朱曉寧 ,黃 俊,2 ,董 飛,2,? ,李 奧,2 ,楊 奎,2

(1.蘇交科集團股份有限公司,南京 210019;2.江蘇省水下隧道綠色智慧技術工程研究中心,南京 210019)

隧道工程是交通基礎設施建設的重要組成部分,我國交通運輸網(wǎng)絡整體運營能力的提高,對隧道線路長度和斷面尺寸提出了更高要求。目前根據(jù)國際隧道協(xié)會的劃分標準,雙線鐵路隧道或兩車道以上的公路隧道當開挖面積超過100 m2時,均可被稱為超大斷面隧道[1]。超大斷面隧道建設引發(fā)了一系列難題,主要表現(xiàn)為隧道開挖步驟繁多,空間效應顯著,圍巖-支護相互作用復雜,變形控制難度大[2];圍巖擾動大、自穩(wěn)能力差,施工安全風險高,安全保障難度大[3-4]。因此須對超大斷面隧道施工安全風險進行深入研究,辨識施工風險源,開展施工風險評估,并制定應對策略以減少風險因素的不良影響,為隧道工程建設安全提供保障。

針對隧道施工風險的辨識和評估,相關學者已開展大量研究。李海波[5]構建了多因素隧道風險評估模型,開展隧道風險源識別和風險等級評定研究。陽逸勛[6]提煉隧道初步設計階段的風險源和風險事件,評價各種風險源和風險事件并提出相應的控制措施。李毅[7]基于模糊層次分析法,開展公路隧道施工坍塌事故評估。張錦等[8]基于組合權模糊物元可拓的評價方法,開展川藏鐵路雅林段重點隧道工程施工安全風險評價。黃健陵等[9]基于社會網(wǎng)絡分析法,識別隧道施工安全風險傳導網(wǎng)絡中的關鍵風險因素及關鍵鏈路,進一步提出安全風險管理策略。吳賢國等[10]基于模糊貝葉斯理論和證據(jù)理論,構建了盾構隧道下穿既有隧道安全風險評估體系及評價標準。

本研究依托中開高速公路大常山超大斷面隧道項目,揭示隧道安全事故與風險源之間的關系,開展施工階段隧道風險源辨析和評估。隨后制定科學有效的控制對策,為隧道施工風險的有效預防和評估提供依據(jù),從而有效避免隧道施工安全事故的發(fā)生。

1 工程概況

1.1 建設條件

大常山1 號隧道工程是中山至開平高速公路的控制性工程,為超大斷面深埋(洞口段除外)偏壓中隧道,采用雙洞單向分離式設計方案。由于建設過程中建設標準和要求的更改,須進行部分擴挖作業(yè)施工,將已建成的三車道隧道改為四車道隧道,以便銜接深中通道。隧道內輪廓為18.54 m ×11.69 m,隧道凈空斷面如圖1 所示。起訖里程樁號左線為LK9 +933～LK10 +595,全長為662 m,縱坡為2.6%,最大埋深約為140 m;右線為RK9 +925～ RK10 +549,全長為624 m,縱坡為2.6%,最大埋深約為140 m。

隧道所穿越山體屬于低山區(qū),高程為10.5～196 m,地形坡度一般為20°～35°。隧道進口地形坡度一般為20°～25°,分布較厚的第四系松散堆積層。隧道出口段地形坡度為基巖陡坎,地形坡度一般為65°～70°。隧道出口處下穿一座220 kV 的高壓電塔和一座110 kV 的高壓電塔,高壓電塔位置示意如圖2 所示。電塔位于左線隧道外邊緣的外側,水平投影距離約為15 m。隧道埋深約為15 m,圍巖為中～微風化花崗巖。

