八苏木隧道施工阶段安全风险评估89.doc

新建铁路京包线 集宁至包头段增建第二双线工程 八苏木隧道施工阶段风险评估 中铁四局集包增建第二双线工程八苏木隧道项目部中铁四局集包增建第二双线工程八苏木隧道项目部 20092009 年年 0808 月月 目目 录录 一 编制依据一 编制依据 1 二 评估对象及目标二 评估对象及目标 1 三 八苏木隧道概况三 八苏木隧道概况 14 一 地层岩性 4 二 地质构造 5 三 不良地质与特殊岩土 5 四 隧道施工中的主要地质问题 5 五 水文地质概况 6 四 风险评估程序 方法四 风险评估程序 方法及及流程流程 7 一 风险评估程序 7 二 风险评估方法 7 三 风险评估流程 7 五 风险评估内容五 风险评估内容 8 一 风险指标体系 8 二 风险因素核对 9 三 初始风险等级表 12 1 八苏木隧道正洞分段风险识别 87 2 八苏木隧道正洞初始风险等级 16 四 风险识别及降低风险的对策 19 五 残余风险等级表 24 六 风险评估结果六 风险评估结果 七 风险管理应急预案七 风险管理应急预案 26 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 1 一 一 编制依据编制依据 一 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道设计图 集包施隧 02 二 铁路隧道风险评估与管理暂行规定 铁建设 2007 200 号 三 铁路隧道工程施工技术指南 TZ204 2008 四 依据相关国家和行业标准 安全规程 如 中华人民共和国安 全生产法 国务院关于进一步加强安全生产工作的决定 关于加强铁 路隧道工程安全工作的若干意见 铁建设 2007 102 号 铁路工程施工 安全技术规程 TB 10401 铁路隧道监控量测技术规程 TB 10121 2007 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 TZ231 2007 等有关规 定 二 评估对象及目标二 评估对象及目标 评估对象 集包第二双线八苏木隧道施工过程中可能出现人员伤亡 环境破坏 工期延误等各方面的风险 评估目标 通过对施工阶段各种风险 安全风险 环境风险 工期风 险 进行评估 提出风险因素等级 采取合理的施工措施降低风险 将各 类风险降到可接受水平 以达到保障安全 保护环境 保证建设工期 并 明确残留风险 三 八苏木隧道概况三 八苏木隧道概况 八苏木隧道地处内蒙古高原低中山区 位于既有京包兰铁路右侧 是 双线隧道 隧道穿越印河与大黑河的分水岭 隧道里程 DK525 046 DK533 230 全长 8184m 隧道在既有八苏木车站西北方向西 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 2 沟村东南约 900m 处一山坡进洞 进口斜坡较平缓 自然坡度约 5 左右 洞身穿越西沟 DK526 100 埋深 80m 南梁子沟 DK527 100 埋深 40m 在南营子村东南山坡出洞 自然坡度约 15 左右 隧道最大埋深约 130m 一 地层岩性 一 地层岩性 本区地层岩性较为复杂 在入隧道前行进于洪积地层及坡积层之上 穿越花岗岩及玄武岩 出隧道后走行于大黑河阶地上迂回至既有线 隧道 洞身通过地层主要有第四系全新统洪积层及坡积层 上第三系上新统玄武 岩 泥岩夹砾岩 华力西中晚期花岗岩等 八苏木隧道围岩分级统计见表 4 1 八苏木隧道围岩分级统计表八苏木隧道围岩分级统计表 表表 3 13 1 线别围岩级别长度 m 所占比例 138516 9 409050 242529 6 2843 5 双线 小计 8184100 二 地质构造 二 地质构造 