李 浩，陳偉庚

(1.廣鐵集團公司，廣東廣州 510088;2.廣珠鐵路有限責任公司，廣東珠海 519015)

隧道施工風險分析及研究越來越受到重視，其理論體系正在逐步完善中，已經(jīng)初步形成行業(yè)規(guī)范［1-2］。陳潔金等進行了隧道塌方風險模糊層次分析［3］，周峰［4］對山嶺隧道塌方風險做過深入研究。隨著鐵路建設的快速發(fā)展，越來越多的隧道不可避免地緊鄰或下穿各類建(構(gòu))筑物。傅金陽［5］針對富水花崗巖地層中隧道施工對鄰近建筑物的影響，進行了較深入研究，在富水風化花崗巖地層中目前多采用帷幕注漿法對地層進行加固［6］，本文依托下穿泄洪道的江門隧道工程，分析其施工風險，針對地層遇水崩塌的特點，提出雙層水平旋噴樁加固地層的施工方法，大大降低了施工風險，可供類似工程參考。

1 工程概況

江門隧道DK111+115—DK111+210段下穿玉龍湖泄洪道，如圖1所示。該段隧道所處為丘區(qū)溝谷地，山勢陡峭，其中DK111+140—DK111+195段洞頂埋深3 m(圖2)，谷底為玉龍湖泄洪通道，泄洪道寬約20 m，常年有水流動;隧道線路左側(cè)地表有一小餐廳。隧道洞身淺埋，地層上部為全—強風化花崗巖，下部為微風化花崗巖，裂隙發(fā)育，基巖為花崗巖(圖2)，綜合評價為Ⅵ級圍巖。

對地層水平旋噴樁+管棚預加固后，采用三臺階法開挖。隧道開挖輪廓高約11.7 m，寬約12.0 m，拱墻和仰拱均設置27 cm厚C25噴射混凝土，兩側(cè)邊墻設置3.5 m長φ22系統(tǒng)錨桿，間距100 cm×100 cm;拱墻設置φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距15 cm×15 cm;全環(huán)設置I22工字鋼，0.5 m/榀;二次襯砌拱墻和仰拱均采用C35鋼筋混凝土，其中拱墻50 cm厚，仰拱60 cm厚［7-8］。

圖1 隧道與泄洪道位置關系

圖2 江門隧道下穿泄洪道三維剖視

2 風險分析

江門隧道下穿泄洪道段主要特點:①超淺埋，最小埋深約3 m;②富地表水，谷底本身即為匯水點，且泄洪道內(nèi)常年有水流動;③地質(zhì)條件復雜，全風化花崗巖不均勻地層;④斷面較大，隧道下穿玉龍湖泄洪道段開挖輪廓高約11.7 m，寬約12.0 m;⑤施工技術(shù)復雜，工序多;⑥地表有較重要建筑物，在隧道線路左側(cè)有一小餐廳。

礦山法鐵路隧道施工風險事件主要有塌方、突水涌泥、大變形、瓦斯和巖爆等［1］。結(jié)合江門隧道下穿泄洪道段的實際情況，可以斷定此處不存在瓦斯、巖爆等風險事件，因此該處應重點針對塌方、大變形、滲漏水等風險事件進行分析，并提出相應的風險應對措施。

對江門隧道下穿泄洪道施工風險進行識別與分析，采用R=P×C定級法對風險事件的風險等級進行評定［2］(R表示風險，P表示風險因素發(fā)生的概率，C表示風險因素發(fā)生時可能產(chǎn)生的后果)，見表1。

表1 江門隧道下穿泄洪道段施工風險等級評定

表1中可見，分析判定隧道施工風險事件中塌方、大變形、滲漏水等級為高度，接受準則規(guī)定為不期望，必須采取風險處理措施降低風險并加強監(jiān)測，采取措施對地表水進行有效的隔離，對地層進行有效的預加固，對施工質(zhì)量進行嚴格控制，最后加強施工管理及監(jiān)測。

3 控制措施與效果

3.1 控制措施

通過對江門隧道下穿泄洪段風險的分析與評估，根據(jù)分析評估結(jié)論，綜合現(xiàn)場情況和專家意見，考慮經(jīng)濟等綜合因素，針對富地表水條件下淺埋偏壓隧道施工從技術(shù)上提出以下風險應對措施。

1)在地表泄洪道內(nèi)，隧道中線兩側(cè)各25 m(全長50 m)范圍內(nèi)架設φ50鋼管，在鋼管網(wǎng)上鋪設防水板，隔斷地表水和隧道之間的直接通道，確保施工期間，地表水順暢流經(jīng)隧道頂部，可防止施工中萬一發(fā)生塌方時地表水倒灌隧道內(nèi)，見圖3。