1.2 地層巖性與構造節(jié)理

隧道所處地區(qū)從上至下依次為第四系全新統(tǒng)崩坡積層、第四系殘坡積層、第四系人工堆積層燕山四期花崗斑巖、中粗粒黑云母花崗斑巖以及印支期細粒黑云母花崗巖。隧道圍巖級別以Ⅲ級為主,占隧道總長的68.7%～80.0%,主要分布于隧道中部,少部分Ⅳ級和Ⅴ級圍巖分布于隧道兩側。Ⅲ級圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育一般,巖體較完整,穩(wěn)定性較好;Ⅳ級和Ⅴ級圍巖受區(qū)域地質構造影響,圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體較破碎,完整性和穩(wěn)定性較差。

隧道進口段圍巖主要為崩坡積碎石土及強風化花崗斑巖,出口段地層巖性為殘坡積的粉質黏土和全～強風化花崗斑巖,大常山1 號隧道工程地質平面如圖3 所示。在天然狀態(tài)下隧道所處地區(qū)土體呈可塑-硬可塑狀或碎塊狀,遇水軟化,力學性質較差,穩(wěn)定性差,成洞條件比較差,開挖后易發(fā)生坍塌及冒頂事故。

隧道所處地區(qū)山體完整,褶皺和斷層發(fā)育不明顯,大常山1 號隧道物探圖如圖4 所示。在隧道進出口以及洞身段測得3 組相互交錯的裂隙將巖體分割,使巖體較為破碎。

大常山隧道圍巖整體以Ⅲ級圍巖為主,圍巖完整性和穩(wěn)定性較好,但隧道界限(寬× 高)為18.0 m ×5.0 m,隧道斷面屬于超大斷面,超大斷面隧道對圍巖的擾動較大,圍巖失穩(wěn)風險較大,Ⅲ級圍巖條件下超大斷面隧道施工風險不可輕視。

1.3 水文地質條件

隧道所在區(qū)域屬于南亞熱帶季風氣候,雨量充沛,區(qū)域內降水量較高,多年平均降水量為1 645～2 013 mm,雨季為4 月至9 月,其間降雨量占全年的80%左右,且雨季低洼地帶易遭水浸,出現(xiàn)短暫洪澇現(xiàn)象,主要會出現(xiàn)臺風、水毀以及塌方等自然災害。地質勘探鉆孔中未見穩(wěn)定的地下水水位。由于擬建隧道位于低山地貌區(qū),隧道進出口處于斜坡中下部,高出谷底15～45 m,地形坡度陡,大氣降雨地表徑流迅速,不利于大氣降雨入滲補給,地下水的補給、徑流和排泄迅速,貯存條件差,隧道區(qū)含水層富水性差,總體地下水貧乏。

2 施工階段風險辨識

基于現(xiàn)場條件分析,大常山1 號隧道施工階段風險事件包含洞口失穩(wěn)、塌方、突水涌泥、環(huán)境污染以及高壓電塔擾動等。相應的風險源從開挖施工、支護及襯砌和環(huán)保措施3 個方面加以分析。

2.1 開挖施工

2.1.1 開挖方法

隧道采用新奧法施工,開挖方法包含全斷面開挖法、臺階法、導洞法以及分部開挖法等。不同的開挖方法適用于不同的地質情況,所造成的圍巖擾動、工作面大小以及洞室變形程度等均不一樣。

大常山1 號隧道主要包含擴挖段與開挖段,其中開挖段里程為LK9+933～LK10+325 和RK9+925～RK10+023,施工方法主要為:Ⅲa 型襯砌采用CD法(中隔壁法);Ⅲb 型、Ⅳa 型和Ⅳb 型襯砌采用CD法加豎向臨時支撐;Ⅴa 型襯砌采用雙側壁導坑法。施工過程中應加強對隧道施工影響的控制,嚴格控制爆破,左右線施工掌子面應錯開至少2 倍洞徑。擴挖段里程為LK10 +325～LK10 +595 和RK10 +023～RK10 +549。擴挖段施工方法如表1 所示。

