谢胜涛
（北京市交通委员会路政局门头沟公路分局，北京，102300）
【摘 要】公路隧道浅埋段一般因覆盖层薄，若施工工法及技术措施选择不当，极易出现变形过大、侧壁失稳、塌方等安全生产事故。本文通过安全风险评估的基本理论，对南村隧道浅埋段安全风险进行辨识分析，提出风险措施并加以应用和改进，为工程建设积累了经验。
【关键词】隧道；浅埋段；安全；评估
一、南村隧道概述
南村隧道位于北京市门头沟区，该隧道为上、下行分离的独立双洞，A 线全长1348米，B 线全长1395 米，隧道净宽度为11.50米，双洞的最小净距离为16 米，设计为单向坡坡度2.5％，洞口设计形式均为削竹式。隧道浅埋段均为Ⅴ级围岩，其中A 线浅埋段长280 米，B 线浅埋段长120 米，本文以隧道A线浅埋段为例。
二、安全风险评估理论
安全风险评估的基本步骤[1]，一般是先确定工程风险源，然后预测风险源风险发生概率和后果等级，确定风险源风险等级，最后提出有针对性的风险控制措施。
三、安全风险评估实践
（一）风险辨识
1、 A 线西区
A 线西区AK12+816~AK12+903 段，埋深19.21~3 4.58m，隧洞穿越围岩上部为硬绿泥石石英千枚岩， 其中AK12+826~AK12+903 段下部穿越劣质煤层。支护结构为Ⅴ级围岩形式。该段采用三台阶法施工，已施工部分长度。该段从浅埋逐渐过渡到浅埋最大值，在该段存在围岩压力最大的工况，初期支护长期承受较大的围岩压力，由于初期支护封闭，易出现初期支护失稳造成的塌方、冒顶、侧壁失稳等风险。结合计算结果，初期支护封闭后风险仍较高。
2、A 线东区
A 线东区AK14+003~AK14+050 段，埋深14.05~34.8m，隧洞穿越围岩由强风化状态的变质长石石英岩向变质泥岩过渡。支护结构为Ⅴ级围岩支护形式。该段采用CD 法施工。该段从浅埋逐渐过渡到浅埋最大值，在该段存在围岩压力最大的工况，初期支护长期承受较大的围岩压力，由于初期支护未封闭，易出现失稳，造成塌方。在围岩压力较大的情况下进行初期支护落底施工，易出现初期支护失稳造成的塌方、冒顶、侧壁失稳等风险。结合计算结果，初期支护封闭后风险仍较高。
浅埋段风险主要是掌子面开挖方法初期支护变形，初期支护落底失稳等，主要风险源是开挖爆破震动过大，初期支护封闭不及时，二衬没有紧跟，拱脚承载力不足，钢格栅拱架连接偏弱，超前小导管施工质量差，锁脚锚杆或导管施工不到位等。
（二）风险分析
隧道浅埋区段随着开挖进程不断深入，围岩压力也不断增大，初期支护未封闭的情况下，初期支护变形的风险较高。同时，变形如不能及时进行控制，可能会出现塌方并塌穿至地面。同时施工过程中控制出现问题，如锁脚锚杆、超前支护等措施也是重要失稳风险因素。
（三）风险评价
结合上述分析，对浅埋段隧道风险事件风险等级进行评估。浅埋段事故概率等级存在偶然或可能发生，后果等级严重，风险等级评定为3 级高度。
（四）风险措施
针对隧道A 线浅埋段可能发生的风险，施工过程除严格贯彻短开挖、早支护、快封闭、勤量测[2]的施工原则，还需认真落实以下有针对性的风险控制措施。
1、优化隧道掌子面爆破工法，优化炮孔位置，控制炮孔装药量，A 线、B 线不得同时放炮，减少爆破对围岩的扰动。
2、为提高隧道浅埋段支护结构的刚度、强度和整体稳定性，由钢格栅拱架改为工字型20b 钢拱架，有效阻止或减缓了隧道拱顶沉降变形和侧壁的收敛变形。
3、将开挖CD 法改为台阶法（预留适宜的核心土），使施工空间加大，利于机械施工，有利于加快施工进度，同时形成有效的支护体系。台阶法开挖施工，第一步开挖的台阶高度不得超过隧道全断面开挖高度的三分之一，每次开挖长度不得超过2 榀初支宽度。
4、隧道掌子面开挖、初期支护、混凝土衬砌施工各工序间施工要紧密衔接。超前支护应紧随掌子面开挖，严格按照设计文件施工。中间围岩开挖后及时封闭初期支护，实行开挖一环封闭一环。
5、隧道支护拱脚设置锁脚锚杆，要控制锁脚锚杆的施工质量，要提高支护脚部地基承载力。隧道仰拱分幅开挖施工，及时进行钢筋混凝土衬砌施工。
6、要加强隧道拱顶、侧壁变形的监控量测和浅埋段地表沉降变形监测，做到及时预测。同时进行地质超前预报，地质超前预报探测设备以中距离（20-30 米）为宜。
四、体会
通过将安全风险评估所提出的钢格栅拱架改为工字钢拱架、加强监控量测与反馈、CD 法改为留核心土台阶法等风险措施，应用于隧道浅埋段施工过程管理并结合实际加以改进，有效阻止或减缓隧道拱顶沉降变形和侧壁的收敛变形，及时形成有效支护体系，切实践行动态设计和信息化施工理念，加快了隧道施工进度，提高了施工安全风险控制能力和投资效益。
参考文献：
[1]交通运输部工程质量监督局.公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估制度及指南解析[M].北京：人民交通出版社,2011:72-73
论文作者:谢胜涛
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿
论文发表时间:2015/9/15
标签：隧道论文; 围岩论文; 风险论文; 初期论文; 侧壁论文; 风险评估论文; 措施论文; 《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿论文;