施工阶段隧道安全风险评估
一、项目概况
沪昆铁路客运专线云南段项目经理部二分部承建工程范围起讫里程为DK1026+296.48-DK1037+320.48，全长11.024km，管区位于云南省曲靖市沾益县内；其主要工程内容有:尖山隧道5000m、搞寨1号大桥266.64m、高寨中桥78.72m、高寨隧道569m、高寨特大桥666.08m、高寨2号大桥134.48m、放马田隧道655m、新屯隧道305m、小海子特大桥577m、小海子大桥225.65m、大龙潭特大桥1024m、路基1520m、小型结构物7座。现将尖山、放马田、高寨、新屯隧道进行以下详细说明：
（一）尖山、放马田、高寨、新屯隧道 1.地形地貌
尖山隧道5000m、高寨隧道569m、放马田隧道655m、新屯隧道305 m，位于云南省曲靖市沾益县内，工点区域为尖山中高山区，平均海拔为2000m，最高海拔为2300m,洞身地表起伏较大。隧道出口位于新海社区高寨村。
2、工程地质特征
本分部分布地层为红黏土（膨胀土）、灰岩、白云质灰岩、
白云岩等。
3、水文地质 (1)地表水
尖山隧道地表水主要以隧道出口端沟谷水为主，出口端小平羌沟常年流水，但水量较小，洞身以上支沟只有在雨季时有少量流水。
(2)地下水
地下水主要有第四系潜水、基岩裂隙水和构造裂隙水。 第四系孔隙潜水
硫磺沟沟谷地下水对圬工不具浸蚀性，小平羌沟谷地下水具硫酸盐型浸蚀性，环境作用等级为H1。
基岩裂隙水
分布于基岩的原生、风化节理裂隙中，主要接受大气降水和冰雪融水补给。多以下降泉形式排泄，水量大小受岩性、节理、裂隙发育程度及构造控制。
构造裂隙水
多分布于断裂带及影响带中。含水层岩性多以脆性硬质岩为主，岩体构造节理、裂隙发育，断层多为阻水性逆断层，沿段带多有上升泉呈串珠状产出。接受大气降水、地表水和基岩裂隙水补给，水量较丰富。
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（二）沪昆铁路客专二分部尖山隧道： 1、主要技术标准如下：
本隧为双线电化铁路隧道，按350km/h客运专线双线隧道设计。洞内采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道。设计轨面至轨道基础底面高度515mm。
2 、洞口及明洞开挖方法
洞口段土方及表层风化石方采用机械自上而下分层开挖，爆破石方采用短开挖、弱爆破自上而下开挖，人工修整坡面。在进行暗洞施工前对洞口衬砌外1～3m范围内的边仰坡进行锚喷(网)加固，然后开挖进洞。
明洞施工前先施工好两侧刷坡线外5m的截水天沟，围岩为土方及风化石方采用机械自上而下分层开挖，爆破石方采用短开挖、弱爆破自上而下开挖，然后逐段开挖、衬砌、回填，再开挖。
3 、支护与衬砌
采用复合式衬砌，初期支护设计主要为锚、网、型钢支撑与湿喷混凝土结构形式，二次衬砌为耐久性混凝土设计。初支为锚杆、钢拱架或钢筋拱架、喷射C30混凝土。
4 、防排水设计
二次衬砌拱部、墙部及仰拱采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8；初支与二衬间设计分离式防水层（防水板+无纺布），防
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水板施工缝（焊缝）须与衬砌施工接缝（及变形缝）错开。纵环向盲沟、横向排水管与两侧水沟组织排水通道，再通过横向导水管汇至中心圆管排水沟排出洞外。
5 、辅助措施
主要有大管棚、超前小导管注浆、超前玻璃纤维锚杆等。 6 开挖设计建议的施工方法
围岩级别 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 台阶法 短台阶法 台阶法 全断面法 三台阶七步法 三台阶临时仰拱法 双侧壁导坑法 三台阶临时仰拱法 Ⅴ 施工方法 全断面法 弧形导坑预留核心交叉中隔壁（CRD）法 土法 明挖法 7、施工要求
1、采用光面爆破，控制线性超挖；
2、湿喷混凝土初期支护，保证初支混凝土施工质量； 3、加强监控量测与超前地质预报工作，做好数据分析与信息反馈，及时调整施工参数，保证施工安全;