表1 擴挖段施工方法

擴挖段拆除施工前應排查已開挖段支護的空洞情況;Ⅴ級圍巖段臨時支撐應在二襯澆筑前拆除,Ⅳ級圍巖段臨時支撐可在拱頂沉降及周邊收斂后進行拆除;每拆除三榀后須繼續(xù)監(jiān)控量測,洞室穩(wěn)定后進行拆除。沙袋考慮回填縱向20 m 范圍,擴挖斷面與二襯安全步距:Ⅴ級圍巖小于21 m,Ⅳ級圍巖小于42 m,Ⅲ級圍巖小于90 m。擴挖施工后應立即施作初支方可進行下一循環(huán)的襯砌拆除與圍巖擴挖工作。

綜上分析,擴挖段施工方案比較合理,但考慮擴挖施工中諸多不確定因素,施工風險依然較大,須重點評估并制定完備的應對措施以及應急預案。開挖段隧道施工方案合理,施工風險相較于擴挖段較小。

2.1.2 地下水處理

大常山1 號隧道所處地區(qū)山高坡陡且溝谷切割較深,大氣降水迅速進入地下。隧道所處地區(qū)地下水主要受巖體性質、構造特點和地形地貌等因素控制,地下水的補給又與降雨和地表水等密切相關,在地下水處理中既要適當排水和降水,減少突水涌泥、洞口失穩(wěn)和塌方發(fā)生的可能性,又要防止地勢形成漏斗狀,避免附近生態(tài)環(huán)境遭到破壞。

2.1.3 工法轉換與臺階間距

隧道擴挖段與開挖段存在施工方法的變更,導致開挖順序變化,這對洞室趨于穩(wěn)定的過程將產(chǎn)生顯著影響,塌方可能性各不相同,對其他風險事件也有不同程度影響。采用臺階法開挖時,臺階間距過小會影響工程進度和施工質量;臺階間距過大會引起工作面或巖石暴露面的增大,不利于圍巖穩(wěn)定,也會增加洞口發(fā)生失穩(wěn)和塌方的風險。

2.1.4 爆破方法

不同爆破方法所引起的爆破震動、圍巖擾動以及巖石暴露面的大小各不相同,這些因素對洞口失穩(wěn)、塌方和崩塌等事件的影響十分明顯。

2.2 支護及襯砌

對于條件較差的圍巖,超前支護可增加圍巖的穩(wěn)定性和整體性,降低洞口失穩(wěn)、塌方和突水涌泥的風險。該工程針對不同圍巖條件,分別設計了洞口大管棚、超前小導管和超前錨桿等施工輔助措施,在降低開挖風險的同時節(jié)約工程造價。

隧道開挖打破了原始圍巖中的初始應力平衡,隨著時間的推移,圍巖會發(fā)生不同程度的應力釋放,最后趨于新的穩(wěn)定。過早支護會導致支護結構承擔較大荷載,引發(fā)襯砌結構破壞;過晚支護則會導致圍巖產(chǎn)生過大變形,引發(fā)洞口失穩(wěn)以及塌方等安全事故。為了充分利用圍巖自承載能力,同時避免洞室被破壞,應當選擇合適的支護時機。

閉合成環(huán)的周期對增強圍巖穩(wěn)定性和整體性、限制過大變形有較大影響?？s短閉合成環(huán)周期能減弱不利因素對斷面的影響,降低洞口失穩(wěn)以及塌方等風險。該隧道在Ⅳ級圍巖地段應盡快施作仰拱,閉合成環(huán)。

2.3 環(huán)保措施

工程建設中必然產(chǎn)生生產(chǎn)和生活垃圾,廢水和廢渣必須合理排放或堆棄,若處理不當會污染周圍生態(tài)環(huán)境并影響美觀,甚至引發(fā)環(huán)境污染事故。此外工程建設過程中應注意覆蓋層植被的保護,除環(huán)保層面的考慮外,良好的植被分布將會加強洞口穩(wěn)定性并對洞口附近光線強弱進行更好的調節(jié)。植被層會吸收水分,減弱地表滲透,該作用在雨季十分明顯,對洞室安全極為有利。

