隧道风险评估报告.doc

目录一、编制依据3二、隧道概况41、工程概况42、地质概况53、施工图设计概况6三、风险评估对象及目标7四、风险评估程序及方法71、成立风险评估小组72、隧道风险评估的总体程序73、风险评估方法7五、风险源识别及确定风险因素8六、基本风险点清单9七、风险评估内容及基本风险点归类9八、风险控制措施131、降低掉块风险措施132、降低塌方风险措施133、边仰坡垮塌风险控制措施184、突水突泥风险控制措施185、危岩落石应对措施19九、风险管理和风险评估结论19十、存在问题和建议20一、编制依据1、审查意见东南沿海铁路福建有限责任公司、京福闽赣铁路客运专线有限公司、向莆铁路股份有限公司铁路隧道风险评估与管理实施细则（东南铁安201731号）。铁路隧道风险评估与管理暂行规定（铁建设2007200号）。2、隧道设计基础资料：霞美村隧道设计咨询图纸资料霞美村隧道工程地质勘察报告3、相关的国家和行业标准、规范及规定：铁路隧道设计规范 （TB10003-2016）高速铁路隧道工程施工技术工规程 （ZQ/9604-2015号）铁路隧道施工抢险救援指南 （ZQ/9219-2015号）铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范（TB10020-2012）铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 （TZ231-2007）铁路隧道防排水技术规范（TB10119-2000）铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）铁路隧道辅助导坑技术规范 (TBJ1010995）铁路工程施工安全技术规程（TB10401.1-2003）铁路隧道超前地质预报技术规程 （ZQ/9217-2015号）铁路隧道工程施工安全技术规程 （TB10304-2009）铁路工程建设项目水土保持方案技术标准（TB10503-2005）铁路基本建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法（铁建设2007152号）铁路隧道风险评估与管理暂行规定铁建设【2007】200号文铁路建设工程风险管理技术规范QCR 9006-2014二、隧道概况1、工程概况新建福州至厦门铁路位于福建省沿海地区，北起福州市，途经莆田市、泉州市，南至厦门市和漳州市。线路北端衔接合福铁路、温福铁路，南端衔接厦深铁路、龙厦铁路，与东南沿海铁路福厦段共通道，既可构建京福厦高速铁路客运通道，也是东南沿海铁路客运通道的重要组成部分。福厦五标位于泉州市，经过泉港区、惠安县、台商投资区，其中霞美村隧道位于惠安县与台商投资区交界处，进口在惠安县螺阳镇锦水村，场地以丘陵林地为主，有2道220KV高压线（含2座高压铁塔）、大型风水墓3座，出口在台商投资区东园镇长新村，场地有孤石、民房分布。霞美村隧道全长972m，隧道全段DK145+511DK146+483位于直线上,隧道DK146+125.02+483段设置圆曲线型竖曲线，竖曲线半径为25000m。隧道DK146+405.8+447.3范围内下穿泉州绕城高速公路，DK145+645685隧道顶部回填10%水泥土设置反压板。本隧道为客运专线双线隧道，旅客列车设计行车速度350km/h，设置双侧救援通道，本隧道建筑限界采用高速铁路设计规范中规定的“高速铁路建筑限界内轮廓及基本尺寸”，隧道内线间距为5.0m（曲线地段线间距不加宽）。隧道衬砌内轮廓采用铁路工程建设通用参考图时速350公里客运专线铁路双线隧道复合式衬砌（通隧20080301）内轮廓，隧道内轨顶面以上有效净空面积为100m2，隧道内均铺设CRTSI型双块式无砟轨道，轨道结构预留为515mm。隧道进出口洞门均采用斜切式洞门，明暗交界里程分别为DK145+530、DK146+464。隧道最大埋深23.15米，最浅埋深4m，级围岩开挖断面面积144.89，级围岩开挖断面面积152.4。2、地质概况工程地质：拟建区位于闽西北隆起带东南部，闽东火山断拗带南部，构造线主要展布方向为西北西向及北北东向。沿线断裂规模大，分布密集。隧址共发育1条断裂构造，2处节理密集带。线路于DK146+082处与断裂带相交，夹角为75。