横山岭隧道施工安全风险评估报告(共39页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上隧道施工安全风险评估报告第一章 概述1.1项目简介 大丽高速公路为杭州至瑞丽国家高速公路网横12大理至丽江的联络线,是大香格里拉旅游生态圈的主要交通通道之一,对改善滇西道路通而不畅具有重要的作用,而且还具有重要的巩固国防的战略意义。横山岭隧道为越岭岩质隧道,主要为页岩、泥质粉砂岩等。本着“先进洞,后出洞”的原则,尽量减少削坡数量以保护隧道周边的生态环境。隧道全长345米,其中暗洞段308米,进洞口采用削竹段洞门形式,出洞口采用端墙式洞门形式。1.2编制说明 本案例按照公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(一下简称:指南)内容和要求进行编制。1.3评估内容安全风险评估
2、是以实现工程安全为目的,综合运用有关的风险评估原理和方法,专业理论知识和工程经验,在对工程系统中存在的风险源进行辨识的基础上,研究工程事故发生的可能性及其产生后果的严重程度,并进行分类排序,从而为风险控制措施提供依据。本案例主要评估内容包括:(1)根据隧道工程的地质环境条件、建设规模、结构特点等孕险环境与致险因子,结合隧道施工组织文件,评估隧道工程的整体风险,估测其安全风险等级,属于静态评估;(2)对隧道开挖阶段进行专项风险评估;(3)对辨识出的重大危险源进行重大风险源评估;(4)提出风险控制措施。第二章 工程概况2.1工程地质条件本隧道穿越洱海断陷盆地外围的低中山区山脊垭口段,该地区地形切割
3、较深,冲沟发育,两端地势较陡,植被不发育,降雨量较丰富,地形较复杂。据地质调查和钻孔资料,隧道区无不良地质发育。2.2围岩级别根据地质勘查报告,隧道处地层岩性为:第四系1)、粉质黏土:褐红、灰黄色,硬塑状,含少量角砾,地基承载力基本容许值220KPa。2)、角砾土:褐灰、褐红色,局部夹碎石土,稍密中密,稍湿,地基承载力基本容许值220KPa。奥陶系下统向阳组3)、页岩:褐灰灰绿色,局部夹砂岩泥岩薄层,点划线以上为全强风化,角砾土碎石状,地基承载力基本容许值350KPa。4)、砂岩:褐灰灰黄色,局部夹薄层页岩泥岩,点划线以上全强风化碎石土状,地基承载力基本容许值350KPa;虚线以下多呈强风化碎
4、石夹碎块状,局部呈全强风化碎石土、弱风化碎块状不均,地基承载力基本容许值550KPa。5)、泥质粉砂岩:褐灰灰黄色,局部夹薄层页岩泥岩,点划线以上全强风化角砾土碎石土状,地基承载力基本容许值350KPa;点划线以下多呈强风化碎石夹碎块状,局部呈全强风化碎石土、弱风化碎块状不均,地基承载力基本容许值450KPa。6)、泥岩:灰绿、褐红色,薄中层状,局部夹薄层页岩砂岩,点划线以上为全风化土状角砾土夹碎石块,地基承载力基本容许值300KPa;虚线以下为强风化碎石状,地基承载力基本容许值350KPa。受红河洱海区域性大断裂及次生小断层影响,以及向阳背斜控制,岩石节理裂隙很发育,岩体很破碎,风化强烈,加
5、之隧道区岩层以软质岩全强、强风化薄中厚层状砂岩、页岩、泥岩等不等厚互层,岩层产状较陡,多处岩性接触带发育,构造及岩体结构十分复杂,对隧道工程不利。隧道各级围岩构成如下表所示:表2-1 横山岭隧道围岩级别构成表隧道名称明洞洞门形式长度(m)比例(%)长度(m)比例(%)进口出口进口出口横山岭隧道左洞10032.520867.51515削竹式端墙式横山岭隧道右洞10032.520867.51515削竹式端墙式2.3水文地质条件隧道区地下水类型主要为第四系松散岩类裂隙水、基岩裂隙水及构造裂隙水:地表松散土层较薄且地形较陡、植被不发育,故松散岩类孔隙水不发育,整体贫乏,对隧道工程影响很小;隧道埋深浅、
