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  本文關(guān)鍵詞：大連灣海底隧道鉆爆法施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第26卷增2；巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)Vol.26Supp.2；2007年12月ChineseJournalof；大連灣海底隧道鉆爆法施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究；閆玉茹1，黃宏偉1，胡群芳2，程勇3；(1.同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系，上海200092；3.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北武漢；摘要：海底隧道具有復(fù)雜難以確定的地質(zhì)條件和周圍環(huán)；中圖分類號(hào)：U459.5文

第26卷 增2

巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) Vol.26 Supp.2

2007年12月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.，2007

大連灣海底隧道鉆爆法施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

閆玉茹1，黃宏偉1，胡群芳2，程 勇3

(1. 同濟(jì)大學(xué) 地下建筑與工程系，上海 200092；2. 上海防災(zāi)救災(zāi)研究所，上海 200092；

3. 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

摘要：海底隧道具有復(fù)雜難以確定的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境，因此施工和運(yùn)營過程中影響工程進(jìn)度、成本、城市環(huán)境和安全的因素眾多，使得海底隧道的投資風(fēng)險(xiǎn)較大，目前風(fēng)險(xiǎn)管理理論在鉆爆法海底隧道施工方面的應(yīng)用還較為少見。以擬采用鉆爆法施工的大連灣海底隧道為背景，在預(yù)工可階段，針對(duì)推薦軸線的2種方案的施工風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了辨識(shí)、分析，并采用基于信心指數(shù)的專家調(diào)查法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要從南岸陸域段隧道施工、海域段隧道施工、北岸隧道施工及施工對(duì)周圍環(huán)境的影響四個(gè)方面展開。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)果，對(duì)推薦軸線的2種方案進(jìn)行了對(duì)比分析，得出預(yù)工可階段推薦方案的風(fēng)險(xiǎn)較大。最后結(jié)合大連灣海底隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，提出風(fēng)險(xiǎn)控制措施以及相應(yīng)的結(jié)論和建議，為工程決策中選線方案的確定和工程建設(shè)管理提供可靠的參考依據(jù)。同時(shí)，把風(fēng)險(xiǎn)管理理念應(yīng)用到海底隧道建設(shè)中，為同類工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考。 關(guān)鍵詞：海底隧道；鉆爆法；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

中圖分類號(hào)：U 459.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000–6915(2007)增2–3616–09

RISK ASSESSMENT ON DRILL AND BLASTING METHOD OF DALIAN

BAY SUBSEA TUNNEL

YAN Yuru1，HUANG Hongwei1，HU Qunfang2，CHENG Yong3

(1. Department of Geotechnical Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China；2. Shanghai Institute of Disaster Prevention and Relief，Shanghai 200092，China；3. CCCC Second Highway Consultants Co.，Ltd.，Wuhan，Hubei 430056，China)

Abstract：The subsea tunnel has complex geology conditions and surrounding environments，so there are many factors that affect the advancing rate，cost，city environment and safety during the subsea tunnel construction and operation. However，risk management theory has rarely been reported on the construction of large-scale subsea tunnel excavated by drill and blasting method. With the background of Dalian Bay subsea tunnel excavated by drill and blasting method，it will focus on the two schemes during the stage of the feasibility of the project，identifying and analyzing the construction risks，evaluating the risks by using the survey from specialists method based on confidence index. The risk assessment is mainly carried on by the four aspects，i.e. the south shore land field tunnel construction，the subsea area tunnel construction，the north shore tunnel construction and the influence of the construction upon the surrounding environments. Based on the results of risk assessment，the risk of recommended scheme is large. Finally，according to the characteristics of the risks，some measures to reduce or control the risk loss are taken，and some conclusions and suggestions are also proposed. It gives some references to the selection of scheme line and construction management in the engineering decision. Simultaneity，the risk management theory to the construction of subsea tunnel should be adopted，which can provide references to the

收稿日期：2007–06–13；修回日期：2007–07–12

作者簡介：閆玉茹(1980–)，女，2003年畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)建筑工程系，現(xiàn)為博士研究生，主要從事隧道及地下工程風(fēng)險(xiǎn)方面的研究工作。E-mail：yryan@126.com

第26卷 增2 閆玉茹，等. 大連灣海底隧道鉆爆法施工風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究 ? 3617 ?

risk assessment of other similar engineering cases.

