林山隧道施工安全风险评估报告.doc

隧道工程风险评估目录一、编制依据- 1 -二、工程概况- 2 -1、隧道工程概况- 2 -2、工程地质概况- 2 -三、评估过程和评估方法- 3 -1、隧道工程风险评估分级- 3 -2、风险接受准则与采取的风险处理措施- 6 -四、风险评估- 7 -1、风险评估的主要内容- 7 -2、各项基本风险、引起风险的因素- 7 -3、隧道工程总体风险评估指标体系- 8 -4、隧道工程专项风险评估- 8 -5、重大风险源风险估测- 10 -五、隧道风险评估结论- 13 -一、编制依据1、公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行交质监发【2011】217号。2、公路施工合同段合同文件、施工图纸及技术规范。3、交通部颁发的公路工程国内招标文件范本（2009年版）、标准施工招标文件(2007年版)、现行公路工程技术标准、现行公路隧道技术规范等相关规范。4、现行公路施工手册、现行工程建设标准强制性条文公路工程部分。5、现场踏勘调查、搜集的实地资料。6、我单位在类似工程中的施工经验和相关工程的技术总结、工法成果等。7、依据以上文件、规范、标准及工程实地勘察情况，结合我公司现有技术装备、施工能力、管理水平，以及多年从事复杂地形地质条件隧道施工的丰富经验，并针对本工程施工特点，以“保质量、保工期、保安全、创精品”为目标，编制本实施性施工组织设计。二、工程概况1、隧道工程概况林山隧道位于王屋山景区内部，起迄桩号为K0+030+870，全长840米，其中明洞进出口各3m，共6m，暗洞长834m，隧道进出口采用端墙式洞门。公路等级为四级公路，设计行车速度20公里/小时，设计车辆荷载为公路-级，隧道净宽8米。隧道进口设计标高684.665m，出口设计标高660.770m,最大埋深141.7m。该隧道处于半径120m的左偏曲线上，最大超高2,纵坡2.95。属全线重点控制性工程。2、工程地质概况(1)地形地貌隧址区地形属低山区地貌。隧道穿越的基岩山梁呈近东西向，梁顶在中部K0+500附近，地形由中部向两侧逐渐降低。进口左侧有一冲沟，进口赵体较陡，倾角在40左右。坡体多为林地，植被较发育，以灌木为主。进出口坡体表层均覆盖有24m左右厚的残坡积碎石土。隧道穿越梁脊最高点海拔812.447m,最低点海拔为675.69m，相对高差约136.76m。(2)地层岩性隧址区地层主要为新生界第四系全新统残坡积碎石土，下伏地层为太古界石英闪片岩、绢云片岩、绿泥片岩、黑云角闪片岩、斜长角闪岩的混合岩等，侵入岩为混合花岗岩及石英脉等。根据工程地质调绘、工程钻探及工程物揭示，隧址区工程地质层划分为5层，其岩性特征分别如下：1第四系全新统残坡积碎石土（Q4el+dl):岩性主要为碎石土，灰黄色，土质不均，骨架颗粒含量约60-80%，成分主要为混合花岗岩、片岩等，大小混杂，棱角状，充填风化岩屑、植物根系及粘性土等，干燥-稍湿，稍密状态。揭露厚度2.604.80m，分布于全隧址区。faO=280Kpa,qik=130Kpa。1强风化混合花岗岩（2):灰黄色褐色，中粗粒花岗结构，块状构造，节理发育， 岩芯以碎块状为主，块径约36cm为主，矿物成分以石英、长石为主，RQD=30%，夹石英角闪片岩，揭露厚度3.906.70m,分布于隧址区路面以上。faO=2000Kpa, qik=250Kpa。2中-微-未风化混合花岗岩（2):灰白色肉红色，中粗粒花岗结构，块状构造，少量节理，岩芯以中柱状为主，岩质坚硬完整，矿物成分以石英、长石为主，RQD=70%,掲示厚度3.9013.50m。夹石英角闪片岩，分布于隧址区路面上下。fa0 =3000Kpa。1太古界强风化石英角闪片岩（Ar):灰黄色为主，强风化，主要由石英、角闪石等矿物组成，含少量云母。片状结构，中厚展状构造*强风化带多呈碎块状，岩质较软。揭示厚度46.7m。夹混合花岗岩，主要分布于隧址区路面以上。faO=1500Kpa, qik=260Kpa。2太古界中-微-未风化石英角闪片岩(Ar),中-微-未风化，主要由石英，角闪石等矿物组成，含少量云母。片状结构，中厚层状构造。中风化岩芯多呈短长柱状，岩石强度较高，质地较坚埂。揭示厚度2.0037,50ma。局部夹混合花岗岩，分布于隧址区路面上下。faO =2500Kpa。 (3)地震及区域稳定性隧址区位于王屋山向斜北翼及区域大断裂封门口断层的东南侧约1.5公里。据有关区域地震资料，济源地处华北地震区太行山大断裂地震带的西南末端，该地震带历史上曾发生多次5级以上地震，本区虽未发生过5级以上地震，但具有发震构造，如封门口断层。但该断层全新世以来没有再发生明显活动，属于基本稳定型。F1断层在K0+450.6外与线路相交，可能会延伸到隧道底板，对隧道围岩级别有轻微影响。项目区地震活动不强，区域稳定性好。