八苏木隧道位于华北地台内蒙台隆之凉城断隆中 沿线断裂褶皱构 造不发育 但新生代火山活动频繁 以基性喷发为特点 形成了大面积的 玄武岩覆盖层 具有典型的桌状地貌形态 并伴生有角度不整合 主要表 现为 玄武岩与花岗岩 泥岩夹砾岩与花岗岩的角度不整合 第四纪表 现为强烈的下切与侧向侵蚀 花岗岩体中节理较发育 主要有以下几组 J1 N40 W 40 50 S J2 N60 E 30 45 S J3 SN 90 张开 微张 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 3 三 不良地质与特殊岩土 三 不良地质与特殊岩土 根据试验结果阳离子交换量 CEC NH4 为 267 320 mmol Kg 蒙脱石 含量 M 为 8 8 14 6 自由膨胀率 Fs 为 31 0 49 0 判定第三 系泥岩具弱膨胀性 隧道洞身 DK533 180 230 通过该地层 对工程有一 定影响 四 隧道施工中的主要地质问题 四 隧道施工中的主要地质问题 八苏木隧道最大埋深约 130m 岭脊为坚硬的玄武岩和花岗岩 级围岩占 67 左右 洞身通过的富水带 风化破碎带 岩性接触带 岩性软弱 存在软弱结构面 节理密集带等 可能出现围岩失稳 突然涌 水等地质灾害 1 围岩失稳 隧道进出口通过第四系地层及风化玄武岩泥岩 花岗 岩地层 岩体破碎 极破碎 并可能富含地下水 施工时可能出现脆性岩 体的破裂 沿结构面产生的岩块松弛 滑移 坠落等变形破坏现象和破碎 松散岩土 体 的坍塌等围岩失稳现象 另外 在通过节理密集带以及花 岗岩与玄武岩不整合接触带时 也易出现围岩失稳现象 泥岩为极软岩 具弱膨胀性 岩体成岩作用差 容易产生较大的塑性变形 造成隧道拱顶 下沉或侧壁产生大的收敛 影响隧道的稳定 2 突 涌水 八苏木隧道地表沟谷切割较深 玄武岩垂直节理发育 有利于地表水补给地下水 但该区降雨量相对较小 蒸发量相对较大 隧 道洞身通过玄武岩 花岗岩不整合接触面时 仅局部可能出现突然涌水现 象 在节理裂隙发育区 施工时亦有可能出现突然涌水现象 在玄武岩与 泥岩的接触面附近 由于透水性能的差异 可能存在地下水的富集 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 4 五 水文地质概况 五 水文地质概况 八苏木隧道区地下水以基岩裂隙水为主 基岩裂隙水的赋存条件和 富水程度受地形地貌 地层岩性及地质构造影响 具有明显的不均匀性 由于该隧道埋深不大 最大埋深仅为 130m 含水岩体有限 本区断裂褶 皱构造不发育 故水文地质条件较为简单 综合分析隧道通过含水岩组类型 富水性分区及隧道埋深等因素 采用降水入渗法 预测该隧道正常涌水量和最大涌水量 隧道涌水详见表 4 2 八苏木隧道涌水统计表八苏木隧道涌水统计表 表表 3 23 2 降水入渗法 序 号 隧道里程 长度 km 富水性 分区 正常涌水量 m3 d 最大涌水量 m3 d 1 DK525 046 DK526 800 1 754 弱富水 579 711739 13 2 DK526 800 DK530 425 3 625 弱富水 1167 473502 41 3 DK530 425 DK533 230 2 805 弱富水903 372710 12 总长 8 1842650 557951 66 四 风险评估程序 方法及流程四 风险评估程序 方法及流程 一 风险评估程序 一 风险评估程序 1 对初始风险进行识别 2 对初始风险进行评价 分别确定各风险因素对目标风险发生的 概率和损失 风险概率难以取得时 可采用风险频率代替 3 分析各风险因素对目标风险的影响程度 4 评价初始风险等级 5 根据评价结果制定相应的风险处理方案或措施 6 对风险进行再评估 