唐中華 汪浙民 程運信 廖雅杰 繆燕兵

（1.浙江交投高速公路建設(shè)管理有限公司，浙江 杭州 310016；2.浙江交工集團股份有限公司，浙江 杭州 310052；3.北京中交華安科技有限公司，北京 100088；4.重慶交大交通安全科技研究院有限公司杭州分公司，浙江 杭州 311215）

責(zé)任編輯/曹晶磊 美術(shù)編輯/王德本

一、隧道基本情況

（一）隧道基本設(shè)計參數(shù)

某隧道類型為單洞（A型），起訖樁號k9+485～k13+225，隧道長度為3785m，隧道凈寬10m，凈高5m，進出口洞門形式均為偏壓式。

（二）地形地貌

項目所在區(qū)域?qū)贅?gòu)造侵蝕剝蝕中低山地貌，地勢總體西高東低，河谷和山脈多呈北東及北西向發(fā)育，山體高程以400m～1000m為主。項目區(qū)內(nèi)海拔高程約1216m，最低點位于北西側(cè)的沖洪積平原，海拔高程約160m，相對高差約1050m。地形坡度一般為15°～40°，局部達45°以上。地表植被發(fā)育以雜木為主。

根據(jù)地貌成因、地質(zhì)巖性特征、外力作用等特點可將區(qū)域地貌形態(tài)分成堆積平原區(qū)（Ⅰ）、侵蝕剝蝕中低山丘陵區(qū)（Ⅱ）兩大地貌分區(qū)和沖洪積平原（Ⅰ1）、坡洪積平原（Ⅰ2），侵蝕低山亞區(qū)（Ⅱ1）及剝蝕丘陵亞區(qū)（Ⅱ2）4個亞區(qū)。

隧道所在區(qū)域?qū)俚蜕叫逼碌孛?，地形起伏大，地表植被發(fā)育，多為灌木、松木、杉木等，地表覆蓋層較薄，基巖露頭條件較好。

（三）工程地質(zhì)

隧道起訖樁號為k9+485～k13+270，位于線路k0+000～k13+325段，該段多在侵蝕中低山區(qū)上行進，跨越的地貌單元主要為侵蝕中低山間夾沖洪積平原、坡洪積溝谷及斜地等地貌單元。其中k6+455～k13+225段山高坡陡，坡度一般在30?！?0。，山脊較尖棱，溝谷深切，殘坡積層較薄，多見基巖出露，巖性以凝灰?guī)r為主，巖石受構(gòu)造影響程度較低，總體地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育，巖質(zhì)堅硬，山脊風(fēng)化一般較強，工程地質(zhì)條件較好。

隧道圍巖為下白堊統(tǒng)大爽組晶屑凝灰?guī)r、變粒巖，燕山晚期霏細(xì)斑巖。地表第四系覆蓋層薄，強風(fēng)化巖出露。出洞口上覆殘坡積含黏性土角礫，厚3m～4m，下伏全風(fēng)化變粒巖。總體場地工程地質(zhì)條件較好，水文地質(zhì)條件較簡單，可自然排水，圍巖質(zhì)量較好，洞身為Ⅱ級～Ⅳ級，進出洞口以Ⅴ級為主。

(四）氣象

隧址內(nèi)低海拔的河谷地帶年均氣溫為17.6℃，月平均氣溫最高（7月）28.4℃，最低（1月）6.6℃，日極端最高40.7℃；而海拔千米以上的山區(qū)（草魚塘等），年平局氣溫12.8℃，月平均氣溫最高（7月）22.6℃，最低（1月）2.8℃，日極端低溫零下14℃。由于海拔、坡向差異懸殊，氣候垂直差異明顯，一般海拔每升高100m，氣溫下降0.5℃。

境內(nèi)降水充沛，但時空分布不均。在空間分布上，由于地形變化懸殊，各地多年平均降水量差異較大，一般隨海拔增高逐漸增多，全縣多年平均降水量在1600mm～2100mm之間；在年際分配上，降水主要集中在4月～6月的梅汛期和8月～10月的臺汛期，降雨量約占全年的七成，11月至下一年3月雨水較少。

（五）水文

隧址區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，植被覆蓋較好，森林覆蓋率達85%以上，其水文性質(zhì)也較好。一是水位漲落迅速；二是徑流量季節(jié)分配不均；三是徑流量年際變化大?？辈靺^(qū)地下水根據(jù)含水組地層巖性、地下水的賦存條件、地下水的水動力性質(zhì)，可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水。

