隧道风险管理专项方案.doc

隧道风险管理专项方案xxxxx隧道风险管理专项方案1. 编制依据 1）xx道风险评估与管理实施办法（暂行）2）xxx隧道风险管理实施细则3）关于贯彻落实隧道超前地质预报设计指导原则的通知4）关于落实xxxx路隧道风险管理实施细则5）xxx隧道设计图纸6）施工前期xxx隧道隧址的水文地质勘察相关资料；7）客运专线铁路隧道工程施工技术指南（铁道部经济规划研究院 发布 tz214-2005 2005-09-22）；8）已经监理、业主审批的地质超前预报及监控量测专项实施方案。2. 工程概况2.1那禄一号隧道概况本隧道位于xxxx区间，全线都位于直线上坡段上，纵坡坡率为0.71%。线路设计横坡为双面坡，横坡坡率为2%。进口里程为d1k252+800，出口里程为d1k253+620,全长820m。2.2地形地貌隧道隶属丘陵剥蚀地貌，地形起伏大，地面高程170305m，相对高差10135m，隧道全长820m，最大埋深110m，隧区自然坡度2540，坡面植被多为灌木，植被茂密，荆棘密布。隧道进出口均无路前往，交通条件十分困难。2.3气象特征隧址区年平均气温为22.2，极端最高气温为39.2，极端最低气温为3，年平均降水量为1323mm，年最大降水量为1833.6mm，年最小降水量893mm，年平均降水日数为145天，年平均蒸发量为1232.5mm，年平均雾天数为113天，年平均绝对湿度为22.3hpa。2.4工程地质特性隧区地表多为第四系及基岩全、强风化层出露。d1k252+806处发育一断层，断层走向与线路走向交角为65，断层附近岩性均为砂岩、泥岩（t2b2），破碎带宽度约40m，厚度大于40m；d1k253+529处发育一逆断层，断层走向与线路走向交角为66。断层下盘岩性为砂岩、泥岩（t2b2），岩层产状为n55w/58sw；下盘岩性为砂岩夹泥岩（t2b3），岩层产状为：n10e/52se、n10w/63ne。强风化节理发育，节理连通性好，主要节理为：n40w/49sw、n70w/90等。根据中华人民共和国国家标准（gb18306-2001）公布的中国地震动峰值加速度区划图（1/400万）和中国地震动反应谱特征周期区划图（1/400万）划定，隧区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.35s。2.5隧道工程地质条件的分析评价2.5.1隧道总体评价那禄1号隧道没有初始风险为极高等级的段落，初始风险为高度的段落有3处,隧道其余段的初始风险均为中度及以下。针对以上风险情况，设计中采取了洞口边仰防护、加强洞内支护衬砌、加强超前地质预报等工程措施，以降低其风险发生的概率和后果严重程度，隧道残留风险均降至中度及以下。3. 隧道风险及应对措施3.1隧道综合风险管理等级根据xxx风险管理实施细则要求那禄一号隧道综合风险管理等级为：二级。3.2风险评估本隧道存在的主要风险事件为进出口塌方、浅埋段塌方及突泥突水。3.2.1隧道超前地质预报的重点地段及内容起止里程风险类型初始风险等级成因对策措施残留风险等级进口边坡失稳中度软质岩，易风化、强风化层厚加强支护、边仰防护低度d1k252+807d1k252+945塌方、掉块高度断层破碎带、软质岩、易风化加强支护及衬砌、加强超前地质预报、加强监控量测中度d1k252+945d1k253+080塌方、掉块中度软质岩、易风化加强支护及衬砌、加强监控量测低度d1k253+080d1k253+320塌方、掉块低度软质岩加强支护低度d1k253+320d1k253+380塌方、掉块、围岩变形、突水突泥高度断层破碎带、加强支护及衬砌、加强超前地质预报、加强监控量测中度d1k253+380d1k253+440塌方、掉块低度浅埋、软质岩加强支护低度d1k253+440d1k253+470塌方、掉块中度软质岩、易风化加强支护及衬砌、加强监控量测低度d1k253+470d1k253+621塌方、掉块高度浅埋、软质岩、易风化加强支护及衬砌、加强超前地质预报、加强监控量测中度出口边坡失稳中度软质岩，易风化、强风化层厚加强支护、边仰防护低度隧道超前地质预报重点地段及内容见表2。