提出残留风险等级 二 风险评估方法 二 风险评估方法 由于铁路隧道风险评估刚刚起步 在缺少足够数据的情况下 本报告 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 5 主要采用主观估计的方法 专家调查法 先由评估单位或专家对风险因 素的发生概率和权重做出一个主观估计 然后通过隧道专家委员会对评估 报告进行评审 对隧道的风险等级及风险应对措施提出指导性意见 三 风险评估流程 三 风险评估流程 图图 4 4 1 1 风险评估与管理基本流程图风险评估与管理基本流程图 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 6 五 风险评估内容五 风险评估内容 一 风险指标体系 一 风险指标体系 八苏木隧道风险指标体系见表 5 1 八苏木隧道风险评估指标体系八苏木隧道风险评估指标体系 表表 5 1 项目阶段施工方法目标风险风险因素或风险事件 塌方 突水 泥 大变形 洞口失稳 相邻构筑物开裂或沉降 地下水位下降 施工阶段矿山法 安全 工期 环境 质量 其他 二 风险因素核对 二 风险因素核对 八苏木隧道施工风险因素核对表见表 5 2 八苏木隧道施工风险因素核对表八苏木隧道施工风险因素核对表 表表 5 2 风险事件 风险因素 洞口失稳塌方 突水 泥 石 大变形 地下水位 下降 其他 气象调查 与施工有关 法令调查 设计文件的 核对情况 施工 准备 情况 实施性施工 组织设计 资料收集情 况 常规地质法 情况 地质 素描 施工 地质 勘察 超前地质预 报情况 开挖方式 循环进尺 爆破器材检 查 和落实 预留变形量 开挖 情况 掌子面减压 措施 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 7 地下水处理 爆破方法 隧道超挖情 况 进洞 落底 挑顶 断面变化处 或工法转化 处 注浆堵水措 施 排水措施 施工 期防 排水 降水措施 支护刚度 超前支护 预注浆 地层与加固 与改良 支护时机 支护方法 支护质量 支护 及衬 砌情 况 闭合成环周 期 机械设备防 护 防护 情况 人员防护 水量 水质 水压 掌子面稳定 情况 量测器材及 布置 量测频率 监控 量测 规范要求监 测项目 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 8 监控量测制 度 信息反馈及 处理 培训情况 检测情况 应急预案情 况 人员管理情 况 施工队伍状 况 机械装备程 度 施工质量 施工经验辅 助工法的掌 握与应用 施工 管理 监理情况 埋深 断面大小 坡度 隧道 特征 辅助坑道 洞口失稳塌方 突水 泥 石 大变形 地下水位 下降 其他 注 其中打注 其中打 表示该风险因素对风险事件有影响 表示该风险因素对风险事件有影响 洞口段隧道施工中应特别注意洞口周边环境和地形地质条件 避免对 第三方造成人员伤亡和经济损失 单独对其风险因素核对如下表 洞口段隧道施工风险因素核对表洞口段隧道施工风险因素核对表 风险事件 风险因素 山体开裂变形坍塌其他 气象调查 与施工有关法令调查 设计文件的核对情况 施工准备情况 实施性施工组织设计 资料收集情况 常规地质法情况 地质素描 施工地质勘察 超前地质预报情况 施工组织施工顺序 开挖情况开挖速度 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 9 地下水处理 爆破方法 爆破器材检查和落实 弃碴堆放 排水措施 施工期防排水 降水措施 支护强度 支护情况 支护形式 量测器材及布置 量测频率 规范要求监测项目 监控量测制度 监控量测 信息反馈及处理 机械装备程度 施工质量 施工管理 施工经验辅助工法的掌握与应 