1、渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全 风险评估报告 编制： 审核： 审定： 西安建筑科技大学 隧道与地下结构工程研究所 二一六年五月 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 目 录 一、编制依 据 3 二、隧道工程概 况 4 2.1 区域工程地质概 况4 2.2 各竜隧道工程概 况11 三、评估过程和评估方 法.20 3.1 隧道工程风险评估分 级20 3.2 风险接受准则与采取的风险处理措施.25 四、风险评 估 25 4.1 风险评估的主要内 容25 4.2 各项基本风险、引起风险的因素 25 4.3
2、 隧道工程总体风险评估指标体系 26 4.4 隧道工程专项风险评 估29 4.5 重大风险源风险估 测30 五、风险对策措 施 35 5.1 坍塌风险等级归 类36 5.2 风险处理的总体对 策36 5.3 断层、涌水的处理对 策37 5.4 隧道施工塌方的处理对策 37 5.5 洞口段软弱围岩及明洞施工防护措施.38 5.6 其它技术措 施39 六、隧道风险评估结 论.42 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 一、编制依据 1、公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行交质监发2011 217 号； 2、渭源至武都高速公路工程第十合同段施工设计图； 3、交通部颁发的公路工
3、程国内招标文件范本（2009 年版）； 4、标准施工招标文件(2007 年版)； 5、公路工程技术标准（JTG B01-2014）； 6、公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009）； 7、公路工程施工安全技术规程（JTGF90-2015）等相关规范； 8、公路施工手册（人民交通出版社 2000 年）； 9、工程建设标准强制性条文公路工程部分（建标 号）； 10、甘肃省公路建设高危工程施工安全强制性要求； 11、甘肃省渭武高速公路定西项目办下发的文件及相关资料； 12、渭源至武都高速公路项目建设标准化管理细则、管理办法及制度； 14、中国中铁航空港集团第一工程有限公司单位在类似工程中的施工
4、 经验和相关工程的技术总结、工法成果等； 15、国家及有关部委颁布关技术规范、验 0 收标准。 依据以上文件、规范、标准及工程实地勘察情况，结合我公司现有技 术装备、施工能力、管理水平，以及多年从事复杂地形地质条件隧道施工 的丰富经验，并针对本工程施工特点，以“保质量、保工期、保安全、创 精品”为目标，编制本实施性施工组织设计。 3 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 二、隧道工程概况 2.1 区域工程地质概况 2.1.1 地形、地貌 拟建项目所处地势西北高东南低，区内最高点位于木寨岭，海拔 3252 米，最低点位于终点处，海拔 1042 米，相对高差约 2210 米。
5、路线北部属 陇西黄土高原，地形以梁、峁、丘陵、沟壑为主，水土流失严重；南部属 秦岭山脉的西延部分，由于新构造运动的强烈隆起与流水侵蚀作用的急剧 下切，形成山高谷深、峰锐坡陡之景观，植被良好。根据地貌形态特征及 其构造成因，拟建路线通过地区为陇南山地。漳县殪虎桥至麻子川段，相 继经漳县大草滩、木寨岭、岷县梅川镇、岷县县城、寺儿沟，属西秦岭山 脉西延部分为低中山地貌，海拔 25003500m 左右，木寨岭垭口海拔 3095m， 麻子川岭垭口海拔 2495m。海拔较高，主峰顶呈棱状，山坡高峻，河谷狭窄， 多呈 V 字型，切割深度达 400600m。山坡为沉积、残积及第四纪薄层风 积黄土覆盖，山梁岩体
6、部分裸露，风化严重，节理较多。 2.1.2 气象环境 拟建路线纵贯甘肃省南部，气候水平分布和垂直分带作用较为明显， 由北向南，根据各地气候上的差异结合热量和水分条件，大致分为三个带： 湿冷气候带、温和气候带和温暖气候带。本标段属于湿冷气候带，主要包 括起点至麻子川段，该气候带总的气候特征为春、秋短促，气温变化比较 剧烈，河谷、川地夏季较炎热，高原和山地夏季较凉爽，冬季较长，也较 4 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 寒冷，东南部降水多，西北部降水少。年平均气温为 3.710.6，年平均 地面温度 6.312.8，暴雨多，易引起山洪灾害和雪害，见下表 2.1.2-1。
