隧道巖溶富水區(qū)施工風險管理論文
1秀寧隧道施工風險預控及管理
秀寧隧道全長13187米，隧道地質(zhì)條件復雜、斷層發(fā)育、圍巖破碎、巖溶及裂隙水發(fā)育、地表環(huán)境脆弱，存在掉快坍塌、軟巖變形、支護變形、涌水突泥、有害氣體、工期及環(huán)境等風險，施工難度極大，是全路極高風險隧道之一，必須加強風險預控及管理。
1.1加強項目前期的風險評估與管理
在項目設計階段，督導設計單位進行風險識別，分析風險源及相應風險因素，評價風險發(fā)生的概率和后果，確定初始風險等級，進行風險控制方案措施設計；對高度殘留風險，進行補充地質(zhì)勘查，優(yōu)化設計方案和專項風險控制措施，在設計文件明確了施工及安全注意事項、風險控制措施及監(jiān)測要求，保證了設計文件中風險處置和工程地質(zhì)勘察深度符合有關風險評估管理的規(guī)定和要求。在項目招標階段，確定了合同各方風險管理內(nèi)容和責任，界定了風險分擔的原則、措施，規(guī)范了合同文件的風險管理內(nèi)容。
1.2成立風險管理組織機構，建章建制，明確職責
針對項目工程技術特點和項目存在的風險，建設指揮部組織成立了隧道施工風險管理領導小組，并邀請設計、施工單位的專家成立專家組，協(xié)助進行風險評估與管理，以安全風險管理為重點，高度重視具有突發(fā)性和災難性的風險。建立了科學有效的識別評估、科學決策、技術應對、安全措施體系，明確了職責分工，并在建設管理過程中，組織設計單位進行風險預控專項設計、組織參建單位加強應急管理和關鍵環(huán)節(jié)過程控制，將風險評估與管理貫穿于設計和施工全過程，對工程實施動態(tài)、有效的風險控制和跟蹤處理。
1.3加強施工階段的風險評估與管理
根據(jù)風險評估管理計劃和實施辦法，在施工準備階段，組織設計單位進行安全風險技術交底，對殘留風險的風險等級和設計措施進行審查；對施工單位報送的風險管理實施細則和風險預案進行審核。在施工期間采用定期、不定期和定量相結合的方法進行風險預控及管理。一是抓好風險識別，組織參建單位依據(jù)設計文件、現(xiàn)場調(diào)查及施工揭示的情況進行風險評估，對項目各工點風險事件相關數(shù)據(jù)資料匯總，逐一進行核對，對風險事件、設計或施工應對措施進行再識別、再評價，分析風險事件發(fā)生的等級、概率和損失，綜合制定監(jiān)測和預控措施，督導參建單位加強風險評估管理工作，根據(jù)項目進展和風險監(jiān)測結果，動態(tài)調(diào)整施工組織方案和風險控制措施，必要時組織參建單位進行變更設計；二是抓好登記建檔，對所有重大危險源進行登記，建設、施工、設計、監(jiān)理單位四方分別建檔，并定期開展自評價，實行動態(tài)管理。三是建立應急預案，按照防范事故、高效快捷的原則，結合危險源的級別和特點，組織專家分別制定有針對性的預案和措施，一旦發(fā)生問題，確保能夠迅速采取有效措施。四是加強風險的動態(tài)管理，針對風險等級，進行重點監(jiān)控，強化方案措施，科學規(guī)避風險。
2秀寧隧道巖溶富水區(qū)施工情況
2.1秀寧隧道巖溶富水區(qū)情況
秀寧隧道發(fā)育三個巖溶富水區(qū)，第一富水區(qū)位于DK994+140~DK996+000段，長度約為1860m，穿越斷裂帶溶蝕潛流-承壓流谷地，主要的構造有象山向斜和大龍?zhí)赌鏀鄬樱笊较蛐敝饕獮槔リ柸壕G汁江組(Pt1lz)白云巖，受構造影響，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，網(wǎng)格狀巖溶裂隙發(fā)育，發(fā)育巖溶管道系統(tǒng)，相互貫通，有較好的儲水條件；大龍?zhí)稊嗲写⿴r層，使上下有良好的貫通條件，富水性好。第二富水區(qū)位于DK996+900~DK997+400段，長度約500m，穿越夾層條帶溶蝕潛流谷地，主要為昆陽群落雪組（Pt1l）灰?guī)r，溶洞、溶孔、溶隙等巖溶形態(tài)發(fā)育，受兩側昆陽群鵝頭山組（Pt1e）、因民組（Pt1y）板巖弱透水層阻隔，受大氣降水影響，使得地表水匯集于落雪組灰?guī)r中，地下水豐富。第三富水區(qū)位于DK999+100~DK1000+900段，長度約為1800m。穿越中村-丁家村夾層條帶溶蝕潛流谷地，主要的構造有高寨－七賢村1#、2＃斷層，巖性為昆陽群因民組（Pt1y）、美黨組（Pt1m）板巖和落雪組（Pt1l）灰?guī)r，受斷層影響，灰?guī)r節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，且灰?guī)r位于斷層下盤，巖溶發(fā)育，存在管道系統(tǒng)，地表水與地下水連通，徑流條件較好。
