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溢源亭隧道安全风险评估报告 中铁十五局集团第五工程有限公司 南平京台高速公路 a2 项目经理部 二 0 一二年八月 京台线建瓯至闽侯高速公路（南平段） a2 合同段溢源亭隧道 施工安全风险评估报告施工安全风险评估报告 编制单位：中铁十五局集团第五工程有限公司编制单位：中铁十五局集团第五工程有限公司 评估小组负责人：评估小组负责人： 日期：日期： 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 1 - 京台线建瓯至闽侯高速公路（南平段） a2 合同段溢源亭隧道 施工安全风险评估报告施工安全风险评估报告 评估小组负责人：评估小组负责人： 职称：职称： 评估小组成员：评估小组成员： 职称：职称： 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 2 - 一、编制依据一、编制依据 - 3 - 二、隧道概况二、隧道概况 - 3 - 2.1.线路概况.- 3 - 2.2.地形地貌、工程地质、水文地质.- 4 - 2.2.1.地形地貌.- 4 - 2.2.2.工程地质.- 4 - 2.2.3.水文地质.- 7 - 三、评估过程和评估方法三、评估过程和评估方法 - 7 - 3.1.风险评估程序.- 7 - 3.2.风险评估的方法.- 8 - 3.3.风险接受准则.- 8 - 四、评估内容四、评估内容 - 8 - 4.1.风险评估对象及目标.- 8 - 4.2.风险评估的内容.- 9 - 4.2.1.隧道地质评估- 10 - 4.2.2.开挖断面评估- 14 - 4.2.3.隧道长度评估- 15 - 4.2.4.洞口形式评估- 15 - 4.2.5.洞口特征评估- 18 - 4.2.6.总体评估分值- 21 - 五五. .对策措施及建议对策措施及建议 - 22 - 5.1.隧道坍塌风险的技术对策.- 22 - 5.2.隧道突水涌泥风险的技术对策- 23 - 5.3.隧道洞口失稳风险的技术对策.- 25 - 六六. .风险管理及应急预案风险管理及应急预案 - 25 - 6.1.风险管理体系.- 25 - 6.2.突发事件、紧急情况及风险分析.- 26 - 6.3.超前地质预报系统.- 26 - 6.4.监控量测系统.- 26 - 6.5.应急响应.- 26 - 6.6.应急物资与装备保障.- 26 - 6.7.现场恢复.- 27 - 6.8.培训与演练.- 27 - 七七. .评估结论评估结论 - 27 - 溢源亭隧道风险评估报告溢源亭隧道风险评估报告 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 3 - 一、编制依据 1.1.公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南 ； 1.2.公路工程地质勘察规范 ； 1.3.公路工程施工安全技术规程 ； 1.4.公路桥隧施工技术规范 ； 1.5.京台线建瓯至闽侯高速公路（南平段）a2 合同段施工图； 1.6.京台线建瓯至闽侯高速公路（南平段）a2 合同段施工组织设 计 。 二、隧道概况 2.1.线路概况 溢源亭隧道为左、右分离式隧道。设计隧道左线进口桩号 z2k10+910，出口桩 号 z2k11+940，隧道长 1030 米。右线进口桩号 k10+890，出口桩号 k11+870，隧道 长 980 米。属于长隧道。 隧道左右洞进出口处在半径 1620 米的平曲线及缓和曲线上。右洞进口出口均处 在半径为 1540 的平曲线上。左洞纵坡为-1.15%、-3.55%，右洞纵坡为-1.2%，3.9%。 初期支护以喷、锚、网、格栅钢架等组成联合支护体系，二次衬砌采用模注防水砼 结构，初期支护与二次衬砌结构之间设防排水夹层。我单位施工的溢源亭隧道设置 1 个车行横通道，2 个人行横通道，1 个配电横洞，应急停车带 2 个。 围岩类别有、级围岩，各级围岩长度汇总详见表 1，各级 围岩分布段落、围岩长度、施工方法及支护方式详见表 2、表 3。 表 1 溢源亭隧道各级围岩长度表 围岩级别 隧道名称 长度 （m） 溢源亭隧道左洞 1030260430340 隧道名称 长度 （m） 围岩级别 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 4 - 溢源亭隧道右洞 980200430350 2.2.