7、表 2.1.2-1 研究区气候情况表 县域 年平均气 温 （) 一月/ 七 月平均气 温（) 年平均 地温 （) 历年绝对最 高温度/最 低温度（) 年平均降 水量 （mm） 年积 雪 日 数 最大积 雪 深度 （cm ） 最大 冻 土深 度 （cm ） 年平均 /最 大风 速 （m/s ） 岷 县 7.8 -5.8/ 19.8 8.7 33.3/ -24.1 560.8 34.5 14 90 1.3/20 宕昌县 9.3 -2.2/ 19.7 12.4 35.0/ -16.0 583.9 21.5 13 45 1.3/13 2.1.3 水文环境 （1）地表河流 研究区的主要河流属黄河流域水系
8、及长江流域水系。以岷县宕昌间海 拔 25002800 米的麻子川梁为分水岭，向西为黄河流域、向东为长江流域 水系黄河流域主要水系有洮河、渭河。洮河、渭河两大水系，以渭源县、 漳县交界处海拔 2940m 的分水岭为界由南向北分为两半，岭西河流为洮河 水系有漫坝河、纳纳河、迭藏河。岭东河流为渭河水系其支流有铁沟河、 漳河，除洮河外均为季节性河流，仅在汛期发生洪水。长江流域主要水系 为嘉陵江一级支流的白龙江及其岷江，又有理川河、南河、油房河、车拉 河、官亭河、秦峪河等。 （2）径流 研究区以麻子川岭为界分别属于河东黄河流域水文大区和陇南长江流 域水文大区。北部属于河东黄河流域水文大区中的甘南北部陇南
9、西北部 丘陵、山地弱径流区，南部又以舟曲武都一线为界划分为陇南中部山地、 盆地中径流区和陇南南部山地、谷地弱径流区。 5 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 （3）地下水 沿线大部分为河谷线，地表水及地下水均较发育，唯黄土高原区由于 降水量小，垂直补给少，黄土含水性差，因而地下水分布较小。中低山区， 由于降雨量大，补给地区富水性好，因而地下水比较丰富，且矿化度低， 水质较好。 2.1.4 地质构造 （1）区域地质构造 公路通过地区，在地质构造上自北向南相继通过陇西系构造、祁吕贺 山字构造体系、秦岭东西复杂构造带。这些构造体系在历次构造运动作用 下，地质条件十分复杂。 （
10、2）主要褶皱 公路通过地区主要存在褶皱四店小背斜、大草滩复背斜、岷县宕昌 复向斜、宕昌秦峪向斜、舟曲武都复背斜。 （3）主要断裂特征： 研究区北西向构造带中断裂发育，以与褶皱主轴大体相吻合的压性兼 备扭性者为多，具有一定规模，在后期构造运动中被局部或全部的改造迁 就利用而具复活性。相应的扭性及张性断裂亦有所反映。 2.1.5 地层岩性 （1）变质岩及沉积岩 志留系(S)：志留系为区内最老的地层，沿白龙江两岸呈带状分布， 从下统至中上统均有出露。组成复式背斜构造，西延出图分布甚宽，东到 6 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 成县幅、凤县幅，称白水江群。主要为一套厚度较大
11、的浅变质碎屑岩和碳 酸盐岩建造，均属海相还原沉积。 泥盆系(D)：分布在东扎口以南至大湾里段、茶埠附近以及中部白龙 江背斜两翼，只有中统和上统的出露。由于地壳运动和沉积环境的差异， 北部和中部沉积特征皆不一样。北部振荡剧烈，拗陷较深，沉积了一套巨 厚的类复理石建造，由碎屑岩及碳酸盐岩组成；中部因受古窿起影响，沉 积幅度不大，沉积了一套厚度较薄的碳酸盐岩建造。 上泥盆下石炭统(D3-C1)：沿大草滩群北侧呈带状分布，北侧为二 迭系超覆不整合。岩性以滨海相砂岩、页岩为主。夹泥质灰岩、钙质粉砂 岩组成海进沉积旋回。根据岩性剖面以及化石发育情况分为上、下两部分。 石炭系(C)：该系地层在研究区内主要分
12、布于大湾里至木寨岭隧道进 口段、化马附近路段，主要出露中上石炭统(C2+3)和下石炭统(C1)。 二迭系(P)：在研究区内出露较多，主要出露于大坪至木寨岭以南段、 茶埠以南至岷县段、秦峪以南至化马段。可划分为上、下两统，两者为整 合接触。下统主要为浅海相有机质泥岩建造和浅海相碳酸盐岩建造，其次 为滨海相碎屑岩建造；上统为浅海相碳酸盐岩建造。 三迭系(T)：三迭地层在研究区内出露较广，主要分布于梯子沟门至 汪家门、山庄至烟波沟口、岷县至秦峪以南等段落内。两侧以断层分别与 中泥盆统、下二迭统或侏罗统接触。被白垩系、老第三系红色沉积物整合 覆盖。按岩性特征可分为六个小层，各层间均为整合关系 侏罗系(