Key words：subsea tunnel；drill and blasting method；risk assessment

1 引 言

風(fēng)險(xiǎn)管理理論的研究已經(jīng)歷了一段較長的歷史，且風(fēng)險(xiǎn)管理咨詢已作為一項(xiàng)成熟的技術(shù)在美國企業(yè)界得到了應(yīng)用。但目前美國風(fēng)險(xiǎn)理論的研究主要側(cè)重于風(fēng)險(xiǎn)分析方法以及其在企業(yè)管理和保險(xiǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用方面，而風(fēng)險(xiǎn)分析在工程項(xiàng)目的應(yīng)用研究相對(duì)進(jìn)展緩慢，尤其在隧道工程領(lǐng)域方面。20世紀(jì)70年代以后，隧道工程風(fēng)險(xiǎn)的理論研究才取得了一定的進(jìn)展。

國內(nèi)外學(xué)者在風(fēng)險(xiǎn)管理理念及其在隧道工程的應(yīng)用方面，做了一些嘗試性的研究。R. Sturk等[1]將風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)應(yīng)用于斯德哥爾摩環(huán)形公路隧道。B. Nilsen等[2]對(duì)復(fù)雜底層條件地區(qū)的海底隧道的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行相對(duì)深入地研究。國際隧道協(xié)會(huì)委員H. Duddeck[3]對(duì)穿越海峽和穿越阿爾卑斯山的隧道如何進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了探討。S. D. Eskesen等[4]為隧道及地下工程的風(fēng)險(xiǎn)管理提供了一整套參照標(biāo)準(zhǔn)和方法。A. Odg?rd等[5]對(duì)丹麥的兩個(gè)主要島嶼Zealand和Funen之間建立的海峽隧道進(jìn)行了詳細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并提出改善措施。E. Gr?v 和O. T. Blindheim[6]對(duì)隧道工程尤其是海底隧道工程的費(fèi)用超支問題進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)分析。

近年來國內(nèi)也大力推動(dòng)和促進(jìn)工程風(fēng)險(xiǎn)管理的研究。李永盛等[7]完成的崇明越江通道工程風(fēng)險(xiǎn)分析研究課題，是國內(nèi)第一個(gè)對(duì)大型軟土盾構(gòu)隧道工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的項(xiàng)目。黃宏偉等[8

～11]

進(jìn)一步把風(fēng)

險(xiǎn)分析理論應(yīng)用到其他隧道工程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。胡群芳和黃宏偉[12]建立了隧道及地下建筑工程的風(fēng)險(xiǎn)接受準(zhǔn)則模型。王夢恕

[13]

對(duì)廈門海底隧道設(shè)計(jì)、

施工、運(yùn)營安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析。王學(xué)斌[14]

對(duì)廈門

翔安隧道五通端陸域全強(qiáng)風(fēng)化層施工的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了

分析。

隧道工程與其他工程項(xiàng)目相比，具有隱蔽性、復(fù)雜性和不確定性等突出的特點(diǎn)，而跨海隧道顯得更為突出。海底隧道具有復(fù)雜的難以確定的地質(zhì)條件和周圍環(huán)境以及施工和運(yùn)營過程中影響工程進(jìn)度、成本、城市環(huán)境和安全的因素眾多，使得海底隧道的投資風(fēng)險(xiǎn)較大，若決策時(shí)考慮不周，可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。然而，目前風(fēng)

險(xiǎn)管理理論在特大鉆爆法海底隧道施工方面的應(yīng)用還極其少見。結(jié)合大連灣海底隧道工程，本文將重點(diǎn)對(duì)預(yù)工可階段所推薦軸線的2種建設(shè)方案采用鉆爆法施工存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，因而為工程決策中選線方案的確定和工程建設(shè)管理提供可靠的參考依據(jù)。

