镇隆隧道施工阶段安全风险评估

重重庆庆至至贵贵阳阳铁铁路路扩扩能改造工程能改造工程 隧道施工隧道施工阶阶段段风险评风险评估估 及安全及安全应应急急预预案案 编编制：制： 审审核：核： 中建股份渝黔中建股份渝黔铁铁路工程路工程项项目部目部 2013 年年 09 月月 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 1 目目 录录 一、编制依据2 二、评估对象及目标2 三、镇隆隧道概况2 （一）地层岩性3 （二）地质构造4 （三）不良地质和特殊岩土4 （四）镇隆隧道施工中的主要地质问题5 （五）水文地质概况5 四、风险评估程序、方法及流程6 （一）风险评估程序6 五、风险评估内容9 （一）风险指标体系9 （二）风险因素核对9 （三）风险清单表14 （四）初始风险等级表16 （四）风险识别及降低风险的对策19 （五）残余风险等级表28 六、风险评估结果33 七、风险管理应急预案33 附件一：中建股份渝黔铁路工程镇隆隧道地质超前预报预测施工方案 附件二：中建股份渝黔铁路工程镇隆隧道施工监控量测实施方案 附件三：中建股份渝黔铁路工程镇隆隧道突发事件防范应急实施方案 2 一、编制依据 （一）渝黔铁路镇隆隧道设计图（渝黔施隧-71） （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（TZ2042008）。 （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2007102 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（TZ2312007）等有关规定。 二、评估对象及目标 评估对象：渝黔铁路工程镇隆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、镇隆隧道概况 镇隆隧道位于遵义市镇隆镇，属低山区峰丛谷底地貌，山体海拔高程 834942，相对高差约 108m，隧道最大埋深 80m。隧道穿越多做山包及山间凹 地，山坡多树林及灌木丛，凹地广为耕作，多旱地。隧道洞身有大段浅埋，进口 段山体坡体 3040，山口段山体坡度 2030。隧道进口端无公路，引入施工 便道条件较好，隧道出口及洞身浅埋段均有道路，多民居，交通较为便利。 本隧道全长 1573m，其中进口里程为 D2K223+697，出口里程为 D2K225+270，中心里程 D2K224+483.5。隧道进口至 D2K224+814.703 段位于 R=7000 的右偏曲线上，D2K224+814.703 至出口段位于直线上。 （一）地层岩性 隧址区覆土为（）粉质粘土、红粘土、 （）松软土，下伏三叠系下统 4 dl el Q 4 dlpl Q 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 3 茅草 T1m灰岩，夜郎组 T1y泥岩夹灰岩，T1y灰岩，地层分述如下。 1、松软土（） 4 dlpl Q 黄色，褐黄色，软塑，分布于 T1y岩段 D2K225+045-D2K225+075 山间 凹槽，厚 2-10 米，为 D 组填料。 2、粉质粘土（） 4 dl el Q 黄色，褐黄色，软塑，分布于 T1y岩段山坡及山间凹槽，厚 0-2 米，属 级普通土，为 C 组填料。 3、红粘土（） 4 dl el Q 黄色，褐黄色，软塑，分布于 T1y，T1m岩段山坡上，厚 0-2 米，分布于 T1y岩段 D2K224+330-D2K224+510 山间凹地，厚 2-10 米；分布于 T1m岩段 坡脚，厚 0-6 米，属级普通土，具弱膨胀性，为 D 组填料。 4、灰岩（T1m） 灰色，中-厚层状，岩质较硬，中等风化，岩芯以柱状为主，属 V 级次坚石， A 组填料，岩溶强烈发育。 