13、J)：出露于耳阳沟，为小型湖沼相沉积。不整合于中泥盆统 及下二迭统之上。主要为砂岩、炭质页岩、砾岩所组成，夹煤层，底部局 7 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 部可见有沉积的赤铁矿层。下部岩性为铁质胶结的砾岩，往上为灰白色粗 砂岩及页岩互层，中部为含煤岩系及粘土岩，上部为砂岩与浅灰色砂砾岩 互层，再往上成灰白色砂岩夹粘土岩。 白垩系(K)：主要分布于项目起点渭源至莲峰段、烟波沟段，沿古生 代地层的北侧断续分布。不整合于任何古生代及三迭纪地层之上，上部为 老第三系或者新第三系所不整合。主要为一套紫红色砂岩、页岩、泥岩及 砾岩、砂砾岩组成，夹有少量灰白色、灰色砂岩、砂砾岩
14、及泥岩。岩相变 化较大，分层标志不明显。在漳县四店一带缺少中上部层位，下部层位 主要为红色、紫红色砂岩、砾岩、泥岩夹少量灰白色砂岩、泥岩。 老第三系(E)：为一套暗红色厚层至巨厚层砾岩及少量含砾砂岩、含 砾砂质泥岩。研究区内北部主要出露于古迹坪、菜子坡、大湾里一带，南 部在寺儿沟各竜、哈达铺老树川一带。北部基岩区主要古生代地层， 岩性以灰岩、砂岩及板岩为主。在第三系砾石中则以灰岩、砂岩为主，有 少量的板岩、脉石英、石英岩。距母岩区越近，砾岩厚度越大，成层愈不 清楚，灰岩、砂岩砾石愈多，砾径也越大。南部分布范围广，沉积厚度大， 由一套砖红色、紫红色比较松散的砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩及少量页 岩
15、组成。山麓相堆积。根据岩性可分为三组。A 组(Ea)分布于宕昌县东南， 下部为紫红色、黄灰绿色砂岩夹紫红色页岩、粉砂岩和砂砾岩、砾岩。上 部为紫红色页岩夹灰绿色、紫红色细砂岩、粉砂岩。部分砂岩具斜层理和 象形印模，且含有植物化石碎片。岩石成岩程度中等，属内陆湖盆沉积；B 组(Eb)分布范围较广，在车拉沟一带与 A 组呈平正接触关系，其它各地均 不整合覆于老地层之上。下部为紫红色块状砾岩，中上部为紫红色厚巨 8 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 厚层砾岩，偶夹紫红色薄中厚层中粒粗砂岩，砾岩的砾石大小一般为 5 1037cm。砾石多为半棱角状，少数为浑圆形，砾石成分复杂，
16、随地 而异，砾石分选一般，砾石排列方向和层理产状近一致。胶结中等，以接 触胶结为主，其次为充填胶结，属山麓堆积相。厚 210402 米；C 组(Ec) 与 B 组(Eb)关系大部为平行不整合接触，在哈达铺麻子川一带超覆于三 迭系之上。组成岩性绝大部分为紫红色中厚层状砾岩与紫红色中厚层 状含岩屑的细中粒砂岩互层，并夹灰色中厚层砂砾岩。 新第三系(N)：以内陆湖相沉积的泥岩、砂质泥岩、细砂岩为主，夹 钙质结核粘土及砾砂岩。下部不整合于白垩系(K)和老第三系(E)之上。根 据接触关系，可分为上、下两个层位。下层位为火山岩相；上层位为沉积 相。研究区内出露沉积相，分布于岷县以南的局部路段内。岩主为紫红
17、色 中厚层含砾粗砂岩夹砖红色砂质粘土岩和少量砾岩，底部有少量的砾石 层。含砾粗砂岩中见有灰白色的砂岩条带，砾石多为浑圆形。在砖红色砂 质粘土岩中，含有条带状及团块状的绿灰色砂质粘土。厚 200600 米。 11 第四系(Q)：该系主要分布于渭河、洮河、迭藏河、岷江及白龙江等 大河的两岸阶地。根据成因类型、地貌部位及与邻区对比，可划分为：下、 中更新统(Q1-2al)、中、上更新统(Q2-3)、上更新统、全新统。 （2）侵入岩：研究区内侵入岩分布较少。 2.1.6 地震 拟建项目位于南北地震带的中段，即天水武都文县地震带。这一 线地域断裂错综复杂，除东西向的秦岭纬向构造和北西西向的“山”字型 构
18、造交汇以外，还有南北向的武都通渭断裂带，该带全长 250km，宽 20 9 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 40km，全新纪以来相对隆起，该带西侧武威庄浪河岷县北北西西向构 造和东侧银川西吉碧玉镇天水北北东向构造对称交汇于武都。该路 段近场区范围内历史上共记载破坏性地震 5 次，其中公元 1573 年 1 月 20 日发生在甘肃岷县一带的 6.级地震及 2013 年 7 月 22 日岷县漳县 6.6 级地 震的发震构造为岷县断裂的岷县段，对工程场地的最大影响烈度为度。 该范围内 1970 年有仪器记录以来共记录 ML1.0-4.9 级地震 250 次，属浅源 构造型