主要发育节理段落为DK146+150DK146+190段，DK146+350DK146+380段。隧道全长972m，其中级围岩170m，占全隧道正洞长比例的17.5%；级围岩802m，占全隧道正洞长比例的82.5%。不良地质：隧址进出口坡面分布有风化残余孤石，块径以0.51.0m为主，呈散体状态分布，孤石块径为0.53.0m。出口端孤石直径为25m。对线路施工和运营造成潜在威胁，应结合工程施工情况，分别采取清除与加固防护措施。对于自稳能力较差，严重影响工程及人员安全的危岩孤石，采取清除加固措施，确保工程安全。工程水文：地表水主要以水库、冲沟、水塘等地表汇水为主。隧道区地下水类型为全风化层孔隙潜水，基岩裂隙水和构造裂隙水。3、施工图设计概况洞口设计隧道进口里程为DK145+511,采用帽檐斜切式洞门。隧道出口里程为DK146+483,亦采用帽檐斜切式洞门。洞口施工前对洞口附近的危石进行清理；对明挖段采取分段施工对边仰坡及时进行封闭处理，尽快施工衬砌结构并回填。为确保施工顺利进行，在进行暗洞施工前对洞口开挖临时边仰坡及掌子面进行喷锚（网）。隧道除明洞段采用整体式衬砌外，其余均采用复合式衬砌。防排水本隧道对裂隙水发育地段，采取开挖后全断面径向注浆或补注浆等形式；其他地段防排水遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则，采取切实可靠的施工措施，地表和地下水妥善处理，使洞门外形成一个完整、可靠的防排水系统。施工组织施工方法：本隧道按新奥法原理组织施工。双线隧道级围岩地段采用六部CD法、三台阶临时仰拱法（设临时钢架），级围岩地段采用三台阶法施工。运输方式：隧道采用无轨道运输方式。 工区安排：本隧道按出口工区组织施工。环保及弃砟本隧道出砟约15.4万方（紧方），工区弃砟处理如下；弃砟量约15.4万方（紧方），弃砟弃于DK150+300线路左侧750m废弃采石场，占地约100亩，运距8km。采石坑需采取相应的防护措施防止安全事故的发生。隧道施工及运营过程中将对周围环境产生不利的影响，为了减少对自然环境的破坏，隧道进洞采用“早进晚出”方式，以减少洞口边、仰坡刷坡，并对洞口边、仰坡采用绿色防护设计。隧道施工期间污水，经处理后方可排放，防止污染地表水。三、风险评估对象及目标本工作评估对象为霞美村隧道施工图可能出现的安全、掉块 、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等各方面风险。拟通过风险评估，确定风险等级，并针对各项风险因素（事件）拟定初步处理方案，以将各类风险降到可接受的水平。四、风险评估程序及方法1、成立风险评估小组组 长：祝超副组长：周登殿、王国平、高文义 成 员：张雨昊、寇从宝、朱贤浩、刘鹏飞、王也若、冯立业2、隧道风险评估的总体程序设计单位隧道主要安全风险点和应对措施设计施工单位列出风险点清单、归类制定风险控制方案及预防措施，建立风险管理台账编制隧道安全评估报告专家评审修改评估报告建设、监理单位按照隧道安全风险评估报告内容进行督促、检查。3、风险评估方法此次风险评估采取风险因素核对分析法，重点对施工过程中安全和环境因素进行风险评估。五、风险源识别及确定风险因素通过对设计资料、施工图、施工组织等进行分析，以及地质及具体施工情况，霞美村隧道风险因素见表5-1：5-1 霞美村隧道风险因素核对表 风险事件风险因素掉块坍塌边仰坡垮塌危岩落石涌水突泥施工准备设计文件核对实施性施工组织设计施工调查施工地质勘察资料收集地质预报开挖情况开挖方式和进尺爆破器材检查落实预留变形量 掌子面减压措施应力释放措施地下水处理爆破方法超欠挖进洞断面变化施工期防排水注浆堵水措施排水降水措施支护及衬砌支护刚度超前支护预注浆 支护时机支护方法支护质量闭合成环周期防护情况机械设备防护人员防护监控量测掌子面稳定情况量测频率量测项目量测制度信息反馈及处理施工管理人员设备情况检测情况施工质量隧道特征埋深断面大小长度坡度辅助坑道注：其中打“”表示该风险因素对风险事件有影响。