隧道施工中的风险分析与处理措施

12.隧道施工中的风险分析与处理措施 12.1隧道工程施工中的风险种类

国际咨询工程师联合会(FIDIC)在《土木工程施工合同条件》(简称FIDIC条款)的通用合同条件中对风险问题做了明确的规定。工程风险具有一定的偶然性，它一旦发生，业主和承包人其中一方或双方共同受较大的经济损失。隧道工程的风险贯穿于隧道建设的全过程，本工程就施工组织设计而言，风险主要有以下方面：

(1)施工前对工程地质和水文地质情况了解得不很准确。隧道及地下工程整个结构处于地下(有时还是深层)，其地质和水文地质状况对隧道工程的施工方法、施工支护、施工管理，乃至以后的运营管理，关系极大。但目前的勘探方法和手段都很难在施工前将围岩状况掌握得一清二楚。作为隧道设计、施工前提的工程地质和水文地质条件的不准确性，极可能导致设计文件和招标投标合同与现场实际情况发生差异，从而带来难以预见的风险。

(2) 施工中发生的风险，如由于塌方、涌水、爆破、用电和通风设施等出现的安全问题。

具备风险意思，作好风险预测，采取风险规避对策是隧道施工组织管理的重要方面，是保证隧道工程安全、顺利竣工的关键。 12.2风险分析与处理措施

针对本工程的特点，考虑到施工中的不确定因素给隧道施工带来很多的不安全因素。一方面需要搞好安全管理，如加强安全教育，强化安全意识，落实安全责任制等，另一方面要切实强化隧道施工中的

安全技术，加强风险预测与规避机制，完善隧道施工组织管理。

12.2.1常见不良地质条件的风险预测及规避对策 A洞口浅埋段

地表覆盖层厚度小于隧道跨度时，即覆跨比小于1时，为浅埋隧道。本工程隧道洞口位置浅埋段。

a风险预测

浅埋段隧道施工易引起地面下沉、开裂，造成地面变形、失稳甚至破坏等。

b规避对策

(1)采用分部开挖方法。隧道施工采用微台阶、或短台阶，当地质情况较差时采用眼镜法、ＣＤ法或ＣＲＤ法施工。

(2)开挖前先施工超前锚杆或超前管棚。当地质情况较差、围岩破碎时应先进行地表注浆。

(3)采用控制爆破技术，将爆破振动速度控制在规定的允许值之内。

(4)加强隧道开挖后的支护。视隧道围岩情况，采用系统锚杆、挂钢筋网然后喷混凝土。或采用钢格栅支护。围岩强度较差时，施做10～15ｃｍ厚的混凝土支护。

(5)加强施工监测。①地表沉降量的监测；②地表建筑物情况监测；③爆破震动监测；④围岩收敛变形量测；⑤施工支护应力监测。

B 断层破碎带 a风险预测

(1)采用地质雷达超前预测、预报。

(2)洞内超前钻探预报。即在开挖工作面采用水平钻机向隧道前方打超前钻孔探测。

b规避对策

(1)开挖前先施工超前锚杆或超前管棚等对围岩进行预加固。围岩破碎时应先进行预注浆，改良围岩。

(2)开挖后的施工支护应加强，视断层的围岩破碎情况，采用系统锚杆、挂钢筋网然后喷混凝土。或采用钢架(或格栅钢架)支护。

(3)按设计进行永久性混凝土衬砌支护；或采用钢筋混凝土衬砌；以及增加衬砌混凝土厚度，提高衬砌混凝土强度等级。

(4)衬砌后及早行回填灌浆。

12.2.2常见地质灾害的风险预测及规避对策 A岩爆 a风险预测

(1)岩体准强度评价法

式中：σｔ—岩体准抗拉强度，MPa；

σｃ—岩体单轴抗压强度，MPa；

Ｖｐｍ—岩体(现场)纵波传播速度，ｍ/ｓ； Ｖｐｄ—岩石(室内)纵波传播速度，ｍ/ｓ。

当σｔ≥80ＭＰａ时，可能发生严重岩爆。 (2)地应力测试法以周边最大切向应力σ

0

与岩体抗压强度σｃ推

断，即用两者比来推断。当ｄ=σｃ/σ0<2 5时发生强岩爆。

(3)山体自重应力推算岩爆的临界深度 自重应力σｒ=γＨ

μ为泊松比；Kj为系数，据围岩表面应力状态而定，Kj=0.19，0.29，0.38，0.40??

(4)挪威分类

①当σｃ/σ1=5～2 5或σt/σ1=0 33～0 16时，为轻微岩爆； ②当σｃ/σ1<2 5或σt/σ1<0 16时，为强烈岩爆。

其中σt、σｃ、σ1分别为岩体准抗拉强度、岩体单轴抗压强度、最大主应力。

b规避对策

(1)岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和地质坚硬的岩层中，当设计文件有该类地质时，应提前防卫。

(2)岩爆多发生在新开挖工作面及其附近，以顶部或拱腰部位为多，这些地方是防范岩爆伤人的重点部位。

(3)超前释放孔。在掌子面自拱部至边墙打超前释放孔。 (4)超前周边预裂爆破松弛。采用松动爆破、超前钻孔预爆法，先期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆发生的可能性或避免大的危险。

(5)岩面喷洒水湿润。即向开挖的岩石表面喷射高压水冲洗，预先释放部分能量。

(6)锚杆挂网。爆破开挖后及时向拱顶及边墙喷射混凝土，加设锚杆和钢筋网，减少岩层暴露时间和岩爆发生的次数。

(7)及时清撬。岩爆发生时，有的石块暂不落地，呈摇摇欲坠之势，要及时清撬。

(8)增加防护钢棚。岩爆发生范围内的机械设备要增加防护钢棚，工作人员要配戴钢盔及防弹背心。

(9)岩爆高发期，即有片石弹射状、爆炸抛掷状的强烈岩爆发生时，机械设备及人员要撤出岩爆区域，躲避岩爆。

B岩溶 a风险预测

当隧道穿越可溶性的岩层时，则可能遇有岩溶，本标段存在岩溶地质灾害。

(1)洞内超前预报。采用ＴＳＰ202地质雷达预测预报系统。 (2)洞内超前钻探预报。即在开挖工作面采用水平钻机向隧道前方打超前钻孔。

b规避对策 (1)小型溶洞的处理

①堵塞。位于隧道底部位置的小溶洞，采用换填片石、干砌片石、浆砌片石回填压实。或采用隧道底板梁通过。

②位于隧道边墙位置的小溶洞，采用浆砌片石封堵，加强混凝土衬砌封闭。

③拱部以上溶洞，视溶洞的岩石破碎程度，采用喷锚支护加固，