4、加强施工监管，确保措施到位；加强工序管理，确保工序紧跟，尤其是开挖与初支、初支与衬砌以及仰拱超前施做与拱
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墙二次衬砌工序间的合理步距控制。 二、风险识别
参照集团公司文件要求求进行识别。 三、施工阶段安全风险风险分析与评估 （一）安全风险评估依据
1、《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设„2007‟200号）
2、《关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》“铁建设[2007]102号”（2007/5/15）
3、《铁路隧道设计施工有关标准补充规定》“铁建设[2007]88号文件”（2007/4/21）
4、《隧道施工作业要点及控制要求手册》 5、沪昆铁路客专云南段项目经理部安全管理要求 6、设计文件
7、中铁二十局沪昆铁路客专云南段项目经理部二分部实施性施工组织设计
8、中铁二十局沪昆铁路客专云南段项目经理部二分部安全管理办法
（二）安全风险评估原则
实事求是原则、风险管理的主动性、及时性和动态性原则，
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以保证风险评估全面、可靠，风险处理合理、有效，风险监测准确，反馈及时；铁路隧道安全风险评估主要对造成人员伤亡、财产损失、工程经济损失等风险事件进行评估。
（三）安全风险评估的必要性
当前，我国正处于构建社会主义和谐社会的重要时期，也是铁路建设的黄金机遇期。十一五”期间，我国将新建铁路17000多公里，其中客运专线7000公里。在建和拟建客运专线项目中，设计隧道总长度1000多公里，今后几年还将修建超过3000公里的铁路隧道。
近年来，国内在煤矿、地铁项目以及交通隧道建设方面接连发生了多起诸如坍塌、瓦斯爆炸、突泥突水等的重特大安全事故。2007年以来，重特大事故不断，2007年8月5日、6日间，宜万铁路野山关隧道、石太客运专线南山隧道接连发生两起安全事故造成多名施工人员死亡和失踪。这些重特大事故引起党中央、国务院领导高度关切和社会各界新闻媒体的广泛关注。以隧道安全为代表的工程建设安全关系到人民的生命财产安全和社会的和谐稳定，关系到党和国家的形象。
隧道事故高发的根本原因除主观上的思想麻痹和安全管理松懈外，另外一个原因就是对地质情况不清，对地质灾害的认识不足，从而导致对隧道安全风险认识不到位。
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（四）风险评估流程
1、 隧道安全风险评估和管理基本流程 见“隧道安全风险评估和管理基本流程图”。 2 、施工阶段风险评估流程 见“施工阶段风险评估流程图”。 （五）施工阶段安全风险指标体系
见“铁路隧道施工阶段安全风险评估指标体系表”。
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施工阶段开始 检查施工图阶段所做的全部风险评估结果和相关数据资料，以及招投标和合同中反馈的信息 结合自身施工水平和现场情况对风险进行识别和管理 对风险进行评估 在施工组织计划中制定风险管理计划，包括预设的应对措施和残留风险的处理措施 全过程对残余风险进行风险监控 建立专门机构定期检查施工中实际地层条件和各种风险 满足 直至整个隧道完工 不满足 改变预设的风险应对措施、施工方法和步骤，选择更优化的施工方案和管理措施 实施变更后的施工方案和管理措施
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隧道安全风险评估和管理基本流程图
施工阶段风险评估流程图
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铁路隧道施工阶段安全风险评估指标体系表
项目阶段 施工方法 目标风险 风险因素或风险事件 塌方 突水（泥、石） 矿山法 施工阶段 安全 瓦斯 大变形 岩爆 其他 山体开裂变形 明挖法 坍塌 其他