用 开挖跨度 隧道特征 开挖深度 三 初始风险等级表 三 初始风险等级表 1 1 八苏木隧道正洞分段风险识别 八苏木隧道正洞分段风险识别 1 DK525 046 DK525 180 长 134m 隧道通过的地层主要为第 四系全新统细角砾岩 磨圆度差 呈棱角状 主要成分以玄武岩为主 细角砾岩整体性差 易掉块坍塌 存在的风险主要为拱顶下沉 围岩变形 塌方掉块 该段为弱富水区 但隧道埋深浅 基本没有发生突水 涌水的 可能性 2 DK525 180 DK525 360 长 180m 隧道通过的地层主要为上 第三系上新统玄武岩 灰黑 灰褐色 主要岩性为伊丁玄武岩和橄榄玄武 岩 气孔状构造 局部为致密块状 溶渣状 有杏仁状结核 风化层厚 5 15m 为弱富水区 该段地层为弱富水区 存在的风险主要为塌方掉块 有发生突 涌 水等风险的可能性 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 10 3 DK525 360 DK526 420 长 1060m 隧道通过的地层主要为上 第三系上新统玄武岩 灰黑 灰褐色 主要岩性为伊丁玄武岩和橄榄玄武 岩 气孔状构造 局部为致密块状 溶渣状 有杏仁状结核 风化层厚 5 15m 为弱富水区 该段地层为弱富水区 存在的风险主要为塌方掉块 有发生突 涌 水等风险的可能性 4 DK526 420 DK527 000 长 580m 隧道通过的地层为华力西 中晚期花岗岩 与玄武岩 泥岩夹砾岩不整合接触 主要为浅黄色 灰色 等 岩性致密 粒状结构 为中粗粒状斑片状麻状花岗岩 表层岩体破碎 节理发育 风化层厚度约 20 60cm 存在的风险主要为隧底上鼓 围岩变 形 塌方掉块 该段为弱富水区 与花岗岩不整合接触地段有发生突水 涌水的可能性 5 DK527 000 DK527 755 长 755m 隧道通过的地层主要为上 第三系泥岩夹砾岩 泥岩具中等膨胀性 存在的风险主要为隧底上鼓 围 岩变形 塌方掉块 该段为弱富水区 与花岗岩不整合接触地段 发生突 水 涌水的可能性较小 6 DK527 755 DK529 990 长 2235m 隧道通过的地层为华力西 中晚期花岗岩 与玄武岩 泥岩夹砾岩不整合接触 主要为浅黄色 灰色 等 岩性致密 粒状结构 为中粗粒状斑片状麻状花岗岩 表层岩体破碎 节理发育 风化层厚度约 20 60cm 泥岩具弱膨胀性 存在的风险主要为 隧底上鼓 围岩变形 塌方掉块 该段为弱富水区 有发生突水 涌水的 可能性 7 DK529 990 DK530 420 长 430m 隧道通过的地层为华力西 中晚期花岗岩 与玄武岩 泥岩夹砾岩不整合接触 主要为浅黄色 灰色 等 岩性致密 粒状结构 为中粗粒状斑片状麻状花岗岩 表层岩体破碎 节理发育 风化层厚度约 20 60cm 存在的风险主要为隧底上鼓 围岩变 形 塌方掉块 该段为弱富水区 与花岗岩不整合接触地段有发生突水 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 11 涌水的可能性 8 DK530 420 DK532 000 长 1580m 隧道通过的地层主要为上 第三系上新统玄武岩 灰黑 灰褐色 主要岩性为伊丁玄武岩和橄榄玄武 岩 气孔状构造 局部为致密块状 溶渣状 有杏仁状结核 风化层厚 5 15m 为弱富水区 该段地层为弱富水区 存在的风险主要为塌方掉块 有发生突 涌 水等风险的可能性 9 DK532 000 DK532 395 长 395m 隧道通过的地层为上第三 系上新统玄武岩与华力西中晚期花岗岩交接处 洞身地层以花岗岩风化层 为主 呈砂状 碎块状 节理较发育 全风化 强风化 风化层厚 20 60m 为弱富水区 该段地层存在的风险主要为塌方掉块 地层交接 