19、地震。地震活动在空间上不均匀分布，呈条带状分布于岷县断裂及 北侧分支断裂、西秦岭北缘断裂两侧，与断裂相关性较好，见下表 2.1.6-1。 表 2.1.6-1 近场区历史强震及对场地影响烈度表 日期 （y-m-d） 震中 位置 纬度 () 经度 () 震级 震中烈 度 距离 (Km) 场地影响烈 度 1573-01-20 甘肃岷县 34.4 104.0 63/4 18.86 1621-03-20 甘肃岷县东 北 34.6 104.4 43/4 24.04 2003-11-13 甘肃岷县 临潭间 34.7 103.9 5.2 20.30 2004-09-07 甘肃岷县 34.7 103.9 5.0
20、 20.64 2013-07-22 甘肃岷县漳 县 34.5 104.2 6.6 10.9 根据以上历史地震活动特征，并结合近场区地质构造环境分析，路线 通过地区，地震频繁，历史上曾发生过多次破坏性地震，是有名的地震区 之一。 根据本次完成的兰海高速渭源(路园)至武都(两水)WWSJ2 标段工程场 地地震安全性评价报告，木寨岭隧道工程场地属抗震不利地段，隧道进 出口工程场地均为类建筑场地。本设计标段隧址区地震动峰值加速度为 10 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 0.15g，相当于地震烈度度，反应谱特征周期为 0.45s，公路工程构造物 应采取抗震设防措施，提高一级设
21、防。 2.1.7 不良地质及特殊性岩土 由于项目研究区大部属秦岭中高山区，山高沟深，坡陡流急，构造作 用强烈，褶皱密集，岩层较为软弱破碎，断层、节理发育，有数十条贯通 性断裂穿过，断层两侧岩层挤辗强烈，十分破碎，糜棱岩化、角砾岩化、 断层泥化现象普遍，破碎带及影响带宽达数十米至数公里，将给工程地质 基础带来严重影响。 同时降雨多集中而强大，此外还有强烈上升区、地应力集中、地震活 动频繁和流域相对年轻等因素，使得项目研究区内滑坡、泥石流等地质灾 害特别发育。沿线主要不良地质有泥石流、滑坡、崩塌、岩堆等，特殊性 岩土主要为失陷性黄土。 2.2 各竜隧道工程概况 2.2.1 工程概况 各竜隧道横穿羊
22、圈沟与各竜沟交汇地带山体，隧道采用分离式设计， 其中左线进口里程 ZK253+310，出口里程 ZK255+795，全长 2485m；右线进 口里程 K253+305，出口里程 K255+790，全长 2485m。洞身最大埋深约 192.4m。 隧道进口采用削竹式，出口采用端墙式。隧道采用全射流风机纵向通风， 并设有完善的照明、消防及监控系统。 2.2.2 自然地理概况 （1）地理位置及交通条件 11 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 该隧址区跨越岷县及宕昌县两行政区，进口位于岷县羊圈沟南端山体， 出口位于宕昌县各竜沟北端山体，羊圈沟及各竜沟出口均位于 G212 国道
23、旁， 交通较方便，两沟中常年流水，存有简易便道通行，但雨季便道常被水流 破坏。 （2）水文环境 隧址区河流主要为迭藏河，为洮河一级支流，发源于分水岭大拉梁北 侧。流长 42.1km，流域面积 827.1km 2。主要支流有秦许河、绿叶河、南沟 河、槽子河等，流径麻子川、寺沟、秦许、城郊入洮。年平均径流量 2.26 亿 m 3。平均流量 7.16m3/s，比降 25.4%。 2.2.3 工程地质条件 1）地形地貌 该隧址区属低中山地貌区，隧道穿越羊圈沟与各竜沟交汇处山体，山 脊总体呈“S“形，山体北侧、南侧各形成一“凹”形坡面，为山体地表水 汇集通道，由于长年流水侵蚀，“凹”形坡面中均发育有冲沟
24、。山体上覆 马兰黄土、薄层坡积土，下伏三叠系板岩，岩体破碎。隧址区高程 2543.0 2753.0m，相对高差 210.0m。隧道左线最大埋深 187.8m，右线最大埋深 192.4m。 2）地层岩性 （1）土体岩性 根据工程地质调绘、钻探及工程物探等成果，除进、出口局部地段有 少量三叠系板岩出露外，隧址区表层基本为第四系更新统黄土及全新统坡 积层覆盖。其特征由上而下（由新到老）如下： 12 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 第四系（Q）：全新统耕植土（Q4pd）：灰黄色，以粘性土为主，见较 多植物根系，稍湿，松散状态。该层厚度一般 0.50m，主要分布在谷坡表层。
25、f/a0=200kPa。全新统坡积含碎石粉质粘土（Q4dl）：灰黄色,稍湿湿， 硬塑状态,含约 20%碎石，碎石粒径 2040mm。 全新统滑坡堆积含碎石粉质粘土（Q4del）：褐黄色，灰黄色，湿稍 湿，硬塑可塑状态，碎石含量 30，结构混杂，有扰动痕迹。 上更新统黄土（Q3eol）：浅黄、褐黄、黄褐色，土质均匀，大孔发育， 具垂直节理，见钙质条纹及针孔，含少量钙质结核或砾石，硬塑状态。钻 孔中未揭露该层，主要分布于山顶区域。 2）岩体岩性 隧道洞身通过的基岩地层主要为三叠系（T2）地层，岩性为板岩。 三叠系（T2）：强风化板岩：浅灰、灰黄色，变余泥质(砂质)结构,层 状构造。节理裂隙极发育，