施工階段重大安全風險源辨識如表2 所示,表2 中“★”代表該風險源對該風險事件的影響比較大;“☆”代表該風險源對該風險事件的影響一般;空白代表該風險源對該風險事件的影響可以忽略。

表2 施工階段重大安全風險源辨識

3 施工階段風險事件評估

3.1 風險分析與評估方法

風險分析與評估常用方法包含專家調查法、事故樹分析法、概率分析法、層次分析法以及模糊綜合評價法[11-12]等。

3.1.1 專家調查法

該方法是一種常用且相對簡單的方法,也稱為主觀評分法,其步驟一般包含編制專家調查表、選擇專家、風險等級調查表填寫以及整理和統(tǒng)計調查表4 個階段。其中專家的選擇一般不少于10 人,且評估小組內行業(yè)專家應協(xié)調平衡,同時應避免選擇與被評估對象有直接或間接利益關系的專家。

安全風險評估項目實施過程中,對隧道存在的主要風險事件、風險源以及各風險事件概率和損失等級等進行調查統(tǒng)計。調查采用寄發(fā)調查表的方式進行,共發(fā)放調查表13 份,收到有效調查表10 份。

3.1.2 事故樹分析法

該方法用于風險辨識及風險概率和損失的估測,可確定每一個層次的發(fā)生概率和風險源、風險事件的重要性排序。

3.1.3 概率分析法

該方法研究各種不確定因素發(fā)生不同變動幅度的概率分布及其對項目經(jīng)濟效益指標的影響。根據(jù)實際統(tǒng)計資料,采用概率論和數(shù)理統(tǒng)計方法求解風險發(fā)生概率,以此衡量風險水平高低。

3.1.4 層次分析法

該方法將定性因素定量化,在一定程度上減少主觀影響。其主要思想是通過風險因素間的兩兩比較形成判斷矩陣,進而計算同層風險因素的相對權重。

3.1.5 模糊綜合評價法

該方法是以模糊數(shù)學為基礎,將一些邊界不清且不易定量的因素定量化,從而進行綜合評價的方法。模糊綜合評價法對多種因素所影響的事物或現(xiàn)象進行總的評價,是一種以模糊性推理為主,定性和定量相結合、精確和非精確相統(tǒng)一的方法。

本研究結合具體工程和地質條件,主要采用專家調查法和層次分析法對隧道施工風險進行評估,進一步結合分級的評估結果,采取相應的應對措施,并在實踐中加強監(jiān)測,驗證風險控制效果。

3.2 風險水平定級方法

風險等級依據(jù)風險事故發(fā)生的概率和事故損失進行判定。《公路橋梁和隧道工程設計安全風險評估指南(試行)》中規(guī)定:①風險發(fā)生的概率可劃分為幾乎不可能發(fā)生、很少發(fā)生、偶然發(fā)生、可能發(fā)生以及頻繁發(fā)生5 級,相應的風險發(fā)生概率等級為1～5 級;②風險損失分級標準分別從經(jīng)濟損失、人員傷亡、工期延誤以及環(huán)境危害等方面進行衡量,相應的定性判斷標準為輕微的、較大的、嚴重的、很嚴重的以及災難性的,分別對應1～ 5 級的損失等級。

風險等級分級標準如表3 所示,根據(jù)事故發(fā)生概率和損失后果等級,將風險等級分為Ⅳ級(極高)、Ⅲ級(高度)、Ⅱ級(中度)和Ⅰ級(低度)。

表3 風險等級分級標準

對于Ⅰ級風險,其風險尚可接受,只要當前措施有效,就不必采取額外措施進行預防。其余等級風險均須根據(jù)規(guī)范要求采取相應措施。

3.3 風險事件安全評估

3.3.1 洞口失穩(wěn)風險評估

洞口段具有圍巖穩(wěn)定性差、結構受力體系復雜、施工支護加固工程量大以及植被容易遭受破壞等特征,是隧道施工過程中工況最復雜、施工質量和安全隱患最多的地段。

結合相關資料,隧道洞口失穩(wěn)風險的風險源主要體現(xiàn)在洞口地形地貌、地質條件、氣候植被以及施工因素等方面。依據(jù)風險源分析,隧道洞口失穩(wěn)風險層次分析如圖5 所示。

