原件 施工阶段隧道安全风险评估.doc

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1、隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部山西省临县至离石高速公路隧道工程施工安全风险评估评估报告完成日期：2012年4月23日山西省临县至离石高速公路隧道工程施工安全风险评估编制单位：临离高速路基一合同段项目部十一分部评估小组负责人：尚保平日期：2012年4月23日目 录第一篇 隧道建设工程概况3一、地形地貌3二、工程地质3三、地震烈度4四、隧道洞口边坡稳定性评价4第二篇 临离高速公路劝家山隧道设计主要技术标准5第三篇 工程设计情况简介5一、隧道工程简述5二、基本设计情况6三、施工要求7第四篇 施工阶段安全风险评估7一、安全风险评估依据7二、安全风险评估原则8三、总体评估8四、风险评

2、估流程11五、施工阶段安全风险指标体系11六、隧道安全风险分级和接受准则15七、施工阶段风险评估17第五篇 隧道安全风险技术对策24一、隧道塌方风险事件的技术对策24二、隧道大变形施工对策及安全技术措施27三、第三方损失处理技术对策29四、涌水突泥风险技术对策30五、岩爆施工对策与安全技术措施30第一篇 隧道建设工程概况劝家山隧道位于方山县大武镇内，为双线分离式隧道，其中隧道左线起讫里程桩号ZK42+910-ZK44+985,长2075m，隧道右线起讫里程桩号K42+910-K44+986，长2076m，隧道洞门均采用端墙式。一、地形地貌隧道区位于黄土丘陵区，地表形态表现为黄土梁峁状，地形起伏

3、大，冲沟发育，谷坡陡立。海拔高程介于11301300米，相对高差170米。植被以荒草灌木为主，分布于沟壑边缘，丘陵上部及缓坡地带地表多为耕地。二、工程地质1、地层岩性隧道区出露地层由老至新依次有：奥陶系上马家沟组（O2s）、第三系上新统（N2）、第四系中更新统离石组（Q2pl）和上更新统马兰组（Q3eol）。2、地质构造勘察区位于华北板块至鄂尔多斯断块东部，地壳运动主要表现为阶段性升降运动，属于构造运动相对微弱地区。隧址区基本被黄土覆盖，未发现构造现象。3、水文地质条件隧道穿越的黄土梁峁区，地形起伏大，深冲沟发育，大气降水大部分沿斜坡汇入冲沟流失，少量雨水下渗至土石界面处及下伏基岩裂隙中形成上

4、层滞水或潜水，水量一般较小，洞体开挖呈滴渗状出水。三、地震烈度根据GB183062001中国地震动参数区划图，本区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度VI度，场地稳定性较好。四、隧道洞口边坡稳定性评价临县端洞口位于黄土沟头的斜坡处，中陡坡，土质为中更新统（Q2pl）黄土，发育垂直节理，下伏第三系上新统（N2al+pl）粉质黏土，具隔水性，洞口开挖边坡易被冲刷及坍塌，边坡稳定性较差。离石端洞口位于冲沟沟底，较平缓，不存在高边坡，但应防止地表水的侵蚀、冲刷。第二篇 工程设计情况简介一、隧道工程简述劝家山隧道起讫桩号为：主线K42+910-K44+986，长2076m；左线ZK42+910

5、-ZK44+985，长2075m。隧址区地处吕梁市方山县大武镇界内,地表形态为黄土梁峁状，地形起伏大，冲沟发育,谷坡陡立，海拔高程介于1130-1300米，相对高差170米。隧道围岩主要由奥陶系上马家组（Q2S灰岩）组成，局部洞体位于土石界面附近，结合程度差，隧道开挖易坍塌。隧道开挖呈滴渗状出水。路线全长3.6公里，起讫桩号为K41+700-K45+300。本隧道采用双向四车道高速公路标准建设，为左右分离式隧道。设计速度80km/h，单洞净宽10.25m。汽车荷载等级为公路级。二、基本设计情况1、洞口及明洞开挖方法隧道洞口开挖至上而下分层开挖，同样采用人工配合履带式反铲刷坡，随挖随喷锚网防护、