地形地貌、工程地质、水文地质 2.2.1.地形地貌 溢源亭隧道位于福建省西北部位，属剥蚀低山地貌单元，微地貌形态为 带状陡峻山岭与山间沟谷相间分布，山岭呈近东西向展布。山恋起伏， 地势陡峭，支沟发育，多呈“v”字形，山坡坡度 25-45，植被茂盛， 高程 225.57m-370.22m，相对高差约 144.65m，隧道最大埋深约 135.43m。 2.2.2.工程地质 地层岩性 隧址区地层岩性较为简单，山坡部位分部第四系坡残积（qel+dl） 含粉质粘土、粘性土，隧道区无基岩出露，据钻探资料，本区基岩主要 为前震旦系迪口组片麻岩。其特征如下： 1、第四系残破积层：主要有可塑性的粉质粘土，硬塑的粉质粘土 组成，分布在缓坡地带，一般种植有农作物，钻孔揭示厚度 1.80- 4.20m。 2、前震旦系组：岩性为片麻岩，青灰色、灰白色、灰黄色，变晶 结构，片状构造。矿物主要成分为石英、长石、云母等，新鲜岩层较坚 硬，岩体上部节理裂隙较发育，岩体表层风化强烈，风化物为粘性土， 局部为碎石土，为隧址区主要岩性。 全风化片麻岩，灰黄色。 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 5 - 主要矿物为云片母，部分矿物已高岭土化，岩心成砂土状，但岩石结构、 构造可变。结构松散，易塌，全风化带厚度约 5.3017.00m。 强风化片麻岩：灰黄色变晶结构、片状结构。岩石极破碎，岩芯 以块状为主，块径为 3-8cm，极少部分风化成砂土状。强风化带厚度约 为 0.50-27.40m。 中风化片麻岩;青灰色夹灰黑色条带，变晶结构，片状结构。岩石节 理裂隙不发育，倾角 15-35 度，60-89 度，岩芯呈块状柱状，块径为 4- 9cm，柱长 5-30cm，锤击声脆 rqd=2754%，中风化带厚度约 4.70- 20.95m。 微风化片麻岩：青灰色灰白色，变晶结构，片状构造。岩石片理倾 角为 25-40 度，岩石新鲜，岩石节理裂隙不发育，岩芯以柱状为主，柱 长 10-40cm。最长可达 60cm，锤击声脆。rqd=4572%，微风化层未揭 穿，最大揭示厚度为 50.15m 该区的岩体分布及特征详见工程地质平面图、纵断面图、转孔柱状 图。 地质构造 拟设隧道区未发现深大断裂结构和全新断裂通过。 本区地层产状为 32536，区内片麻岩节理裂隙较为发育，主 要有 3 组，节理产状：578，4-5 条/m；15825，2-3 条 /m；32536，4-5 条/m。节理呈张闭合状，地形陡峭处，由于荷载 作用，节理呈张开状。 溢源亭隧道具体工程地质详见表 2、表 3 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 6 - 表 2 溢源亭隧道左洞地质表 序 号 段落地质情况备注 1 zk10+910- zk11+060 隧道进口段围岩主要为残破积粉质粘土及强风化片麻岩，呈散体 状结构。地下水较贫乏，开挖中地下水多呈面状渗透。受 f7 断层 影响，局部岩石破碎，呈碎石状。围岩无自稳能力，初期支护不 及时易产生中-大坍塌，从而引起地表下沉。 2 zk11+060- zk11+140 围岩为中风化片麻岩，岩体较破碎，呈碎石状镶嵌结构， rc=38mpa，kv=0.56，k1=0.30，k2=0.30，bq=284，围岩自稳 能力较差，初期支护不及时易产生小坍塌，侧壁易掉块，开挖过 程地下水呈点滴状。 3 zk11+140- zk11+480 围岩为微风化片麻岩，岩体较完整，呈镶嵌块状结构， rc=41.3mpa，kv=0.72，k1=0.20，k2=0.20，bq=353.9，开挖中 地下水多呈淋雨状，自稳能力较差，侧壁稳定性较稳定，初期支 护不及时易产生中坍塌。 4 zk11+480- zk11+600 围岩主要为断层及其影响带，受断层影响，岩体破碎，呈散体及 碎裂状结构，地下水较丰富，为构造裂隙性水，预测正常涌水量 为 312.3m3/d，最大涌水量为 887.9m3/d，地下水呈淋雨状，雨季 可能出现涌突水，无自稳能力，初期支护不及时易出现大坍塌， 施工时应做好地质超前预报工作。 