益娄六标云霄庵隧道总体安全风险评估

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1、云霄庵隧道总体安全风险评估1.工程概况调查1.1项目概况拟建的云霄庵隧道位于湖南省宁乡县老粮仓镇境内，为分离式隧道，隧道左洞处在直线段，后接半径为4300米的平曲线，右洞位于直线段。起迄桩号为左洞ZK48+845ZK49+220，总长375米，隧道最大埋深约77m，位于ZK49+060处，右洞K48+845K49+200，总长355米，隧道最大埋深约71.82m，位于K49+060处。隧道型式为分离式，净空（宽高）均为10.755.0m，采用灯光照明，自然通风。隧道洞门型式进出口为端墙式。1.2地形地貌：该隧道区属丘陵地貌，地形起伏较大。隧道范畴内中线高程172.8m251.9m，最大高差约7

2、9.1m。山体自然坡度1540。，植被较发育。进、出口均处在山前斜坡地带，山坡处在基本稳定状态。具体地形地貌图见S5-4-11.3水文地质：隧址区地表水不发育，重要地表水体为两端洞口段附近小塘及冲沟低洼地段积水，接受大气降水补给，以地表径流形式排泄，勘察期间，水量较小。隧址区地下水重要为孔隙水及基岩中的裂隙水。孔隙水重要赋存于第四系全风化花岗岩中，全风化花岗岩多呈砂状、土状，赋水条件一般；砂质板岩岩体节理裂隙发育，深部节理多呈闭合状，连通性较差多充填泥质，赋水条件较差：浅部强风化石岩风化裂隙发育，岩体破碎，含少量裂隙水，重要靠大气降水补给：冲沟等低洼部位以地下径流形式排泄，斜坡部位以沿裂隙渗流

3、形式或受地形切割排出地表。由于节理裂隙连通性差，地下水并非为具有连通性的裂隙潜水，仅为局部破碎岩体中赋存的裂隙水且水量小。勘察期间，钻孔未揭发有地下水发育。1.4工程地质： 根据区域地质资料，结合本次地质调查成果，隧址区下伏地层岩性为燕山期(y5)花岗岩及元古界板溪群五强溪组(Ptbnw)砂质板岩，益阳端洞口段砂质扳岩岩层产状160。45。178。60。，娄底端洞口段为燕山期(y5)花岗岩，根据物探和钻探成果，砂质板岩与花岗岩呈侵入接触关系，接触面与线路大概相交于K49+140(ZK49+140)处。益阳端洞口段砂质扳岩重要发育有两组节理：节理J1：35。50。、节理J2：100。37。表层岩

4、体节理密集。节理水平延伸一般不不小于1.0m，竖向切深不不小于0.5m，微张至闭合状，裂隙为泥质充填。隧址辨别布的土体为第四系更新统（Qp）粉质黏土、砂质黏性土，分布于隧道两端斜坡地带洞口段，根据地质调绘及钻探揭发其分布不均匀，局部厚度较大，层厚达28.0m，局部段厚度较小，约1.6m。粉质黏土、砂质黏性土多位于斜坡上，受雨水浸泡强度减少，抗冲刷能力较弱，作为隧道洞口仰坡土体，易产生冲刷变形破坏，水土流失。在雨水浸润、冲刷侵蚀作用下，开挖后也许失稳。粉质黏土推荐承载力基本容许值Fa0=200kpa，摩阻力原则值qik=50kpa；砂质黏性土推荐承载力基本容许值Fa0=250kpa，摩阻力原则值

5、qik=60kpa。隧址围岩岩体为全风化花岗岩及强风化砂质板岩，岩体工程地质特性如下（地质纵断面图见S5-4-2和S5-4-3）：(1)全风化花岗岩：分布于隧道K49+140(ZK49+140)娄底端洞口段，根据钻孔揭发岩体状况显示，花岗岩构造构造基本破坏，仅原岩外观，多呈砂砾状，自稳能力差，施工过程无支护时拱部易产生坍塌现象，侧壁易失稳。全风化花岗岩推荐承载力基本容许值fa0=300kPa，摩沮力原则值qik=80kPa；弹性纵波速度Vp为500m/s800m/s。(2)强风化花岗岩：分布于隧道K49+140(ZK49+140)娄底端洞口段，根据钻孔揭发岩体状况显示，强风化花岗岩构造构造部分

6、破坏，岩芯多呈砂状、短柱状，自稳能力较差，施工过程中无支护时拱部易产生坍塌现象，侧壁易失稳。强风化花岗岩推荐承载力基本容许值fa0=500kPa，摩阻力原则值qik=110kPa；弹性纵波速度Vp为800m/s1400m/s。(3)中风化花岗岩：分布于隧道K49+140(ZK49+140)娄底端洞口段，埋深较大，根据钻孔揭发岩体状况显示，中风化花岗岩中粗粒构造，块状构造，岩芯多呈短柱状，自稳能力较差施工过程中无支护时拱部易产生坍塌现缘，侧壁易失稳。中风化花岗岩推荐承载力基本容许值fa0=1500kPa，摩阻力原则值qik=300kPa；弹性纵波速度Vp为1600m/s2100m/s。(4)全风