2.2隧道穿越巖溶富水區(qū)施工情況
針對秀寧隧道巖溶富水區(qū)的.特點，在施工過程中主要采取了以下措施：一是編制專項施工方案和應急預案并通過專家評審；二是加強地表調(diào)查、綜合超前地質(zhì)預報和地質(zhì)補勘；三是根據(jù)調(diào)查、預報情況綜合優(yōu)化施工方案和應急預案；四是按預測涌水量設置抽排水設施，并做好應急儲備；四是根據(jù)開挖揭示圍巖地質(zhì)情況，動態(tài)調(diào)整支護參數(shù)和應急措施，并加強支護結構；五是及時采取注漿堵水措施，減少地表環(huán)境的影響。隧道穿越第一富水區(qū)、第二富水區(qū)涌水時有發(fā)生，在DK995+500～900段、DK997+300～450段發(fā)生較大巖溶涌水，水壓最高達0.8MPa，揭示圍巖以灰?guī)r、白云巖為主，局部夾有砂質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖、方解石，巖溶裂隙發(fā)育，溶隙間充填黃泥等充填物，地表水與地下水連通性較好，涌水造成地表沉陷，井泉干涸。施工中鑒于掌子面圍巖自穩(wěn)性較好，順坡排水，采取“排堵結合、加強支護”的處理措施，先釋能降壓排水，加強超前和初期支護，快速進行開挖支護施工，徑向注漿堵水、充填溶腔，抗水壓襯砌，施工安全通過，同時減少了對地表環(huán)境的影響。隧道穿越高寨-七賢村1號斷層、高寨-七賢村2號斷層第三富水區(qū)施工揭示巖性主要為因民組板巖、砂巖夾透鏡狀灰?guī)r，落雪組灰?guī)r以及美黨組板巖、砂巖，1#斜井井身施工中在X1K1+185處突發(fā)涌水，涌水量達3100m3/h，淹井360米，累計涌水量258×104m3，采取“加大斜井抽排水能力、封閉注漿堵水、加強支護”的方案通過。斜井進入正洞施工后，在DK999+530、DK999＋548處發(fā)生涌水，涌水量40～80m3/h左右，水質(zhì)初期渾濁，后變清澈，施工至DK999+563突發(fā)大涌水，水壓達1.2MPa，噴射距離達18米，水質(zhì)混濁，并攜帶泥石，該段位于設計第三富水區(qū)灰?guī)r段，進入高寨-七賢村1號斷層影響帶范圍，巖體破碎、溶腔發(fā)育、地下水與地表水連通性較好，涌水量隨降雨進一步增大的趨勢明顯，根據(jù)掌子面綜合超前地質(zhì)預報和現(xiàn)場調(diào)查判斷，掌子面前方存在高壓巖溶富水構造，繼續(xù)掘進有突發(fā)涌水災害的可能。由于進口和1#斜井正洞廣通端未貫通，斜井施工反坡排水，采取“1#斜井正洞昆明端掌子面注漿堵水、暫停掘進，優(yōu)化施工組織和資源配置，加快進口和1#斜井正洞廣通端施工進度，及早實現(xiàn)進口與1#斜井貫通，形成順坡排水，減輕斜井反坡排水的壓力”的措施。進口與1#斜井廣通端貫通后，恢復1#斜井昆明端施工，主動揭露掌子面前方高壓水體，以達到釋能降壓的目的，施工至DK999+566時，揭露巖溶管道和溶腔，涌水量高達11910m3/h，并攜帶有碎石、泥沙，水質(zhì)渾濁，采取“自然排水、釋能降壓、支護加強、抗水壓襯砌”的措施，并采取徑向注漿進行堵水、充填溶腔和加固圍巖，施工安全通過。
3巖溶富水區(qū)風險管理及施工效果
秀寧隧道巖溶富水區(qū)施工先后發(fā)生突水突泥12次，參建單位加強了預測預報，分析了巖溶涌水發(fā)生的原因，制定了預防及控制措施，制定了專項施工方案，加強了應急儲備和過程控制，有效地規(guī)避了施工風險和工程損失，減少了對地表環(huán)境影響，減小了工期壓力，保證了工程質(zhì)量。尤其是在秀寧隧道1號斜井昆明端穿越第三富水區(qū)施工中，由于風險判視準確、預案措施到位、現(xiàn)場組織果斷，科學地規(guī)避了突水突泥和淹井風險，避免了人員傷亡和財產(chǎn)損失，進口與1號斜井廣通端提前1.5個月貫通，加快了施工進度，改善了通風、排水作業(yè)環(huán)境，降低了施工及管理成本，同時減少了對地表水環(huán)境的影響，確保了項目按期開通。隧道巖溶富水區(qū)施工應因地制宜，采取排水洞、導引、堵塞、灌漿等方法綜合治理，做好系統(tǒng)排水，保證施工安全；防止地表塌陷，減少地表影響。同時加強隱伏巖溶的勘察，避免隱伏溶腔的高壓作用產(chǎn)生的塑性區(qū)和排泥壓力差形成的塑性區(qū)貫通，影響結構安全，施工中結合實際情況，加強相關技術的研究并綜合應用。
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