根据公路工程抗震设计规范（JTG B02-2013）和国标中国地震活动参数区划图，隧址区设计基本地震峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.40S，相当于地震基本烈度度区。按有关规范规定采取抗震设防措施，王屋山隧道提高一度，按度设防。(4)水文地质条件地表水隧道穿越的基岩山梁，进出口两侧均有小冲沟发育，冲沟内平时干枯，大气降水时沿斜坡汇入冲沟形成短暂的地表径流。地下水隧址区内地下水基本类型为第四系松散层孔隙水及基岩裂隙水两种类型。第四系松散层孔隙水。主要赋存在山坡上的第四系松散堆积层中，主要接受大气降水补给，大部分水体沿山坡体向地势低凹处流动，含水层为残坡积碎石土。一般无统一潜水位，属上层滞水。在第四系松散堆积物厚度较大的地段水量较大，主要受季节性降雨控制，多雨季节对隧道进出口施工开挖有一定影响。基岩裂隙水主要赋存太古界强中风化石英闪片岩地层中，主要以第四系松散层孔隙水的渗入补给，具有分布不均、水量变化较大的特点。基岩节理裂隙和风化是该类地下水的主要赋存场所和运动通道，其流向受节理、裂隙的连通性和基岩风化裂隙、层面分布所控制，一般地表上的分水岭也是该类地下水的分水岭，该类地下水主要以地下渗流的形式排泄于地表，水量较小且受降水影响明显。除隧道进出口附近外，多位于隧道路基面以下，对工程影响较小。(5)不良地质及特殊岩体本隧道进出口处节理、裂隙多呈微张张开状，多数地段振动崩塌掉块。隧址区洞身段未发现滑坡、崩塌、泥石流及采空区等不良地质现象。隧址区未发现软土、湿陷性黄土、膨胀土等特殊性岩土。三、评估过程和评估方法根据公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南、桥梁隧道设计施工有关标准补充规定及公路隧道作业要点手册的有关内容、及实施性施工组织设计，建立我标段隧道工程风险指标体系。1、隧道工程风险评估分级（1）、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，评估指标的分类、赋值标准。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. 、围岩长度占全隧道长度70%以上3-4根据设计文件和施工实际情况确定。2. 、围岩长度占全隧道长度40%以上、70%以下23. 、围岩长度占全隧道长度20%以上、40%以下14. 、围岩长度占全隧道长度20%以下0瓦斯含量b1隧道洞身穿越瓦斯地层2-32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的地质2-32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1000）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C1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1注：1.指标的取值针对单洞。2.表中“以上”表示含本数，“以下”表示不含本数，下同。（2）隧道工程总体施工风险分级标准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（极高风险）22分及以上等级（高度风险）14-21分等级（中度风险）7-13分等级（低度风险）0-6分（3）、事故发生可能性的等级分成四级，见下表事故可能性等级标准概率范围中心值概率等级描述概率等级0.31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。 中心值代表所给区间的对数平均值。（4）、事故发生后果的等级分成四级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，等级标准如下表示：人员伤亡等级标准后果定性描述特大重大较大一般后果等级4321人员伤亡数量(人)30或10010F30或50SI1003F10或10SI50F3或SI10注：F=死亡人数 （含失踪） SI=重伤 （5）、直接经济损失等级标准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（不含恢复重建）的各种费用，如下表示直接经济损失等级标准后果定性描述一般较大重大特大后果等级1234经济损失(万元)Z1010Z5050Z500Z500（6）、专项风险等级标准根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四级:极高（级）、高度（级）、中度（级）和低度（级）。