26、胶结程度很差，岩体破碎，岩芯呈块状、土夹 碎块状，锤击声哑，易击碎。据调查隧道沿线基岩露头，岩层总体产状 65 80。中风化板岩：青灰色,变余泥质(砂质)结构,块状构造。节理裂隙 发育，岩体较破碎，岩芯多呈碎块，偶见短柱状，锤击声脆，不易击碎。 岩层总体产状 6580。Vp=32603705m/s，Vs=9601090m/s，Rc=25MPa， Kv=0.55 ，K1=0.3 ， K2=0.2,BQ=253。 3）地质构造 根据区域地质资料，项目区属西秦岭地槽褶皱系的中支秦岭海西印 支褶皱带，隧址区位于岷县-宕昌复向斜构造带内，场地及附近未见断层构 造。由于构造运动影响，该处板岩板理裂隙发育。
27、 13 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 4）新构造活动 工程区内新构造运动以上升运动为主。主要表现在：区内沟谷密集且 切割深度很大；岷县县城和梅川镇及寺沟一带河谷区、盆地区以沉降或相 对稳定为主，两侧山体则表现为持续上升；新近系沉积以来，地形下切， 新近系沉积物超出现在侵蚀基准面 100 多米，地壳抬升平均 0.05mm/a ；隧 址区未见活动性断裂，新构造运动对隧道建设无影响。 5）水文地质条件 隧址区区内地表水系较发育，主要受大气降水补给，向区内低洼冲沟 排泄，区内山体为黄河、长江流域的分水岭，地势中间高，南北两侧低， 分水岭以北地表水通过羊圈沟排到黄河支流迭藏
28、河中，枯水期水量不大， 雨季流量充沛。分水岭以南地表水通过各竜沟排到长江支流中，沟中枯水 期水量不大，雨季流量充沛。河水补给来源主要有大气降水、上游地表径 流及河谷两岸基岩裂隙水的渗流。隧址区地下水类型为第四系松散岩类孔 隙潜水及基岩裂隙水，钻孔中揭露水位埋深 2.927.5m，主要赋存于第四 系全新统坡积、滑坡堆积含碎石粉质粘土中及三叠系板岩基岩裂隙中。地 下水通过渗流向低洼冲沟排泄，潜水以大气降水垂直入渗补给为主。 6）不良地质 拟建隧道区存在的主要不良地质现象为滑坡。拟建隧道洞身段发育一 滑坡，右线 K253+890K254+150（ZK253+870ZK254+170）洞身范围从滑 坡
29、体下部穿过。该滑坡滑坡在平面上扇形，上宽下窄，东西向宽 390m，南 北向长 340m，主滑方向为 3。依据本次野外调绘：该滑坡处于初滑阶段， 滑体厚度 0-22m，滑坡总体积约 10010m，滑坡体物质以坡积含碎石 14 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 粉质粘土夹强风化板岩为主，按其规模及物质组成划分，该滑坡属大型堆 积层滑坡。滑坡范围详见工程地质平面图。滑体斜坡上有泉水出露，常年 渗水，滑坡后缘可见贯通张拉裂缝，滑坡正常工况下基本稳定，但在降雨、 地震工况下易发生滑动。 2.2.4 岩土体工程地质特征及隧道围岩级别划分 （1）岩土体工程地质特征 1）土体的工程地
30、质特征 隧道围岩范围内土体主要为第四系全新统坡积、滑坡堆积层含碎石粉 质粘土，浅黄色，含 20%左右碎石，呈可-硬塑状态。 2）岩体的工程地质特征 该隧道围岩范围内岩体主要为三叠系板岩，在新鲜状态下，岩体岩质 较坚硬，工程地质特性好，风化后工程地质性质明显下降。板岩为变质岩， 受区域构造影响，板理裂隙发育，岩体完整性差。强风化板岩呈碎石状松 散结构，岩体破碎。结合地区经验，中风化板岩 Rc 取 25MPa，属较软岩， 岩体较破碎。 （2）围岩初始应力状态 该隧道局部地段埋深较大【K254+280K254+630（ZK254+350 ZK254+720）段】，埋深 160189 米，根据公路隧道
31、设计规范附录 A.0.3 节内容，中风化板岩 Rc=25MPa，隧道初始应力按自重应力考虑，Rc/ max=67，属于高应力区围岩，隧道开挖过程中洞壁岩体位移显著，成洞 性差。 （3）隧道围岩分级分段说明 15 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 根据隧道围岩的工程地质特征，隧道围岩工程地质分级见表 2.2.4-1。 表 2.2.4-1 各竜隧道围岩分级表 起讫里程 分段 长度 m 围岩名 称 饱 和 抗 压 强 度 MP a 岩体 完整 性系 数 KV 围 岩 基 本 量 指 标 BQ 考虑影响因素修正 系数 确 定 围 岩 级 别 地 下 水 K1 主要 软弱 结构