表2 隧道超前地质预报的重点地段及内容 3.3主要应对措施3.3.1隧道施工方法选择原则首先对区段进行超前地质预报工作，宏观掌握断层破碎段地质及地下水情况，主要根据地下水量大小情况采取相应堵排水措施。开挖及初期支护根据围岩等级按设计图及规范要求进行施工，按照“小分块、短台阶、早成环、环套环”的施工原则；严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针。3.3.2采取的主要应对措施 1）隧道堵水措施根据涌水量的大小可采用超前帷幕注浆、径向注浆、局部注浆。当出现大量涌水时，采用超前帷幕注浆堵水；当隧道开挖后围岩出现股状流水或小范围的面状淋水时，主要采用局部注浆进行封堵围岩裂隙，可减少底层水流向隧道的排泄量；隧道开挖后，洞壁渗漏水较大时，或支护后围岩软弱，支护结构变形较大时，通过径向注浆达到堵水减排和加固围岩、限制变形的目的。2）通过节理密集带或断层段的各工序间的距离尽量缩短，并尽快封闭成环，减少岩层暴露、松动和地压增加。3）采用爆破法掘进时，严格掌握炮眼深度、数量和装药量，并采用减弱松动爆破法施工。4）断层破碎段的支护只能加强不得减弱，并须经常检查加固,加强监控量测,及时调整支护参数。5)仰拱超前施工，衬砌适度紧跟，形成封闭结构，提高衬砌结构的承载力。二次衬砌距拱部掌子面的距离要求：级围岩不大于90m，、vi级围岩不大于70m，并应根据量测结果进行及时调整。6）变形较大时，通过径向注浆达到堵水减排和加固围岩、限制变形的目的。4. 超前地质预报方案4.1超前地质预报领导小组领导小组组长：xx副组长：xxx组员：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx在小组组长统一领导下，分级负责，按方案要求做好超前地质预报工作。4.2预报设计指导原则1）在实施超前水平钻过程中必须安排专职地质专业技术人员如实记录钻进地质情况，同时现场监理全程旁站，确保钻探数据的真实性；2）全线隧道均采用地质调查法进行超前预报；3）极高风险地段采用地质素描、tsp203（100m）、超前水平钻孔（3孔，3050m，）、超长炮孔（10孔，510m）、地质雷达（1520m）和红外探测综合预报法；4）高度风险地段采用地质素描、tsp203（100m）、超前水平钻孔（1孔，3050m）、超长炮孔（6孔，510m）的综合预报法；5）中度风险地段采用地质素描、tsp203（100150m）的综合预报法；6）低度风险地段采用地质素描法；7）断层破碎带、节理密集带、褶皱核部及沟谷浅埋地段：施工进入该段前30m50m采用红外探测，若前方无水，可采用单孔超前水平钻孔验证；若红外探测有水，超前水平探测每个断面钻孔不小于3个，并测出水量；8）承压水落段：施工进入该段落前50m采用红外探测进行预报，采用超前水平钻探，每个断面钻孔不小于3个，并测出水压及水量；9）岩溶、人为空洞及采空区地段：施工进入该段落前3050m采用红外探测及地质雷达进行预报，然后采用超前水平钻探，每个断面钻孔不小于3个，开挖时必须进行加深炮孔探测，炮孔的数量和长度根据实际情况，由现场设计人员进行确定；10）岩层接触带：采用1孔超前水平钻探进行验证；11）炭质页岩瓦斯及煤系地段：施工进入该段落前20m进行单孔超前水平钻探，在距离初探煤层10m处，在开挖工作面上布置3个超前水平钻孔，并在现场进行瓦斯含量、涌出量及压力测试工作，根据预报结果，确定下部措施；12）当采用按风险区段与按重点不良地质段落确定超前预报方法不一致时，按偏保守确定超前预报方法。