5 zk11+600- zk11+830 围岩为中风化片麻岩，岩体较破碎，呈碎块状镶嵌结构， rc=35.6mpa，kv=0.64，k1=0.20，k2=0.20，bq=316.8。围岩自 稳能力较差，初期支护不及时易产生小坍塌，侧壁易掉块，开挖 过程地下水呈淋雨状。 6 zk11+830- zk11+940 隧道出口段围岩为残坡积粉质粘土和全风化及强风化片麻岩，呈 散体状结构。全风化及沙土状强风化岩易崩解，围岩无自稳能力， 初期支护不及时易产生中-大坍塌，从而引起地表下沉。地下水较 贫乏，开挖中地下水多呈面状渗透。 表 3 溢源亭隧道右洞地质表 序 号 段落地质情况备注 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 7 - 1 k10+890- k11+050 隧道进口段围岩主要为残破积粉质粘土及强风化片麻岩，呈散体 状结构。地下水较贫乏，开挖中地下水多呈面状渗透。受 f7 断层 影响，局部岩石破碎，呈碎石状。围岩无自稳能力，初期支护不 及时易产生中-大坍塌，从而引起地表下沉。 2 k11+050- k11+120 围岩为中风化片麻岩，岩体较破碎，呈碎石状镶嵌结构， rc=38mpa，kv=0.56，k1=0.30，k2=0.30，bq=284，围岩自稳 能力较差，初期支护不及时易产生小坍塌，侧壁易掉块，开挖过 程地下水呈点滴状。 f06 断层 3 k11+120- k11+470 围岩为微风化片麻岩，岩体较完整，呈镶嵌块状结构， rc=41.3mpa，kv=0.72，k1=0.20，k2=0.20，bq=353.9，开挖中 地下水多呈淋雨状，自稳能力较差，侧壁稳定性较稳定，初期支 护不及时易产生中坍塌。 4 k11+470- k11+600 围岩主要为断层及其影响带，受断层影响，岩体破碎，呈散体及 碎裂状结构，地下水较丰富，为构造裂隙性水，预测正常涌水量 为 312.3m3/d，最大涌水量为 887.9m3/d，地下水呈淋雨状，雨季 可能出现涌突水，无自稳能力，初期支护不及时易出现大坍塌， 施工时应做好地质超前预报工作。 5 k11+600- k11+810 围岩为中风化片麻岩，岩体较破碎，呈碎块状镶嵌结构， rc=35.6mpa，kv=0.64，k1=0.20，k2=0.20，bq=316.8。围岩自 稳能力较差，初期支护不及时易产生小坍塌，侧壁易掉块，开挖 过程地下水呈淋雨状。 6 k11+810- k11+870 隧道出口段围岩为残坡积粉质粘土和全风化及强风化片麻岩，呈 散体状结构。全风化及沙土状强风化岩易崩解，围岩无自稳能力， 初期支护不及时易产生中-大坍塌，从而引起地表下沉。地下水较 贫乏，开挖中地下水多呈面状渗透。 2.2.3.水文地质 隧址区地处一近南北向山岭部位，地表水主要为短小沟谷。水位流 量及水位季节性变化大。地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两种 类型。地表水、地下水对混凝土均无腐蚀性。隧道最大涌水量为 535.0m3/d。 三、评估过程和评估方法 3.1.风险评估程序 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 8 - 根据公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行） 、 公 路项目安全性评价指南等相关要求，结合公路工程建设实际情况，溢 源亭隧道评估程序为： 1.收集整理并分析工程相关资料，包括工程背景、施工图设计文件、 实施性施工组织设计、安全施工专项方案； 2.对施工阶段进行总体风险评估，根据总体风险等级是否进行专项 风险评估。对于级（高度风险）以上等级的工程，应开展专项风险评 估；其它风险等级的工程，视情况确定是否开展专项风险评估； 3. 根据风险等级评价结果制定相应的管理方案和对策措施并确定监 控责任； 4.评估结论。 3.2.风险评估的方法 以溢源亭隧道施工设计图及相关资料为主线，采用指标体系法及主 成分分析法相结合对隧道进行施工安全风险评估。 3.3.风险接受准则 隧道风险接受准则与采取的处理措施如表 4 示。 表 4 险接受准则 风险等级接受准则处理措施 低度 （） 可忽略不需采取风险处理措施和监测。 中度 （） 可接受一般不需采取风险处理措施，但需予以监测。 