32、 面 K2 初始 应力 状态 K3 围 岩 基 本 质 量 指 标 修 正 BQ 物探 测 定岩 体 纵波 速 VP (m/s ) 考 虑 影 响 因 素 状 态 或 关 系 说 明 ZK253+310 ZK253+400 90 坡积含 碎石粉 质粘土， 强-中风 化板岩 V 12 1.2 9M12 1.1 6M8 1 3M5 0.9 0M2 0.8 表 4.5-3 安全管理评估指标体系 评估指标 分类 分值 说明 总包企业资质 A 特级 1 专业及劳务分包企业资质 B 有资质 0 针对当前作业的主要分包企业 历史事故情况 C 未发生过事 故 0 指项目部主要管理人员从事过的 工程项目上曾经发
33、生的事故情况 作业人员经验 D 经验丰富 0 从特殊作业人员、一线施工人员的 工程经验考虑 安全管理人员配置 E 符合规定 0 三类人员持证在岗 安全投入 F 符合规定 0 机械设备配置及管理 G 基本符合合 同要求 1 专项施工方案 H 可操作性强 0 31 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 根据人为因素及施工管理引发的事故可能性的评估指标体系公式可 得： 计算分值=总包企业资质专业及劳务分包企业资质历史事故情况 作业人员经验安全管理人员配置安全投入机械设备配置及管理 专项施工方案：M=A+B+C+D+E+F+G+H 其中，A=1；B=0；C=0；D=0；E=0；F
34、=0；G=1；H=0。 M=1+0+0+0+0+0+1+0=2，0M2，依据安全管理评估指标分值与折减 系数对照表，折减系数 为 0.8。 (2)隧道施工区段坍塌事故可能性分析评估 表 4.5-4 隧道施工区段坍塌事故可能性评估指标 评估指标 分类 分值 说明 V、VI 级 4-5 可根据围岩 围岩级别 A 级 3 III 级 2 节理发育情 况和岩性适 I、II 级 0-1 当调整分值。 存在宽度 50 米以上的大规模断层破碎带 34 断层破碎情况 B 存在宽度 20 米以上，50 米以下的中等规 模的断层破碎带 2 存在宽度 20 米以下小规模断层破碎带 1 不存在断层破碎带 0 渗水状态
35、 C 岩溶管道式涌水 1.5 线状一股状 1.2 线状 1 渗水状态应 考虑大气影 响因素。 干一滴渗 0.9 工程地质条件与设计文件相比较差 23 由监理工程 工程地质条件与设计文件基本一致 1 地质符合性 D 师确认。 施工控制与设计 0 32 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 施工方法不适合水文地质条件的要求 23 一可参照有 关技术标准 施工方法 E 确定是否适 工程地质条件与设计文件基本一致 1 合。 施工方法完全适合水文地质条件的要求 0 V、VI 级围岩砌衬到掌子面距离 在 200 米以上或全断面开挖砌 4-5 衬到掌子面距离在 250 米以上 V、级围
36、岩砌衬到掌子而距离 在 120 米以上、160 米以下或全 断面开挖砌衬到掌子面距离在 3 二衬距掌子 面的距离是 160 米以上、250 米以下 施工步距 F=a+b a V、VI 级围岩砌衬到掌子面距离 在 70 米以上、120 米以下或全 断面开挖砌衬到掌子面距离在 工 120 米以上、160 米以下 2 影响隧道稳 定性的一个 重要因素，本 指标主要考 虑施工时台 V、VI 级围岩砌衬到掌子面距离 在 70 米以下或全断面开挖砌衬 0-1 到掌子面距离在工 120 米以下 时跟上。 阶法施工全 断面法施工 二衬是否及 一次性仰拱开挖长 度在 8 米以上 2-3 b 一次性仰拱开挖长 0
37、-1 度在 8 米以下 隧道施工区段坍塌事故可能性计算公式: P=r（CA 十 B 十 D 十 E 十 F)。计算结果要四舍五入到整数。 依据隧道工程施工安全风险，隧道工程过程中坍塌事故可能性评分主 要考虑隧道围岩等级、断层破碎情况、渗水情况与施工方法等评估指标， 根据各竜隧道的施工设计资料得到以下相关信息： （1）各竜隧道、级围岩段的围岩级别指标 A 分别取 3、4； （2）项目区属西秦岭地槽褶皱系的中支秦岭海西印支褶皱带，各竜 隧道位于岷县-宕昌复向斜构造带内，场地及附近未见断层构造，断层破碎 33 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 情况 B 取为 0； （3）各
