主要风险源及预防措施

主要风险源及预防措施 Prepared on 24 November 2020

主要风险源及预防措施

我部负责达陕高速公路D10合同段土建路基工程的施工，起讫桩号K59+760～K67+925，路线长。主要工程量有路基挖方118万方，填方132万方；桥梁12座合计延米；隧道2座合计单洞6143延米；涵洞18道合计延米及路基防护、排水等工程。

根据国家、地方施工安全方面的具体规定与技术标准以及承发包合同、招投标文件、设计文件和施工图纸，万达高速公路现场调查所获得的地质、水文、气象等资料，结合本管段的实际地形地貌，经过认真分析，得出以下存在的主要风险源：

一、金竹山隧道主要风险源及预防措施

通过对金竹山隧道设计图纸、施工方案的研究，并结合实际地形、地貌和设计地质条件，分析了隧道存在的主要风险源。

(一)不良自然地质带来主要风险源和应对措施

1、不良自然地质现象

（1）岩溶

对隧道的影响：存在涌、突水危险和断层带处突岩屑、泥现象。

（2）断层及破碎带

（3）突水、突泥

（4）浅埋、偏压

（5）坍塌冒顶，沟水突然涌入隧道的潜在危险。

2、应对措施

（1）岩溶

岩溶主要发生在石灰岩地层中。岩溶的发育程度取决于围岩的溶蚀性。治理岩溶地层，首先要查明岩溶在隧道出露的位

置、规模、形态，有无泥、砂充填，是否与地下暗河连通，是否有地表水补给等。根据探明的情况分别采取相应的处置措施。

位于拱部及边墙的小型溶洞，在衬砌断面外用浆砌片石或低等级混凝土回填，有水时则视水量大小采用埋管或凿槽的方法将水引入边墙水沟内。位于隧底的溶洞，采取换填、钢管注浆加固的处理方法，也可根据溶洞规模采用架设钢筋混凝土梁的方法。对于有泥、砂、水充填的大型溶洞，应遵循“限量排放，排堵结合，因地制宜，综合治理”的原则进行处置。对其采取长管棚或小导管注浆进行超前支护，短台阶预留核心土环状开挖，网喷和钢支撑进行初期支护的综合处理措施。对于特大型溶洞一时难以处理的，可考虑设置迂回道坑，后期再进行处理，以节省工期。

（2）断层及破碎带

为防止开挖断层及破碎带时出现坍塌，保证施工安全，开挖前应对断层及破碎带进行地质探测。根据探测的水量大小、水压高低等情况采取相应的处理措施：大水量、高水压地段以堵为主，限量排放，先帷幕注浆，再开挖，辅以小导管注浆。水量不大时采用长管棚注浆超前支护，然后开挖，水以排为主，排堵结合。

（3）突水、突泥

根据地质超前预报资料，施工中有针对性地采取注浆封堵措施，防止突水、突泥发生。通过地质超前预报确定突水、突泥地段的准确位置，留不小于4m的安全岩柱。用钻机向工作面钻眼，使前方地段的水和泥有控制的排出，缓解压力，避免突水、突泥情况的发生。

出现突水、突泥情况，采取以下处置方案：

1）从炮眼或围岩裂隙往外喷水、喷泥时，说明有突水、突泥可能，立即撤出人员。在这种情况下爆破采用远距离放炮或洞外放炮，人员撤至洞外。

2）规模较小，可采取清除填充物，用浆砌片石回填，再进行衬砌。同时注浆加固四周围岩，扩大注浆范围。

3）规模较大，可能把断层破碎带泥石带出，形成泥石流和塌方。此时应冷静观察规模大小和影响范围，分析原因采取以下处理方法：

①对初支部分进行加固，围岩进行注浆，防止灾害扩大，并加紧完成二衬，对突水涌泥点前方围岩进行深孔注浆固结。

②如突泥点空隙不大，隙口可进入时：先用纤维混凝土封闭隙顶，在保证安全的前提下，用浆砌片石在开挖面回填3m～5m，清除泥石，用双层小导管超前注浆。按预留核心土，环形开挖，短循环的方法向前施工；如突出泥石流量大，堵死隧道，拟采用超前大范围分层注浆，固结开挖线外周边围岩5m以上，并用混凝土小导管短距离超前补充浆液，用短开挖，强支护，预留核心土，环形开挖方式稳步向前推进。

4）在洞内设集水坑并配备泥浆泵和水泵，分级把泥、水排出洞外。

5）开挖后周边预注浆。

（4）浅埋、偏压

对浅埋段的处理以防坍塌为目的，遵循“先地表后洞身，先超前支护后开挖”的原则进行处置。

首先对浅埋地表进行帷幕注浆,增加拱部的整体性和稳定性，完善防排水措施，防止地表积水。开挖前施作超前管棚或小导管注浆，固结前方开挖面，对地表帷幕注浆做进一步加固和补充。采用留核心土，分台阶环形开挖，微药量爆破，尽可

能减少对围岩的扰动。开挖后及时施作网喷、钢架等初期支护。

对偏压段的处理以平衡偏压，重新调整围岩应力分布和受力状态为目的。

根据偏压程度，在洞外受偏压方采用钢筋混凝土桩、浆砌片石或回填混凝土的方法进行加固。开挖前进行超前管棚注浆，开挖后架设钢支撑进行初期支护或灌注钢筋混凝土，进一步提高洞身的整体性和抗拉、抗剪、抗压强度。

（5）坍塌冒顶，沟水突然涌入隧道。

隧道通过候家沟沟床处，除隧道易发生坍塌冒顶外，也易发生沟水突然涌入隧道的潜在危险。

围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程。量变过程中，在围岩的工程水文地质特征及岩石力学反应出一些征兆。根据征兆预测围岩稳定性，进行地质预报，保证施工安全，防治隧道坍方。特殊和不良地质，如断层及破碎带、地下水、松散地层等稳定性差的围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下征兆：

1）水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将发生坍方的前兆；

2）拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方；

3）围岩节理面裂缝逐步扩大；

4）支护状态变形（拱架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现大量的明显裂纹或剥落等）、敲击发声清脆有力、甚至发出声响；

5）围岩或初期支护，拱脚附近的水平收敛率大于d，拱顶

下沉量大于d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态，有可能出现失稳坍方。

隧道坍方预防措施

1）做好超前地质预报工作。尤其是施工开挖接近设计探明的富水、富泥及断层破碎带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、涌泥、渗水增大和整体性变差等现象，及时改变施工方案。

2）加强围岩量测工作。通过对量测数据分析处理，按照时间—位移曲线规律，及时调整和加强初期支护，同时重视混凝土衬砌及时施作。

3）严格控制爆破装药量，尽量减小对软弱破碎围岩的扰动。

4）保证施工质量，超前预注浆固结止水，钢架制作、初期支护和混凝土衬砌混凝土质量必须符合设计及验标要求。

5）严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。

6）施工期间，洞口应常备一定数量的坍方抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。

7）有下述现象发生时，应先撤出工作面上的施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理。

①围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。

②围岩面不断掉块剥落。

③初期支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。

对于沟水突然涌入隧道内的预防措施主要有

1）改变沟水的流向，在隧道施工该段落时，不在隧道顶部流过。