（六）隧道安全风险分级和接受准则 1 铁路隧道风险分级
铁路隧道风险分级包括事故发生概率的等级标准、事故发生后果的等级标准和风险的等级标准。
2 事故发生概率的等级
事故发生概率的等级分成五级，见下表：
概率等级标准
概率范围 >0.3 0.03~0.3 0.003~0.03 中心值 1 0.1 0.01 概率等级描述 很可能 可能 偶然 概率等级 5 4 3 9
0.0003~0.003 <0.0003 0.001 0.0001 不可能 很不可能 2 1 注：（1）当概率值难以取得时，可用频率代替概率。 （2）中心值代表所给区间的对数平均值。 3 事故发生后果的等级
事故发生后果的等级分成五级：
(1)经济损失是指风险事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和，包括直接费用和事故处理所需的各种费用，如下表所示：
经济损失等级标准
后果定性描述 后果等级 经济损失(万元) 灾难性的 很严重的 严重的 较大的 轻微的 5 >1000 4 3 2 1 <30 300~1000 100~300 30~100 注： “～”含义为包括上限值而不包括下限值，以下各表均同。
(2)人员伤亡是指在参与施工活动过程中人员所发生的伤亡，依据人员伤亡的类别和严重程度进行分级，如下表所示：
人员伤亡等级标准
后果定性描述 灾难性的 很严重的 后果等级 人员伤亡 数量(人) 5 F>9 4 严重的 3 较大的 2 轻微的 1 MI=1 2 (3)环境影响是指隧道施工对周围建（构）筑物破坏或损害、环境污染等，根据其影响程度进行分级，如下表所示： 环境影响等级标准 后果定性描述 灾难性的 很严重的 后果等级 环境影响描述 5 永久的 4 永久的 严重的 3 长期的 较大的 2 临时的 轻微的 1 临时的 且严重的 但轻微的 但严重的 且轻微的 注：“临时的”含义为在施工工期以内可以消除；“长期的”含义为在施工工期以内不能消除，但不会是永久的；“永久的”含义为不可逆转或不可恢复的。 4 风险的等级标准 根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四级:极高、高度、中度和低度。 后果等级 轻微的 概率等级 很可能 可能 偶然 不可能 5 4 3 2 1 高度 中度 中度 低度 低度 较大的 2 高度 高度 中度 中度 低度 严重的 很严重的 灾难性的 3 极高 高度 高度 中度 中度 4 极高 极高 高度 高度 中度 5 极高 极高 极高 高度 高度 很不可能 1 11 5 铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施 风险接受准则与采取的风险处理措施表 风险等级 接受准则 处理措施 此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测。 此类风险次之，不需采取风险处理措施，但需予以监测。 此类风险较大，必须采取风险处理措施降低高度 不期望 风险并加强监测，且满足降低风险的成本不高于风险发生后的损失。 极高 不可接受 此类风险最大，必须高度重视并规避，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。 低度 可忽略 中度 可接受 （七）施工阶段风险评估 1 矿山法施工隧道典型风险因素识别 按照《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设„2007‟200号）要求，施工阶段应在施工图阶段的风险评估结果基础上，结合实施性施工组织设计，对本分部所有隧道进行评估。矿山法施工的隧道侧重于安全，对塌方、瓦斯、突水（泥、石）、岩爆、大变形等典型风险进行评估。在评估时，施工单位较多地结合了以往的施工经验。