6、边仰坡处于稳定状态方能进行明洞施工，进洞前洞口土石方施工和洞口支挡工程，随洞口场地一并施工。根据设计提供和现场实际考察，在作施工洞口土石方同时，作好洞口截水沟，边仰坡加固和防护，进洞前对边、仰坡采用砂浆锚杆（22mm、L=2.0m，间距1.5m按梅花形布置），钢筋网（8mm、间距25cm25cm）喷射砼（厚10cm），对坡面进行加固和临时防护。洞口施工时作好施工观测和量测工作，发现问题及时采取措施，以确保洞口施工安全。明洞施工前先施工好两侧刷坡线外5m的截水天沟，围岩为土方及风化石方采用机械自上而下分层开挖，爆破石方采用短开挖、弱爆破自上而下开挖，然后逐段开挖、衬砌、回填，再开挖。2、支护与衬

7、砌采用复合式衬砌，初期支护设计主要为锚、网、型钢支撑与湿喷混凝土结构形式，二次衬砌为耐久性防水混凝土设计。3、防排水设计二次衬砌拱部、墙部及仰拱采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8；初支与二衬间设计分离式防水层（防水板+土工布），防水板施工缝（焊缝）须与衬砌施工接缝（及变形缝）错开。纵环向排水管、横向排水管与两侧水沟组织排水通道，再通过横向导水管汇至中心排水管排出洞外。4、 辅助措施主要有洞口（洞身）长管棚、超前小导管注浆、超前锚杆等。5、 开挖设计建议的施工方法围岩级别施工方法全断面开挖法台阶法预留核心土法6、隧道设计主要技术标准主要技术标准表序号项 目技术标准1公路等级双向四车道高速公路2设

8、计速度80Km3设计荷载公路-级4隧道建筑界限1） 隧道主洞建筑界限：净宽10.25m,主洞限高5.0米，两侧设置检修道2） 紧急停车带建筑界限：净宽13.00米，限高5m。两侧设置检修道。3） 车行横通道建筑界限：净宽4.5米，限高5m4） 人行横道建筑界限：净宽2m,限高2.5米三、施工要求1、湿喷混凝土初期支护，保证初支混凝土施工质量；2、加强监控量测与超前地质预报工作，做好数据分析与信息反馈，及时调整施工参数，保证施工安全;3、加强施工监管，确保措施到位；加强工序管理，确保工序紧跟，尤其是开挖与初支、初支与衬砌以及仰拱超前施做与拱墙二次衬砌工序间的合理步距控制。第三篇 施工阶段安全风险

9、评估一、安全风险评估依据公路工程技术标准（JTG B01-2003）公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）公路水泥砼路面设计规范公路隧道设计规范（JTG D70-2004）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2001）公路施工安全技术规程公路工程地质勘察规范（JTG C01-2011）公路工程抗震设计规范（JTJ 004-89）混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）建筑地基处理技术规范（JTJ 79-2002）建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2002）公路隧道交通工程设计规范（JTG/T D71-2004）

10、关于开展公路桥梁与隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知(试行)项目风险管理方针及策略项目设计和施工方面的文件设计阶段风险评估成果我项目部现有技术装备、施工能力、管理水平，以及多年从事复杂地形地质条件公路路基、隧道、高墩、技术复杂型特大桥梁的丰富经验。二、安全风险评估原则实事求是原则、风险管理的主动性、及时性和动态性原则，以保证风险评估全面、可靠，风险处理合理、有效，风险监测准确，反馈及时；公路隧道安全风险评估主要对造成人员伤亡、财产损失、工程经济损失等风险事件进行评估。三、总体风险评估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

11、级，并确定本项目的等级隧道工程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a1、V、VI围岩长度占全隧道长度70以上45根据设计文件和施工实际情况确定2、V、VI围岩长度占全隧道长度40以上、70以下33、V、VI围岩长度占全隧道长度20以上、40以下24、V、VI围岩长度占全隧道长度20以下1瓦斯含量b1、隧道洞身穿越瓦斯地层232、隧道洞身附近可能存在瓦斯地层13、隧道施工区域不会出现瓦斯0富水情况c1、隧道全程存在可能发生涌水突泥地质232、有部分可能发生涌水突泥的地质13、无涌水突泥可能的地质0开挖断面A1、特大断面（单洞四车道隧道）42、大断面（单洞三车道隧

