唐中華 汪浙民 程運(yùn)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(tuán)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(jì)參數(shù)

某隧道類(lèi)型為單洞（A型），起訖樁號(hào)k9+485～k13+225，隧道長(zhǎng)度為3785m，隧道凈寬10m，凈高5m，進(jìn)出口洞門(mén)形式均為偏壓式。

（二）地形地貌

項(xiàng)目所在區(qū)域?qū)贅?gòu)造侵蝕剝蝕中低山地貌，地勢(shì)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(xiàng)目區(qū)內(nèi)海拔高程約1216m，最低點(diǎn)位于北西側(cè)的沖洪積平原，海拔高程約160m，相對(duì)高差約1050m。地形坡度一般為15°～40°，局部達(dá)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(diǎn)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(gè)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(hào)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(jìn)，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(jiàn)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(jiān)硬，山脊風(fēng)化一般較強(qiáng)，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(qiáng)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?？傮w場(chǎng)地工程地質(zhì)條件較好，水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，可自然排水，圍巖質(zhì)量較好，洞身為Ⅱ級(jí)～Ⅳ級(jí)，進(jìn)出洞口以Ⅴ級(jí)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(yú)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(shí)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(tái)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(dá)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。勘察區(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(dòng)力性質(zhì)，可分為松散巖類(lèi)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(duì)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(jì)。隧道照明設(shè)計(jì)速度按60km/h設(shè)計(jì)。

2.隧道建筑限界：根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)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(chē)道建筑限界基本寬度。

3.隧道設(shè)計(jì)使用年限：主體結(jié)構(gòu)（襯砌、洞門(mén)）：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(jì)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》（試行），本文主要采用專(zhuān)家調(diào)查法、層次分析法、模糊綜合評(píng)判法確定風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，如圖1所示。

圖1 隧道整體風(fēng)險(xiǎn)層次分析模型

三、坍塌風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)坍塌風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)構(gòu)建塌方風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，評(píng)估小組利用層次分析法確定各風(fēng)險(xiǎn)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(jì)算判斷矩陣A的特征向量W

3.計(jì)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(yàn)

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

該矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)，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(jī)一致性指標(biāo)，當(dāng)CR＜0.1時(shí)，符合一致性檢驗(yàn)，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(jì)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(jí)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，如表2所示。

四、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

涌水突泥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(guò)比對(duì)，確定各級(jí)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，如表3所示。

隧道設(shè)計(jì)階段環(huán)境保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。綜合該隧道的各風(fēng)險(xiǎn)事件，結(jié)合已有的工程實(shí)例，根據(jù)專(zhuān)家調(diào)查結(jié)果，對(duì)該隧道發(fā)生環(huán)境保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)事故的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成果，如表4所示。

隧道設(shè)計(jì)階段整體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。根據(jù)以上建立的隧道主洞整體風(fēng)險(xiǎn)層次分析模型，計(jì)算隧道設(shè)計(jì)施工風(fēng)險(xiǎn)，如表5所示。經(jīng)過(guò)評(píng)估小組討論，結(jié)合層次分析法風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)，確定該隧道整體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí)中度風(fēng)險(xiǎn)，屬于可接受風(fēng)險(xiǎn)。

表2 坍塌風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)三級(jí)指標(biāo)權(quán)重

表2 坍塌風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)三級(jí)指標(biāo)權(quán)重

表3 涌水突泥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)三級(jí)指標(biāo)權(quán)重

表3 涌水突泥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)三級(jí)指標(biāo)權(quán)重

圖2 層次分析矩陣

表4 環(huán)境保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

表4 環(huán)境保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

表5 隧道主洞整體風(fēng)險(xiǎn)各級(jí)指標(biāo)權(quán)重及賦值

表5 隧道主洞整體風(fēng)險(xiǎn)各級(jí)指標(biāo)權(quán)重及賦值

表6 隧道主洞設(shè)計(jì)階段整體風(fēng)險(xiǎn)

表6 隧道主洞設(shè)計(jì)階段整體風(fēng)險(xiǎn)

五、結(jié)語(yǔ)

本文采用層次分析法、指標(biāo)體系法相結(jié)合的方法，對(duì)隧道進(jìn)行施工圖階段設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并得出結(jié)論：隧道施工圖設(shè)計(jì)整體風(fēng)險(xiǎn)為Ⅱ級(jí)，中度風(fēng)險(xiǎn)，屬于可接受風(fēng)險(xiǎn)；隧道主要施工風(fēng)險(xiǎn)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。