隧道巖溶富水區施工風險管理
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1秀寧隧道施工風險預控及管理
秀寧隧道全長13187米，隧道地質條件復雜、斷層發育、圍巖破碎、巖溶及裂隙水發育、地表環境脆弱，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，進行補充地質勘查，優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、風險控制措施及監測要求，保證了設計文件中風險處置和工程地質勘察深度符合有關風險評估管理的規定和要求。在項目招標階段，確定了合同各方風險管理內容和責任，界定了風險分擔的原則、措施，規范了合同文件的風險管理內容。
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節過程控制，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、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，組織參建單位依據設計文件、現場調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據資料匯總，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，分析風險事件發生的等級、概率和損失，綜合制定監測和預控措施，督導參建單位加強風險評估管理工作，根據項目進展和風險監測結果，動態調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、監理單位四方分別建檔，并定期開展自評價，實行動態管理。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，一旦發生問題，確保能夠迅速采取有效措施。四是加強風險的動態管理，針對風險等級，進行重點監控，強化方案措施，科學規避風險。
2.1秀寧隧道巖溶富水區情況
秀寧隧道發育三個巖溶富水區，第一富水區位于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潭逆斷層，象山向斜主要為昆陽群綠汁江組(Pt1lz)白云巖，受構造影響，巖體破碎，節理裂隙發育，網格狀巖溶裂隙發育，發育巖溶管道系統，相互貫通，有較好的儲水條件；大龍潭斷切穿巖層，使上下有良好的貫通條件，富水性好。第二富水區位于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）灰巖，溶洞、溶孔、溶隙等巖溶形態發育，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巖中，地下水豐富。第三富水區位于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）灰巖，受斷層影響，灰巖節理裂隙發育，巖體破碎，且灰巖位于斷層下盤，巖溶發育，存在管道系統，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施工情況
針對秀寧隧道巖溶富水區的特點，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；二是加強地表調查、綜合超前地質預報和地質補勘；三是根據調查、預報情況綜合優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；四是根據開挖揭示圍巖地質情況，動態調整支護參數和應急措施，并加強支護結構；五是及時采取注漿堵水措施，減少地表環境的影響。隧道穿越第一富水區、第二富水區涌水時有發生，在DK995+500～900段、DK997+300～450段發生較大巖溶涌水，水壓最高達0.8MPa，揭示圍巖以灰巖、白云巖為主，局部夾有砂質板巖、變質砂巖、方解石，巖溶裂隙發育，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號斷層第三富水區施工揭示巖性主要為因民組板巖、砂巖夾透鏡狀灰巖，落雪組灰巖以及美黨組板巖、砂巖，1#斜井井身施工中在X1K1+185處突發涌水，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處發生涌水，涌水量40～80m3/h左右，水質初期渾濁，后變清澈，施工至DK999+563突發大涌水，水壓達1.2MPa，噴射距離達18米，水質混濁，并攜帶泥石，該段位于設計第三富水區灰巖段，進入高寨-七賢村1號斷層影響帶范圍，巖體破碎、溶腔發育、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，根據掌子面綜合超前地質預報和現場調查判斷，掌子面前方存在高壓巖溶富水構造，繼續掘進有突發涌水災害的可能。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巖溶富水區風險管理及施工效果
秀寧隧道巖溶富水區施工先后發生突水突泥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，有效地規避了施工風險和工程損失，減少了對地表環境影響，減小了工期壓力，保證了工程質量。尤其是在秀寧隧道1號斜井昆明端穿越第三富水區施工中，由于風險判視準確、預案措施到位、現場組織果斷，科學地規避了突水突泥和淹井風險，避免了人員傷亡和財產損失，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、排水作業環境，降低了施工及管理成本，同時減少了對地表水環境的影響，確保了項目按期開通。隧道巖溶富水區施工應因地制宜，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生的塑性區和排泥壓力差形成的塑性區貫通，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。
作者：馬有良 單位：云南省昆明市昆明鐵路局滇中鐵路建設指揮部