7、化砂质扳岩：分布于隧道益阳端洞口K49+140(ZK49+140)段表层；根据钻孔揭发岩休状况显示，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，自稳能力差，施工过程中无支护时拱部易坍塌，侧壁易失稳。全风化砂质板岩推荐承载力基本容许值fa0=300kPa，摩阻力原则值qik=80kPa：弹性纵波速度Vp为500m/s800m/s。(5)强风化砂质板岩：分布于隧道益阳端洞口K49+140(ZK49+140)段，为洞身段围岩的重要构成部分，属软岩；根据钻孔揭发岩体状况显示，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质软，自稳能力差，施工过程中无支护时拱部易坍塌，侧壁易失稳。强风化砂质板岩推荐承载力基本容许值fa0=600kPa

8、，摩阻力原则值qik=160kPa：弹性纵波速度Vp为800m/s1400m/s。(6)中风化砂质板岩：分布于隧道K49+920（ZK49+940）K49+140（ZK49+140）段深部，为洞身段围岩的重要构成部分，岩体较完整，属软岩，自稳能力差，工过程中无支护时拱部易坍塌，侧壁易失稳。中风化砂质板岩推荐承载力基本容许值fa0=1200kpa，摩阻力原则值qik=240kpa；弹性纵波速度Vp为1600m/s2100m/s,未见不良地质构造发育。区域地质较稳定。1.5隧道围岩级别划分根据隧道工程地质勘查资料，云霄庵隧道围岩分级如下：表1.1 云霄庵隧道左线围岩分级起讫里程分段长度m围岩名称围

9、岩级别ZK48+845ZK48+87025粉质黏土及全风化砂质板岩V2ZK48+870ZK48+975105强风化砂质板岩V1ZK48+975ZK49+100125强风化及中风化砂质板岩V1ZK49+100ZK49+13030强风化砂质板岩V1ZK49+130ZK49+22090砂质黏土及少量全风化花岗岩V2表1.2云霄庵隧道右线围岩分级起讫里程分段长度m围岩名称围岩级别K48+845K48+87025粉质黏土及全风化砂质板岩V2K48+870K49+025155强风化砂质板岩V1K49+025K49+10075强风化及中风化砂质板岩V1K49+100K49+13535强风化砂质板岩V1K49

10、+135K49+20065砂质黏土及少量全风化花岗岩V21.6设计概况隧道为上下行分离的双向四车道高速公路隧道，隧道建筑限界净宽10.75m，净高5.0m。设计速度80km/h，采用单心圆断面布置。洞口工程设计以“早进洞，晚出洞”为原则，避免洞口大挖大刷，保证洞口的边坡及仰坡的稳定。本隧道进出口实际地形、地质状况，左、右线进出、口设计均采用端墙式洞门并设立510m明洞。 明洞衬砌采用60cm厚C25防水钢筋混凝土构造，填土高度应不不不小于1.5m,在填土横坡不不小于20%时，最大填土厚度可达到5.0m。隧道洞身段均根据“新奥法”原理采用复合式衬砌，以锚杆、喷射混凝土或钢筋网喷射混凝土、钢拱架为

11、初期支护，以模筑混凝土或钢筋混凝土为二次衬砌，共同构成永久性承载构造。在初期支护与二次衬砌之间设防水层。初期支护：对于V级围岩地段初期支护重要由工字钢钢拱架或格栅钢拱架、C25喷射早强混凝土、系统锚杆和钢筋网构成，系统锚杆采用D25中空注浆锚杆。二次衬砌：对于隧道洞口加强段及洞身V级围岩地段，二次衬砌按承当上部土压力覆土荷载计算，需采用C30钢筋混凝土构造，二次衬砌规定紧跟掌子面。具体隧道布置图见S5-4-5至S5-4-61.7重要施工工艺简介根据对湖南省益娄高速公路云霄庵隧道施工组织设计调查，本项目重要施工工艺如下：云霄庵隧道采用新奥法原理组织施工：涉及超前地质预报、监控量测、沉降变形观测及

12、评估；软弱围岩施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工原则。特别注意综合接地及接口工程。隧道地质状况复杂，围岩级别为V级。隧道开挖掘进按照围岩级别，V级围岩采用微台阶法施工，出碴进料采用无轨运送。隧道超前支护采用大管棚、超前小导管，初期支护按照设计图纸采用网喷砼及钢拱架、钢格栅、锚杆，喷砼施工采用湿喷工艺。自制多功能作业台车无钉挂设防水板。进出口均采用压入式通风。二次衬砌使用衬砌台车拱墙一次模筑成型。砼洞外集中拌和，砼搅拌运送罐车运至洞内，泵送砼入模。表1.3隧道施工措施和重要设备配套表项目围岩级别开挖措施运送方式重要钻爆设备重要装运设备重要支护材物设备洞口V明挖法