高度 （）不期望 必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险的成 本不高于风险发生后的损失。 极高 （）不可接受 必须高度重视，采取切实可行的规避措施并加强监测，否则要不惜 代价将风险至少降低到不期望的程度。 四、评估内容四、评估内容 4.1.风险评估对象及目标 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 9 - 评估对象：南平京台高速公路 a2 合同段溢源亭隧道施工安全风险。 评估目标：根据初始阶段风险评估结果，对施工阶段、资源配置及 施工方案进行再评估、提出相应的隧道施工安全措施，着重于施工管理、 措施评价和落实，通过风险评估与管理，建立完善的风险评估与管理体 系,切实有效的控制各类风险，将各种风险降低到可接受的水平。 4.2.风险评估的内容 公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行） 中隧道工 程总体风险评估指标体系见表 5 表 5 隧道工程总体风险评估指标体系表 序号评估指标分类分值说明 、级围岩长度占全隧长度 70%以上 3-4 、级围岩长度占全隧长度 40%以上、70%以下 2 、级围岩长度占全隧长度 20%以上、40%以下 1 围 岩 情 况、级围岩长度占全隧长度 20%以下 0 隧道洞身穿越瓦斯地层 2-3 隧道洞身附近可能存在瓦斯地层 1 瓦 斯 含 量 隧道施工区域不会出现瓦斯 0 隧道全程可能存在发生涌水突泥的地质 2-3 有部分可能发生涌水突泥的地质 1 1 地质(g) 富 水 情 况无涌水突泥可能的地质0 根据 设计 文件 及施 工实 际情 况确 定 特大断面（单洞四车道隧道） 4 大断面（单洞三车道隧道） 3 中断面（单洞双车道隧道） 2 2 开挖断面 (a) 小断面（单洞单车道隧道） 1 特长（3000m 以上） 4 长（大于 1000m、小于 3000m） 3 中（大于 500m、小于 1000m） 2 3 隧道全长 (l) 端（小于 500m） 1 竖井 3 斜井 24 洞口形式 (s) 水平洞 1 隧道洞口施工困难 2 5 洞口特征 (c) 隧道洞口施工较容易 1 地形 特点 考虑 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 10 - 根据以上指南要求，结合对溢源亭隧道地质条件、建设规模地形条 件等设计有关资料详细分析后，以隧道地质、开挖断面、隧道长度、洞 口形式、洞口特征等指标为主要分析对象，再将这些指标分成若干主成 分，如地质含及级围岩长度占全隧长度、出现瓦斯情况及发生突水 涌泥的地质等主成分，然后综合考虑各因素的影响程度，确定隧道总体 风险等级。 4.2.1.隧道地质评估 1.围岩情况 根据表 1(溢源亭隧道各级围岩长度表)可知，该隧道围岩等级为 、级，无级围岩，则、级围岩长度占全隧长度计算如下： 隧道左洞：2601030100%=25.24%40%； 隧道右洞：200980100%=20.41%40%； 根据表 5 知，则围岩情况评分：a=1。 2.瓦斯含量 通过施工设计图上的地质勘探情况,及查阅当地已建隧道存档资料， 结合附近在建隧道的瓦斯含量情况调查可知，均未存在瓦斯现象，则溢 源亭隧道施工区域不会出现瓦斯。 根据表 7 可知，则瓦斯含量评分：b=0。 3.富水情况(突水涌泥) 1）突水涌泥概述 隧道突水涌泥是隧道施工过程中常见的一种地质灾害。突水涌泥指 在地下工程开挖过程中，由于 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 11 - 揭露岩溶通道的组成部分、构造富水带或渗流击穿隧道洞壁而产生的水 流泥流突然涌出的现象。水流量大于 0.1m3/s，并有一定压力和流速， 称为突水；当突出的地下水中含有的泥沙等物资超过 50%时，称为涌泥。 突水涌泥灾害的实质是围岩的含水层结构、水动力条件和围岩力学平衡 状态因隧道开挖而发生急剧变化，存贮在地下水体中能量瞬间释放，并 以流体形式高速地向隧道内运移的一种动力破坏现象。 隧道突水涌泥严重危及隧道施工的安全，影响施工的进度，若在隧 道施工过程中不能很好的处理突水涌泥灾害。常常会使隧道建成后营运 环境恶劣，地表环境恶化，给人们的生产、生活造成重大的损失。 