（六）不良地質(zhì)現(xiàn)象

據(jù)高密度電法成果揭露，隧址區(qū)發(fā)育5條斷裂破碎帶，對隧道圍巖穩(wěn)定性均有一定影響。

（七）隧道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.線形：隧道幾何線形與凈空按60km/h設(shè)計。隧道照明設(shè)計速度按60km/h設(shè)計。

2.隧道建筑限界：根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG D70-2004）及《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）規(guī)定確定二車道建筑限界基本寬度。

3.隧道設(shè)計使用年限：主體結(jié)構(gòu)（襯砌、洞門）：100年；可更換、修復(fù)構(gòu)件（水溝、電纜溝槽、蓋板等）：30年。

二、層次分析模型

根據(jù)《公路橋梁和隧道工程設(shè)計安全風(fēng)險評估指南》（試行），本文主要采用專家調(diào)查法、層次分析法、模糊綜合評判法確定風(fēng)險源風(fēng)險等級，如圖1所示。

圖1 隧道整體風(fēng)險層次分析模型

三、坍塌風(fēng)險分析

根據(jù)坍塌風(fēng)險源辨識構(gòu)建塌方風(fēng)險指標(biāo)體系，評估小組利用層次分析法確定各風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重。

1.建立判斷矩陣A

表1 判斷矩陣

表1 判斷矩陣

2.利用方根法計算判斷矩陣A的特征向量W

3.計算判斷矩陣A的最大特征根

λmax=6.172

4.判斷矩陣的一致性檢驗

當(dāng)n=6時，RI=1.24，則：CR=CI/RI=0.028＜0.1

該矩陣通過一致性檢驗，判斷矩陣A的特征向量W為所求得的權(quán)重系數(shù)。RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標(biāo)，當(dāng)CR＜0.1時，符合一致性檢驗，判斷矩陣合理。

分別構(gòu)建第三層指標(biāo)地形地貌、地質(zhì)、不良地質(zhì)、周邊環(huán)境、設(shè)計方案、施工方案的判斷矩陣，求得第三層指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)三級指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，如表2所示。

四、風(fēng)險評估

涌水突泥風(fēng)險評估采用層次分析軟件，構(gòu)建層次分析法模型，如圖2所示。經(jīng)過比對，確定各級指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，如表3所示。

隧道設(shè)計階段環(huán)境保護風(fēng)險評估。綜合該隧道的各風(fēng)險事件，結(jié)合已有的工程實例，根據(jù)專家調(diào)查結(jié)果，對該隧道發(fā)生環(huán)境保護風(fēng)險事故的風(fēng)險評估成果，如表4所示。

隧道設(shè)計階段整體風(fēng)險評估。根據(jù)以上建立的隧道主洞整體風(fēng)險層次分析模型，計算隧道設(shè)計施工風(fēng)險，如表5所示。經(jīng)過評估小組討論，結(jié)合層次分析法風(fēng)險分級，確定該隧道整體風(fēng)險等級為Ⅱ級中度風(fēng)險，屬于可接受風(fēng)險。

表2 坍塌風(fēng)險分析時三級指標(biāo)權(quán)重

表2 坍塌風(fēng)險分析時三級指標(biāo)權(quán)重

表3 涌水突泥風(fēng)險評估時三級指標(biāo)權(quán)重

表3 涌水突泥風(fēng)險評估時三級指標(biāo)權(quán)重

圖2 層次分析矩陣

表4 環(huán)境保護風(fēng)險評估

表4 環(huán)境保護風(fēng)險評估

表5 隧道主洞整體風(fēng)險各級指標(biāo)權(quán)重及賦值

表5 隧道主洞整體風(fēng)險各級指標(biāo)權(quán)重及賦值

表6 隧道主洞設(shè)計階段整體風(fēng)險

表6 隧道主洞設(shè)計階段整體風(fēng)險

五、結(jié)語

本文采用層次分析法、指標(biāo)體系法相結(jié)合的方法，對隧道進行施工圖階段設(shè)計風(fēng)險評估并得出結(jié)論：隧道施工圖設(shè)計整體風(fēng)險為Ⅱ級，中度風(fēng)險，屬于可接受風(fēng)險；隧道主要施工風(fēng)險在于穿越斷層破碎帶期間；防止斷層破碎帶并富存基巖裂隙水的情況，加大斷層區(qū)物探范圍，確保施工安全。