1 宁波市轨道交通集团有限公司 宁波 315012
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摘要：育王岭隧道是宁波轨道交通工程唯一一座以钻爆法施工的隧道，施工中穿越多条断层破碎带，同时隧道周边环境复杂，爆破震动极易对阿育王寺和既有铁路的稳定性造成影响，因此对育王岭隧道进行风险评估就显得十分必要，本文采用WBA-RBS风险辨识方法对风险进行分解，采用定性和定量相结合的综合分析方法进行风险分析得出了育王岭隧道的重大风险源，同时提出了其预防管控措施。
关键词：育王岭隧道；风险评估；重大风险源；预防管控
1 工程概况
育王岭隧道是宁波轨道交通开工建设以来唯一的一座以矿山钻爆法施工的隧道。该隧道位于329国道阿育王寺南侧，为宝幢站~邬隘站区间的一部分，隧道进口里程为右K30+730，出口里程为右K32+110，全长1380米。隧道进口段K30+730~765主要由含碎石粉质粘土组成，局位揭露强风化熔结凝灰岩、中风化熔结凝灰岩。上部土质坡段稳定性较差，下部岩质坡段基本稳定。隧道出口段K31+965~K32+75主要由碎石粉质粘土，强风化流纹班岩，中风化流纹班岩及断层破碎带组成。岩体较破碎，碎裂结构，风化较为强烈，节理裂隙发肓，自稳能力差[1-3]。
图1 育王岭隧道工程纵剖面图
2 工程地质条件与周边环境
2.1 工程地质条件
根据区域地质资料，对隧道区内构造性质、规模及发育程度起控制作用的主要断裂为镇海——宁海大断裂（F9)。隧址区内发现的对遂道开挖有一定影响的次级断层和节理裂隙密集带共有10条，其中f6 ~8断层破碎带对隧道开挖影响较大，爆破施工时易坍塌或崩塌。
2.2 水文地质条件
隧址区低山丘陵地带的山麓沟谷地带分布有溪流和季节性河流，其水位及流量受大气降水季节影响较大。地下水类型王要为松散类孔隙含水岩组和基岩裂隙水。隧道区地下水属于典型的渗入径流型循环系统，地下水的补给来源主要为大气降水及地表沟谷水。
2.3 周边环境
育王岭隧道周边环境较为复杂，除隧道上方有燃气管线和电信管线外，周边还有多处居民区和工厂厂房等建筑，国家级文物保护单位阿育王寺核心保护范围距离隧道最近处大约98.6m，同时既有铁路萧甬铁路北仑线段与育王岭隧道主方向平行。
3 风险评估
风险评估是指在风险事件发生之前或之后(但还没有结束)，该事件给人们的生活、生命、财产等各个方面造成的影响和损失的可能性进行量化评估的工作，即风险评估就是对风险进行分析和评价，对风险危害性及其处置措施进行决策，风险评估总体流程如图2所示。
风险辨识是风险评估的第一步，也是至关重要的一环，结合育王岭隧道工程实际情况，采用逻辑性强、思路清晰和风险识别针对性强的WBS-RBS风险辨识技术对育王岭隧道进行风险辨识[4-9]。将评估范围内的工程结构及其风险结构同时进行分解，然后结合工程结构分解(WBS)结果和风险结构分解(RBS)结果进行对号入座，并将RBS中的具体风险与WBS中的工程部位录入WBS-RBS耦合矩阵表中一一对应，识别出具体风险发生的工程部位和范围，并对可能发生的风险进行因果分析和描述，从而达到风险辨识目的。
图2 风险评估总体流程图
完成风险辨识和风险分解后，采用定性（专家调查法）和定量（层次分析法）相结合的综合分析方法进行风险分析。依据风险辨识结果，采用专家调查法，利用专家经验，对辨识出的安全风险事件进行打分，采用层次分析法对打分后的安全风险事件、风险单元、风险工程进行重要性等级排序分析，结合专家打分，得出各级层次单元和总风险的风险指数大小。风险指数风险等级对应关系如表1所示。
注：对于得分同属4分时，需对照表2进行风险等级归属的判别，若损失等级为2分，可能性等级为2分时归类为Ⅳ级，其余情况均属Ⅲ级
4 风险评估成果
通过风险辨识与风险分解，将育王岭隧道风险工程分解为施工准备（SGZB）、洞口工程（DKGC）、洞身开挖工程（DSKW）、洞身衬砌工程（DSCQ）、扩大段工程（KDD）、断层破碎带（PSD）、节理裂隙密集带（JL）、进出口段坡残积土（JCK）、周边道路（ZBDL）、周边建筑（ZBJZ）、周边管线（ZBGX）、自然风险（ZRFX）和施工人员风险（SGRY）等13项风险工程，又将各风险工程细分为39项风险单元。通过专家打分与层次分析法得到各风险工程的风险指数（如表2所示），同时得到总风险判断矩阵（如表3所示）。
可以得到权重：
则此风险工程的风险指数为：
据以上计算分析，育王岭隧道总体风险指数为9.44，风险等级为Ⅱ级，属较大风险工程，其评估结果见表4。
4 重大风险源的预防控制
重大风险源是指风险等级为Ⅱ级及以上的风险工程或某个地质、环境或者自然因素风险单元。据第3节评估成果，“施工准备”、“扩大段工程”、“断层破碎带”和“节理裂隙密集带”为Ⅱ级风险，应列为重大风险源进行预防管控；重大风险源列表如表5所示。同时左侧的国家重点保护文物单位阿育王寺和既有铁路北仑支线也应制定相应的预防管控措施。
重大风险源控制应遵循以下原则：1、施工现场应建立重大风险源监控和预警预报体系，明确预警预报标准；2、通过对施工监控数据的动态管理，及时掌握其发展状态，发现异常或超过警戒值，应及时采取规避措施，做好风险事故处理准备工作。