导致隧道突水涌泥的因素很多: 技术因素:工程地质勘察、设计、施工过程中因技术考虑不足而 导致突水涌泥。 自然因素:地震、暴雨、隧道的埋深、长度、复杂的工程地质、 水文地质条件等； 其中自然因素大致可归纳为如下几点: 地质构造 隧道及地下工程突水涌泥发生的位置常受到地质构造的控制。在断 层带、断层交汇处、节理密集处、岩层接触带以及背刹 1 轴部等位置， 由于岩石破碎、松散，降低了岩层的力学强度，不仅为地下水的储存和 运移提供了空间和导水通道，而且成为地下水突发性涌入的薄弱部位。 当地下工程开挖施工时，在断裂带造成的破坏深度约为正常完整岩层中 破坏深度的 2 倍，这样很容易形成地下涌水。由于上述原因，在断裂带 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 12 - 中，承压含水层的地下水由于水头压力的驱动，沿这些薄弱部位或断裂 带上升到上覆隔水保护层中，并达到一定高度，这一高度称为潜越高度， 一般可达 8-lom。如果隧道或地下工程的位置，或者由于施工造成隔水 有效保护层厚度小于潜越高度时，则易发生涌水。同时，断裂带还提供 大量固体物质，如断层泥、砂、砾等，被地下水带入隧道或地下工程， 形成了突水涌泥现象。事实上，很多隧道大规模的涌(突)水均与断层破 碎带有关。这种涌水虽也有一般涌水的特征，但其涌水量更大、水压高、 突发性强，且通常有突泥相伴，灾害性更为严重；其中，在大断裂带和 区域性断层(尤其是张性断层)附近，隧道涌水量更为严重，涌水的动态 变化主要取决于围岩的地质构造特征。 地层岩性 隧道涌水量与地层岩性也有较密切的关系。灰岩、白云岩等可溶岩 类围岩，隧道涌水量大、水量高。国内外大于 10000m3/d 的隧道涌水， 几乎均发生在这些围岩中。火山岩、花岗岩等洞段,隧道涌水量较可溶 岩段小。泥质岩及砂岩类围岩，隧道涌水量相对较小，但当其受断裂带 的影响时，也往往会发生较大的涌水量。对于已固结或成岩的地层，不 同岩性的岩层因强度不同，承受的地下水极限压力差异较大。 围岩级别 从隧道围岩的结构特征来看，不论何种围岩，当其岩体较为松散、 各种破碎带较为发育时，隧道常会发生大规模、高水压的涌水，并且往 往伴有突泥灾害。破碎带可以是断层(裂)破碎带和节理密集带，也可以 是各种岩性接触带，如可溶岩与不可溶岩接触带、岩浆接触挤压带和变 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 13 - 质接触带等。涌水的动态变化主要取决于围岩的地质构造特征。围岩级 别越高，岩层就越松散破碎，越易发生涌水现象。 隧道长度及埋深 隧道延伸越长，经过的水文地质单元就越多，汇水面积及补给范围 就越大，其单位涌水量也就越大。但不同的隧道，经过的地质单元及水 文地质单元有较大的差异，故其比涌水量与隧道长度的关系并不十分明 显，也即隧道的比涌水量主要受控于地形地貌、地层岩性和地质构造特 征。当长大隧道埋藏较深时，地下水补给较为充足，隧道总涌水量和比 涌水量均有随着上覆岩体厚度增加而增大的特征。 地表环境特征等其它因素 统计资料表明，隧道涌水与隧道穿过区地形地貌条件密切相关。气 象条件也是隧道涌水灾害的一个比较重要的因素，其中主要表现为大气 降水对涌水的影响。 2）溢源亭隧道突水涌泥概述 根据以上分析，溢源亭隧道与突水涌泥有关的因素如下: 断层破碎带 拟设隧道区未发现深大断裂结构和全新断裂通过 地层岩性 隧址区地层岩性较为简单，山坡部位分部第四系坡残积（qel+dl） 含粉质粘土、粘性土，隧道区无基岩出露，据钻探资料，本区基岩主要 为前震旦系迪口组片麻岩，隧址区域稳定性较好，适宜于隧道工程建设。 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 14 - 围岩级别 隧道总体围岩较好，且级围岩比例较高，见表 1。 隧道长度及埋深 属双车道长隧道，总体埋置较深，汇水面积及补给范围一般。 地表环境特征等其它因素 隧址区地处一近南北向山岭部位，地表水主要为短小沟谷。水位流 量及水位季节性变化大。地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两种 类型。 3)涌水突泥风险评估 根据突水涌泥风险概述，溢源亭隧道发生突水涌泥的主要风险位置 为隧道构造发育地段，因此，以下主要根据溢源亭隧道地质情况，结合 施工方案，对隧道左、右线在上述地段施工时发生突水涌泥的风险进行 具体分析。