处发生突 涌 水等风险的可能性较大 10 DK532 395 DK533 080 长 685m 隧道通过的地层主要为上 第三系上新统玄武岩 灰黑 灰褐色 主要岩性为伊丁玄武岩和橄榄玄武 岩 气孔状构造 局部为致密块状 溶渣状 有杏仁状结核 风化层厚 5 15m 为弱富水区 该段地层为弱富水区 存在的风险主要为塌方掉块 有发生突 涌 水等风险的可能性 11 DK533 080 DK533 220 长 140m 隧道通过的地层主要为第 四系全新统碎石土 棱角状为主 主要成分为玄武岩 细角砾岩整体性 差 易掉块坍塌 存在的风险主要为拱顶下沉 围岩变形 塌方掉块 发 生突水 涌水的可能性较小 2 八苏木隧道正洞初始风险等级 通过对八苏木隧道的地层岩性 工程性质 地质构造 水文地质及特 殊地质进行详细分析后 统计出了八苏木隧道在不采取任何特殊措施的情 况下的目标风险等级 初始风险 详见汇总表 5 10 5 11 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 12 八苏木隧道正洞初始风险等级表八苏木隧道正洞初始风险等级表 表表5 10 初始风险等级表编号日期 隧道名称八苏木隧道审核阶段 A 安全 B 投资 C 工期 D 环境 E 第三方 序 号 风险因素 风险 事件 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水平产状泥岩夹砂岩塌方5 3 极高53极高53极高 41 中度 2泥岩夹砂岩大变形33高度33高度33高度 3泥岩夹砂岩涌水21低度21低度21低度 4太古界大理岩塌方31中度31中度32中度 5太古界大理岩涌水31中度31中度31中度 6太古代花岗岩塌方 2 1低度 2 1低度 2 2中度 7太古代花岗岩涌水21低度21低度21中度 8花岗岩不整合接触带塌方32中度32中度32中度 9花岗岩不整合接触带涌水32中度32中度32中度 10岩溶涌水21低度21低度22低度 11洞口及沟谷浅埋塌方53极高53极高53极高 12花岗岩风化层塌方43高度43高度43高度 13地表相邻构筑物开裂 4 2高度 14地表相邻构筑物沉降 4 4 极高 15地下水涌水 41中度 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 13 八苏木隧道斜井初始风险等级表八苏木隧道斜井初始风险等级表 表表5 11 初始风险等级表编号日期 隧道名称八苏木隧道审核阶段 A 安全 B 投资 C 工期 D 环境 E 地表水 第三方 序 号 风险因素 风险 事件 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 1两座斜井花岗岩塌方21低度21低度21低度21低度 2两座斜井花岗岩涌水21低度21低度21低度 3 南梁子斜井砾岩夹砂岩夹 泥岩 塌方32中度32中度32中度21低度 4 南梁子斜井砾岩夹砂岩夹 泥岩 涌水21低度21低度21低度 5 南梁子斜井砾岩夹砂岩夹 泥岩 大变 形 41中度41中度41中度 6 土卜子斜井泥岩夹砂岩夹 砾岩 塌方32中度32中度32中度21低度 7 土卜子斜井泥岩夹砂岩夹 砾岩 涌水21低度21低度21低度 8 土卜子斜井泥岩夹砂岩夹 砾岩 大变 形 41中度41中度41中度 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 14 四 风险识别及降低风险的对策 四 风险识别及降低风险的对策 根据风险接受准则 风险等级为 低度 和 中度 的风险事件不需 要采取风险处理措施 因此 以下仅对风险等级为 高度 和 极高 的 风险事件研究对策 1 1 安全风险目标 安全风险目标 