2 工程概況

大連灣海底隧道跨越海域部分總長為3 000～ 3 500 m，設(shè)雙向六車道。預(yù)工可階段選擇了A，B，C三個(gè)不同的軸線位(見圖1)，并在同一軸線位上對(duì)不同的建設(shè)方案進(jìn)行了綜合比較。其中A軸線有2個(gè)重點(diǎn)考慮的方案：(1) 方案一，北岸鉆爆圍堰填海高架跨越甘井子城區(qū)；(2) 方案二，北岸鉆爆直穿甘井子城區(qū)。預(yù)工可階段將A軸線的方案一作為推薦方案。

N

圖1 大連灣海底隧道軸線方案平面布置圖 Fig.1 Plane layout of axial scheme of Dalian Bay subsea

tunnel

在擬建隧道陸地區(qū)域，淺部巖石風(fēng)化裂隙較發(fā)育，巖體完整性差，巖體破碎，深部節(jié)理裂隙較發(fā)育～很發(fā)育，只有局部巖體較完整，大部分巖體較破碎。在中山區(qū)臨海一帶隧道起始端，有輝綠巖脈侵入，形成輝綠巖帶。在海灣中間偏南，因是地層交界處，從目前的物探情況推斷，可能存在一條軟弱破碎帶。海灣段隧道穿越地層為灰?guī)r，其為灰褐色～灰黑色，中厚層狀構(gòu)造，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，巖質(zhì)堅(jiān)硬，但此區(qū)域的灰?guī)r區(qū)為巖

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溶發(fā)育區(qū)。過了海灣，北岸陸域有幾條明顯的斷層和褶皺存在。

3 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和分析

根據(jù)大連灣海底隧道工程預(yù)可行性研究報(bào)告和工程地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)在此海底隧道采用鉆爆法施工的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)和分析。 3.1 風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)，即找工程施工期所有的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，并進(jìn)行歸類整理、篩選，找出風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。針對(duì)大連灣海底隧道推薦軸線的2種采用鉆爆法施工的方案進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，主要從以下四方面展開：南岸陸域段隧道施工、海域段隧道施工、北岸隧道施工及施工對(duì)周圍環(huán)境的影響。針對(duì)具體工程，運(yùn)用專家調(diào)查法、故障樹法并結(jié)合以往工程資料，整理出每個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)事故(如表1所示)，并生成調(diào)研表(如表2所示)。

表1 大連灣海底隧道鉆爆法施工風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí) Table 1 Risk identification on drill and blasting method of

Dalian Bay subsea tunnel

風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域 風(fēng)險(xiǎn)分析

南岸陸域段隧道路下方施工事故、高架橋樁基損壞、船廠地面沉降道施工 大或破壞、火車東站段不均勻沉降、匝道隧道交叉穿越、互通分叉段施工事故

海域段隧道施不良地質(zhì)段施工風(fēng)險(xiǎn)、隧道覆蓋層厚度選擇不當(dāng)、鉆工

爆施工超欠挖、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)有誤、施工工序及支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇不當(dāng)

填海圍堰高架跨越甘井子城區(qū)，圍堰施工事故、圍堰

北岸段隧道施內(nèi)基坑施工事故、圍堰內(nèi)回填物長期沉降的影響、高工

架穿越對(duì)環(huán)境的影響

鉆爆直穿甘井子城區(qū)，北岸不良地質(zhì)段施工風(fēng)險(xiǎn)、隧道埋置深的風(fēng)險(xiǎn)、中石油某油庫附近施工的風(fēng)險(xiǎn)

施工對(duì)周圍環(huán)陸域段施工對(duì)周圍環(huán)境影響、北岸填海對(duì)海域環(huán)境及境的影響

規(guī)劃航道的影響、廢渣(廢水)的處置不當(dāng)?shù)挠绊?/p>

表2 海底隧道鉆爆法施工風(fēng)險(xiǎn)調(diào)研表(局部) Table 2 Investigation table on drill and blasting method of

subsea tunnel(part)

鉆爆施工 風(fēng)險(xiǎn)