溢源亭隧道有部分施工区域可能发生涌水突泥。 则根据表 5 知，富水情况评分：c=1。 综合 1、2、3 点可知，隧道地质总体评分分值为： g(隧道地质)= a(围岩情况)+b(瓦斯含量)+c(富水情况)=0+0+1=1。 4.2.2.开挖断面评估 根据溢源亭隧道施工设计图可知，左右洞均为双道隧道，属于中断 面 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 15 - 图 1 焙隧道断面示意图 则根据表 5 知，开挖断面总体评分分值为：a=2 4.2.3.隧道长度评估 溢源亭隧道为分离式双洞隧道，隧道长度见下表 7。 表 7 隧道长度、桩号一览表 隧道名称起止桩号隧道长度(m) 左线 zk10+910-zk11+9401030 溢源亭隧道 右线 k10+890-k11+870980 由表 9 可知：溢源亭隧道左洞： 3000l左 左= =1030m1000m，属于长 隧道；右洞：1000l右 右980m1500m，亦属于中隧道。 则根据表 5 可知：溢源亭隧道长度总体评分分值为：l=2。 4.2.4.洞口形式评估 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 16 - 根据溢源亭隧道施工设计图可知，本标段负责施工的出口段采用单 向掘进(出口进口方向)施工，左右洞洞口形式均采用水平洞，未设置 斜井等洞口形式，洞口形式见下图 2、图 3。 图 2 溢源亭隧道左洞进口段洞口纵断面示意图 图 3 溢源亭隧道右洞进口段洞口纵断面示意图 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 17 - 图 4 溢源亭隧道左洞出口段洞口纵断面示意图 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 18 - 图 5 溢源亭隧道右洞出口段洞口纵断面示意图 则根据表 5 可知，溢源亭隧道洞口形式总体评分分值为：s=1。 4.2.5.洞口特征评估 1.洞口失稳风险概述 隧道洞口是隧道施工工况最复杂，也是质量、安全隐患最多的地段， “进洞难”是隧道设计、施工的共识。隧道洞口段一般为山体风化后的 残坡积土，隧道开挖一般要进行洞口处理，随着环境保护被放在越来越 重要的地位，隧道施工“早进洞，晚出洞”已成为设计的基本要求，在 这种情况下，隧道设计及施工过程中，要考虑隧道浅埋偏压、围岩破碎 等多种不利工况，采取针对性措施进行设计及施工，加强辅助施工工法， 为施工安全做好前期准备。 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 19 - 洞口边坡稳定性受地质条件、水文地质条件、地形地貌、工程扰动 等多种因素控制，边坡的稳定性是这些因素综合作用的反映。 地质条件 岩土体的工程地质性质。岩土体的力学性质决定了边坡失稳的方式,坚 硬岩石边坡失稳以崩塌和结构面控制型失稳为主，软弱岩石边坡失稳以 应力控制型为主。总的来说，岩土体的工程地质条件越优良，边坡的稳 定越高。 地质构造 表现为结构面的发育程度、规模、连通性、充填程度及充填物成分 和结构面的产状对边坡稳定性的影响，在评价结构面的产状对边坡稳定 性的影响时，要特别注意结构面的产状形态与坡面的相互关系，结构面 与坡面的组合不同，边坡的稳定性也不同。 水文地质条件 水文地质条件包括地下水的赋予、补给、径流、排泄条件。地下水 的富集程度既与气候条件有关，又与水文地质条件有关。边坡水文地质 条件的改变必然导致其地下水富集程度的改变。由于岩土体的力学性质 受水的影响很大，地下水富集程度的提高一方面增大坡体的下滑力，另 一方面降低软弱夹层和结构面的抗剪强度，引起孔隙水压力上升，降低 滑动面上的有效正应力，导致滑动面的抗剪减小。因此，地下水富集程 度的改变相应的引起边坡稳定性发生改变。有不少边坡失稳与边坡水文 地质条件恶化有关，而治理边坡也往往是由于改善了水文地质条件而获 得成功。 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 20 - 地貌因素 边坡的形态和规模等地貌因素对边坡稳定性的影响是显而易见的， 不利形态和规模的边坡往往在坡顶产生张应力，并引起坡顶出现张裂缝； 在坡脚产生强烈的剪应力，出现剪切破坏带，这些作用极大的降低边坡 的稳定性。