4.1 “地层适应性”工程风险预防
(1) 熟悉设计文件，领会设计意图，做好现场调查和图纸核对工作，周边调查及地质预报。隧道施工过程中，收集原始数据资料，做好施工记录。
(2) 对施工方案的安全性、合理性进行评估；
(3) 对地质、环境因素变化对矿山法施工工艺参数及设备适应性评估。
4.2 穿越断层节理破碎带隧道施工风险控制
(1) 施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解，入细致地作施工调查，制订相应的施工方法和措施，备足有关机具材料，认真编制和实施施工组织设计，使工程达到安全、优质、高效的目的。
(2) 断层节理破碎带隧道施工，以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。
(3) 爆破应严格按照钻爆设计方案进行施工，如遇地质变化应及时修改完善设计。
(4) 隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固、超前支护或止水。
(5) 为掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实现现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。
(6) 围岩出现底部压力，产生底膨或沉陷现象时应加设底梁。当围岩极为松软破碎时，应先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。根据现场条件，可结合管棚或超前锚杆等支护，形成联合支撑。
4.3 断层节理破碎带引发洞内塌方及突泥涌水风险事故预防
4.3.1 隧道塌方的预防措施
(1) 在掘进到地质不良围岩破碎地段，应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法，必须制订出切实可行的施工方案及安全措施。
(2) 为了保证施工作业安全，及时发现塌方的可能性及征兆，并根据不同情况采用不同的施工方法及控制塌方的措施，需要在施工阶段进行塌方预测。
(3) 当开挖出工作面后，应及时有效地完成喷锚支护或喷锚网联合支护，并应考虑采用早强喷射混凝土、早强锚杆和钢支撑支护措施等。
(4) 由于坍塌后发生不确定性和拱顶坍塌后后果的多样性，出现坍塌后，在防止和减轻人员伤亡事故的同时，第一时间应先封闭掌子面和坍塌处，防止和减弱其继续坍塌。同时关注地面变化和地面监控措施。
4.3.2 隧道突泥涌水应急预防措施
(1) 准备好足够的砂袋，一旦发生突发情况，立即用砂袋封堵；
(2) 待封堵稳定后喷射混凝土封闭掌子面进行全断面超前注浆，并对注浆效果进行检查，直至达到开挖要求方可继续施工；
(3) 发生突泥后及时加强啊背后注浆，保证初支背后密实；
(4) 准备足够的抽水设备及时排出涌水，第一时间切断水源补给来源，
加强注浆堵水和加强围岩；
4.4 既有铁路北仑支线的风险预防
(1) 根据相关规程与规范的规定，既有铁路各项保护设施的爆破振动安全允许标准按最严格要求，取为爆破振动速度峰值小于2.5cm/s比较合适；
(2) 根据现场地形地质条件和现有隧道爆破掘进技术，采取分台阶、短进尺、小药量控制爆破；
(3) 在隧道爆破开挖过程中进行振动跟踪监测是非常重要的措施，要求一旦既有铁路保护设施的爆破振动速度（PPV）接近允许振动标准就应发出警告，采取更严格控制措施，确保爆破振动控制在安全值以内。
(4) 隧道洞口段进行露天爆破作业，采取适当的飞石控制防护措施后可以保证既有铁路运输安全。
4.5阿育王寺文物保护的风险预防
(1) 根据相关规程与规范的规定，阿育王寺保护区的爆破振动安全允许标准应严格要求，取为爆破振动速度峰值小于0.3cm/s比较合适；
(2) 根据现场地形地质条件和现有隧道爆破掘进技术，采取分台阶、短进尺、小药量控制爆破；
(3) 在隧道爆破开挖过程中进行振动跟踪监测，一旦阿育王寺保护区的爆破振动速度（PPV）超过0.25cm/s，发出警告、采取更严格控制措施，确保爆破振动控制在0.3cm/s以内。
5 结论
（1）本文采用WBA-RBS风险辨识方法对风险进行分解，采用定性和定量相结合的综合分析方法进行风险分级，提出了育王岭隧道的重大风险源。
（2）针对育王岭隧道施工可能面临“地层适应性”、穿越断层节理破碎带隧道施工、洞内塌方及突泥涌水、既有铁路北仑支线和阿育王寺文物保护等重大风险源，提出了针对性预防管控措施。
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作者简介：何山（1972—）男，高级工程师，主要从事轨道交通工程施工技术及风险控制研究。
论文作者:何山,方懿,孙浩,邱波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/13
标签：风险论文; 隧道论文; 工程论文; 断层论文; 节理论文; 措施论文; 围岩论文; 《防护工程》2017年第20期论文;