事故概率 經(jīng)濟(jì)損失 人員傷亡 工期損失 環(huán)境損失

分部風(fēng)險(xiǎn)概率信心損失信心損失信心損失信心損失信心工程 事故 等級(jí) 指數(shù) 等級(jí) 指數(shù) 等級(jí) 指數(shù) 等級(jí) 指數(shù)等級(jí)指數(shù)

3.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

風(fēng)險(xiǎn)分析的目的是分析風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)得到的風(fēng)險(xiǎn)事

故及其發(fā)生因素。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)的成果，結(jié)合此海

底隧道具體工程特點(diǎn)，按風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生原因，可能發(fā)生途徑以及一旦發(fā)生后可能導(dǎo)致的后果進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

3.2.1 南岸陸域段隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析

該工程段地質(zhì)主要為板巖，其中板巖為板狀構(gòu)造，變余結(jié)構(gòu)，裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化層厚度約12 m，巖體破碎，巖體成碎石狀，弱風(fēng)化層巖體較完整，巖石成碎塊狀，圍巖級(jí)別較低。

(1) 道路下方施工的風(fēng)險(xiǎn)

如果施工中爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)較大，將對(duì)周邊建構(gòu)物產(chǎn)生非常不利的影響，如路面塌陷，建筑物產(chǎn)生傾斜、裂縫，地下管線損壞等。本工程中，在船廠和火車東站附近的地下管線要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母囊�；推薦的南岸交通疏解方案需穿越一條較大的地下排水管。

(2) 高架橋段施工的風(fēng)險(xiǎn)

如果工程地質(zhì)及橋梁下部結(jié)構(gòu)勘測不清，就會(huì)影響到鉆爆施工的控制。主線隧道下穿高架橋時(shí)頂部覆土厚度約16 m，由于該段高架橋跨徑較小，一般為13～16 m，橋墩基礎(chǔ)均為樁基礎(chǔ)，隧道施工時(shí)對(duì)高架橋基礎(chǔ)有一定影響。

(3) 船廠段施工風(fēng)險(xiǎn)

本軸線方案有815 m左右在大連船舶重工集團(tuán)下面穿行，隧道頂部距離地面覆土深度為－13.5～29.0 m，有一定的安全儲(chǔ)備，對(duì)船廠的影響不會(huì)很大。但是，因其靠近海灣，如果爆破控制不利，或后期圍護(hù)工作跟做不及時(shí)，極易造成隧道滲水、坍塌，造成船廠地面塌陷、機(jī)器損壞，影響其正常的運(yùn)營。

(4) 火車東站段施工風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)隧道縱斷面設(shè)置情況，在穿越大連火車站區(qū)時(shí)，隧道頂部均有一定的安全覆土厚度，其中覆土厚度約12～16 m；該段隧道結(jié)構(gòu)采用單車道分離式隧道形式，單洞開挖跨度大約10 m。由于其鐵路標(biāo)高較低，如果爆破控制不利，將對(duì)鐵軌產(chǎn)生很大的影響。列車運(yùn)行對(duì)沉降、隆起和鐵軌間的差異沉降有著特殊的嚴(yán)格要求，較小的變化都可能引起鐵路停車甚至顛覆等重大事故，從而影響到火車東站的正常運(yùn)營。

(5) 匝道隧道施工風(fēng)險(xiǎn)

西側(cè)匝道隧道采用與南岸主線隧道相同的斷面形式，埋深與之也基本相當(dāng)。東側(cè)匝道隧道采用四

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車道雙洞分離隧道形式，左線匝道隧道從主線右線下部穿過、埋深較主線深約15 m，右線匝道隧道與主線埋深基本相當(dāng)。左線下穿主線右線時(shí)有一定的安全覆蓋層厚度，但是由于其南岸附近地質(zhì)條件較差，后施工隧道會(huì)對(duì)建成隧道有很大影響，使既有隧道產(chǎn)生不均勻沉降、裂縫等。

(6) 互通分叉段施工風(fēng)險(xiǎn)