边坡面与地质结构面的不利组合还会导致边坡结构面控制型 失稳。 气候因素 大气降水是地下水的主要补给源，气候类型不同，大气降水量不同， 因此在不同的地区由于大气降水量不同，即使其他条件不同，边坡的稳 定性也不相同。暴雨或长期降雨以及融雪过后，往往可以见到边坡失稳 增多的现象，这说明大气降水等对边坡的稳定性有很大影响。大气降水、 融雪等提高地下水的补给，一方面降低岩土体的强度，增大孔隙水压力， 使边坡滑动面的抗剪能力降低；另一方面增大边坡的下滑力，两者结合 起来极大地降低边坡的稳定性。 2.洞口工程地质概况 地形地貌 隧道进出口均位于山坡斜体上，进口端坡度为 10-20，出口坡 度为 20-30。基表层均为第四系残破积粘土覆盖。 水文 隧址区地处一呈近南北向山岭部位，地表水主要为短小沟谷。水流 量及水位季节性变化大，地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水二种 类型。地表水和地下水对混凝土无腐蚀性。 3.洞口稳定性分析 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 21 - 隧道进出口端仰坡岩土体由第四系残破积物，全-强风化片麻岩组 成。全风化片麻岩呈沙土状，原岩结构已经完全破坏，结构松散，强风 化片麻岩，呈碎块松散结构，使得洞口斜坡岩土体的稳定性极差。施工 时极易滑坡或大的坍塌。 4.浅埋偏压分析 该隧道出口未见明显地形偏压，但右线出口受地形影响有明显偏压， 必须采取偏压衬砌措施。 5.隧道洞口特征评估 根据现场实际地形特点，结合以上 1、2、3、4 点所述，溢源亭隧 道出口端洞口易发生洞口失稳、洞口坍塌等施工问题，则洞口施工难度 较大。 则根据表 5 可知，隧道洞口特征总体评分分值为：c=1。 4.2.6.总体评估分值 综合上述各分析指标分值，具体见表 10。 表 8 溢源亭隧道总体风险评估分值汇总表 序号评估指标分类分值备注 、级围岩长度占全隧长度 20%以 下 1 25.24%、20. 41% 隧道施工区域不会出现瓦斯 0 1 地质(g) 有部分可能发生涌水突泥的地质 1 2 开挖断面(a)大断面（单洞三车道隧道） 2 3 隧道全长(l)长（1000m-3000m） 21030m/980m 4 洞口形式(s)水平洞 1 设计图 5 洞口特征(c)隧道洞口施工困难 1 现场地形特 点 按照公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行） 隧道 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 22 - 工程施工安全总体风险分级标准，见表 9。 表 11 隧道工程施工安全总体风险分级标准 风险等级计算分值 r 等级（极高风险）22 分及以上 等级（高度风险）14-21 分 等级（中度风险）7-13 分 等级（低度风险）0-6 分 施工安全总体风险 r 计算： r=g(a+l+s+c)=2(2+2+1+1)=12。 根据上述施工安全总体风险分级标准可知溢源亭隧道施工安全总体 风险等级为（中度风险） 。 根据公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（试行） 的有 关规定，溢源亭隧道施工安全总体风险的等级为级，为中度风险隧道， 则不需要进行专项风险评估。 五五. .对策措施及建议对策措施及建议 经过评估,溢源亭隧道施工安全总体风险等级被评定为级(中度)风 险。此类风险对策为“一般不需采取风险处理措施，但需予以监测” 。 但为加强施工安全，结合现场的实际情况拟采取一系列措施或技术对策 来降低隧道风险,做到未雨绸缪，确保溢源亭隧道施工安全。 5.1.隧道坍塌风险的技术对策 a、在坍塌地段，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。 b、加强施工工艺管理与工序衔接控制，确保工程质量和工序紧跟。 c、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 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 23 - 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。 