采用層次分析法中所述比例標度,反映A 層次以及B1～B5 層次中各元素的重要程度,計算各自的權重。在各自一次性比率滿足相應要求的前提下,計算得到隧道洞口失穩(wěn)風險源重要程度排序為:擴挖段施工方法>擴挖段支護措施>開挖段施工方法>開挖段支護措施>擴挖段監(jiān)控量測>開挖段監(jiān)控量測>地質構造>地層巖性>坡體結構>坡體坡度>降雨強度>水文條件>植被覆蓋。

通過上述分析與計算,結合專家調查法相應結果,經(jīng)綜合分析評判得到該工程隧道洞口失穩(wěn)風險等級,大常山1 號隧道洞口失穩(wěn)風險等級評價如表4 所示,隧道洞口失穩(wěn)總體風險等級為Ⅲ級,風險水平有條件接受,須采取削減風險的應對措施,準備應急計劃。

表4 大常山1 號隧道洞口失穩(wěn)風險等級評價

通過數(shù)值模擬軟件對洞口邊仰坡安全性進行數(shù)值分析,隧道出口左線隧道數(shù)值模擬結果如圖6所示,可以得到右側仰坡安全系數(shù)為1.228,左側仰坡安全系數(shù)為1.459,發(fā)生失穩(wěn)的可能性較低,這與隧道洞口失穩(wěn)風險為Ⅲ級情況基本一致,但仍須在洞口處清除斜坡表層破碎巖體,對開挖邊坡以及隧道出口段進行相應的支護處理。

3.3.2 塌方風險評估

隧道在開挖中、開挖后、支護后甚至襯砌施作后都可能出現(xiàn)塌方。塌方的過程大致為:開挖→圍巖塑性變形→支護過大變形→支護局部破壞→支護與圍巖破壞失穩(wěn)→塌方。

導致塌方的原因主要包含地質地貌、天氣水文、勘察設計、施工方法4 項客觀因素,此外還存在一定主觀因素。

該工程為超大斷面隧道工程,工程擴挖段須對新建隧道二襯和初支進行拆除后再擴挖,危險性極大;開挖段為大斷面隧道,存在塌方風險。隧道各區(qū)段圍巖特征如表5 所示。

表5 隧道各區(qū)段圍巖特征

依據(jù)大常山1 號隧道工程的地質和水文特征,參考以往工程實例,隧道塌方風險層次分析如圖7所示。

基于層次分析法基本原理,隧道塌方風險源重要程度排序為:擴挖段施工方法>開挖段施工方法>破碎巖體>超前支護>二襯支護>監(jiān)控量測>初期支護>雨季滲水>控制爆破。

通過上述分析與計算,結合專家調查法結果,經(jīng)綜合分析評判得到該工程隧道塌方風險等級,大常山1 號隧道塌方風險等級評價如表6 所示。

表6 大常山1 號隧道塌方風險等級評價

由表6 可知,該工程隧道塌方總體風險等級為Ⅲ級。

3.3.3 突水涌泥風險評估

突水涌泥災害的實質是圍巖的含水層結構、水動力條件和圍巖力學平衡狀態(tài)因隧道開挖發(fā)生急劇變化,存貯在地下水體中的能量瞬間釋放,并以流體形式高速向隧道內運移的一種動力破壞現(xiàn)象。水流量大于0.1 m3/s 并伴隨一定壓力和流速時稱為突水;當突出的地下水中含有的泥沙等物質超過50%時稱為涌泥。

因隧道所處區(qū)域水文地質條件約束,在隧道開挖施工過程中地下水以滲滴狀、線狀或小股狀出水為主,雨季時局部可能有股狀或淋雨狀出水,不會遇到大型集中涌突水災害?；诠こ痰刭|和水文特征,參照以往工程實例,隧道突水涌泥風險層次分析如圖8 所示。