4.3预报方法/手段针对隧道风险重点地段，采用综合超前地质预报的方法进行预报，主要的手段有地质素描、tsp探测、红外探测、超前水平钻探等。（1）tsp超前探测断层发育地段、褶皱核部地段、节理密集带、沟谷地段以及岩性界面处进行重点探测。（2）红外线探测在隧道中，围岩每时每刻都在向外部发射红外波段的电磁波，并形成红外辐射场，场有密度、能量、方向等信息，岩层在向外部发射红外辐射的同时，必然会把它内部的地质信息传递出来。干燥无水的地层和含水地层发射强度不同的红外辐射，红外线探水仪通过接收岩体的红外辐射强度，根据围岩红外辐射场强的变化值来确定掌子面前方或洞壁四周是否有隐伏的含水体。重叠部分不小于5m。（3）超前地质钻孔超前地质钻孔探测是对tsp203预报等物探手段探测到的不良地质体的确认，超前地质钻孔的位置、孔深、数量、取芯等由地质人员根据物探预报成果并结合掌子面附近的地质情况综合分析确定。在一般岩层接触地段每循环钻1个孔，搭接长度不小于8米；复杂地段可钻34孔，深度3050m，以探明前方地层完整性、构造带及地下水发育情况（水量、水压、水温、悬浮物等）。施钻深度满足设计要求并经现场技术人员确定签认后方可停钻。循环预报搭接长度以38m岩盘为宜，以此做安全储备及止浆岩盘，施工中可进行少量5米炮眼进行预测掌子面前方地层和地下水，以作为长钻孔的补充。钻孔布置见图2： 图2 掌子面钻孔布置图4.4检测要求1）在判识有断层、溶洞的情况下，在断层、溶洞前50米范围内就要重新施做综合超前地质预报。2）地质素描在隧道开挖后及时进行；tsp探测长度不得大于200m，搭接长度不小于10m；红外探测长度30m，搭接长度不小于5m；超前水平钻孔每循环3孔，深度3040m，搭接长度不小于10m。4.5地质核对（与设计图）在超前地质预报过程中应对设计图中的地质情况进行认真分析，采取合适的预报手段，并把预报结果与设计图进行比较核对，发现与设计存在不符的，在预报资料中应提出，及时向设计院提交超前地质预报资料，由设计院根据情况进行设计变更或调整。4.6结果分析和建议各种预报方法在现场采集完数据后应及时进行分析，整理出成果资料，针对预报发现的异常段，应提出相应的施工建议。5. 监控量测方案5.1监控量测组织工区必须采取专人负责此项工作，施工前由专业技术人员进行详细技术交底，对监控量测点的具体埋设部位、埋设要求等进行详细说明。组织管理机构如下：领导小组组长：王晓宇、董辉副组长：熊朝军、于凤祥组员：鲍学东、黄际政、王鹏飞、高辉5.2监控量测项目或内容监控量测的主要项目包括地表沉降、拱顶下沉和水平收敛。5.3测点埋设数量5.3.1隧道浅埋段地表沉降监测在隧道洞口段及洞身浅埋易坍塌段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测，量测频率与拱顶下沉和净空变化的量测频率相同。地表下沉的量测与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一断面内。布点原则为：横断面方向应在隧道中线两侧每隔25m布设地表下沉测点，每个断面711点，监测范围在隧道开挖影响范围以内。地表下沉量测断面间距见表4。