d、依据公路隧道监控量测技术规程的规定，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。 e、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 间的合理安全步距。 f、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： 洞口排水 首先施工隧道洞顶截水沟，截水沟距坡顶开挖线不小于 4m，其坡度 根据地形设置，但不应小于 3，以免淤积。 洞口边仰坡开挖与防护 根据设计图纸和施工现场布置,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，分层开挖高度为 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。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合理布置供风、供 水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。 5.2.隧道突水涌泥风险的技术对策 a、收集项目周围已完工和在建隧道工程出现涌水突泥情况的资料。 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 24 - b、在前期调查的基础上，选择适合地质条件的辅助施工方法，如 钻排水孔、设置集水坑、止水施工法、降低地下水位等。 c、开挖作业 钻排水孔。采用长距离或短距离钻孔进行涌水调查及排水，根据 需要可以改变开挖方法； 设置集水坑。采用水平钻孔进行排水，作业途中有障碍时，应设 置集水坑。 止水施工法。排水较为困难时，使用帷幕注浆。 测量管理。测量洞内的涌水量、地下水位、水质的变化等；采用 洞外水井或设置观测井的方式，测量地下水位及水质；连续调查开挖面 的地质变化并进行图示。 明确测量结果的联络及报告机制； 记录并整理施工中的各项测量结果，根据数据把握涌水的危险度； d、监控量测、超前地质预报 加强综合超前地质预报和监控量测，适时调整和控制开挖进尺、 支护措施和施工工序，仰拱紧跟，及时二衬； 突水涌泥风险主要分布在 f06、f06a 这两条断裂构造带，采用超 前水平钻孔结合地震回波发射法确定破碎带位置、范围和预报岩体情况， 准确把握断裂构造具体位置以及地下水情况； 对于水库影响段落，加强施工勘探，以便对堵水方案和排水设施 作相应的调整； 隧道左洞出口段，覆盖层薄，地表水丰富，施工中加强超前支护， 采用小进尺、弱爆破开挖，及时封闭开挖面，雨季施工中若渗水量较大 时采取地表注浆的方式防止地表水入渗； 在超前探水预测前方地下水分布状况的情况下，采用预注浆的手 段或全段面帷幕注浆加固及堵水，注浆强度达到规定值后，方能进行开 挖。 e、警报装置 南平京台高速公路 a2 合同段 溢源亭隧道风险评估报告 - 25 - 设置发生紧急情况的警报装置； 确定发生警报的标准、警报的种类、警报后的应急行动，并通知 相关人员； 确定警报装置检修及维修的标准。 f、应急措施 应将紧急情况下使用的器械设置在必要的位置上，并将其位置及 使用方法通知相关人员； 根据预测涌水量、隧道断面积、隧道长度、坡度等因素，设置有 充分排水能力的排水设备； 进行紧急情况避险训练； 进行紧急情况的人员救护训练。 g、进行防涌水突泥相关内容的培训，如：涌水突泥的危险性、检 查方法等。 5.3.隧道洞口失稳风险的技术对策 洞口段施工，做好隧道的防排水工作，做好两侧截水沟及铺砌后 方可进洞； 加强边仰坡的加固措施； 严格按“先加固、后开挖”的原则进行，开挖和整个进洞过程一 定严格按照施工工序进行，加强成洞面的加固； 加强洞口地表下沉及水平位移的监控量测，对洞口失稳及时预警； 加强套拱边侧填土的反压回填，防止套拱产生衬砌裂缝或失稳。 六六. .风险管理及应急预案风险管理及应急预案 为确保正常施工，预防突发事件以及某些预想不到的、不可抗拒的 事件发生，事前有充足的技术措施准备、抢险物资的储备，最大程度地 减少人员伤亡、国家财产和经济损失，必须