1 1 正洞 正洞 对风险目标 A 安全 的风险等级进行统计后显示 隧道内发生较大 变形和塌方 对隧道的安全施工造成威胁 八苏木隧道泥岩夹砂岩地段发生塌方事件后 会造成风险等级为 极 高度 的风险事件 八苏木隧道花岗岩风化层地段以及隧道洞身沟谷浅埋段发生塌方事件 后 会造成风险等级为 高度 的风险事件 八苏木隧道泥岩夹砂岩地段发生大变形事件后 会造成风险等级位 高度 的风险事件 八苏木隧道两端洞口地段的粉土地层 泥岩地层 碎石土及细角砾土 地层发生塌方后会造成风险等级为 高度 的风险事件 2 2 斜井 斜井 八苏木隧道洞口坡积洪积层地段发生塌方后会造成风险等级为 高度 的风险事件 2 2 投资风险目标 投资风险目标 对风险目标 B 投资 的风险等级进行统计后显示 隧道内发生塌方 大变形是主要风险 对隧道的投资影响很大 八苏木隧道泥岩夹砂岩地段发生塌方事件后 会造成风险等级为 极 高度 的风险事件 八苏木隧道洞身沟谷浅埋段发生塌方事件后 会造成风险等级为 高 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 15 度 的风险事件 八苏木隧道泥岩夹砂岩地段发生大变形事件后 会造成风险等级为 高度 的风险事件 八苏木隧道两端洞口地段的粉土地层 泥岩地层 碎石土及细角砾土 地层发生塌方后会造成风险等级为 高度 的风险事件 3 3 工期风险目标 工期风险目标 对风险目标 C 工期 的风险等级进行统计后显示 隧道内发生塌方 大变形是主要风险 对隧道的工期影响很大 八苏木隧道泥岩夹砂岩地段发生塌方事件后 会造成风险等级为 极 高度 的风险事件 八苏木隧道洞身沟谷浅埋段发生塌方事件后 会造成风险等级为 高 度 的风险事件 八苏木隧道泥岩夹砂岩地段发生大变形事件后 会造成风险等级为 高度 的风险事件 八苏木隧道两端洞口地段的粉土地层 泥岩地层 碎石土及细角砾土 地层发生塌方后会造成风险等级为 高度 的风险事件 4 4 其它目标风险 其它目标风险 隧道施工对环境造成的影响较小 为 中度 以下 八苏木隧道的建 设不会造成地表水的大量流失 风险等级为 中度 八苏木隧道施工对第三方 地表构筑物的安全使用造成很大的威胁 地表构筑物发生开裂及沉降的事件后 会造成风险等级为 高度 极高 的第三方风险事件 八苏木隧道施工对第三方 南梁子村 土卜子村 南营子村附近的 居民生活用水造成影响 发生地下水位下降的事件后 会造成风险等级为 高度 的第三方风险事件 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 16 5 5 降低风险的对策 降低风险的对策 1 1 主要的风险因素和风险事件 主要的风险因素和风险事件 通过对风险目标的风险等级进行统计筛选 一种风险因素可以导致一 种风险事件 有时也可以导致两种及以上的风险事件 八苏木隧道的主要 风险因素及风险事件有 1 八苏木隧道洞口粉土 碎石土 细角砾土 泥岩地层发生塌方 2 八苏木隧道洞身浅埋沟谷地段 泥岩地段 花岗岩风化层发生塌 方 3 八苏木隧道泥岩地段发生大变形 4 八苏木隧道斜井井口坡积洪积层地段发生塌方 5 八苏木隧道南梁子村 土卜子村 南营子村附近地下水位下降 6 八苏木隧道地表构筑物发生开裂或沉降 影响安全使用 2 2 风险对策 风险对策 1 1 超前地质预报是防止发生风险事件 施工风险评估的基础 超前地质预报是防止发生风险事件 施工风险评估的基础 为了防止隧道施工中发生安全事故或灾难 必须在八苏木隧道施工中 实施超前地质预报 通过超前地质预报工作 对前方的地质条件进行判断 分析 以确定隧道掘进中是否需要加强安全施工的工程措施 提前进行工 程设计及施工准备 超前地质预报设计方案详见 隧道超前地质预报设计 方案 2 2 