均值：
，，。
（2）归一化：
，，。
计算可知、、相对权重系数特征向量，同理可得、、。
2.4 一致性检验
在构造判断矩阵并计算出相对权重后，应对该矩阵进行一致性检验，进行相容性和误差分析，计算其一致性比率，计算式如下：
（1）
其中，，为最大特征根，为矩阵的第i个分量，R.I.为平均随机一致性指标（表2）。
表2平均一致性指标
矩阵阶数 1 2 3 4 5 6
R.I. 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24
一致性指标C.R.应小于0.10，否则说明建立的判断矩阵具有较大的分歧，计算出的权重无效，应重新组织专家意见建立判断矩阵。经检验，本工程中的、、和均满足一致性要求。
3 施工安全风险控制措施
结合工程实际情况，针对风险的主次关系，最终采取以下施工控制措施：
（1）隧洞按新奥法组织施工，严格遵循“超前探、管超前、短进尺、弱（不）爆破、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。
（2）Ⅲ类围岩段采用全断面法开挖，风枪钻眼结合光面爆破，Ⅳ类围岩采用正台阶法施工，人工风镐开挖，个别地方进行松动爆破。Ⅴ类围岩采用上弧形导坑预留核心土法施工，人工风镐开挖。开挖后及时施做初期支护，其中喷混凝土采用TK-500型湿喷机，降低回弹量和粉尘，减少回弹提高喷射混凝土强度。
（3）隧洞开挖采用钻爆法施工，钻孔采用简易钻孔台车实施，塑料导爆管毫秒雷管微差爆破开挖，周边轮廓采用光面爆破技术。
（4）隧洞出口出渣采用无轨运输，挖装机配合自卸汽车运至弃碴场、砂石料场。由于隧洞断面较小，为实现机械化，隧洞内挖装机、自卸车均采用小型设备。
4 结语
水利枢纽工程大山哨隧洞地质环境复杂，其安全风险影响因素较多，施工期间的岩溶风险很高。结合桂松干渠C1标段大山哨隧洞工程，基于AHP、专家调查等方法，识别出施工期岩溶安全风险影响因素，建立安全风险评价指标体系，对施工期间的风险进行了分析与评价。最后结合工程实际情况，制定了合理有效的风险控制措施，实现了水利枢纽隧洞工程施工安全风险的管理。
参考文献：
石青梅，吕元龙. 水利工程的风险体现及管理--以小浪底水利工程实践为例[J]. 水利科技与经济. 2008(11)
范益群，曾明，曹文宏等. 水底公路隧道的风险管理[C]. 全国地铁与地下工程技术风险管理研讨会. 2005(08)
邓丽娜. 层次分析法在隧道工程风险评估中的应用[J]. 四川建筑. 2005(01)
许树柏. 实用决策方法——层次分析法原理[M].天津大学出版. 1988
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：水利枢纽隧洞；施工阶段；安全风险；AHP
0 引言
近几年，由于地下工程的迅猛发展，工程安全事故也日益增多，使得地下工程安全风险管理发展成为了一个新的研究领域。水利工程规模大、投资高、工期长、不确定因素多[1]，水利枢纽隧洞受地质不确定性的影响更大，其施工安全风险更高。风险管理在隧道工程中已有一定的经验，如范益群[2]在对国内外重大隧道事故统计分析的基础上，研究了水底公路隧道的风险管理模式，邓丽娜[3]针对隧道工程风险评估的特殊点，讨论了层次分析法的基本理论及层次分析法在隧道工程风险评估项目中的具体运用。本文基于AHP[4]，结合桂松干渠C1标水利枢纽大山哨隧洞工程，针对施工期间的安全风险进行识别和评价，并采取了有效的处理措施，以期降低施工安全风险，保证按时按质完工。
1 工程概况
大山哨隧洞位于桂松干渠C1标，起始桩号为桂松0+039.658～8+610.000，全长8570.342m，进口前接取水口消力池，采用城门洞型，混凝土衬砌，底板高程1259.00m～1256.14m，底坡1/3000。隧洞出口接暗渠段，洞型，底板高1256.142～1255.937m。