12、道）33、中断面（单洞双车道隧道）24、小断面（单洞单车道隧道）1隧道全长L1、特长（3000m以上）42、长（大于1000m、小于3000m）33、中（大于500m、小于1000m）24、短（小于500m）1洞口形式S1、竖井32、斜井23、水平洞1洞口特征1、隧道进口施工困难2从施工便道难易、地形特点等考虑2、隧道进口施工较容易15、总体评估（1）分值选择根据劝家山隧道围岩情况，V级围岩比列左、右线分别为36.2和37.6，围岩情况，a分值为2分。经地勘院勘测，根据设计图纸，劝家山隧道施工区域无瓦斯。瓦斯含量，施工区域不会出现瓦斯，b分值0分。隧道附近无河流，根据设计图纸，隧道施工区域无地

13、下水。富水情况，无涌水突泥，c分值0分。隧道为单洞双车道隧道，开挖断面中断面（单洞双车道隧道），A分值为2分。隧道全长L分值为3分。隧道洞口选用水平洞，S分值为1分。隧道V级围岩，采用新奥法施工，进口施工难度较困难，洞口特征C分值为2分。（2）风险大小及等级隧道工程施工安全风险R=G(A+L+S+C)=(a+b+c) (A+L+S+C)，代入数值，得R=16.隧道工程施工安全总体风险分级标准风险等级计算分值R等级IV（极高风险）22分及以上等级III（高度风险）1421分等级II（中度风险）713分等级I（低度风险）06分由表可以看出，本隧道施工安全总体风险等级为III（高度风险）四、专项风险

14、评估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III级（高度风险）及以上隧道工程中的施工作业活动（或施工区段）作为评估对象，根据其作业风险特点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：将隧道施工工序分解；结合分解的工序，进行危险源普查，列出风险源普查清单。用系统安全方法对辨识出的危险源进行定性评估；选用合适的评估方法，对辨识出的危险源进行定量评估2、施工程序分解将劝家山隧道施工作业程序按表下表分解劝家山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

15、喷射混凝土洞身开挖钻爆作业人工钻孔装药与起爆通风危石清除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支护或超前小导管立拱架铺设钢筋网喷射混凝土二次衬砌铺设防水层绑扎二次衬砌钢筋浇筑二次衬砌混凝土填充仰拱混凝土隧道路面基层面层水泥混凝土浇筑养生3、风险源普查（1）隧道围岩现状根据设计说明中的钻探、野外观察、孔内原位测试、室内岩石试验资料及地质测绘和物探结果，将隧道左、右线围岩分别分为三个区段。左线进口段围岩基本质量指标BQ280，围岩基本质量指标修正值【BQ】239，综合确定B线进口段围岩等级为V级。围岩完整性、稳定性均较差，开挖时会出现掉块、崩坍，局部肯能会存在少量上次滞水或基岩裂

16、隙水。左线洞身段围岩基本质量指标BQ=297,修正后【BQ】=253-257，综合确定洞身段围岩等级为IV级。开挖时局部会出现掉块及渗水现象。左线出口段围岩基本质量指标BQ281，围岩基本质量指标修正值【BQ】226，综合确定B线隧道出口段围岩为V级。围岩完整性及稳定性均较差，局部地段也可能出现存在少量长层滞水或基层裂隙水，开挖时会出现掉块、崩塌等。右线进口段围岩基本质量指标BQ287，围岩基本质量指标修正值【BQ】232，综合确定A线隧道进口段围岩为V级。围岩完整性及稳定性均较差，局部地段也可能出现存在少量长层滞水或基层裂隙水，开挖时会出现掉块、崩塌、局部可能会存在少量上层滞水和基岩裂隙水。

17、右线洞身段围岩基本质量指标BQ=297，围岩基本质量指标修正值【BQ】=253-257，综合确定洞身段围岩等级为IV级。开挖时局部会出现掉块及渗水现象。右线出口段围岩基本质量指标BQ279，围岩基本质量指标修正值【BQ】320极其危险，不能继续作业2070一般危险，需要注意160320高度危险，要立即整改0.31很可能40.030.30.1可能30.0030.030.01偶然20.31很可能40.030.30.1可能30.0030.030.01偶然20.0030.001不太可能1注：当概率值难以取得时，可用频率代替概率。中心值代表所给时间的对数平均值。人员伤亡等值标准等级1234定性描述一般较

