水底隧道建设运营风险现状

近20年来，水下隧道得到了长足发展。和建桥相比，越江跨海隧道可以不受大雾、台风等气候变化的影响，具有稳定的运行能力和较强的抗地震能力；还可一洞多用；与大桥相比，还有少拆迁、结构维护费低、设计承载能力大、不影响航运等优点。水底隧道己引起世界各国越来越多的关注。

日本于1942年建成的关门海底隧道拉开了修建水底隧道的序幕，?1994年建成的英法海峡隧道，世界知名。挪威从1982年以来，共完成24条水下隧道，共计100多公里，同时还有两条在建，多条正处在规划中。另外，丹麦、瑞典、冰岛也在建和筹划建设多条水底隧道。

相比于欧美国家，中国起步较晚，但发展很快。2005年4月在厦门修建的5.95km 的厦门翔安隧道是中国大陆的第一条水底隧道，而青岛胶州湾海底隧道的开工标明了中国水底隧道已经迈开了步伐。

上海已建8条水底隧道，上海崇明越江工程采用了“南隧北桥”方案，是目前世界上最大的桥隧工程。长沙己建或正建的有沿江路浏阳河水下隧道、湘雅路水下湘江隧道、劳动路湘江水下隧和德雅路浏阳河水下隧道。

在最近的20~30年，中国正考虑建造5条跨海隧道，它们是：潮海湾隧道（烟台到大连）、杭州海湾隧道（上海到宁波）、伶仃洋跨海隧道（连接香港、澳门、广州、深圳和珠海）、琼州海峡隧道（广东到海南）、台湾海峡隧道（福建到台湾）。

然而，水下隧道工程建设具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，是一项高风险建设工程。在水底隧道给我们的交通带来便利的同时，一系列水底隧道工程事故的发生也给我们敲响了警钟。

如：青函海底隧道自动工以来，有33名工人丧生，1300人伤残。隧道先后发生四

次涌水，两度被海水淹没，导致工程的长期延误，相应的建设费用也比原计划翻番，仅建设费用就达到了50亿美元。

挪威奥斯陆海湾开挖一条7.2km长的海底隧道时，因在海湾底部遇到一条15m宽的松散冰渍沉积带，导致涌水而被迫停工，后通过冻结法通过此段。

1996年11月18日，英法海底隧道发生火灾，虽未造成人员伤亡，但隧道内部结构物遭到严重破坏，隧道半年时间不能正常运营。

恩林索伊(Ellingsoy)隧道：坍塌工作面上部岩石覆盖厚度约45m，水深70m，处在断层带内。在断层内的膨胀粘土和裂隙承压水的作用下，隧道顶部6个小时内塌落了

8~9m。由于断层内岩体过于破碎，无法进行超前锚杆支护，因此先利用约700m3的混凝土把塌落区回填密实，然后在凝结后的混凝土内开挖，隧道才安全通过。

比约卢隧道：当隧道掘进到大约700m的地方，遭遇断层，此处海水深为72m，上部岩石覆盖层厚度大约30m。在施工中进行常规超前探孔，孔深达到8~10m时，探孔中出现涌砂、涌泥现象，且海水以200L/min的速度从51mm钻孔中流出。通过综合分析，最终采用物理和化学注浆加固技术，同时对渗漏海水进行疏导才得以顺利通过。

通过对国内外水底隧道的事故分析发现，水下隧道施工易引发突发性塌方和突水涌水，甚至引发泥石流，海底隧道事故一旦发生，所带来的后果非常严重，轻则导致工期延误、费用剧增，重则可能导致灭顶之灾。与一般的山岭隧道相比，海底隧道有其自身的特点，这就使得其在施工和运营期间风险更大。因而对水下隧道工程进行风险评估，釆取科学合理的规避措施就十分必要而且迫切。本文正是基于此展开对穿黄隧道规划阶段、设计阶段、

施工阶段的建设期全过程安全风险进行研究，旨在从理论上提出一套具有实际应用价值的风险管理体系和方法，并通过实践加以印证，以期能为中国的水底隧道建设提供一定的指导。

1.2?水底隧道风险的国内外研究现状

风险一词源于法文，后被引入英文和中文。风险管理的思想首先是由法国人引入企业管理领域。直到20世纪40～50年代，风险管理的思想在美国的保险行业广泛应用，随之风险管理作为一门学科出现了雏形。1950年Mowbray等人在《Insurance》一书中，较为系统地阐述了风险管理的概念。1960年，美国保险管理协会(ASIM)纽约分社和亚普沙那大学合作开设了风险管理课程。1975年ASIM改名为风险与保险管理协会(RIMS)，这标志着风险管理学科的逐步成熟。1986年，在新加坡召开风险管理国际学术研讨会，这表明风险管理己走向全球，已在全世界范围内开始掀起。

20世纪80年代以来，风险管理的理论研究和应用的发展较快。目前，风险管理研究和应用在国内外广泛掀起。在工程建设领域，工程项目的可行性研究、工程设计、工程投标经营、工程施工组织和方案选择等场合中风险管理理论的应用已比较普遍。现代数学，特别是计算机技术的飞速发展，为工程项目风险管理技术的发展提供了极大的推动，促进了风险管理理论研究的深入和应用的普及。

风险管理作为一门学科也被应用到地下与隧道工程中，尤其是水下隧道，而且越来越受到重视。

1.2.1?国外水下隧道工程风险研究现状

水下隧道建设的风险研究始于1825年建成的世界上第一条水底隧道——泰晤士河水底人行隧道，并成功应用于1983年建成的日本青函海底隧道，取得了标志性成果。青函隧道全长53.85km，海底部分长23.3km，经过七年海底考察，12年艰苦施工，最终得以通车。在建设过程中，隧道专家做了全面的风险研究，制定了合理的风险控制措施。

国外隧道工程风险研究的代表人物是美国的Einstein·H·H，曾撰写多篇有价值的文献，主要贡献是指出了隧道工程风险研究的特点和应遵循的理念。B.Ni1Sen等的论文对复杂地层条件地区的海底隧道的风险进行相对深入地研究(B.Nilsen，1992)。国际隧协委员Heinz·D在其沦文中(Heinz·D，1996)对穿越海峡的隧道、穿越阿尔卑斯山的隧道如何

进行风险评估进行了探讨。国际隧协在2002年10月由Soren Degn Eskes-en和Per Tengborg等撰写了“Guidelines for Tunnel-ling Risk Mangement”，为隧道工程（以岩石隧道为主）?的风险管理提供了一整套参照标准和方法。

挪威因为国内独特的地理环境，其在过去的30年里修建了40条海底隧道，积累了

大量的经验，形成了“挪威海底隧道概念”的一整套技术，其在风险分析中指出风险主要来自两个方面：地质条件和施工表现。

1994年，英吉利海峡海底隧道建成通车，将水下隧道的建设带到了一个新的高度。隧道长度50km，海底部分39km。施工过程中，采用的技术几乎全部是经过试验的成熟技术，这也大大降低了使用新技术带来的风险。丹麦在1990~1997年间，建成了8km 长的海峡隧道，修建过程中也采用了风险管理与控制技术；韩国也计划修建连接日本的超长海底隧道。目前，各国纷纷修建水下隧道，其风险研究也必将得到较大发展。

1.2.2?国内水底隧道工程风险研究现状