矿山法施工隧道典型风险因素识别参照下表： 12 矿山法施工风险因素核对表 风险事件 风险因素 施工准备情况 施工地质勘察 见表1 见表2 开挖方式 循环进尺 爆破器材检查和落实 预留变形量 地下水处理 开挖情况 爆破方法 隧道超挖情况 进洞 落底 挑顶 断面变化处或工法转化处 支护刚度 超前支护 地层与加固与改良 支护及 衬砌情况 支护时机 支护方法 支护质量 闭合成环周期 掌子面稳定情况 量测器材及布臵 监控量测 量测频率 规范要求监测项目 监控量测制度 信息反馈及处理 塌方 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 大变形 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 其他 13 施工管理 隧道特征 见表3 见表4 ★ ★ ★ ★ 2 洞口段隧道施工典型风险因素识别洞口段隧道施工典型风险因素识别参照下表： 洞口段隧道施工风险因素核对表 风险事件 风险因素 见施工准备情况风险因素核施工准备情况 对表 见施工地质勘察风险因素核施工地质勘察 对表 开挖速度 地下水处理 开挖情况 爆破方法 爆破器材检查和落实 弃碴堆放 排水措施 施工期防排水 降水措施 支护情况 支护形式 监控量测 量测器材及布臵 ★ ★ ★ ★ 支护强度 山体开 裂变形 ★ 坍塌 其他 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 14 量测频率 规范要求监测项目 监控量测制度 信息反馈及处理 施工管理 见施工管理风险因素核对表 开挖跨度 隧道特征 开挖深度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 3 施工准备情况、施工地质勘察、施工管理、隧道特征风险因素、矿山法施工及洞口段施工风险因素核对表中的施工准备情况、施工地质勘察、施工管理、隧道特征风险因素见下表： 施工准备情况风险因素核对表 表1 气象调查 与施工有关法令调查 施工准备情况 设计文件的核对情况 实施性施工组织设计 其他 施工地质勘察风险因素核对表 表2 资料收集情况 施工地质勘察 常规地质法情况（地质素描） 超前地质预报情况 其他 15 施工管理风险因素核对表 表3 培训情况 检测情况 应急预案情况 人员管理情况 施工管理 施工队伍状况 机械装备程度 施工质量 施工经验辅助工法的掌握与应用 监理情况 其他 隧道特征风险因素核对表 表4 埋深 断面大小 隧道特征 长度 坡度 辅助坑道 其他 16 4 二分部隧道安全风险因素 (1)隧道安全风险因素核对 风险事件 风险因素 气象调查 施工准与施工有关法令调查 备情况 设计文件的核对情况 实施性施工组织设计 资料收集情况 常规地质法情况(地质素描) 尖山隧道 大变形 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 第三方损失 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 放马田隧道 第三方损失 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 塌方 涌水 塌方 大变形 涌水 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 超前地质预报情况 施工地地基承载力不足 质勘察 侵入岩与沉积岩接触带 断层、断层破碎带 节理化岩体 膨胀性岩土 开挖方式 循环进尺 爆破器材检查 预留变形量 地下水处理 开挖情况 爆破方法 隧道超挖情况 进洞 落底 挑顶 断面变化处或工法转化处 17 支护刚度 超前支护 支护及地层与加固与改良 衬砌情支护时机 况 支护方法 支护质量 闭合成环周期 掌子面稳定情况 量测器材及布臵 监控量量测频率 测 规范要求监测项目 监控量测制度 信息反馈及处理 培训情况 检测情况 应急预案情况 人员管理情况 施工管理 施工队伍状况 机械装备程度 施工质量 施工经验辅助工法的掌握与应用 埋深 隧道特征 断面大小 坡度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 18 风险事件 风险因素 气象调查 施工准与施工有关法令调查 备情况 设计文件的核对情况 实施性施工组织设计 资料收集情况 常规地质法情况(地质素描) 高寨隧道 大变形 