18、大重大特大人员死亡人员死亡（含失踪）人数3或重伤人数3人员死亡（含失踪）人数10或10重伤人数5010人员死亡（含失踪）人数30或50重伤人数100人员死亡（含失踪）人数30或重伤人数100注：人员伤亡是指在施工活动中人员所发生的伤亡，依据人员伤亡的类别和严重程度进行分级。经济损失是指风险事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和，包括直接费用和事故处理所需的各种费用，如下表所示：直接经济损失等级标准等级1234定性描述一般较大重大特大经济损失（万元）Z1010Z5050Z121.23M50.99M121.10M20.86M814、坍塌事故危险性评估（1）坍塌事故可能性评估根据项目实际情况，结

19、合指南中关于坍塌指标体系建立要求，建立洞身开挖坍塌事故可能性评估指标。坍塌事故可能性评估指标评估指标分类分值说明围岩级别AV、IV级45可根据围岩节理发育情况和岩性适当调整分值IV级3III级2I、II级01断层破碎情况B存在宽度50m以上的大规模断层破碎带34存在宽度20m以上、50m以下的中等规模断层破碎带2存在宽度20m以下的小规模断层破碎带1不存在断层破碎带0渗水状态C岩溶管道式涌水1.5渗水状态应考虑天气影响因素线状一般股状1.2线状1.0干滴渗05.28.9地质符合性D工程地质条件与设计文件相比较差23由监理工程师确认工程地质条件与设计文件基本一致1施工控制与设计0施工方法E施工方

20、法不适合水文地质条件的要求23可参照有关技术标准确定是否适合施工方法基本适合水文地质条件的要求1施工方法完全适合水文地质条件的要求0施工步距F=a+baV、VI级围岩衬砌到掌子面距离在200m以上或全断面开挖衬砌到掌子面距离在250m以上45二次衬砌距离掌子面的距离是影响隧道稳定性的一个重要因素。本指标主要考虑施工时台阶法施工、全断面施工二次陈雀是否及时跟上V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在120m以上、200m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在160m以上、250m以下3V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在70m以上、120m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120m以上、160m以下2V、VI级

21、围岩衬砌到掌子面距离在70m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120m下01b一次性仰拱开挖长度在8m以上23一次性仰拱开挖长度在8m以下01隧道施工坍塌事故可能性等级标准计算分值P事故可能性描述等级P15很可能48P15可能33P8偶然20P3不太可能1从隧道施工坍塌事故可能性等级标准可以看出，本隧道发生坍塌的可能性为可能。（2）坍塌事故可能性评估劝家山隧道发生坍塌事故的可能性为可能。隧道如发生坍塌，会造成暴露在施工作业环境中的310名作业人员发生死亡事故，后果较为严重。（3）坍塌事故危险性评估参照风险矩阵，坍塌事故为高度（III级）风险，需制定风险消减措施。坍塌事故可能性评估指标评估指标分

22、类分值说明围岩级别AV、IV级45可根据围岩节理发育情况和岩性适当调整分值IV级3III级2I、II级01断层破碎情况B存在宽度50m以上的大规模断层破碎带34存在宽度20m以上、50m以下的中等规模断层破碎带2存在宽度20m以下的小规模断层破碎带1不存在断层破碎带0渗水状态C岩溶管道式涌水1.5渗水状态应考虑天气影响因素线状一般股状1.2线状1.0干滴渗05.28.9地质符合性D工程地质条件与设计文件相比较差23由监理工程师确认工程地质条件与设计文件基本一致1施工控制与设计0施工方法E施工方法不适合水文地质条件的要求23可参照有关技术标准确定是否适合施工方法基本适合水文地质条件的要求1施工方