由于南岸采用了地下互通形式，導(dǎo)致不得不采用多處分岔結(jié)構(gòu)，分岔段結(jié)構(gòu)一般集合了連拱隧道、小間距隧道及分離式隧道等多種隧道形式，由于其空間受力復(fù)雜、線形布設(shè)困難、斷面變化頻繁，同時(shí)分岔段多位于地下水豐富地段，這對(duì)其設(shè)計(jì)與施工均構(gòu)成較大的挑戰(zhàn)。 3.2.2 海域段隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析

該工程段隧道穿越地質(zhì)層為灰?guī)r，其為灰褐色～灰黑色，中厚層狀構(gòu)造，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，巖質(zhì)堅(jiān)硬，III類圍巖。

(1) 不良地質(zhì)段施工風(fēng)險(xiǎn)

隧道穿越軟弱破碎帶不良地質(zhì)：地質(zhì)報(bào)告中提到，在海灣中間偏南，可能存在一條軟弱破碎帶。此處地下水具有一定的承壓性，開挖擾動(dòng)后，極易發(fā)生涌水、突水的現(xiàn)象，威脅施工的安全。因此，能否安全穿越軟弱不良地質(zhì)段，是海底隧道工程施工成敗的關(guān)鍵。

隧道穿越斷層/斷裂帶不良地質(zhì)：施工風(fēng)險(xiǎn)主要取決于斷層的性質(zhì)、斷層破碎帶的寬度、填充物、含水性和斷層活動(dòng)性以及斷層構(gòu)造線方向的組合關(guān)系(正交、斜交或平行)。此外，施工過程中對(duì)圍巖的破壞程度、工序銜接的快慢、施工技術(shù)措施是否得當(dāng)?shù)�，均有很大關(guān)系。

隧道穿越巖溶段不良地質(zhì)：隧道區(qū)域的灰?guī)r區(qū)為巖溶發(fā)育區(qū)。海底隧道在巖溶段施工時(shí)，遇到的風(fēng)險(xiǎn)為：當(dāng)隧道穿越可溶性巖層時(shí)，有的溶洞位于隧道底部，其充填物松軟，隧道基底難于處理；有的溶洞巖質(zhì)破碎，容易發(fā)生坍塌；有時(shí)遇到較大的水囊或暗河，巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道；有時(shí)遇到填滿水的充填物溶槽，當(dāng)坑道掘進(jìn)至其邊緣時(shí)，含水充填物不斷涌入坑道，此時(shí)將難以遏止，甚至覆蓋層開裂下沉，海水倒灌；有的溶洞、暗河迂回交錯(cuò)、分支錯(cuò)綜復(fù)雜、范圍寬廣，處理十分困難。

(2) 隧道覆蓋層厚度選擇的風(fēng)險(xiǎn)

方案一，海域段最小頂板覆蓋層厚度為20 m、最大為25 m，有一定的安全儲(chǔ)備；但是該段圍巖節(jié)理發(fā)育，容易產(chǎn)生滲水、涌水。巖性差的區(qū)域，震動(dòng)速度衰減較快，圍巖吸收的能量越多，對(duì)圍巖穩(wěn)定影響越不利。

方案二，海域段隧道的頂板覆蓋層厚度為40 m左右，埋置較深。厚度過大會(huì)使作用于襯砌結(jié)構(gòu)上的水壓力增大；使海底隧道的長度增加，繼而延長了建設(shè)工期、增加了建設(shè)費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)；使隧道的坡降增大，影響運(yùn)營階段車輛的通行，并加劇車輛尾氣的排放。

(3) 隧道鉆爆施工超欠挖風(fēng)險(xiǎn)

導(dǎo)致隧道超欠挖的影響因素有鉆孔精度、爆破技術(shù)、施工組織管理、地質(zhì)條件變化、測量放線等。其引起的風(fēng)險(xiǎn)主要為：超挖引起多裝、多運(yùn)渣，超挖空間還要用混凝土回填；欠挖則要清除，從而造成人工、工期和材料的超額消耗，致使工程成本增加；超挖也給后續(xù)作業(yè)，如噴射混凝土、張掛防水板等作業(yè)造成一定困難。