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 第三方损失 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 新屯隧道 第三方损失 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 塌方 涌水 塌方 大变形 涌水 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 超前地质预报情况 施工地地基承载力不足 质勘察 侵入岩与沉积岩接触带 断层、断层破碎带 节理化岩体 膨胀性岩土 开挖方式 循环进尺 爆破器材检查 预留变形量 地下水处理 开挖情况 爆破方法 隧道超挖情况 进洞 落底 挑顶 断面变化处或工法转化处 支护及支护刚度 衬砌情超前支护 况 地层与加固与改良 19 支护时机 支护方法 支护质量 闭合成环周期 掌子面稳定情况 量测器材及布臵 监控量量测频率 测 规范要求监测项目 监控量测制度 信息反馈及处理 培训情况 检测情况 应急预案情况 人员管理情况 施工管理 施工队伍状况 机械装备程度 施工质量 施工经验辅助工法的掌握与应用 埋深 隧道特征 断面大小 坡度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 5 二分部隧道安全风险等级划分 见各隧道安全风险等级表。 20 尖山隧道安全风险等级表 塌方 序号 1 2 3 4 风险因素 风险事件 概率等级 塌方 大变形 涌水 第三方损失 4 后果等级 2 风险等级 高度 概率等级 3 大变形 后果等级 2 风险等级 中度 概率等级 1 涌水倒灌 后果等级 1 风险等级 低度 概率等级 2 第三方损失 后果等级 2 风险等级 中度 放马田隧道安全风险等级表 塌方 序号 1 2 3 4 风险因素 风险事件 概率等级 塌方 大变形 涌水 第三方损失 4 后果等级 2 风险等级 高度 概率等级 3 大变形 后果等级 2 风险等级 中度 概率等级 1 涌水倒灌 后果等级 1 风险等级 低度 概率等级 3 第三方损失 后果等级 2 风险等级 中度 21 高寨隧道安全风险等级表 塌方 序号 1 2 3 4 风险因素 风险事件 概率等级 塌方 大变形 涌水 第三方损失 4 后果等级 2 风险等级 高度 概率等级 3 大变形 后果等级 2 风险等级 中度 概率等级 1 涌水倒灌 后果等级 1 风险等级 低度 概率等级 2 第三方损失 后果等级 2 风险等级 中度 新屯隧道安全风险等级表 塌方 序号 1 2 3 4 风险因素 风险事件 概率等级 塌方 大变形 涌水 第三方损失 4 后果等级 2 风险等级 高度 概率等级 3 大变形 后果等级 2 风险等级 中度 概率等级 1 涌水倒灌 后果等级 1 风险等级 低度 概率等级 3 第三方损失 后果等级 2 风险等级 中度 22 四、 隧道安全风险技术对策 （一）隧道塌方风险事件的技术对策 1 塌方风险等级归类 根据“二分部隧道安全风险等级划分”的成果知： 风险被评定为“极高”等级的隧道有：无； 被评定为“高度”风险等级的隧道有：尖山隧道、放马田隧道、高寨隧道、新屯隧道； 被评定为“中度”风险等级的隧道有：无； 无“低度”风险等级的隧道。 2 风险处理对策 (1)根据铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施之规定，中度风险是可接受的，相应的处理措施为“不需采取风险处理措施，但需予以监测”；高度风险是不期望的，“此类风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险成本不高于风险发生后的损失”；极高风险“必须高度重视并规避，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度”。为此，分部确定如下风险技术对策： 极高风险隧道（段落）：在加强施工监测的同时，加强超前地质预报工作，做好设计复核，尤其是现场地质核对和完整的地质分析工作。