表4 地表下沉量测断面间距表 埋置深度h与开挖深度量测断面间距（m）2bh02.5b2050bh02b1020h0b510注：地表无建筑物时取表中上限值，h0为隧道埋深，b表示隧道开挖宽度。5.4量测仪器监测仪器：精密水准仪，水准尺， 收敛计。5.5量测频率量测频率根据监测数据的变化情况而定，一般按以下表（表6）量测频率表进行。 表6 量测频率表 项目量测仪器设备量测时间间隔拱顶下沉水准仪，钢挂尺或全站仪位移速度5mm/d时，2次/d位移速度（15）mm/d时，1次/d位移速度（0.51）mm/d时，1次/23d位移速度（0.20.5）mm/d时，1次/3d位移速度0.2mm/d时，1次/7d净空变化收敛计、全站仪同上其它根据实际情况和要求进行5.6监测结束标准根据收敛速度判别：1）一般地段：收敛速度5mm/d时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；收敛速度0.2mm/d时，围岩基本达到稳定。2）特殊地质地段：加强初期支护强度和刚度，严格控制过大变形。各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束，断层破碎带地段位移长时间不能稳定时，延长量测时间并采取加强措施。5.7监测数据的统计分析及建议监测系统是设计、施工的一个重要环节，是确保施工安全的一项重要措施。通过对量测数据的分析后，判断围岩-支护体系的稳定状态以及隧道洞室的安全。加强监控量测工作的管理，确保信息反馈的准确、及时，监测人员准确、真实地记录监测数据，以便进行设计施工的正常管理，保证监测质量。根据量测数据绘制的曲线，配合地质、施工等各方面信息,检验支护、衬砌参数、施工方法和工艺及各工序施作时间。如监测数据变化大，及时反馈设计优化支护参数，调整施工方法和作业时间，保证隧道施工的安全。量测数据的整理与反馈严格按照铁路隧道喷锚构筑法技术规则tbj108-92进行，严格把握各监测项目的控制值。如监测值超过设计警戒值，则适当加大监测频率，直到监测值进入稳定值为止。建立监测变形管理等级标准，管理等级分三等，其等级划分及相应基准值见表7。表7 变形管理等级标准表 管理等级管 理 位 移施工状态u0un3正常施工un3u02un3加强支护u02un3采取特殊措施注：u0 为实测变形值，un允许变形值。un的确定应考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择。监测数据取得后，尽快以报表形式反馈给设计、监理以及施工单位，便于各方有效掌握施工状况，根据监测情况及时调整相应施工措施，确保施工的安全有序进行。特殊地段如发生大变形时，立即以电话形式通知各方，便于及时掌握施工状况。5.8初期支护监测结果异常的处理隧道监控量测结果出现异常按以下方法处理，并适当加大量测频率：1）如果是由于基底下沉引起的，尽快将仰拱封闭，如仍然下沉，在墙角处加设锚杆，复喷混凝土并在基底钻孔注浆加固。2）如果是由于围岩压力引起的，可多次复喷并用锚杆加固围岩，补强初期支护。在下一循环施工时，修改支护参数，增强初期支护，同时增大观测频率；必要时通过监理同意施作二次衬砌，如果需加强衬砌则由设计单位同意。3）如出现变形速率突然增大出现不稳定征兆时，应进行适时监测观察，委派专职观察员对初支进行监视；如伴有响声及新生裂缝，应立即暂停正常施工，加强支护和采取可能的抢救性措施。4）遇下列情况之一，应立即采取补强措施，改变施工方法或设计参数，增强初期支护：隧道开挖后，工程地质和水文地质、围岩类别比预计的要差；喷射混凝土层裂缝多、裂缝大或不断发展；位移速率长期无明显下降，实测位移值已接近规定的允许值，位移量可能超过预留变形量。