(4) 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)

導(dǎo)致超前地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)因素為數(shù)據(jù)收集不充分、數(shù)據(jù)失真、數(shù)據(jù)處理失誤、地質(zhì)解釋錯(cuò)誤、地質(zhì)解釋錯(cuò)誤、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率差、地質(zhì)人員技術(shù)水平問題，且每種預(yù)報(bào)方法都有其適應(yīng)性和局限性，如地質(zhì)雷達(dá)可以探測5～30 m范圍內(nèi)的地下地層或地質(zhì)異常體(如溶洞、土洞、斷裂及空隙等)，此海底隧道灰?guī)r區(qū)為巖溶發(fā)育區(qū)，可以用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面前方和邊墻外側(cè)巖溶洞穴進(jìn)行探測；但目前國內(nèi)還沒有為隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)專門設(shè)計(jì)制作的地質(zhì)雷達(dá)，且儀器密封性差，洞內(nèi)不易防水、防潮和防塵，易造成儀器損壞，特別是沒有專門的天線，操作起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果不好。對(duì)于此海底隧道，其地下水豐富，對(duì)儀器的密封性要求更高，使用前要對(duì)其適應(yīng)性進(jìn)行論證。

(5) 施工工序及支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇風(fēng)險(xiǎn)

此海底隧道的圍巖級(jí)別為III～VI級(jí)不等，如果在鉆爆的開挖施工過程中，如果沒有按照圍巖級(jí)別選擇合適工序及支護(hù)結(jié)構(gòu)，可能引起隧道塌方，甚至海水倒灌。如臺(tái)階法適用于III～V類圍巖，本隧道工程地質(zhì)中，SN兩岸地質(zhì)大多為IV，V類圍巖，海域大多為III類圍巖，故該方法在本工程中有很強(qiáng)的適用性，但此方法在施工中也存在風(fēng)險(xiǎn)，

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如臺(tái)階數(shù)過多、臺(tái)階長度不適當(dāng)、臺(tái)階開挖增加了對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)等；但對(duì)于不良地質(zhì)段，如斷層、軟弱破碎帶等，上下導(dǎo)坑先拱后墻法將更加適用。 3.2.3 北岸段隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析

(1) 方案一：鉆爆法填海圍堰高架跨越甘井子城區(qū)

① 圍堰施工風(fēng)險(xiǎn)

施工準(zhǔn)備期可能存在砂袋質(zhì)量不合格，導(dǎo)致砂袋漏砂，影響后續(xù)工程質(zhì)量。堰體主體施工中可能存在堰體滲漏水、防滲墻效果差、堰體滑坡破壞等問題；止水帷幕施工中可能有孔斜、卡鉆、掉鉆、漏漿及塌孔等風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生；抽水施工中可能由于排水引起圍堰傾斜、位移過大、圍堰失穩(wěn)破壞風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生；同時(shí)在填海圍堰的施工中，可能由于海水對(duì)堰基的沖刷引起堰底拋石不足的風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生。

② 圍堰內(nèi)基坑施工風(fēng)險(xiǎn)

根據(jù)預(yù)工可報(bào)告，圍堰內(nèi)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以采用鉆孔咬合樁，因此在圍堰內(nèi)基坑施工可能存在的問題：開挖時(shí)有可能出現(xiàn)涌水、涌砂及基坑塌方等事故；基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定是基坑開挖的前提，也是圍堰壩體穩(wěn)定的重要影響因素，在鉆孔咬合樁施工過程中，可能會(huì)遇到樁孔偏斜、管涌、鋼筋籠上浮或者下沉、形成事故樁等事故；基坑開挖、降水的施工不當(dāng)，有可能會(huì)引起圍堰壩體的不均勻沉降、傾斜、位移過大，甚至出現(xiàn)壩體開裂、滲漏、失穩(wěn)等事故；圍堰內(nèi)基坑若在冬季施工中容易出現(xiàn)一些冬季施工質(zhì)量問題，如供水管道和井點(diǎn)管凍結(jié)、鋼筋混凝土施工質(zhì)量問題等。