隧道突水涌泥風險源重要程度排序為:施工方法>雨季滲水>初期支護>超前支護>監(jiān)控量測>控制爆破。通過上述分析與計算,大常山1 號隧道突水涌泥風險等級評價如表7 所示。

表7 大常山1 號隧道突水涌泥風險等級評價

由表7 可知,該工程隧道突水涌泥總體風險等級為Ⅱ級,風險水平有條件接受,應進一步實施預防措施,提高安全性。

3.3.4 環(huán)境污染風險評估

隧道環(huán)境保護風險事件有生態(tài)環(huán)境、空氣環(huán)境、聲環(huán)境和社會環(huán)境4 個方面。其中生態(tài)環(huán)境的影響主要指地下水流失、洞口水土流失與植被破壞、隧道棄渣,此外還包含隧道施工引起的灰塵、有害氣體、車輛廢氣和噪聲污染等。

棄渣的不合理堆放會使雨季時在溝內形成泥石流,危及沖溝下方建(構)筑物安全;棄渣堆積在進出口時,由于斜坡較陡極易形成工程滑坡,危害工程安全并阻礙工程進度。隧道建設中產(chǎn)生的地下水流失,在一定程度上造成沿線地下水水位下降,給地表植物生長與動物飲水造成影響。施工期間的人為因素同樣會對地表產(chǎn)生破壞,主要體現(xiàn)在施工人員對植被的踐踏和亂砍濫伐等。該工程所處區(qū)域多為干溝,僅在暴雨季節(jié)有地表徑流,洞口發(fā)生水土流失的風險較小。

初步分析確定環(huán)境污染風險源有洞口水土流失、地下水流失、隧道棄渣以及周邊環(huán)境影響4 大類,隧道環(huán)境污染風險層次分析如圖9 所示。

隧道環(huán)境污染風險源重要程度排序為:周邊環(huán)境>洞口水土流失>隧道棄渣>地下水流失。大常山1 號隧道環(huán)境污染風險等級評價如表8 所示。

表8 大常山1 號隧道環(huán)境污染風險等級評價

由表8 可知,大常山1 號隧道環(huán)境污染總體風險等級為Ⅱ級。

3.3.5 高壓電塔擾動風險評估

高壓電塔是輸電線路的主要受力構件且為高聳空間結構。高壓電塔基礎相互獨立,對沉降及傾斜反應敏感?；A的不均勻沉降容易引起塔身變形或局部破壞,甚至整體傾覆。隧道附近高壓電塔擾動主要受施工方法、隧道斷面尺寸、地質條件以及水文地質等因素影響。

基于現(xiàn)場條件并參考既有工程經(jīng)驗,隧道山頂高壓電塔擾動風險層次分析如圖10 所示。

隧道山頂高壓電塔擾動風險源重要程度排序為:洞口段破碎巖體>施工方法>監(jiān)控量測>雨季滲水>超前支護>二襯支護>初期支護>控制爆破。大常山1 號隧道山頂高壓電塔擾動風險等級評價如表9 所示。

表9 大常山1 號隧道山頂高壓電塔擾動風險等級評價

由表9 可知,該工程隧道山頂高壓電塔擾動總體風險為Ⅲ級。

4 重大風險應對措施

針對總體評估等級為Ⅲ級的洞口失穩(wěn)、塌方和高壓電塔擾動風險事件,采取如下控制措施對風險進行控制,從而降低風險等級。

4.1 洞口失穩(wěn)風險

做好施工前的地質調查,根據(jù)地形和地質條件,首先對隧道洞口邊坡加固防護,平整洞頂?shù)乇?做好洞頂防排水措施。在進行洞口土石方工程時,不能采用深眼大爆破或集中藥包爆破,以免影響邊坡穩(wěn)定。同時在對邊仰坡進行處理時,應盡量減少邊仰坡開挖量,減少施工對邊仰坡的施工擾動影響。盡量避免長段落深埋段及偏壓段,在設計洞口段時采用“早進晚出”的方案;采用超前大管棚輔助進洞,盡量保持山體穩(wěn)定性,嚴禁過度施工。