超前地质预报的主要方法确定为：地质分析法超前预测、超前水平钻孔探测、TSP203检测和必要的地质雷达检测。制订专项安全技术措施和应急预案，并加强现场演练。 23 加强工工艺管理与工序衔接控制，确保工程质量和工序紧跟； 积极与沪昆公司以及监理单位、设计单位或咨询单位沟通，变更设计方案，规避风险；加强监控量测，必要时，与专业设计人员密切配合，采用力学反演技术及时修参。编制隧道监控量测方案，认真实施监控量测，通过记录、分析，反馈，判识围岩稳定状态；必要时与设计单位配合，利用实测数据，借助大型土木软件，通过建模、网化、加载、求解与分析等计算步骤，预测围岩变形或进行力学反分析，及时修改设计参数，确保施工安全。 依据《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）第4.5.10款的规定，在监控量测与数据处理、分析的基础上，确定二次衬砌施做时间，确保及时施做二衬。 (2)加强施工监管，确保措施到位；加强工序管理，确保工序紧跟，尤其是开挖与初支、初支与衬砌以及仰拱超前施做与拱墙二次衬砌工序间的合理步距控制。 3洞口及明洞工程段防护技术措施 隧道洞口段工程包括洞口土石方开挖、边仰坡防护及洞口段衬砌、洞门施工等。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑到施工开挖边坡的稳定性，本着“早进晚出”、“减少开挖”的原则，洞口采用明挖法或拱部明挖边墙暗挖法施工。及时进行边仰坡防护施作并加强对山坡稳定情况的监测、检查，确保施工安全。具体施工工艺分述如下： （1）洞口排水 24 首先施工隧道洞顶截水沟，截水沟距坡顶开挖线不小于5m，其坡度根据地形设臵，但不应小于3‰，以免淤积。 （2）洞口边仰坡开挖与防护 根据设计图纸和施工现场布臵，在洞口范围内测量放样边坡控制桩，按照设计坡比分层开挖，分层开挖高度2.0m，采用随开挖随防护。开挖洞口时以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则，按设计坡度一次性整修到位，围岩破碎的部位用网喷锚杆加固。洞口场地用装载机辅以推土机整平压实；遇坚硬石质地层人工钻眼小炮爆破。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合理布臵供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。 4 软弱围岩及浅埋段预防坍塌、冒顶的其它技术措施 (1)施工中遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、早衬砌”的施工原则；调整开挖方法，优化爆破设计，强调光面爆破或预留光爆层爆破，严格控制单响药量，减小爆破震动，爆破排烟后，视围岩稳定情况，决定喷砼封闭与出碴的先后顺序，原则上先初喷封闭，再行出碴，尔后复喷直到达到设计厚度。对IV、Ⅴ级围岩浅埋段，在掘进施工中很有可能出现塌方，为保证施工安全和质量，首先按设计图纸要求施工，做到短进尺，弱爆破，勤支护。及时施作小导管超前支护，如果小导管注浆压力和注浆量与设计要求相差太多，应停止施工，超前探孔，如实掌握隧道围岩情况，根据超前探孔地质资料，上报设计院，变更施工方案。每循环进尺控制在60至100cm之内。开挖后，对掌子面及拱顶初喷封闭，并及时施作钢 25 架，锚喷支护。钢架间距严格按设计要求施做，必要时缩小钢架间距，钢架连接板处设臵锁脚钢管。系统锚杆交错布臵于钢架两侧并与钢架焊接牢固，钢筋网片紧贴初喷面，纵环向搭接至少一个网格长度，加强支护，确保施工安全。仰拱紧跟掌子面，距离保持在40m以内，使初期支护尽早封闭成环。 (2)加强监测，留足沉降量，保证施工安全和二次衬砌的设计厚度。 (3)加强超前地质预报，并结合监控量测分析，及时调整设计参数。 (4)有仰拱地段，须考虑超前施作开挖掌子面与仰拱，严格控制仰拱、回填及二次衬砌各工序间的步距，严格按规范作业，尽早完成二次衬砌浇筑。 (5)施工作业期间，值班技术24小时值守，随时记录工作掌子面的情况，遇到问题，及时汇报，防止错过最佳处理时间。 (6)进洞前，应对洞口段以及浅埋段的纵横断面进行测量，并绘制纵横断面图，确认浅埋情况，做到随时掌握洞顶覆岩土层的厚度，并据此调整支护参数和作业工序部署。 (7)做好进出洞人员登记，严格进洞资格控制管理，减少不必要的损害发生。 (8)做好应急预案，配备必备的抢险物资。 （二）隧道大变形施工对策及安全技术措施 1 大变形风险等级归类 26 根据“二分部隧道安全风险等级划分”的成果知： 无“极高”等级大变形风险隧道 被评定为“高度”风险等级的隧道有：尖山隧道、放马田隧道、高寨隧道、新屯隧道； 被评定为“中度”风险等级的隧道有：无； 无“低度”风险等级的隧道。 2隧道大变形技术对策 （1）隧道开挖后出现大变形的病害特点 隧道开挖后容易出现大变形的病害特点： A隧道支护变形量较大，沿隧道右侧拱部范围内出现纵向开裂； B施工面不封闭时，几小时后围岩会沿微节理面及层理面产生松弛破裂，在拱顶、洞壁及掌子面会出现响声，且有围岩剥落掉块，开挖轮廓逐渐呈不规则状等现象，之后暴露面呈显出破碎/较破碎状态； C围岩应力释放缓慢，时间长，且具有突然大量释放的特点。使得锚喷支护变形开始不明显，继而突然开裂，变形发展较快； D隧道进口段与出口段的出现偏压不对称性、非均匀性，隧道开挖后出现变形。 （2）控制变形的主要技术措施 控制原则 采用“加固围岩、改善变形、先柔后刚、先放后抗、变形留够、底部加强”的主动式控制原则。一是从提高围岩力学性能着手，主 27 动加固围岩，使之承受一部分荷载；二是加长加密锚杆，使支护的荷载传入基岩深部；三是初期支护允许柔性变形消耗围岩中储存的能量；四是预留足够的变形量防止初支侵入二衬；五是遇大变形时要增加钢筋对二衬进行加强；六是加强隧道底部结构。 技术对策 A在掘进施工中很有可能出现变形，为保证施工安全和质量，首先按设计图纸要求施工，做到短进尺，弱爆破，勤支护。及时施作小导管超前支护，如实掌握隧道围岩情况，根据超前探孔地质资料，上报设计院，变更施工方案。每循环进尺控制在60至100cm之内。开挖后，对掌子面及拱顶初喷封闭，并及时施作钢架，锚喷支护。钢架间距严格按设计要求施做，必要时缩小钢架间距，钢架连接板处设臵锁脚钢管。系统锚杆交错布臵于钢架两侧并与钢架焊接牢固，钢筋网片紧贴初喷面，纵环向搭接至少一个网格长度，加强支护，确保施工安全。仰拱紧跟掌子面，距离保持在40m以内，使初期支护尽早封闭成环。 B隧道开挖后，现场技术员要立即对工程地质状况的观察，内容包括：工作面附近围岩岩性，断层破碎带，变质带及岩石种类的观察；节理发育程度，接触面充填物的性质，开挖面稳定状态的观察；开挖面有无松散坍塌剥落现象，有无地下水等观察。以上观察内容均需做好记录。 初期支护完成后，对初期支护的状况进行观察，内容包括支护锚杆是否被拉曲，喷层是否产生裂缝，剥离和剪切破坏，钢支撑有 28 无被压曲现象等。洞外观察包括对洞口地表情况，地表沉陷，边坡及仰坡的稳定以及地表水渗透等的观察。 C加强监测，留足沉降量，保证施工安全和二衬的设计厚度。 D加强超前地质预报，并结合监控量测分析，及时调整设计参数。 E有仰拱地段，须考虑超前施作开挖掌子面与仰拱，严格控制仰拱、回填及二次衬砌各工序间的步距，严格按规范作业，尽早完成二次衬砌浇筑。 F施工作业期间，值班技术24小时值守，随时记录工作掌子面的情况，遇到问题，及时汇报，防止错过最佳处理时间。 G进洞前，应对洞口段以及浅埋段的纵横断面进行测量，并绘制纵横断面图，确认浅埋情况，做到随时掌握洞顶覆岩土层的厚度，并据此调整支护参数和作业工序部署。 H做好进出洞人员登记，严格进洞资格控制管理，减少不必要的损害发生。 I做好应急预案，配备必备的抢险物资。 3 隧道特殊和不良地质段施工的技术措施 （1）断层破碎带及其影响带 断层破碎带及其影响带施工主要应减少对围岩的扰动。施工中采用手段：超前支护，分部开挖，随挖随护，密闭支撑，勤快量测。 （1）采取的措施 按超前地质探测和预报方法，提前预测松散、破碎带及其影响 29 带情况，对断层做出预测。 选择合理施工方法与工艺进行断层破碎带及其影响带施工。断层破碎带及其影响带施工时按照“超前支护、分步开挖、随挖随护、密闭支撑、勤快量测”的原则。 （2）施工要求 通过断层破碎带及其影响带时，及早施作初期支护并封闭成环，减少岩层的暴露、松动，各施工工序的距离尽量缩短。 