③ 圍堰內(nèi)回填物長期沉降的風(fēng)險(xiǎn)

隧道底部回填物的長期沉降對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在兩方面：沿隧道縱向長度方向上的不均勻沉降以及施工先后順序不同的不均勻沉降。不均勻沉降造成的附加應(yīng)力使隧道產(chǎn)生縱向彎矩和縱向的相對(duì)彎曲，進(jìn)而引起隧道結(jié)構(gòu)開裂、滲漏，嚴(yán)重的可能發(fā)生局部區(qū)域破壞等。圍堰內(nèi)的隧道有些部分需要在頂部及兩側(cè)進(jìn)行回填，而在這些區(qū)段，如果隧道兩側(cè)的回填物不作處理或者處理不當(dāng)，而頂部回填物在回填初期無法形成拱形，荷載呈倒拱型，使得隧道兩側(cè)的一部分荷載轉(zhuǎn)移到隧道頂部，加上回填物的不均勻性，很容易使得隧道(尤其是頂

部)產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而引起滲漏等問題。

凍融不均勻沉降對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響風(fēng)險(xiǎn)比較大，凍融作用的普遍后果是隧道出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生滲漏，其次是局部破損，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)影響隧道的正常使用。

④ 高架穿越的風(fēng)險(xiǎn)

北岸城區(qū)為了與規(guī)劃的路網(wǎng)相協(xié)調(diào)，隧道洞口位于北岸填海區(qū)內(nèi)，對(duì)海域環(huán)境的影響較大。同時(shí)北岸高架穿越對(duì)道路兩邊的商業(yè)發(fā)展割裂較為嚴(yán)重，拆遷量較大。

(2) 方案二：鉆爆直穿甘井子城區(qū)

該工程段地質(zhì)以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，其為灰黑色～灰白色，薄層～中厚層狀構(gòu)造，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理較發(fā)育，巖體較破碎，巖質(zhì)堅(jiān)硬。

① 北岸不良地質(zhì)段施工風(fēng)險(xiǎn)

北岸隧道沿線存在兩條破碎帶，一條主要為淤泥質(zhì)亞黏土；另一條破碎帶主要是灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，局部有黏土填充，巖體很破碎。隧道在開挖過程中遇到破碎帶，容易引起隧道塌方，增加了鉆爆施工的風(fēng)險(xiǎn)。

② 隧道埋置深的風(fēng)險(xiǎn)

北岸段隧道的頂板覆蓋層厚度多在40 m以上，埋置深，也將帶來一系列的風(fēng)險(xiǎn)。

③ 中石油某油庫附近施工的風(fēng)險(xiǎn)

本項(xiàng)目擬定路線方案時(shí)充分考慮到中石油某油庫與城市快速路的安全距離(平面按不小于25 m控制)，對(duì)油庫的干擾較小。但是，由于油庫本身就是很大的危險(xiǎn)源，鉆爆施工可能引起油庫爆炸等風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生，進(jìn)而引起隧道的坍塌、人員的傷亡等重大事故發(fā)生。

3.2.4 施工對(duì)周圍環(huán)境的影響

(1) 陸域段施工對(duì)周圍環(huán)境影響的風(fēng)險(xiǎn) 由于施工不當(dāng)導(dǎo)致相鄰建(構(gòu))筑物產(chǎn)生過大沉降和水平位移，影響其正常使用；導(dǎo)致地下管線、路面的破壞，對(duì)居民的正常生活造成影響。

(2) 北岸填海對(duì)海域環(huán)境及規(guī)劃航道的影響風(fēng)險(xiǎn)

北岸隧道洞口在規(guī)劃商業(yè)區(qū)內(nèi)接上地面道路，需填海1 000 m左右，在海中圍海造地，對(duì)海域環(huán)境及規(guī)劃航道的影響較大。主要表現(xiàn)在對(duì)海洋的物種多樣性的削弱、對(duì)水質(zhì)的破壞等方面；海域航道縮窄，通航受到一定的影響，且圍堰建設(shè)難度較大，，工程造價(jià)較高。

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