對于洞口段較差的圍巖,應選取針對性洞口支護加固方案,包含注漿加固、超前小導管、管棚、錨噴混凝土、超前錨桿及自進式預應力錨桿。施工時根據(jù)實際地質條件控制擴挖進尺,不得冒進。嚴格遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”的施工原則。盡可能采取多種手段做好地質超前預報并制訂動態(tài)監(jiān)控量測方案,進行動態(tài)信息化施工。

4.2 塌方風險

設置合理的施工工序,加強超前支護,嚴格控制超前支護施工質量。初期支護要及時封閉成環(huán),二襯的支護時機根據(jù)初襯監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定趨勢判定。

施工過程中應加強超前地質預報工作,確保地質資料的準確性,并根據(jù)地質調查的結果及時修正隧道施工的風險評估結果。斷面超前地質預報結果顯示反射界面較少,縱橫波速度、泊松比及動態(tài)楊氏模量變化較小,圍巖呈弱風化狀態(tài),圍巖較完整,圍巖穩(wěn)定性較好,局部掉塊,與施工圖所描述的地質情況基本一致。

對隧道支護結構的拆除作業(yè)進行嚴格要求和把控,隧道擴挖段拆除擴建過程如圖11 所示。拆除作業(yè)前,首先對拆除范圍及影響區(qū)域內的隧道既有結構進行臨時支護或防護;其次根據(jù)隧道襯砌結構安全、穩(wěn)定性以及受力狀態(tài)等合理設計拆除范圍,再對每一個拆除循環(huán)作業(yè)邊界進行切割處理,及時解除拆除范圍內支護結構與周圍支護結構的關聯(lián)和牽制;最后在拆除過程中應實時分析判斷監(jiān)控量測數(shù)據(jù),確保無異常再進行下一步施工操作。

4.3 高壓電塔擾動風險

根據(jù)高壓電塔技術規(guī)范和相關規(guī)定,制定嚴格的控制標準,當隧道施工到高壓電塔影響范圍時,對高壓電塔進行預加固,采用長度為3.6～6.0 m、鉆孔間距為1.2～1.5 m 的Φ42 鋼花管,在高壓電塔影響范圍內進行洞內注漿加固(注漿壓力為1.0～1.5 MPa),以此保障施工過程中高壓電塔安全,并加強高壓電塔基礎沉降和震動速度的監(jiān)測頻率,一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常應立即停止施工,查找原因并及時處理,確保高壓電塔的基礎沉降和震動速度均小于規(guī)范標準的限值。注漿加固后測量110 kV高壓電塔和220 kV 高壓電塔地表處沉降,沉降分別為3.8 mm 和1.7 mm。

5 結論

依托大常山1 號超大斷面隧道,通過專家調查法和層次分析法等手段識別隧道風險源,針對各主要風險事件開展評估并提出應對措施。主要結論如下。

(1) 大常山隧道施工安全風險事件包含洞口失穩(wěn)、塌方、突水涌泥、環(huán)境污染和洞口附近高壓電塔擾動,相應影響因素為開挖施工、支護及襯砌以及環(huán)保措施等。

(2) 洞口失穩(wěn)、塌方以及高壓電塔擾動風險等級為Ⅲ級,隧道突水涌泥和環(huán)境污染風險等級為Ⅱ級,該隧道施工過程無Ⅰ級和Ⅳ級風險。

(3) 針對評估等級為Ⅲ級的洞口失穩(wěn)、塌方和高壓電塔擾動風險事件,均采取相應控制措施,并在施工過程中加強監(jiān)測,降低風險等級。

(4) 隧道施工中未出現(xiàn)安全風險事故,表明風險評估結果和應對措施建議為隧道施工的安全風險控制提供了有效指導。