38、竜隧道沿线属低中山地貌，洞身地下水的补给来源主要为大气 降水的垂直渗透补给，根据隧道水文地质试验结果，在隧道施工期间涌水 量中等，发生严重突水现象概率小。隧道开挖时水量不大，但局部冲沟位 置地下水水量稍大，可能会呈线流、渗流状出水，渗水状态 C 为线状出水， 分值取为 1； （4）各竜隧道仰拱采取全幅施工，仰拱、铺底面距下台阶的距离按 级及级围岩段加强不超过 15 米，级围岩段不超过 30 米，级围岩段 不超过 40 米。掌子面距二衬的安全距离按级及级围岩段不超过 60m， 级围岩不超过 90m，施工步距 F 取值为 1； 表 4.5-5 隧道施工区段坍塌事故可能性分析评估标准 评估指标 分类
39、 分值 说明 级 4 围岩级别 A 根据围岩节理发育情况 级 3 断层破碎情 况 B 场地及附近未见断层构造 0 渗水状态 C 线状 1 渗水状态主要受大气降雨影响 地质符合性 D 施工方法 E 施工步距 F=a+b 工程地质条件与设计文件基本 一致 施工方法完全适合水文地质条 件的要求 V 围岩衬砌到掌子面距离 a 在 70m 以下 一次性仰拱开挖长度在 8m b 以下 1 0 0 1 二衬距掌子面的距离影响隧道 稳定性 根据隧道施工区段坍塌事故可能性计算公式可得: 隧道施工坍塌事故可能性风险分值=折减系数* （渗水状态围岩级别 断层破碎情况地质符合性施工方法施工步距），即 34 渭源至武都
40、第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 P=r（CA 十 B 十 D 十 E 十 F) 级围岩段 r=0.8;A=4;B=0;C=1;D=1;E=0;F=1 P=0.8(14+0+1+0+1)=4.8，3R6，属于级（偶然）。 级围岩段 r=0.8;A=3;B=0;C=1;D=0;E=2;F=1 P=0.8(13+0+1+0+2+1)=4，3R6，属于级（偶然）。 (3)典型重大风险源事故可能性等级划分： V 级施工区段事故可能性等级：P=4.8,6P14，属于级（偶然）。 级施工区段事故可能性等级：P=4,3P6，属于级（偶然）。 专项风险等级依据风险矩阵法和指标体系法进行动态风险
41、。 表 4.5-6 隧 道 重 大 风 险 源 风 险 等 级 坍塌 大变形 序号 施工区段 可能性 严重程 风险 可能性 严重程 风险 等级 度等级 等级 等级 度等级 等级 1 级施工区段 偶然 较大 中度 偶然 较大 中度 2 级施工区段 偶然 较大 中度 偶然 较大 中度 3 隧道洞口边仰坡 偶然 较大 中度 偶然 较大 中度 五、风险对策措施 经过隧道风险评估，各竜隧道总体风险评估为极高度风险，其中 V 级 施工区域段风险等级中度，严重程度等级较大，可能性发生等级偶然。、 施工区域段风险等级中度，严重程度等级较大，可能性发生等级偶然。 根据风险接受准则与采取的风险处理措施的规定，针对
42、不同的风险事 件、结合现场的实际情况拟采取如下技术对策。 35 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 5.1 坍塌风险等级归类 根据“隧道安全风险等级划分”的成果得到： 各竜隧道、级围岩段，隧道风险被评定为“中等”等级，但发生 可能性等级为“偶然”。 5.2 风险处理的总体对策 (1) 根据公路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施之规定，中度 风险是可接受的，应采取相应的风险处理措施降低风险并加强监测，且满 足降低风险成本不高于风险发生后的损失；为此，提出如下风险技术对策： 中度风险隧道施工区段：在加强施工监测的同时，加强超前地质预报 工作，做好设计复核，尤其是现场地质核
43、对和完整的地质分析工作。超前 地质预报的主要方法确定为：地质分析法超前预测、超前水平钻孔探测、 检测和必要的地质雷达检测。制订专项安全技术措施和应急预案，并加强 现场演练。 加强施工工艺管理与工序衔接控制，确保工程质量和工序紧跟； 加强监控量测，必要时，与专业设计人员密切配合，采用力学反演技 术及时修参。 编制隧道监控量测方案，认真实施监控量测，通过记录、分析，反馈， 判识围岩稳定状态；必要时与设计单位配合，利用实测数据，借助大型土 木软件，通过建模、网化、加载、求解与分析等计算步骤，预测围岩变形 或进行力学反分析，及时修改设计参数，确保施工安全。 依据公路隧道监控量测技术规程的规定，在监控量