交通、用电、火灾、爆炸等其他风险因素核对表风险事件风险因素交通事故主要有：司机、运输设备、交通管理、道路状况、通风照明情况、洞外天气等用电事故主要有：用电设计、施工组织、设备状况、用电管理等火灾事故主要有：易燃易爆物品、火源及传播途径、消防教育、消防措施、消防器材、人员管理等爆炸事故主要有：火工品管理、储存、运输、使用及压力容器存储、使用、油库等六、基本风险点清单根据以上分析，本隧道施工中存在的主要风险为：掉块 、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等风险。因此对隧道主要存在的掉块 、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等风险因素进行重点识别，识别结果表。霞美村隧道风险清单表序号风险事件风险产生的原因险源类别后果备注1掉块硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带地质、地形与设计因素可能造成工期延误及经济损失2塌方硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带地质、地形与设计因素可能引发重大安全事故、经济损失、工期延误及第三方风险3边仰坡垮塌硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带地质、地形与设计因素可能引发重大安全事故、经济损失、工期延误及第三方风险4突水突泥硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带地质、地形与设计因素可能引发重大安全事故、经济损失、工期延误及第三方风险5危岩落石硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带地质、地形可能造成工期延误及经济损失七、风险评估内容及基本风险点归类本阶段风险评估以定量、半定量为主，结合现有统计数据及现行规范、规定进行，根据已掌握的勘测、设计各方面资料分析确定各风险因素导致的风险事件可能发生的概率和可能产生的后果。在综合考虑地形地质条件、勘测、设计有关资料后，将各种风险因素导致相应事故发生的的概率及后果分别用15五个数值来表示，其中，概率等级 “1”“5”分别代表“极不可能发生”、“很少发生”、“偶然发生”、“很可能发生”、“频繁发生 ”，后果等级“1”“5”分别代表“轻微的”、“较大的”、“严重的”、“很严重的”、“灾难性的”；并定义概率及后果的估值的乘积为风险指数，依据铁路隧道风险评估与管理暂行规定风险等级标准将风险指数分为“极高（I级）、高度（II级）、中度（III级）、低度（IV级）”四个等级。其事故发生概率、后果等级与风险等级（指数）关系见下表风险等级关系 后果等级概率等级轻微的较大的严重的很严重的灾难性的12345很可能5高度（II级）高度（II级）极高（I级）极高（I级）极高（I级）可能4中度（III级）高度（II级）高度（II级）极高（I级）极高（I级）偶然3中度（III级）中度（III级）高度（II级）高度（II级）极高（I级）不可能2低度（IV级）中度（III级）中度（III级）高度（II级）高度（II级）很不可能1低度（IV级）低度（IV级）中度（III级）中度（III级）高度（II级） 铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施风险等级接受准则处理措施低度（级）可忽略此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测。中度（级）可接受此类风险次之，一般不需采取风险处理措施，但需予以监测。高度（级）不期望此类风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险的成本不高于风险发生后的损失。极高（级）不可接受此类风险最大，必须高度重视并规避，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。