6、汇水面积小,故基岩及构造裂隙水也不发育,隧道区段整体岩层富水性较差一般。但应注意雨季时地表水相对发育,隧道顶部岩层埋深浅且很破碎,地表水下渗较充分,故雨季时构造破碎带或岩性接触带富水性较好,雨季隧道开挖时可能出现局部相对较多的涌水,对隧道开挖不利。由于该隧道进出口及大部分洞身段所处位置较高,地表地形较陡,且山顶无地表水地下水汇集及排泄点,大部分隧道开挖对原地表水地下水的径流及排泄无影响;但隧道出口K26+550K26+620段右侧冲沟发育,冲沟底高于隧道,雨季时冲沟内地表水易渗入出口端洞身内,雨季时隧道出口段开挖可能出现较大涌水并导致坍塌,如处理不当或不及时可能发展为大坍塌甚至浅冒顶。2.4地
7、震根据中国地震动参数区划图 (GB18306-2001),横山岭隧道地震基本烈度值为度,地震动峰值加速度值为0.20g,地震动反应谱特征周期为0.40s。2.5隧道设计概况(1)隧道整体设计 本隧道是双洞双向行驶高速公路双连拱隧道,隧道标准断面轮廓为;0.75米+0.50米+2*3.75米+0.75米+0.75米=10.25米;有效净高5.00米;中隔墙宽2.00米。其标准断面图如下图所示: 图2-1:隧道标准断面轮廓设计图横山岭隧道全长345米,里程桩号为K26+265K26+610。全隧位于r=1084.26米、i=3%的右转圆曲线上,纵坡-2.45%。(2)隧道明洞衬砌 为降低洞外路基开
8、挖形成的高边坡,缓解洞口偏压,减少洞口段病害的发生,同时考虑到抗震和环保的要求,隧道洞口段结合地形、地质情况设置了一段明洞。明洞采用钢筋砼拱形结构。图2-2:明洞开挖及衬砌示意图(3)隧道暗洞段衬砌洞身段衬砌均按新奥法原理设计,根据隧道埋深、围岩级别、地质条件设计了相应的衬砌断面形式。初期支护采用喷、锚、网、钢拱架支护;并视地层、地质条件增加管鹏、小导管、超前锚杆等预加固措施;偏压、浅埋地段根据施工现场情况还可考虑采用地表砂浆锚杆或反压回填等工程措施;二次衬砌采用钢筋砼衬砌。隧道支护参数选择以工程类比为主,并通过数值计算分析进行校核,在施工中还需要通过现场量测分析调整设计参数,实现动态设计,信
9、息化施工。2.6施工组织概况(1)开挖和支护 隧道洞门、明洞段根据地形、地质情况采用明开挖的施工方法,暗挖段根据不同围岩级别采用相应的施工方法。级围岩浅埋段采用三导洞法开挖,级围岩及级围岩深埋段采用中导洞-正台阶法开挖。具体开挖及支护参数如下表所示: 隧道钻爆施工质量直接关系到施工成败,有必要采取措施对钻爆施工进行严格的监测和控制。二次衬砌砼采用模板台车施工,隧道出渣采用汽车运输。横山岭隧道中导洞由进口端往出口端施工,主洞右洞先行开挖且从出口端往进口端施工,合同工期24个月。预留变形10cm15(12)Cm二次衬砌45cm钢筋砼60cm钢筋砼(50cm钢筋砼)60cm钢筋砼初期支护工字钢I16
10、,间距1米I20a,间距60cm(I18,间距80cm)锚杆25,中空注浆锚杆L=3.5m25,中空注浆锚杆L=4m钢筋网片、间距8,20*20cm8,15*15cm喷C25砼(cm)2227(25)超前支护28砂浆锚杆42*4超前注浆小导管,L=4.5m,倾角1015;洞口段为108大管棚,倾角13;环向间距40cm。施工方案中导洞-正台阶法三导洞法明挖围岩级别级级明洞段表2-2 隧道开挖及支护参数表(2)监控量测 横山岭隧道监控量测项目及方法如下表所示。表2-3 横山岭隧道监控量测项目及方法编号项目名称方法及工具布置测试时间115天16天1个月13个月3个月以上必测项目地质及支护状态观察岩