落实监控量测工作 验证工程设计 是防止发生风险事件的重点 落实监控量测工作 验证工程设计 是防止发生风险事件的重点 在施工过程中 应按照设计文件中的监控量测要求对洞内围岩和支护 结构的位移 变形 受力情况实施施工过程的完整监测 提供及时 可靠 的信息 评定施工期间围岩和支护结构的稳定性及对周边环境的影响 避 免支护结构破坏 施工安全事故 第三方损失等风险的发生 监控量测详 细设计见 隧道设计参考图集 中有关设计图 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 17 3 3 八苏木隧道洞口粉土 碎石土 细角砾土 泥岩地层预防发生塌 八苏木隧道洞口粉土 碎石土 细角砾土 泥岩地层预防发生塌 方的对策方的对策 施工中采取拱部设置超前管棚加小导管的超前支护措施 拱部采用 108 超前管棚支护 管棚间加设 42 超前小导管 八苏木隧道超前管棚 方案示意见图 6 1 图图 5 5 1 1 超前管棚支护示意图超前管棚支护示意图 为了加固地层 隧道压注单液浆 采取 CD 法开挖 及时封闭 仰拱超前 衬砌紧跟的方法施工 施 工方法示意见图 6 2 配以全断面 1 榀 0 6m 的 I20b 型钢钢架 拱墙喷层厚 27cm 仰供 喷层厚 25cm 图图 5 5 2 2 CDCD 施工方法示意图施工方法示意图 切实做好监控量测工作 以便及时修正支护参数及施工方法 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 18 4 4 八苏木隧道洞身浅埋沟谷地段 泥岩地段 花岗岩风化层地段预 八苏木隧道洞身浅埋沟谷地段 泥岩地段 花岗岩风化层地段预 防发生塌方的对策防发生塌方的对策 此段位于弱富水区 主要通过加强隧道的超前支护和初期支护来防 止塌方 超前支护方案示意见图 6 3 图图 5 5 3 3 超前小导管支护示意图超前小导管支护示意图 拱部设 42 超前小导管预注单液浆加固围岩 喷层厚 25cm 拱墙 设 1 榀 0 8m 的 I18 型钢钢架 采用短台阶留核心土开挖 及时封闭 仰拱超前 衬砌紧跟的方法 施工 切实做好监控量测工作 以便及时修正支护参数及施工方法 5 5 八苏木隧道泥岩地层 在施工中发生大变形 八苏木隧道泥岩地层 在施工中发生大变形 结合以往工程中处理大变形后的工程处理措施以及变形处理技术总结 可以在发生变形时 根据变形的大小采取一种或多种处理措施如 采用超短台阶开挖 遵循 快支护 快封闭 的原则 仰供紧跟下 台阶 衬砌及时施做 以控制围岩变形 现场加强监控量测 根据围岩收敛情况及时调整施工方法 工序及 支护措施 以控制变形 可以通过加大隧道的预留变形量 加强隧道的初期支护参数如 喷 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 19 混凝土的厚度 钢架的间距 型钢的型号 钢架全断面封闭以及二次衬砌 的结构参数等来控制变形 加强二次衬砌的结构厚度和钢筋布置 6 6 八苏木隧道斜井井口坡积洪积层地段 在施工中发生塌方 八苏木隧道斜井井口坡积洪积层地段 在施工中发生塌方 施工中采取拱部设置超前小导管的超前支护措施 为了加固地层 斜井压注单液浆 采取台阶法开挖 配以拱墙 1 榀 m 的 I12 6 型钢钢架 拱墙喷层厚 15cm 7 7 八苏木隧道南梁子村 土卜子村 南营子村附近地下水位下降 八苏木隧道南梁子村 土卜子村 南营子村附近地下水位下降 施工中坚持以堵水为主 限量排放的原则 拱部采用超前小导管压注单液浆 以达到堵水的目的 及早施做防排水系统 保证防水的效果 8 8 南梁子斜井泥岩夹砂岩夹砾岩软岩易变形 南梁子斜井泥岩夹砂岩夹砾岩软岩易变形 短进尺 强支护 快速封闭成环 加强监控量测 9 