初始风险评估结果见下表：霞美村隧道初始风险等级表 序号风险因素风险事件掉块坍塌边仰坡垮塌危岩落石涌水突泥概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级1硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带掉块IIIIII22硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带塌方IIII33硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带边仰坡垮塌IIIIII24硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带危岩落石IIIIII25硬质岩、陡坡、浅埋、断层影响带涌水突泥IIII3八、风险控制措施根据现有工程地质资料分析霞美村隧道风险控制要点有掉块 、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等施工风险。1、降低掉块风险措施根据霞美村隧道设计资料，隧址区地层岩性主要为燕山晚期第三次侵入花岗岩，山坡地表上分布花岗岩全风化土层，其中强风化层，节理裂隙发育，岩心较破碎，全段均有分布。隧道进口及浅埋段，地层为花岗岩（全风化弱风化），全风化层中夹弱风化球，直径1.82.8m；埋深小，地表水易下渗，产生渗水、掉块。掉块区域的沉降对初期支护结冲击破坏，是掉块体处理过程中最大威胁，因此保证掉块体的稳定是处理成功的关键。为确保施工安全和质量，本 段施工方法分片采用型小导管支护，89洞身长管棚支护，三台阶临时仰拱法。2、降低塌方风险措施实施超前地质预报预测根据地质调查，霞美村隧道围岩等级主要以、级为主，隧道进出口浅埋段断层等软弱部位为级。各段围岩等级划分如下表：霞美村隧道围岩等级划分序号起点里程终点里程长度围岩级别1DK145+511DK145+8803692DK145+880DK145+960803DK145+960DK146+1902304DK146+190DK146+280905DK146+280DK146+483203级围岩段：弱风化层稍厚段，岩体较完整，拱部无支护时可能产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌。级围岩段：主要为浅埋段及断层破碎带、节理密集带等软弱部位，围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，洞顶及侧壁不稳定，极易坍塌、漏水，施工中应加强超前地质预报工作、及时衬砌支护并加强防排水措施，预防涌水、突泥等工程事故发生。根据霞美村隧道设计资料，本隧道整体埋深较浅，总体稳定性一般，工程地质条件一般。超前地质预报采用短期预报和中长期预报相结合的方式进行，具体措施如下：中长期预报：采用TSP203系统,适用于高分辩率的隧道折射地震（微地震）勘探，以及断裂和岩石强度降低地带的监测。TSP203系统理论上可预测150300m的距离。短期预报：采用地质雷达及红外探测进行短期预报；是在中长期预报的基础上，在到达中长期预报的断层、构造破碎带、节理裂隙密集发育带（易坍塌）、岩溶以及富水断层、富水褶皱轴等现象等前方20-30米时，开始进行短期地质预报，直至隧道施工安全通过这些地段为止。综合超前地质预报见下图。掌子面原地质资料的地质构造带范围综合超前地质探测的地质构造带范围围岩较好地段已开挖段（进行地质效核，以便提高综合超前地质预报准确率）地质较差地段（不良地质和富水带）岩层变化段水平探孔未开挖地段实施监控量测在施工过程中，严格按照设计文件、铁路隧道监控量测技术规程（TB101212007）、铁路建设、工管办及铁路总公司的有关监控量测文件对围岩和支护结构的位移、变形、受力情况以及地下水等进行施工过程的监测，提供及时、可靠的信息、评定施工期间围岩和施工结构的稳定性及对周边环境的影响，依据反馈信息及时调整施工参数避免施工安全事故、支护结构破坏、第三方损失等风险事故发生。根据霞美村隧道设计资料，进口及出口浅埋偏压地段，洞身浅埋地段，断层破碎带围岩为花岗岩全风化，岩体较破碎，呈碎石状松散结构，在施工过程中，洞壁及洞顶岩体可能出现掉块及较大的塌方。隧道洞身分布大理岩，受构造影响，风化差异明显，局部可能分布砂土状全风化囊，可能出现塌方，与花岗岩不整合接触带可能出现塌方。为有效降低塌方风险采取以下措施：严格坚持“预探支、严注浆、短进尺、弱爆破、强(紧)支护、快闭合、勤量测、及时反馈”的施工原则。加强超前地质预报工作。