23、法完全适合水文地质条件的要求0施工步距F=a+baV、VI级围岩衬砌到掌子面距离在200m以上或全断面开挖衬砌到掌子面距离在250m以上45二次衬砌距离掌子面的距离是影响隧道稳定性的一个重要因素。本指标主要考虑施工时台阶法施工、全断面施工二次陈雀是否及时跟上V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在120m以上、200m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在160m以上、250m以下3V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在70m以上、120m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120m以上、160m以下2V、VI级围岩衬砌到掌子面距离在70m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120m下01b一次性仰拱开挖长度在8m

24、以上23一次性仰拱开挖长度在8m以下01隧道施工坍塌事故可能性等级标准计算分值P事故可能性描述等级P15很可能48P15可能33P8偶然20P3不太可能1按图表所示本隧道围岩级别为IIIV级，分值A为4分。本隧道不存在断层破碎带，B分值为0分。本隧道渗水状态为滴渗状渗水，C分值为0.9分，本隧道工程地质条件与设计文件完全一致，D分值为0分本隧道为新奥法施工，符合水文地质条件的要求，E分值为0分。本隧道施工严格按照强制性要求文件施工，二衬到掌子面距离控制在100M以内，且一次性开挖仰拱开挖长度在8M 以内，F分值为3分按照工式P= 计算，P分值为5.28.本隧道施工区段坍塌事故可能性为偶然。5、

25、瓦斯爆炸危险性评估建立下表所示的瓦斯爆炸事故可能性评估指标隧道施工区段瓦斯爆炸事故可能性评估指标评估指标分类分值说明瓦斯含量A存在瓦斯突出危险4可根据设计文件、现场监测结果进行判断瓦斯涌出量0.5m3/min23瓦斯涌出量0.5m3/min1无瓦斯0洞内通风B洞内掌子面最小风速未达标23现场监测结果进行判断洞内掌子面最小风速达标1机械设备防爆情况C未采用防爆设备3对出渣机械、机电设备等综合判定采用防爆设备12瓦斯监测体系D洞内瓦斯监测体系不完备由评估小组按照有关技术标准判定洞内瓦斯监测体系完备隧道施工区段爆炸事故可能性等级标准计算分值P事故可能性描述等级P12很可能47P12可能33P7偶然2

26、0P3不太可能16、洞口失稳危险性评估洞口失稳危险性评估指标评估指标分类分值说明围岩级别AV、IV级45可根据围岩节理发育情况和岩性适当调整分值IV级3III级2I、II级01施工方法B施工方法不适合水文地质条件的要求23可参照有关技术标准确定是否适合施工方法基本适合水文地质条件的要求1施工方法完全适合水文地质条件的要求0洞口偏压C洞口存在较严重偏压3洞口存在可矫正偏压2洞口无偏压01隧道施工区段洞口失稳事故可能性等级标准计算分值P事故可能性描述等级P8很可能45P8可能32P5偶然20P0.31很可能40.030.30.1可能30.0030.030.01偶然20.0030.001不太可能1注

27、：当概率值难以取得时，可用频率代替概率。中心值代表所给时间的对数平均值。3、事故发生后果的等级事故发生后果的等级分成五级：(1)经济损失是指风险事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和，包括直接费用和事故处理所需的各种费用，如下表所示：直接经济损失等级标准等级1234定性描述一般较大重大特大经济损失（万元）Z1010Z5050Z500Z500注：直接经济损失是指事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和，包括直接费用和事故处理所需（不含恢复重建）的各种费用。(2)人员伤亡是指在参与施工活动过程中人员所发生的伤亡，依据人员伤亡的类别和严重程度进行分级，如下表所示：人员伤亡等值标准等级1234定性描述一般较大重大特大人员死亡人员死亡（含失踪）人数3或重伤人数3人员死亡（含失踪）人数10或10重伤人数5010人员死亡（含失踪）人数30或50重伤人数100人员死亡（含失踪）人数30或重伤人数100注：人员伤亡是指在施工活动中人员所发生的伤亡，依据人员伤亡的类别和严重程度进行分级。(3)环境影响是指隧道施工对周围建（构）筑物破坏或损害、环境污染等，根据其影响程度进行分级，如下表所示：环境影响等级标准后果定性描述灾难性的很严重的严重的较大的轻微的后果等级54321环境影响描述永久的且严重的