9 八苏木隧道地表构筑物发生开裂或沉降 影响安全使用 八苏木隧道地表构筑物发生开裂或沉降 影响安全使用 施工中对民房 温室 仓库等建筑采取风险规避的原则 进行拆迁 处理 对于无法规避的地方道路等 在围岩破碎的地段采取超前支护并注 单液浆的措施 必要时采用大管棚配合小导管联合支护措施 采取超短台阶留核心土法开挖 及时支护 及时封闭 衬砌紧跟的 施工原则 加强地表构筑物及洞内围岩变形的监控量测工作 五 残余风险等级表 五 残余风险等级表 对初始风险等级为 高度 的风险因素采取相应的工程措施后 再次 进行风险等级评估 正洞残余风险见表 5 12 斜井残余风险见表 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 20 5 13 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 21 八苏木隧道正洞残余风险等级表八苏木隧道正洞残余风险等级表 表表 5 12 残余风险等级表编号日期 隧道名称八苏木隧道审核阶段 A 安全 B 投资 C 工期 D 环境 E 第三方 序 号 风险因素 风险 事件 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粉土塌方32中度中度32中度中度32中度中度 3 1 中度中度 2细角砾土 碎石土塌方32中度中度32中度中度32中度中度 3 1 中度中度 3花岗岩塌方21低度21低度21低度 4花岗岩涌水21低度21低度21低度 5玄武岩塌方21低度21低度21低度 6玄武岩涌水21低度21低度21低度 7泥岩塌方32中度中度31中度中度31中度中度 8泥岩涌水31中度31中度31中度 9泥岩大变形31中度32中度32中度 10花岗岩不整合接触带塌方32中度32中度32中度 11花岗岩不整合接触带涌水32中度32中度32中度 12岩溶涌水21低度21低度22低度 13地下水水位下降 3 2中度中度 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 22 八苏木隧道斜井残余风险等级表八苏木隧道斜井残余风险等级表 表表5 13 残余风险等级表编号日期 隧道名称八苏木隧道审核阶段 A 安全 B 投资 C 工期 D 环境 E 地表水 第三方 序 号 风险因素 风险 事件 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 南梁子斜井砾岩夹砂岩夹 泥岩 塌方32中度32中度32中度21低度 2 南梁子斜井砾岩夹砂岩夹 泥岩 涌水21低度21低度21低度 3 南梁子斜井砾岩夹砂岩夹 泥岩 大变 形 41中度41中度41中度 4 土卜子斜井泥岩夹砂岩夹 砾岩 塌方32中度32中度32中度21低度 5 土卜子斜井泥岩夹砂岩夹 砾岩 涌水21低度21低度21低度 6 土卜子斜井泥岩夹砂岩夹 砾岩 大变 形 41中度41中度41中度 注 黑体部分为采取工程措施后的残余风险等级评定 京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道 隧道风险评估及安全应急预案设计 23 六 风险评估结果六 风险评估结果 经过对八苏木隧道初始风险等级进行统计 部分风险因素可导致风险等 级为 高度 极高度 的风险事件 通过采取相应的工程对策后 能够将 风险等级降为 中度 和 低度 因此 八苏木隧道正洞和辅助坑道的建 设在安全 投资 工期 环境和第三方等多个目标风险方面都是可以接受的 设计方案是可行的 七 风险管理应急预案七 风险管理应急预案 为确保正常施工 预防突发事件以及某些预想不到的 不可抗拒的事件 发生 事前有充足的技术措施准备 抢险物资