原件施工阶段隧道安全风险评估

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日隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部1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日隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部2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隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部3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（O 2s） 、第三系上新统（N 2） 、第四系中更新统离石组（Q 2pl）和上更新统马兰组（Q 3eol） 。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隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部4伏基岩裂隙中形成上层滞水或潜水，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。隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部5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-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、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隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部6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。隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部75、 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，确保工隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部8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）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隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部9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1、V、VI 围岩长度占全隧道长度 70以上452、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2围岩情况a4、V、VI 围岩长度占全隧道长度 20以下11、隧道洞身穿越瓦斯地层 23地质G=（a+b+c） 瓦斯含量b 2、隧道洞身附近可能存在瓦斯地层 1根据设计文件和施工实际情况确定隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部103、隧道施工区域不会出现瓦斯 01、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 1富水情况c3、无涌水突泥可能的地质 01、特大断面（单洞四车道隧道） 42、大断面（单洞三车道隧道） 33、中断面（单洞双车道隧道） 2开挖断面 A4、小断面（单洞单车道隧道） 11、特长（3000m 以上） 42、长（大于 1000m、小于 3000m） 33、中（大于 500m、小于 1000m） 2隧道全长 L4、短（小于 500m） 11、竖井 32、斜井 2洞口形式 S3、水平洞 11、隧道进口施工困难 2洞口特征 2、隧道进口施工较容易 1从施工便道难易、地形特点等考虑5、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。隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部11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。隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部12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 单位作业清表作业挖掘作业爆破作业超前管棚支护钢拱架洞口工程 洞口开挖喷射混凝土人工钻孔装药与起爆通风钻爆作业危石清除装渣无轨运输卸渣洞身开挖洞内运输爆破器材运输超前支护或超前小导管立拱架铺设钢筋网初期支护喷射混凝土铺设防水层绑扎二次衬砌钢筋浇筑二次衬砌混凝土洞身衬砌二次衬砌填充仰拱混凝土水泥混凝土浇筑隧道路面 基层面层养生3、风险源普查隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部13（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 BQ320 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 0.3 1 很可能 40.030.3 0.1 可能 30.0030.03 0.01 偶然 20.3 1 很可能 40.030.3 0.1 可能 30.0030.03 0.01 偶然 212 1.2 3M5 0.99M12 1.1 0M2 0.86M8 14、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V、IV 级 45围岩级别 AIV 级 3可根据围岩节理发育情况和岩性适当调整隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部25III 级 2I、II 级 01分值存在宽度 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断层破碎情况B不存在断层破碎带 0岩溶管道式涌水 1.5线状一般股状 1.2线状 1.0渗水状态 C干滴渗 05.28.9渗水状态应考虑天气影响因素工程地质条件与设计文件相比较差 23工程地质条件与设计文件基本一致 1地质符合性 D施工控制与设计 0由监理工程师确认施工方法不适合水文地质条件的要求 23施工方法基本适合水文地质条件的要求 1施工方法 E施工方法完全适合水文地质条件的要求 0可参照有关技术标准确定是否适合V、 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45V、 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2aV、 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01一次性仰拱开挖长度在 8m 以上 23施工步距F=a+bb 一次性仰拱开挖长度在 8m 以下01二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隧道施工坍塌事故可能性等级标准隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部26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 分类 分值 说明V、IV 级 45IV 级 3III 级 2围岩级别 AI、II 级 01可根据围岩节理发育情况和岩性适当调整分值存在宽度 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断层破碎情况B不存在断层破碎带 0隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部27岩溶管道式涌水 1.5线状一般股状 1.2线状 1.0渗水状态 C干滴渗 05.28.9渗水状态应考虑天气影响因素工程地质条件与设计文件相比较差 23工程地质条件与设计文件基本一致 1地质符合性 D施工控制与设计 0由监理工程师确认施工方法不适合水文地质条件的要求 23施工方法基本适合水文地质条件的要求 1施工方法 E施工方法完全适合水文地质条件的要求 0可参照有关技术标准确定是否适合V、 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45V、 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2aV、 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01一次性仰拱开挖长度在 8m 以上 23施工步距F=a+bb 一次性仰拱开挖长度在 8m 以下01二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隧道安全风险评估 临离高速公路路基一合同段十一分部28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.