2)DK111+135—DK111+165段采用水平旋噴樁+管棚進行預加固(圖4)，水平旋噴樁可起堵水作用，管棚可提高樁體的抗剪強度，這種方法對地層進行預加固后，既可以堵水又可以提高地層強度，從而為隧道的施工安全提供保障，降低了施工風險，圖5即為水平旋噴樁照片，圖中可見樁體咬合良好，可達到有效止水目的。

圖3 泄洪道地表處理措施

圖4 地層預加固方案

圖5 水平旋噴樁現(xiàn)場照片

3)采用臺階法開挖，實行短循環(huán)進尺，施工中嚴格控制超挖，減少對圍巖不必要的擾動，下部硬巖爆破時應合理布置爆孔位置，控制裝藥量，以減少對已施作支護及圍巖的擾動，降低風險。

4)及時施作支護并保證施工質(zhì)量，嚴格控制初支鋼拱架間距及噴射混凝土質(zhì)量;針對該段的特殊情況，增設鎖腳錨桿，并保證鎖腳錨桿打設深度及角度;縮短支護的成環(huán)周期，保證初期支護及時成環(huán)。

5)加強監(jiān)控，根據(jù)要求對隧道沉降收斂進行監(jiān)測，必要時增設監(jiān)測斷面及測點，加大監(jiān)測頻率，對地表及建筑物進行及時監(jiān)測。

3.2 控制效果

施工效果證明，水平旋噴樁預加固大大提高了圍巖穩(wěn)定性，克服了全風化花崗巖遇水崩解引起滑塌的困難。根據(jù)現(xiàn)場觀察止水效果較好，洞內(nèi)滲水較小，初支施作后僅局部出現(xiàn)滲水，且水量很少。監(jiān)測結(jié)果顯示，對地層預加固后，拱頂變形控制在6.5 cm左右，上臺階的收斂值控制在8.0 cm左右，實際施工中變形量基本上是可以接受的。因此，本文針對富水全風化花崗巖超淺埋隧道的塌方風險大的問題，所選擇的控制措施是有效、合理的。

通過風險評估，識別出江門隧道下穿玉龍湖泄洪道施工過程中可能發(fā)生的風險事件和潛在的風險因素，確定了風險等級。在現(xiàn)有技術(shù)措施基礎上，提出了預防和降低風險的措施，這些措施實施后，塌方風險概率等級降為偶然，風險等級降為中度;大變形、滲漏水等風險事件的風險等級亦降為中度;環(huán)境風險等級沒有明顯的降低，但是施工中加強了監(jiān)測，保證了施工安全。各類風險被降到可接受水平，從而實現(xiàn)了安全、經(jīng)濟、高效的目標。隧道已經(jīng)快速安全地通過了泄洪道段，期間沒有發(fā)生事故。

4 結(jié)論

對江門隧道下穿泄洪道段施工風險分析可知:

1)隧道下穿泄洪道段風險源眾多，施工風險高，塌方、大變形、滲漏水等事件的風險等級為高度，接受準則規(guī)定為不期望，必須采取風險處理措施降低風險并加強監(jiān)測。

2)主要風險應對措施包括地表隔水措施、采用水平旋噴樁對地層進行預加固、確保隧道支護質(zhì)量、加強監(jiān)測等。其中水平旋噴樁對地層加固效果良好，降低了施工風險。

3)在風險分析基礎上，提出的針對性的控制措施，將各類風險降到可接受水平，保證了隧道施工的安全，實現(xiàn)了安全、經(jīng)濟、高效的目標。

［1］中華人民共和國鐵道部．鐵建設［2007］200號 鐵路隧道風險評估與管理暫行規(guī)定［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007．

［2］中華人民共和國國家標準．GB 50652—2011 城市軌道交通地下工程建設風險管理規(guī)范［S］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011．

［3］陳潔金，周峰，陽軍生，等．山嶺隧道塌方風險模糊層次分析［J］．巖土力學，2009，30(8):2365-2370．

［4］周峰．山嶺隧道塌方風險模糊層次評估研究［D］．長沙:中南大學，2008．

［5］傅金陽．富水復合地層淺埋暗挖地鐵施工對鄰近建筑物影響分析［D］．長沙:中南大學，2010．

［6］中華人民共和國水利部．DL/T 5148—2001 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中國電力出版社，2001．

［7］中鐵第四勘察設計院集團有限公司．江門隧道暗挖段勘察設計報告［R］．武漢:中鐵第四勘察設計院集團有限公司，2008．

［8］盧穎明．風險管理在隧道工程監(jiān)控量測中的應用［J］．鐵道建筑，2010(9):62-65．