林山隧道施工安全风险评估报告

1 隧隧 道道 工工 程程 风风 险险 评评 估估 2 目录目录 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 3 一 编制依据一 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 工程概况二 工程概况 1 1 隧道工程概况 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 4 2 2 工程地质概况 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2 4m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 60 4 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3 6cm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 90 6 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 90 13 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 5 风化带多呈碎块状 岩质较软 揭示厚度 4 6 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 00 37 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 6 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 1 隧道工程风险评估分级 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 围岩长度占全隧道长度 70 以上 3 4 2 围岩长度占全隧道长度 40 以上 70 以下 2 3 围岩长度占全隧道长度 20 以上 40 以下 1 围岩 情况 a 4 围岩长度占全隧道长度 20 以下 0 地质 G a b c 瓦斯 含量 b 1 隧道洞身穿越瓦斯地层 2 3 根据设计 文件和施 工实际情 况确定 7 2 隧道洞身附近可能存在瓦斯地层 1 3 隧道施工区域不会出现瓦斯 0 1 隧道全程存在可能发生涌水突泥的地质 2 3 2 有部分可能发生涌水突泥的地质 1 富水 情况 c 3 无涌水突泥可能的地质 0 1 特大断面 单洞四车道隧道 4 2 大断面 单洞三车道隧道 3 3 中断面 单洞双车道隧道 2 开挖断面 A 4 小断面 单洞单车道隧道 1 1 特长 3000m 以上 4 2 长 大于 1000m 小于 3000m 3 3 中 大于 500m 小于 1000 2 隧道全长 L 4 短 小于 500m 1 1 竖井 3 2 斜井 2 洞口形式 S 3 水平洞 1 1 隧道进口施工困难 2 洞口特征 C 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 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4 0 03 0 30 1可能3 0 003 0 030 01偶然2 8 0 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 1 中心值代表所给区间的对数平均值 2 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 100 10 F 30 或 50 SI 100 3 F 10 或 10 SI 50 F 3 或 SI 10 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 Z 1010 Z 5050 Z 500Z 500 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 风险等级标准风险等级标准 一般较大重大特大 后果等级 概率等级 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 9 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 10 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 P 14 分以上等级 级 很可能 4 6 P 14 分等级 级 可能 3 3 P 6 分等级 级 偶然 2 P 3 分等级 级 不太可能 1 2 2 风险接受准则与采取的风险处理措施 风险接受准则与采取的风险处理措施 风险接受准则风险接受准则 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 风险评估四 风险评估 1 1 风险评估的主要内容 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 11 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 2 各项基本风险 引起风险的因素 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 3 隧道工程总体风险评估指标体系 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隧道工程总体风险评估指标体系 评估指标评估指标分类分类分分 值值 说明说明 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 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 根据设计 文件和施 工实际情 况确定 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 12 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 8 10 13 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 级 中度风险 4 4 隧道工程专项风险评估 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隧道工程施工安全风险源普查清单 序号序号风险源风险源判断依据判断依据 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隧道风险源风险分析表 单位作单位作 业内容业内容 潜在的事潜在的事 故类型故类型 致险因子致险因子 受伤害人受伤害人 员类型员类型 伤害伤害 程度程度 不安全状态不安全状态不安全行为不安全行为备注备注 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 洞口 工程 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 洞身坍塌地质因素作业人员死亡变形较大等违规作业等 13 本身 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 开挖 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 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 洞身 衬砌 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 5 重大风险源风险估测 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安全管理评估指标体系 评估指标评估指标分类分类分值分值说明说明 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 14 专项施工方案 H 可操作性强0 M 1 0 0 0 0 0 1 0 2 0 M 2 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隧道施工区段坍塌事故可能性评估指标 评估指标评估指标分类分类分值分值说明说明 级4 级3围岩级别 A 级2 根据围岩节理发育情况 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 aV 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 稳定性施工步距 F a bb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 9 4 0 1 0 2 1 6 08 6 R 11 属于 3 级 可 能 级 P 0 8 0 9 3 0 1 0 2 1 5 36 3 R 6 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 6 P 14 属于 级 可能 级施工区段事故可能性等级 P 5 36 3 P 6 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 隧隧道道重重大大风风险险源源风风险险等等级级表表 序号施工区段坍塌大变形 15 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 1 坍塌风险等级归类 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 2 风险处理对策 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 16 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 3 洞口及明洞工程段防护技术措施 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