44、测与数据处理、 36 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 分析的基础上，确定二次衬砌施做时间，确保及时施做二衬。 (2)加强施工监管，确保措施到位；加强工序管理，确保工序紧跟，尤 其是开挖与初支、初支与衬砌以及仰拱超前施做与拱墙二次衬砌工序间的 合理步距控制。 5.3 地表冲沟地段涌水的处理对策 各竜隧道施工过程中为预防地质断层造成的隧道垮塌及突涌水现象建 议采用以下几点对策： 1）加强超前地质预报和围岩量测。通过超前钻孔施工情况，判断开挖 面前方地质类别及涌水量、水压等情况，制定相应对策，防止施工过程出 现意外。 2）在开挖不良地质地段之前，对临近断裂带的开挖地段及时
45、完成二次 模筑砼衬砌，以提高意外时的应对能力。在断裂带施工期间，二次模筑衬 砌紧跟开挖施工，减短断裂带开挖后的暴露时间。 3）在分析超前钻孔所获得的有关资料后，采用小导管注浆超前支护措 施。在出水量大，开挖施工安全难以保证时，可采取大管棚超前支护措施； 必要时采用深孔全封闭帷幕法注浆，以起到止水和加固岩体的作用，确保 施工安全和质量。 5.4 隧道洞身段施工塌方的处理对策 各竜隧道施工过程中为预防隧道施工塌方建议采用以下几点对策： 1）对级围岩段应加强隧道变形的监控量测和施工人员巡查频率。如 37 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 果在施工中，监控量测资料显示某段隧道
46、开挖后初期支护长时间变形不能 收敛，则应先停止洞内施工，通知洞内施工人员撤出隧道，再采取加强支 护的措施，先用钢支撑等将此断隧道初期支护支顶，防止进一步变形，再 采取周壁注浆等措施加强，否则，此段初期支护有可能因为变形过大而产 生塌方。 2）如果施工中发现某段已支护的衬砌段落有异响、吊块等现象发生， 或隧道支护上、掌子面上产生裂缝，裂缝扩大比较明显，则此段隧道马上 会产生塌方，此时应及时通知洞内施工人员撤离隧道内，防止塌方后人员 被困，危及生命，待塌方发生完成，洞内基本稳定后再进洞，采取措施处 理塌方。 5.5 洞口段及明洞施工防护措施 隧道洞口段工程包括洞口土石方开挖、边仰坡防护及洞口段衬砌
47、、洞 门施工等。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑 到施工开挖边坡的稳定性，本着“早进晚出”、“减少开挖”的原则。及 时进行边仰坡防护施作并加强对山坡稳定情况的监测、检查，确保施工安 全。具体施工工艺分述如下： 1）优先施工隧道洞顶截水沟，建议截水沟距坡顶开挖线不小于 5m，其 坡度根据地形设置，但不应小于 3，以免淤积。 2）根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样边坡控制桩， 采用随开挖随防护。开挖洞口时以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则， 按设计坡度一次性整修到位，围岩破碎的部位用网喷锚杆加固。洞口场地 38 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险
48、评估报告 用装载机辅以推土机整平压实。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合 理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。 3)隧道进、出口处埋深较浅，为保证隧道安全施工，洞口明洞段混凝 土施工安排在进洞之后，为确保工期，建议采用刷坡、进行坡面加固，提 前进洞的方法。为保证进洞安全，采用预作护拱超前大管棚提前进洞的施 工方法。待进洞正常施工后，再进行明洞衬砌、明洞回填。侧沟、电缆槽 等模板在施工前应有专项设计，完全达到设计要求，保证其设施性能满足 运营要求。仰拱与墙基砼同时灌注，边墙及拱部砼随即施工，使全断面尽 快形成受力闭合环，确保围岩整体稳定。 4)施工过程中，严格遵守“管
49、超前、严注浆、短进尺、强支护、早封 闭、勤量测”的原则，严格控制台阶进尺，开挖后及时施做初期支护，每 天对隧道拱顶及地表下沉进行观测，及时反馈信息，通过量测指导施工， 及时调整台阶长度，确保施工安全。 5)加强监测，留足沉降量，保证施工安全和二次衬砌的设计厚度。 6)加强超前地质预报，并结合监控量测分析，及时调整设计参数。 7)严格控制掌子面、仰拱及二次衬砌各工序间的步距，严格按规范作 业，尽早完成二次衬砌浇筑。 5.6 其它施工灾害的技术措施 （1）隧道下穿滑坡对洞身稳定性的影响 隧道洞身段地表发育一滑坡，右线 K253+890K254+150（ZK253+870 K254+170）洞身从滑坡体下部经过。滑坡体物质以坡积含碎石粉质粘土夹 39 渭源至武都第十合同段高速公路 各竜隧道施工安全风险评估报告 强风化板岩为主，滑坡处于初滑阶段，正常工况下基本稳定，在