5.9地表和地面建（构）筑物量测 附近地表和地面无重要建（构）筑物，不需进行此项量测。6. 应急预案6.1应急事件处置管理机构6.1.1项目分部组织管理机构1）应急指挥机构工程现场指挥长：王晓宇 高辉副指挥长：鲍学东、黄际政、王鹏飞2）应急职责统一指挥协调突发事件的内部应急处置工作，负责外部增援的联络事宜。6.1.2工区组织管理机构统一领导，分级负责。工区经理接受项目部的指挥，工区抢险小组统一接受工区经理指挥。小范围灾情工区成立抢险救灾临时指挥部，工区经理为组长，副经理、总工、总监为副组长，成员由工区各部门负责人组成。大范围的灾情在局指挥部或有关部门总指挥部的领导下，分部成立抢险领导小组，工区成立抢险小分队，负责本分队的防灾工作，并随时听从指挥部的指示。应急组织机构见下图2。组长：张准副组长：王勇李成亮副组长：于凤祥副组长：熊朝军董宝辉政王晓宇蒙雪海李靓邓洪生图2 应急组织机构图2）队伍组织各分队精选一支不少于40人的抢险基本队伍，作为抢险救灾的骨干力量，现场的每个干部和工人都自觉加入这个抢险基本队伍，参加抢险救灾，抢险队伍根据应急反应机构接受上级领导，并制订联络方案，按设防范围和标准上岗值班或接通知参加抢险。6.2应急物资及设备1）应急物资设备见表8。表8 应急物资设备表 序号名称规格单位数量备注01装载机台2可供现场施工用02挖掘机pc200台2可供现场施工用03运输卡车15t台6可供现场施工用04喷浆机台2可供现场施工用05电焊机bx500台5可供现场施工用06空压机27m3/s台2可供现场施工用07切割机台4可供现场施工用08对讲机部8可供现场施工用09污水泵11kw台6非抢险不得动用10泥浆泵7.5kw台6非抢险不得动用11抽水机7.5kw台8非抢险不得动用12注浆机kby-50/70台2非抢险不得动用13钻机50m钻孔机台2可供现场施工用14备用发电机tzh-355-4250kw2非抢险不得动用15千斤顶250t台1非抢险不得动用16电缆fd-yjv-4*（1*185）m500非抢险不得动用17方木10cm15cmm315非抢险不得动用18木板5cm25cmm38非抢险不得动用19水泥p.o42.5吨20非抢险不得动用20水玻璃50玻美度吨5非抢险不得动用21铁锹把50非抢险不得动用22铁桶担60非抢险不得动用23工字钢工20吨35非抢险不得动用24钢管42，3.5mm，l-6m根20非抢险不得动用25钢管42，3.5mm，l-4.5m根50非抢险不得动用26电圆锯台2非抢险不得动用2）应急抢险物资存放位置距工作面150米左右，随工作面进展进行调整。3）储备急救医疗及食物担架2付、急救医疗包、氧气袋、面包、矿泉水、棉被。4）其它必备的物资仓库内备有安全帽、雨靴、雨衣、安全带、口罩、氧气-乙炔设备、梯子、编织袋、小型电动工具、一般五金工具、对讲机、手电筒等。保持社会上物资供应渠道（电话联系），随时确保供应。5）急救车辆工区自备小车2辆，或报120急救车救助。6.3突发事件响应机制及逃生方案1）突发事故报告事故报告与报警施工中发生重、特大安全事故后，施工队迅速启动应急预案和专业预案，并在第一时间内向工区应急救援领导小组报告，火灾事故同时向119报警。报告内容包括：事故发生的工区、事故发生的时间、地点，初步判断事故发生的原因，采取了哪些措施及现场控制情况，所需的专业人员和抢险设备、器材、交通路线、联系电话、联系人姓名等。应急程序a工区主任接到事故报告后，立即向项目应急救援领导小组汇报事故情况以及救援情况。b事故发生初期，现场人员采取积极自救、互救措施，防止事故扩大，指派专人负责引导指挥人员及各专业队伍进入事故现场。