大跨公路隧道两阶段安全风险评估及对策研究 ——以百色隧道为例

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隧道工程作为公路工程的重要组成部分,其具有改善和调整公路线形、节省施工时间、缩短里程、对地形地貌适应能力高、减少生态环境破坏等其他工程无法比拟的优点。与桥梁工程、路基工程、房建工程相比,隧道建设期诸多不确定且复杂的因素并存,使得隧道工程事故频发,给国家造成了巨大的经济损失,带来了严重的不良社会影响。同时,随着隧道工程建设向超长、大跨、深埋方向发展,特别是大跨度市政隧道和公路隧道等隧道工程的涌现,进一步加剧了隧道工程项目建设的风险。因隧道工程所处的环境、地质、水文条件的差异性,加上隧道工程设计、施工所涉及到的工序繁多、方法复杂,进一步加剧了隧道工程安全风险评估工作和管控工作难度。基于此,本文采用资料收集整理、专家调查法、层次分析法、有限单元法等多种方法对大跨隧道常见多发风险事故开展了系统评估分析,主要研究内容及结论如下:(1)通过前期资料的收集整理,对隧道多发常见风险事故及其主要的诱发因素进行系统梳理。当前大跨隧道的主要风险事故为洞口失稳、隧道坍塌、突水突泥,引起这3种风险事故的主要风险源可分为自然因素、工程地质因素、工程水文因素、勘察设计因素、施工因素5大类,同时建立了此5大诱发因素的风险源库,并结合依托工程勘察设计资料,建立了依托工程风险事故树。(2)采用专家调查法及层次分析法对依托工程进行了设计及施工两阶段的风险评估分析,确定了依托工程的主要风险事故等级,建立了三级风险因素指标影响权重分布图。(3)在风险评估研究成果及相关结论的基础上,采用三维有限单元法对不同衬砌结构形式、不同围岩软化程度、衬砌结构不同形式下不同侧壁导坑间距及隧道交叉段施工工况下隧道结构及其周围环境的安全稳定性进行了计算分析。结果表明,工程施工阶段当采用围岩加强衬砌结构或围岩复合衬砌结构时,围岩和支护结构位移均满足规范要求;当隧道中岩柱上台阶开挖时,拱顶沉降最大,为最危险施工步;围岩加强衬砌结构段施工时左右导坑间距不应小于5m,围岩加强衬砌结构段施工时左右导坑间距不应小于3m。依据以上分析结果提出了依托工程施工建议措施,并对建议施工措施实施后隧道安全风险进行了再评估。
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