风险等级标准 后果等级概率等级一般较大重大特大1234很可能4高度高度极高极高可能3中度高度高度极高偶然2中度中度高度高度不太可能1低度中度中度高度（7）专项风险评估流程图（见下图）成立风险评估小组风险源辨识施工作业程序分解分析主要事故类型资料收集和现场勘查相关人员调查评估小组讨论 专家咨询风险分析分析事故的致险因子确定物的不安全状态、人的不安全行为系统安全工程方法动态评估 风险估测一般风险源检查表法LEC法重大风险源风险矩阵法 指标体系法隧道风险控制风险控制措施建议专项风险评估流程图（8）典型重大风险源事故可能性等级划分计算分值P等级描述等级P14分以上等级级（很可能）46P14分等级级（可能）33P6分等级级（偶然）2P3分等级级（不太可能）12、风险接受准则与采取的风险处理措施风险接受准则风险等级接受准则处理措施低度可忽略不需采取风险处理措施和监测。中度可接受一般不需采取风险处理措施，但需予以监测。高度不期望必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险成本不高于风险发生后的损失。极高不可接受必须高度重视，采取切实可行的规避措施并加强监测，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。四、风险评估1、风险评估的主要内容施工安全风险评估分为总体风险和专项风险评估。（1）总体风险评估指开工前根据隧道工程地质环境条件、建设规模、结构特点等孕险环境与致险因子，评估隧道工程整体风险，估测其安全风险等级。属于静态评估。（2）专项风险评估指是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。2、各项基本风险、引起风险的因素根据设计现场勘察资料和给定的计图纸对隧道危险单元划分及风险分析：（1）隧道洞口仰坡陡立，岩石破碎，受雨水冲刷易形成溜滑，仰坡稳定性差。（2）隧道洞身开挖易发生坍塌，尤其是洞口V级浅埋段。（3）二衬施工属于高空施工，存在人员高空坠落和高空坠物等危险因素。（4）空压机等特种设备存在使用过程中出现故障的危险因素。3、隧道工程总体风险评估指标体系评分依据隧道工程施工安全风险评估指南，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，具体见下表。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a、围岩长度占全隧道长度20%以下0根据设计文件和施工实际情况确定瓦斯含量b隧道施工区域不会出现瓦斯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长（大于1000m、小于3000m）3洞口形式S水平洞1洞口特征C隧道进口施工较容易1便道、地形综合考虑隧道施工安全总体风险大小计算公式为：R=G（A+L+S+C）隧道R=G（A+L+S+C）=2（0+3+1+1）=10,81013，依据隧道工程施工安全总体风险分级标准，隧道总体风险等级为级（中度风险）。4、隧道工程专项风险评估施工作业程序分解后，通过相关人员调查、评估小组讨论、专家咨询等方式，分析评估单元中可能发生的典型事故类型，并形成风险源清单。隧道工程施工安全风险源普查清单序号风险源判断依据1坍塌本隧道级围岩浅埋段2触电操作不当，造成人员伤害3火工品可能导致爆炸，造成人员伤害4高空坠落防护措施不到位，造成人员伤害5机械伤害操作失误，造成人员伤害评估小组从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析，具体情况见下表：隧道风险源风险分析表单位作业内容潜在的事故类型致险因子受伤害人员类型伤害程度不安全状态不安全行为备注洞口工程坍塌地质因素作业人员本身死亡变形较大等违规作业等物体打击作业场所内设施作业人员本身轻伤无防护等操作错误等高处坠落作业场所内设施作业人员本身重伤无防护、无警示标志等忽视警告标志等洞身开挖坍塌地质因素作业人员本身死亡变形较大等违规作业等物体打击作业场所内设施作业人员本身轻伤无防护等操作错误等高处坠落作业场所内设施作业人员本身重伤无防护、无警示标志等忽视警告标志等机械伤害作业场所内设备同一作业场所其他作业人员重伤使用不安全设备等设备带 “病”运转等洞身衬砌触电人员活动作业能力作业人员本身重伤未经许可开动、关停等（电气）未接地等物体打击作业场所内设施作业人员本身轻伤无防护等操作错误等高处坠落作业场所内设施作业人员本身重伤无防护、无警示标志等忽视警告标志等洞内运输机械伤害作业场所内设备同一作业场所其他作业人员重伤使用不安全设备等设备带 “病”运转等5、重大风险源风险估测隧道工程重大风险源风险估测采用定性与定量结合方法，事故的严重程度的估测方法采用咨询专家处理方法。事故可能性的估测方法采用指标体系法。