11、性、结构面及支护裂缝观察和描述隧道全长度,开挖后及初支后进行每次爆破后及初支后地质超前预报中导地质编录、TSP202等地质雷达间隔1020米、地质超前预报仪间隔50100米一个断面,二者相结合,相互印证地表下沉高精度全站仪、水平仪、水准尺埋深小于两倍开挖宽度的洞口及浅埋段开挖面距量测断面前后2B时,12次/天,开挖面距量测断面前后5B时,1次/37天周边位移各种类型收敛仪必测项目监测断面基本按照以下原则进行:级围岩1020米,级围岩2030米设置一处监测断面。中导洞监测断面布置原则与主洞相同。12次/天1次/2天12次/周13次/月拱顶下沉高精度全站仪、水平仪、水准尺、测杆选测项目锚杆轴力钢筋
12、计、锚杆测力计(3)隧道掘进循环时间、进度计算 隧道掘进循环时间、进度如下表所示,通过计算横山岭隧道总工期约16个月。表2-4 隧道掘进循环时间、进度计算工序(min)围岩级别备注(含洞口)清理6060出渣90120包括量测锚杆、挂网、拱架180210喷砼120180超前支护9090钻孔9090装药爆破6060通风3030时间统计720840小时统计(h)1214循环进尺(m)0.61.6月生产能力(m/月)3680每月以30日记2.7风险评估依据(1)公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(2011)(2)公路工程技术标准(JTGB01-2003)(3)公路隧道设计规范(JTG D70-20
13、04)(4)公路隧道施工技术规范(JTJ 042-94)(5)公路工程地质勘查规范(JTJ064-98)(6)公路工程抗震设计规范(JTJ004-89) (7)锚杆喷射砼支护技术规范(GB50086-2001) (8)砼结构设计规范(GB50010-2002) (9)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002) (10)公路隧道交通工程设计规范(JTG/D71-2004) (11)横山岭隧道工程实施性施工组织设计(12)横山岭隧道设计、变更图纸及相关文件。第三章 总体风险评估3.1总体风险评估思路 总体风险评估指开工前根据隧道工程的地质环境条件、建设规模、结构特点等孕险环境与致险因子,评估
14、隧道工程整体风险,估测其安全风险等级,属于静态评估。 评估思路:(1) 结合项目实际,遵循指南要求,建立评估体系;(2) 根据项目情况,参照评估体系,选择合适的分值;(3) 建立评估等级,并确定本项目的等级。3.2建立风险评估体系并进行评估隧道工程施工安全总体风险评估主要考虑隧道地质条件、建设规模、气候与地形条件等评估指标,建立如下表所示的总体风险评估指标体系。评估指标分类分值说明地 质G=(a+b+c)围岩情况a、围岩长度占全隧道长度70%以上3根据设计文件和施工实际情况确定瓦斯含量b隧道施工区域无可能出现瓦斯0富水情况c无涌水突泥可能发生的地质0开挖断面A中断面(单洞双车道)2隧道全长L短
15、(345米)2考虑连拱隧道的特点洞口形式S水平洞1洞口特征C隧道进出口施工较容易1表3-1 横山岭隧道工程总体风险评估指标体系隧道施工安全总体风险大小计算公式为:R=G(A+L+S+C)=3*(2+2+1+1)=18。建立风险等级标准,结合工程经验,建立如下表所示的风险分级标准。表3-2 隧道施工安全总体风险分级标准风险等级计算分值R等级(极高风险)22分及以上等级(高度风险)1421分等级(中度风险)713分等级(低度风险)06分由上表可知横山岭隧道总体风险等级为级(高度风险)。第四章 专项风险评估4.1 专项风险评估思路专项风险评估是指将总体风险评估等级为级(高度风险)及以上隧道工程中的施