13、(明洞）无轨挖掘机、风镐和凿岩机装载机和挖装机装碴,配15t以上自卸 汽车出碴。湿喷机喷砼；模板台车衬处。全 隧采用自动计量拌和站生产 砼、砼罐车运送砼。采用仰拱栈 桥通过仰供施工区。正洞洞身V台阶法无轨凿岩机、风镐和挖掘机2评估指标风险鉴定2.1围岩状况（a)评估根据益娄高速公路云霄庵隧道围岩级别划分可知：隧道左线V围岩长度占隧道左线全长的100%。隧道右线V围岩长度占隧道右线全长的100%。按照评估原则，综合鉴定围岩状况a风险分值为3 (左线隧道）、3(右线隧道）。2.2瓦斯含量（b)评估根据云霄庵隧道工程地质勘查报告，隧道施工区域不存在瓦斯地按照评估原则，综合鉴定瓦斯含量b风险分值为0。

14、2.3地质变化状况（c)评估由云霄庵隧道地质工程勘察报告可知，在勘察期间，钻孔未揭发有地下水发育，水量一般。仅为局部破碎岩体中赋存的裂隙水，且水量小。隧址区未见不良地质现象及特殊性岩土发育。左、右线隧道两端 洞口段地形上左右基本对称；隧道洞口存在浅埋地段。按照评估原则，同步考虑到浅埋地段占隧道全长比例很小，综合鉴定地质变化状况C风险分值为0。2.4开挖断面（A)评估云霄庵隧道为上下行分离的双向四车道高速公路隧道，采用单心圆断面布置，单洞双车道。按照评估原则，综合鉴定开挖断面A风险分值为2。2.5隧道全长（L)评估云霄庵隧道为分离式隧道，左线隧道起讫桩号ZK48+845ZK49+220，总长37

15、5米;右线隧道起讫桩号K48+845K49+200，总长355米。按照评估原则，综合鉴定隧道全长L风险分值为1。2.6辅助通道（Au)评估云霄庵隧道在施工中不设立竖井、斜井和平行导坑。按照评估原则，综合鉴定辅助通道Au风险分值为0。2.7洞口特性（C)评估由云霄庵隧道地质工程勘察报告可知，左、右线隧道娄底段洞口仰坡坡体稳定性较差。隧道洞口V围岩，采用明洞法、中隔壁法施工，无轨运送出渣。按照评估原则，综合鉴定洞口特性C风险分值为1。隧址区所在地位于山区，隧址区娄底端洞口南侧约200m处有公路乡道通过，交通条件一般。按照评估原则，综合鉴定事故救援可开展性Re风险分值为3。3.总体风险分级综合以上对

16、各项风险指标评估，汇总云霄庵隧道施工安全总体风险评估表如表1.4。表1.4云霄庵隧道施工安全总体风险评估表评估指标评估得分阐明围岩状况（a)3 (左线）3 (右线）左线隧道V围岩占全长100% 右线隧道V围岩占全长100%瓦斯含量（b)0不存在瓦斯地层地质变化状况（C)1大部分钻孔未揭发有地下水发育，未见不良地质现象及特殊性岩土发育；隧道洞口存在浅埋地段开挖断面（A)2隧道建筑限界净宽10.75m，净高5.0m，单洞双车道隧道全长（L)2左线隧道全长375m，右线隧道全长355m辅助通道（Au)0隧道施工中不设立竖井、斜井和平行导坑洞口特性（C)1洞口V围岩，明挖法、中隔壁法施工，无轨运送出渣

17、事故救援可开展性（Re)2隧址区位于山区，娄底端洞口南侧约200m处有公 路乡道通过，交通条件一般总分 R=G(A+L+ Au+C)+Re26对照表2.4隧道工程总体风险级别划分原则，云霄庵隧道总体风险级别属于级别IV，为极高风险。4.结论通过风险评估小组对现场的勘查，工程建设资料的调查，结合有关经验和实际工程案例分析，采用风险指标体系法定量评估，拟定益娄高速公路云霄庵隧道施工安全总体风险级别为IV级，施工期存在极高安全风险。隧道施工期影响较大的风险源为如下几点：1、隧道V围岩占全隧长度100%，V围岩岩体破碎，围岩自稳能力差。V围岩区域在施工时存在较高的安全风险。2、云霄庵隧道洞口仰坡坡向与岩层倾向呈小角度相交，对边坡稳定不利。4.1建议1、综合考虑云霄庵隧道全线围岩级别、隧道长度、地理位置等状况，应针对本隧道进行施工期专项安全风险评估。其中，V围岩段施工风险为专项评估重点。2、根据工程地质调查成果，应对云霄庵隧道洞口仰坡坡体进行防护或超前支护，编制专项实行方案。3、若施工过程中发现隧道涌水较大，偏压严重等现象，应立即上报有关部门，按总体IV风险进行控制，重新进行风险评估。