c指挥人员到达现场后，立即了解现场情况及事故的性质，确定警戒区域和事故应急救援具体实施方案，布置各专业救援队任务。d各专业咨询人员到达现场后，迅速对事故情况作出判断，提出处置实施办法和防范措施；事故得到控制后，参与事故调查及提出整改措施。e救援队伍到达现场后，按照应急救援小组安排，采取必要的个人防护措施，按各自的分工开展抢险和救援工作。f施工队严格保护事故现场，并迅速采取必要措施抢救人员和财产。因抢救伤员，防止事故扩大以及疏通交通等原因需要移动现场时，必须及时做出标志、摄影、拍照、详细纪录和绘制事故现场图，并妥善保存现场重要痕迹、物证等。g事故得到控制后，由项目经理部部统一布置，组织相关专家，相关机构和人员开展事故调查工作。2）救灾防备措施抢险器材准备物资设备部按抢险需要，提前备足抢险器材，如草袋、抽水机、速凝剂、发电机、灭火器及一些切割、焊接用具，供氧瓶、担架和其它抢救器材与药品等，这些器材分发到抢险预备队，分人保管，并熟悉用途和用法，分放在易于装卸地点，平时不能动用。人员准备凡担任抢险预备队人员，休息时间内允许在现场附近活动，如远离现场必须请人代替，而且须经队长同意，保证一旦发生险情能立即投入抢险。抢险技能准备对参加抢险预备队人员进行抢险技能培训，使他们熟悉抢险步骤、方法、器材使用。3）突发事故的应急处理措施隧道突水段的抢险与自救、互救措施施工中尽量避免发生突泥、突水事件，首先在钻探孔时安好孔口管，当孔内涌水时立即拔出钻杆，关闭闸门，注浆处理后再开挖。如果出现突泥、突水事件，首先是人员自救与互救，待水衰减后再进行处理，处理方法有闸门法、围堰封堵法。对预测有大型涌水地段，在开挖前，先备好草袋，木板、草袋装好土，木板两侧边安装鼓型止水条，放置在平车上，停在最近的横通条道内备用，一旦发生突水，立即用木板作闸门，并安装输送泵向门槽中灌入混凝土，门槽上部用草袋封堵。凡在通过断层、低阻带和岩溶发育地段，支护施工队在两侧边墙上留出锚杆头，并在掌子面附近加挂钢筋梯，遇突泥突水来不急逃跑时上梯自救，等待救援人员；水势不大时，向洞口逃跑，安放闸门，并在闸门前摆放草袋。隧道塌方处理与自救互救措施在断层破碎带及软岩地段易塌方，造成塌方的原因多数是地下水原因引起裂隙开张，降低了围岩相互作用力，加速围岩变形，使支护失稳而塌方，防止塌方措施是按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后的联合支护，特别是超前注浆，一是截断地下水流入开挖面通道，二是提高结石率，增强围岩相互作用力，减轻支护圈压力，达到降低塌方机率。如果出现塌方我们将按下述方案进行处理。小型塌方处理：小塌方先清理塌方面，然后对塌方面用超长锚杆加固，将锚杆伸入到围岩的稳定区，锁住松动圈，然后用加强联合支护法支护，最后再进行塌方处理。较大塌方处理：塌方的一般规律是围岩压力增大，支撑压紧，发出声响，接着产生位移变形，围岩掉碴，出现裂缝，直至滑动、坍塌。大塌方处理一般是塌方基本稳定后进行，先查看塌方规模，分析产生塌方原因，再制定塌方处理方案或按预案执行。处理方法一般有支顶法、固结法，回填反压法，三种方法均需先进行治水和支护加固，防止塌方事态扩大。支顶法一般选择围岩稳定地段开挖导洞，埋入型钢，用钢筋砼锁住溶洞两侧，上部用浆砌片石封填，对较大塌方可用套拱法，保证塌方面稳定后再进行清理。固结法是采用注浆法，先将塌体和松动部分进行注浆处理，将松动部分固结后再清理塌体。塌方时的自救与互救：在开挖断层破碎带或软岩地段时，除了在开挖时用微震动法外，专职安全员跟班作业，发现不安全因素立即撤离施工人员，对装碴设备，在顶部安装钢板顶棚，当发现有岩粉飞扬，掉碴、喷锚开裂、或支架发出声响立即组织撤离，如开挖面后方塌方，工班长立即制止人员