（1）人的因素及施工管理引发的事故可能性的评估指标体系。安全管理评估指标体系评估指标分类分值说明总包企业资质A特级1专业及劳务分包企业资质B有资质0针对当前作业的主要分包企业历史事故情况C未发生过事故0指项目部主要管理人员从事过的工程项目上曾经发生的事故情况作业人员经验D经验丰富0从特殊作业人员、一线施工人员的工程经验考虑安全管理人员配置E符合规定0三类人员持证在岗安全投入F符合规定0机械设备配置及管理G基本符合合同要求1专项施工方案H可操作性强0M=1+0+0+0+0+0+1+0=2，0M2，依据安全管理评估指标分值与折减系数对照表，折减系数为0.8。（2）隧道施工区段坍塌事故可能性分析评估隧道施工区段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A、级4根据围岩节理发育情况级3级2断层破碎情况B不存在断层0 渗水状态C干-滴渗0.9渗水状态考虑天气影响地质符合性D工程地质条件与设计文件基本一致1施工方法E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围岩衬砌到掌子面距离在70m以上、120m以下2二衬距掌子面的距离影响隧道稳定性b一次性仰拱开挖长度在8m以下1 隧道施工区段评估指标分值：V级P=0.8(0.94+0+1+0+2+1)=6.08，6R11，属于3级（可能）。级P=0.8(0.93+0+1+0+2+1)=5.36，3R6，属于2级（偶然）。（3）典型重大风险源事故可能性等级划分：V级施工区段事故可能性等级：P=6.08,6P14，属于级（可能）。级施工区段事故可能性等级：P=5.36, 3P6，属于级（偶然）。专项风险等级依据风险矩阵法和指标体系法进行动态风险。隧道重大风险源风险等级表序号施工区段坍塌大变形可能性等级严重程度等级风险等级可能性等级严重程度等级风险等级1V级施工区段可能一般中度可能一般中度2级施工区段偶然一般中度偶然一般中度经过隧道风险评估，隧道总体风险评估为中度风险，其中V级施工区域段风险等级中度，严重程度等级一般，可能性发生等级可能。级施工区域段风险等级中度，严重严重程度等级一般，可能性发生等级偶然。根据风险接受准则与采取的风险处理措施的规定，针对不同的风险事件、结合现场的实际情况拟采取如下技术对策。1、坍塌风险等级归类根据“隧道安全风险等级划分”的成果知：隧道风险被评定为“中度”等级，但发生可能性等级为“可能”的施工区段为：V级施工区段2、风险处理对策（1）根据公路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施之规定，中度风险是可接受的，相应的处理措施为“一般不需采取风险处理措施，但需予以监测”；为此，项目部确定如下风险技术对策：中度风险隧道施工区段：在加强施工监测的同时，加强超前地质预报工作，做好设计复核，尤其是现场地质核对和完整的地质分析工作。超前地质预报的主要方法确定为：地质分析法超前预测、超前水平钻孔探测、检测和必要的地质雷达检测。制订专项安全技术措施和应急预案，并加强现场演练。加强施工工艺管理与工序衔接控制，确保工程质量和工序紧跟；加强监控量测，必要时，与专业设计人员密切配合，采用力学反演技术及时修参。编制隧道监控量测方案，认真实施监控量测，通过记录、分析，反馈，判识围岩稳定状态；必要时与设计单位配合，利用实测数据，借助大型土木软件，通过建模、网化、加载、求解与分析等计算步骤，预测围岩变形或进行力学反分析，及时修改设计参数，确保施工安全。依据公路隧道监控量测技术规程的规定，在监控量测与数据处理、分析的基础上，确定二次衬砌施做时间，确保及时施做二衬。（2）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。3、洞口及明洞工程段防护技术措施隧道洞口段工程包括洞口土石方开挖、边仰坡防护及洞口段衬砌、洞门施工等。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑到施工开挖边坡的稳定性，本着“早进晚出”、“减少开挖”的原则。及时进行边仰坡防护施作并加强对山坡稳定情况的监测、检查，确保施工安全。具体施工工艺分述如下：（1）洞口排水首先施工隧道洞顶截水沟，截水沟距坡顶开挖线不小于5m，其坡度根据地形设置，但不应小于3，以免淤积。（2）洞口边仰坡开挖与防护根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样边坡控制桩，采用随开挖随防护。开挖洞口时以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则，按设计坡度一次性整修到位，围岩破碎的部位用网喷锚杆加固。洞口场地用装载机辅以推土机整平压实。洞