16、工作业活动作为评估对象。根据其作业风险特点以及类似工程事故情况,进行风险源普查,并针对其中的重大风险源进行量化估测,提出相应的风险控制措施,属于动态评估。评估思路:(1) 将某一阶段的施工工序分解;(2) 结合分解的工序,进行危险源普查,列出风险源普查清单;(3) 用系统安全方法对辨识出的危险源进行定性评估;(4) 选用合适的评估方法,对辨识出的危险源进行定量评估。4.2施工作业程序分解将横山岭隧道施工作业程序按表4-1分解。表4-1横山岭隧道施工作业工序分解分部工程分项工程单位作业洞口工程洞口开挖清表作业挖掘作业爆破作业超前管棚支护钢拱架喷射砼洞身开挖钻爆作业人工钻孔装药与起爆通风危石清除分
17、部工程分项工程单位作业洞内运输装渣无轨运输卸渣爆破器材运输洞身衬砌初期支护超前小导管或超前砂浆锚杆立工字钢铺设钢筋网片施作系统锚杆喷射砼二次衬砌铺设防水层绑扎二次衬砌钢筋浇注二次衬砌砼填充仰拱砼隧道路面基层面层沥青砼浇注养生交通工程交通安全设施高出作业机电设施机电安装4.3风险源普查 通过与现场施工人员座谈、评估小组讨论、专家咨询、工程类比等方式,结合指南中附录3关于公路隧道工程钻爆法施工作业活动与典型事故类型对照表,分析得出表4-2危险源清单表。表4-2危险源普查清单序号风险源判断依据1洞口开挖洞口为级围岩,采用三导洞法施工,易发生坍塌事故2钻孔钻孔阶段易发生坍塌、机械伤害等事故3盲炮检查和
18、危石清理盲炮检查和找顶易发生爆炸、物体打击等事故。4立工字钢立工字钢期间易发生塌方、机械伤害等事故4.4风险分析评估小组从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析,具体填入下表4-3:表4-3风险源风险分析表单位作业内容潜在的事故类型不安全状态不安全行为备注洞口工程坍塌防护不当等忽视安全、忽视警告等物体打击无防护等操作错误等高处坠落无防护、无警示标志等忽视警告标志等洞身开挖坍塌防护不当等忽视安全、忽视警告等物体打击无防护等操作错误等高处坠落无防护、无警示标志等忽视警告标志等机械伤害使用不安全设备等设备带 “病”运转等洞身衬砌坍塌防护不当等忽视安全、忽视警告物体打击无防护等操作错
19、误等高处坠落无防护、无警示标志等忽视警告标志等洞身衬砌触电未经许可开动、关停等(电气)未接地等机械伤害使用不安全设备等设备带 “病”运转等4.5风险估测风险估测是采用定性或定量的方法对风险事故发生的可能性及严重程度进行数量估算。横山岭隧道采用LEC法进行风险估测,该方法采用与系统风险率相关的3种方面指标值之积来评价系统中人员伤亡风险大小:L为发生事故的可能性大小;E为人体暴露在这种危险环境中的频繁程度;C为一旦发生事故会造成的损失后果。风险分值D=LEC,D值越大,说明该系统风险性越大,需要增加安全措施,或改变发生事故的可能性,或减少人体暴露在危险环境中的频繁程度,或减轻事故损失,直至调整到允
20、许范围内。(2)量化分值标准 为了简化计算,将事故发生的可能性、事故人员暴露时间、事故发生后果划分不同的等级并赋值,如表4-4至表4-6所示。表4-4事故发生可能性L等级划分赋值分数值事故发生的可能性10完全可以预料6相当可能3可能,但不经常1可能性小,完全意外0.5很不可能,可以设想0.1极不可能表4-5 人员暴露时间E等级划分赋值分数值暴露于危险环境中的频繁程度10连续暴露6每天工作时间内暴露3每周一次或偶然暴露2每月一次暴露1每年几次暴露0.5非常罕见暴露表4-6 事故后果严重程度C等级划分及赋值分数值发生事故产生的后果10010人以上死亡4039人死亡1512人死亡7严重3重大,伤残1
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