该区域多年平均降水量为1299.2mm，暴雨可能形成洪水，多集中发生在每年的6～9 月。工程区分布地层岩性主要为三叠系中统关岭组(T2g)地层，岩性以灰岩、白云质灰岩为主夹泥质灰岩及少量泥岩。隧洞沿线岩溶强烈发育，岩溶水文地质条件复杂，隧洞进口低于桂家湖水库正常蓄水位16m，隧洞处于地下水位以下10～110m，隧洞大部分段落溶洞、地下暗河发育，涌水量大，施工安全风险非常高。
2 水利枢纽隧洞施工安全风险评估
2.1 建立安全风险指标体系
组织熟悉大山哨隧洞工程情况的业主、设计、施工等建设各方的人员组成专家组，集思广益，建立了用
2.2 构造判断矩阵
根据建立的层次结构模型，由组建的专家组对各层因素进行两两比较，并按照1～9的评判标准进行打分，构建出两两比较判断矩阵，计算出矩阵的特征向量并归一化，即可得到各因素之间的相对权重，以第二层施工因素及以下各子因素为例，其判断矩阵为：
同理，可得到其他判断矩阵、和P。
2.3 计算判断矩阵的特征向量
判断矩阵特征向量的计算方法有幂法、和法、方根法等，考虑到计算的精度以及便捷，在此选择方根法来计算判断矩阵的特征向量，以矩阵的计算为例：
（1）每行因素方根均值：
，，。
（2）归一化：
，，。
计算可知、、相对权重系数特征向量，同理可得、、。
2.4 一致性检验
在构造判断矩阵并计算出相对权重后，应对该矩阵进行一致性检验，进行相容性和误差分析，计算其一致性比率，计算式如下：
（1）
其中，，为最大特征根，为矩阵的第i个分量，R.I.为平均随机一致性指标（表2）。
表2平均一致性指标
矩阵阶数 1 2 3 4 5 6
R.I. 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24
一致性指标C.R.应小于0.10，否则说明建立的判断矩阵具有较大的分歧，计算出的权重无效，应重新组织专家意见建立判断矩阵。经检验，本工程中的、、和均满足一致性要求。
3 施工安全风险控制措施
结合工程实际情况，针对风险的主次关系，最终采取以下施工控制措施：
（1）隧洞按新奥法组织施工，严格遵循“超前探、管超前、短进尺、弱（不）爆破、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。
（2）Ⅲ类围岩段采用全断面法开挖，风枪钻眼结合光面爆破，Ⅳ类围岩采用正台阶法施工，人工风镐开挖，个别地方进行松动爆破。Ⅴ类围岩采用上弧形导坑预留核心土法施工，人工风镐开挖。开挖后及时施做初期支护，其中喷混凝土采用TK-500型湿喷机，降低回弹量和粉尘，减少回弹提高喷射混凝土强度。
（3）隧洞开挖采用钻爆法施工，钻孔采用简易钻孔台车实施，塑料导爆管毫秒雷管微差爆破开挖，周边轮廓采用光面爆破技术。
（4）隧洞出口出渣采用无轨运输，挖装机配合自卸汽车运至弃碴场、砂石料场。由于隧洞断面较小，为实现机械化，隧洞内挖装机、自卸车均采用小型设备。
4 结语
水利枢纽工程大山哨隧洞地质环境复杂，其安全风险影响因素较多，施工期间的岩溶风险很高。结合桂松干渠C1标段大山哨隧洞工程，基于AHP、专家调查等方法，识别出施工期岩溶安全风险影响因素，建立安全风险评价指标体系，对施工期间的风险进行了分析与评价。最后结合工程实际情况，制定了合理有效的风险控制措施，实现了水利枢纽隧洞工程施工安全风险的管理。
参考文献：
石青梅，吕元龙. 水利工程的风险体现及管理--以小浪底水利工程实践为例[J]. 水利科技与经济. 2008(11)
范益群，曾明，曹文宏等. 水底公路隧道的风险管理[C]. 全国地铁与地下工程技术风险管理研讨会. 2005(08)
邓丽娜. 层次分析法在隧道工程风险评估中的应用[J]. 四川建筑. 2005(01)
许树柏. 实用决策方法——层次分析法原理[M].天津大学出版. 1988
注：文章內所有公式及图表请用PDF形式查看。