采用地质素描法、超前水平钻探钻配合加深炮孔预报，判明地层和含水情况，为超前支护和止水提供依据，及时修改或加强超前支护和支护参数。尤其是施工开挖接近探明的软弱带及节理、裂隙密集带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、突泥和整体性变差等现象，及时调整施工方法。加强施工监控量测，实行信息化施工。对地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛进行量测，及时对数据进行整理分析，及时反馈于设计和施工，及时优化设计参数和施工方法。当量测数据表明围岩收敛变形接近控制标准的警戒值时，尽快采取加强措施进行加固，抑制变形，防止因变形突变引起塌方。隧道正洞采用三台阶法或者六部CD法，围岩较差的地段采用三台阶临时仰拱法（设临时钢架）。隧道洞身开挖以弱爆破为主，机械开挖为辅，采用减震爆破技术，严格控制开挖进尺，及时支护。三台阶临时仰拱法施工及三台阶临时横撑法施工见下图。. 三台阶临时横撑法工序纵断面示意图 三台阶临时横撑法工序横断面示意图进口及出口洞口设超前大管棚加小导管超前支护，洞口地段采用I22工字钢1榀/0.6m进行加强支护。洞身浅埋地段根据断层及接触带岩性破碎程度及地下水情况采用89或108大管棚超前支护，并采用超前周边注浆和帷幕注浆对掌子面前方围岩进行超前预加固，同时起到封水、堵水作用，减少水量，降低地下水对软弱围岩的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用。管棚布置结构形式见下图。管棚横断面布置图 大管棚纵向布置图开挖后必须及时支立拱架并尽早并封闭成环以防止围岩失稳引起塌方。为加强初期支护的稳定性，防止位移、变形、受力不均等情况施工中在拱架支撑基脚部位预留0.150.2m原地基；架立拱架支撑时挖槽就位，软弱围岩地段要夯实拱脚，在拱架支撑基脚处设锁脚锚杆和垫槽钢以增加基底承载力。严格控制仰拱和二衬与掌子面的步距，初期支护IV级以上围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m；二次衬砌距离掌子面位置：IV级围岩不得大于90m，V级围岩不得大于70m。软弱围岩地段等应提前进行二衬施工、密切注意隧道施工稳定性的影响。变更设计。请建设指挥部组织设计单位、监理单位、施工单位四方现场勘察，根据围岩的实际情况，优化支护参数,增加格栅或型钢钢架支护。严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺。台阶法开挖时，级围岩上台阶一次开挖进尺不能超过2榀拱架间距，中下台阶一次开挖进尺不能超过3榀拱架间距，仰拱一次开挖进尺不能超过3 m；级围岩上台阶一次开挖进尺不能超过1榀拱架间距，中下台阶一次开挖进尺不能超过2榀拱架间距，仰拱一次开挖进尺不能超过3 m，杜绝各种违章施工。控制爆破装药量，减小对软弱破碎围岩的扰动。施工期间，洞口应常备一定数量的抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。3、边仰坡垮塌风险控制措施本隧道DK145+511DK145+530、DK146+464DK146+483为洞门明挖段。隧道进出口段，地层为花岗岩（全风化弱风化），全风化层中夹弱风化球，直径1.82.8m；埋深小，地表水易下渗，产生边坡垮塌；由于洞门边坡填土因雨水冲刷毁损也是导致边坡垮塌的重要原因。（1）洞门明挖段回填部分应根据实际情况采用碎石土（10%水泥土）夯填密实，回填施工应均匀对称进行，并分层夯实；坡面设置系完整的挡水板以与骨架圬工形成横平竖直的流水操系统，同时回填土层内布设仰斜排水孔，排水孔水流引入坡面流水槽。（2）边仰坡顶部设置截水天沟，截水天沟中线边距边仰坡开挖线边缘不小于5m，其坡度根据地形设置，但不应小于3，以免淤积。（3）在进行暗洞施工前应对洞口开挖临时边仰坡及掌子面进行锚喷（网）加固。（4）施工中加强对边坡地质监测测量，及时收集并分析监测数据，以控制边坡稳固。4、突水突泥风险控制措施根据现场测绘钻探资料，结合区域地质资料：线路于里程DK146+082处与断裂带相交，夹角为75，断层破碎带宽约30m，带内主要为断