必须采用爆破法掘进时，严格掌握炮眼数量、深度及装药量，以减少爆破震动对围岩的影响。 采用分部开挖时，其下部开挖分左右两侧相距交替作业。 断层破碎地带及其影响带的支护宁强勿弱，并经常检查，加强围岩监控量测。 (3)安全措施 在隧道大变形岩层中施工，要特别注意排水工作，避免水漫流；拱脚及墙脚应采取措施，不积水，凡水流通过的土、石暴露地段应设臵管道、木槽或浆砌片石水沟。 砼全部灌抵岩壁，对拱顶部位应特别注意捣固密实。 要加强通风，以降低洞内湿度和温度。 在长锚杆施工中，每台钻机必须间隔一定的距离，防止施工向岩体内大量注水，引起边墙及拱脚塌方。 施工现场安全员须跟踪作业，并配备相应的预警机制，随时跟洞外取得联系。 30 （三）第三方损失处理技术对策 1 第三方损失风险等级归类 根据“二分部隧道安全风险等级划分”的成果知： 本分部没有第三方损失高度风险隧道。 2 第三方损失风险技术对策 本分部隧道施工无第三方损失风险。 （四）岩爆施工对策与安全技术措施 根据设计文件知，本分部隧道项目发生岩爆的较大，但考虑到岩爆发生的机理目前尚未完全清楚，加之，工程实践证明，岩爆也有发生的可能，为预防万一，特补充岩爆技术对策如下： 1 防岩爆的方法 目前预防岩爆的方法是应力解除法、岩体深部注水软化法和岩面喷水软化吸收应力法、锚-网-喷砼联合封闭支护。简要介绍如下： (1)应力解除。主要方法有：在强烈岩爆区，钻凿应力释放孔、减轻岩爆烈度；必要时采取周边超前深孔爆破，形成爆破松动圈（厚度2~3m），从而减少洞周切向应力，释放弹性能，达到应力解除的目的，松动圈自身同时担当保护层的作用；或者在掌子面范围内，施作长钻孔，采取过量装药爆破技术，实施爆破强震，以期提前释放应力，减小或解除地应力，减轻岩爆。 (2)岩面喷水或岩体深部注水软化，吸收弹性能。爆破后通风排烟，立即向工作面及附近洞壁岩体岩面喷洒高压水，以降低岩体 31 强度，减弱岩体的脆性，增强塑性，降低岩爆的剧烈程度；也可以利用炮孔和锚杆孔向岩体深处高压注水，以取得更佳效果。 (3)掌子面施作斜锚杆，既起到超前支护作用，又起到径向锚杆的作用，同时，亦可由此提前释放围岩应力；开挖后立即施作锚网喷联合支护，必要时，采用双层网片或环向加强钢筋网片。 (4)处理岩爆的技术方案、措施： A、防护方案及措施 轻微岩爆：喷钢纤维混凝土； 中等岩爆：及时施作锚杆加固岩体，改变洞壁岩体的应力状态，改变岩爆的触发条件； 中等和强烈岩爆：深孔爆破应力解除法，采用锚网喷联合支护，也可用钢喷砼代替挂网喷护。 B、改进光面爆破，调整钻爆工艺，改深孔爆破为浅孔爆破，减少一次装药量，拉大段别，延长爆破时间，减轻爆破对围岩的影响，减小爆破应力场的叠加，降低岩爆频率和强度。 2 人员、设备安全防护 预计有弹射可能岩爆发生时，施工人员须配发钢盔（含面部护罩）、防弹背心等，掌子面加挂钢丝网。增设临时防护设施，为主要设备安装防护网和防护棚架；岩爆剧烈时，应采取躲避措施，直到岩爆平静；严格巡回撬顶，及时清除爆裂的危石，确保施工人员安全。 3 技术工作其它要求 32 (1)岩爆危害性较大，技术人员及现场各级管理人员和作业人员须认真对待岩爆现象，对岩爆的危害性有一个初步认识。收集各种岩爆迹象，为正确、及时判定与处臵岩爆提供详实的一手资料。 (2)利用公式法，结合超前预报获得的一手资料，预测岩爆发生的可能性，以便在施工中做好防范。目前，岩爆判别方法（公式）较多，如Russenes岩爆判别法、Turchaninov岩爆判别法、Hoek岩爆判别法等。本项目考虑采用国内侯发亮教授提出的判断公式，针对在深埋隧道的地应力是以自重应力为主，在不考虑构造应力的情况下的判断岩爆临界埋深判据为： Hcr＝0.318(1-μ)δc/[(3-4μ)γ] Hcr：岩爆临界埋深； μ：岩石的泊松比； γ：岩体容重； δc：岩石单轴抗压强度。 (3)一旦判断有可能出现岩爆，则必须逐级上报，并提报岩爆条件下的施工技术方案与安全技术措施，并交底至作业层每一个作业人员，取消其恐惧心理，并使其对岩爆有一个常识性的认识。 33 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容