4.3.4.1 塌方风险评估
隧道洞口段围岩自稳及成洞条件差，易坍塌，一般干燥状态下有一定的自稳能力，但对地下水和施工扰动较为敏感。
隧道洞身段地层岩性主要为泥盆系中统灰褐色千枚岩、板岩夹千枚岩、灰岩及变砂岩及志留系中上统板岩夹千枚岩，强～中风化，岩性软硬不均，片理、板理发育，属较软岩～较硬岩，岩体破碎～较破碎，抗风化能力较弱。
受区域构造及断层的影响，隧址区基岩揉皱、褶曲现象较为普遍，其中泥盆系中厚层结晶灰岩中发育三组节理，志留系千枚岩发育两组节理。
根据专家调查意见，塌方风险主要受以下几种风险因素的影响：①施工工法；②隧道支护方案；③监控量测（包括超前地质预报）；④不良地质；⑤辅助施工措施；⑥工程地质与水文。
结合高楼山隧道的实际情况，对隧道塌方风险事件进行综合分析，可以得到全线的隧道塌方风险概率等级，如表4-13所示：
表4-13 塌方初始风险概率等级表
从上表可见，高楼山隧道塌方整体风险概率等级为Ⅲ级，高风险，风险水平有条件接受。必须实施削减风险的应对措施，并需要准备应对计划。有必要对洞口失稳提出相应的风险控制措施。
4.3.4.2 风险控制措施
对塌方风险的控制措施应根据专家调查意见对各风险因素的排序，结合高楼山隧道的地形、地貌和地层岩性等地质条件，采取针对性的控制措施。对于高楼山隧道塌方风险的控制措施建议如下。
1.选择合理的施工方法
随着隧道施工技术的全面发展，大断面开挖已成为目前隧道开挖的主要方式，但隧道水文、地质特征千变万化，很大程度上决定着隧道开挖方式。因此，针对不同的地质条件，结合造价、工期、施工水平、设备情况，选择合理的施工方法，运用合理的开挖技术，这是预防隧道塌方的前提，如双台阶法、三台阶法、CD法等，尽量减少对围岩扰动；当采用台阶法施工时，上台阶钢拱架不应直接放在软弱围岩上，容易造成整个初期支护的稳定性下降，可以考虑采用混凝土垫块，或者纵向拱架托梁的方法，尽量控制拱架的下沉位移。
2.加强初期支护及超前预支护
良好的超前预支护和初期支护是预防塌方的有效手段。隧道在开挖后，由于山体原先的应力平衡被打破，必然要进行应力重分布，出现变形、松弛、挤压等现象，变形过大，就失去了承载能力，出现坍塌。因此，为了有效抑制围岩的这一变形，必须对围岩进行及时支护。在施工过程中，应根据不同围岩岩层进行合理支护，例如，在软弱围岩中，实行超前长管棚，预注浆支护、喷、锚加钢筋支撑等支护手段；在平状岩层中，应保证锚杆垂直度，加深加长锚杆，进行深层锚固（穿过爆破松动圈）及早施作拱墙混凝土。总之，应提高隧道的初期支护意识，做到喷锚及时，紧随掌子面，且保证支护可靠（强度、厚度、数量与围岩紧贴等），又可能封闭成环，确保刚度，不因一时的稳定而存在侥幸心理。在隧道施工中应明确规定掌子面与初期支护的时间与距离，初期支护一次到位，不得进行二次补做，以确保初期支护质量。
3.新奥法施工中的一个核心就是监控量测。监控量测是直接量取围岩的变形范围并通过数据分析处理，掌握围岩的变形收敛程度，预测围岩的变形发展方向，做到科学指导施工。
（1）加强已支护地段的量测。在实际施工中，大多数人往往认为已支护地段就是安全地段。因此，忽略了围岩变形和量测作用。实际上围岩的变形是不停地在进行，随着时间的推移而慢慢趋于稳定，加强对已支护地段的量测，不仅能掌握围岩变形特征，也是直接判断初期支护是否安全可靠的一个重要方法，对预防塌方有着不可估量的作用。
（2）加强超前地质预报，特别是地下水活动的预报工作。工程地质是确定隧道施工方法、支护要素设计的重要依据，设计阶段所能采用的各种地质勘探手段均难以详尽地描述隧道穿越范围内的地质情况，因此很有必要进行超前地质预报。(www.xing528.com)
（3）大力推行信息化设计，将量测及地质预测到的地质特征变化及时汇总分析，修正支护参数，调整衬砌结构，这是防塌的主动手段。加强隧道监控量测工作，同时加强地质超前预报和开挖后地质描述记录及分析，并根据预报和分析结果及时调整支护参数，预防隧道塌方。
4.应特别注意地下水，以“防、排、堵、截”的原则治理地下水和地表水，在松散地层中开挖隧道，一旦出现大量的涌水、突泥，围岩的自稳能力将迅速降低，应做好隧道整体的防排水措施。地下水以及施工用水管理对隧道影响甚大，水是塌方润滑剂，能促进塌方和加剧塌方的发展，为此，决不能掉以轻心，对涌水及渗水必须及时予以排引。
5.安排合理的施工进度，严格控制开挖进尺。
6.实施光面爆破：光面爆破是一种通过合理的选择各种参数严格控制装药量，合理的炮眼布置、爆破器材，利用围岩的抗拉强度远小于抗压强度这一特征，在隧道周边实行“密眼小爆破”的技术，使隧道周边形成规则的轮廓线，并尽可能使轮廓线以外的岩石少受扰动，保持围岩的自身强度。构成围岩中的裂隙一般有三种情况：
（1）地质构造运动、地震所产生的原生裂隙；
（2）爆破震动产生裂隙；
（3）机械震动产生新生的裂隙。
而隧道工程中再生裂隙主要是由爆破产生的。实行光面爆破，不仅仅是减少隧道超欠挖的一种有效手段，也是保证围岩整体性不受破坏，围岩自身强度不受削弱的前提，它不但对初期支护提供了良好的工作面，也防止了围岩因凹凸不平产生应力集中而引起的掉块或坍塌。
7.合理选择隧道贯通点，贯通点宜选择在地质情况相对较好的正常断面段进行贯通，不宜选择在加宽断面、斜井交叉口作为贯通点，不利于施工安全控制。
8.尽量获取更详细的地质勘察资料，以便设计单位更合理的设计支护参数；在施工过程中贯彻“动态设计，信息化施工”的理念，及时根据最新的围岩情况变更支护参数。
9.开挖施工时，应在掌子面处按照逃生管道设计要求设置安全逃生管道，逃生管道一端应延伸至安全位置，确保施工安全逃生通道的畅通。
4.3.4.3 残余风险等级评定
通过对高楼山隧道初始风险等级评定，对安全风险等级为“Ⅲ”的风险事件必须采取有效的措施，使风险降低到可以接受的范围。对初始风险采用相应的工程措施处理以后，进行残余风险评估，其残余风险等级评定如表4-14所示：
表4-14 塌方残余风险等级表
从上表可见，高楼山隧道塌方残余风险概率等级最高为Ⅱ级，中风险，风险水平有条件接受。
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