5、泥岩夹灰岩（T1y） 泥岩：暗紫红色，中厚-厚层状，软质岩，岩芯以柱状为主，属级次坚 2 w 石，C 组填料。 灰岩：深灰色，薄-中厚层状，岩质较硬，弱风化，岩芯以柱状为主，属 级次坚石，A 组填料，岩溶弱发育。 6、灰岩（T1y） 深灰色，中厚-厚层状，岩质较硬，弱风化，岩芯以柱状为主，属级次坚石， A 组填料，岩溶强烈发育。 镇镇隆隧道隆隧道围围岩分岩分级统计级统计表表 表表 3-1 线别围岩级别长度（m） 所占比例（） 37623.9 93559.4双线 小计131183.3 4 （二）地质构造 隧址区见有断层通过，为林湾断层，断层面产状 N68W/65S，为平移断 层，上盘为三叠系下统夜郎组第二段 T1y2地层，下盘为夜郎组第三段 T1y3地 层，断层破碎带宽度约 40m，断层与轴线 D2K224+574.0 处 87相交。 进口段代表性岩层产状 N60E/65N，J1：N30W/58S，J2：N60E/63S， 岩性 T1y3. 出口段代表性岩层产状 N26E/57N，J1：N19E/50N，J2：N58W/78S， 岩性 T1y3. 断层以北 T1y2代表性岩层产状 N30E/63N，J1：N85W/78N，1-2 条/m， 节理面较为平直，闭合，可见长度 1-3m。J2：N60E/57S，1-3 条/m，节理面较 为平直，闭合，可见长度 3-5m。 断层以南 T1y3代表性岩层产状 N10E/45S，J1：N19/50S，2-4 条/m，节 理面较为平直，闭合，可见长度 3-5m；J2：N70W/80N，1-3 条/m,节理面较为 平直，闭合，可见长度 2-3m。 （三）不良地质和特殊岩土 1、岩溶 隧址区夜郎组三段 T1y3 岩溶弱发育，夜郎组二段 T1y2岩溶强烈发育， 岩溶发育程度评价见下表。 岩层岩溶形态联通性地下水 岩溶发育程 度 T1y3灰 岩 主要接受大气降 水，沿层面、节理、 裂隙溶蚀扩大为 岩溶裂隙或小型 洞穴 裂隙联通性 差 D2K225+250 左侧 22m 下 降泉，流量 0.1L/S 弱发育 T1y2灰 岩 地表以溶沟、溶槽、 溶隙为主， 溶蚀裂隙联 通性基本形 富存于溶蚀 空洞，有集中 强烈发育 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 5 D2K225+350 左 侧 200m 溶蚀洼地 成径流 全遂完成 32 个钻孔，有 9 钻孔揭露溶洞，T1y岩段属低山区峰丛谷地， 溶蚀槽谷地貌，岩溶强烈发育，不排除有发育较大型溶洞的可能性。 2、特殊岩土 松软土：分布于（D2K225+045-D2K225+075）T1y岩段溶蚀凹槽，厚 度 2-10 米，具承载力低，变形大，压缩性高等特性，依据钻探资料，土层底部 具轨面 2-4 米。 红粘土：遂址区红粘土，弱膨胀性，具吸水膨化开裂，承载力降低，失 水收缩变形，压缩性高等特征。分布于 T1y岩段 D2K224+330-D2K224+510 溶蚀凹槽的红粘土，钻孔揭示最大厚 10 米，土层底部距轨面 8 米，分布于 T1m岩段的红粘土（），最大厚 6 米。 4 dl el Q （四）镇隆隧道施工中的主要地质问题 镇隆隧道最大埋深约 80m，洞身通过的富水带、断层破碎带、岩溶带，岩 性软弱，存在软弱结构面、节理密集带等，可能出现岩溶，塌方，突水突泥等地 质灾害。 1、岩溶：隧道进出口岩溶弱发育，洞身岩溶强烈发育。 2、塌方：隧道进口边坡较高，岩体破碎，洞口处浅埋，易发生塌方现象。 出口处易边坡失稳。洞身段岩体破碎。 3、突水突泥： ：隧道于 D2K224+141- 181 穿越可岩溶与非可岩溶接触带, D2K224+555-596 处于林湾断层，易发生突水突泥。 （五）水文地质概况 1、地下水类型 区内地下水主要有第四系松散岩类孔隙水、碳酸盐岩与碎屑盐岩互层岩 溶裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水三种。第四系松散岩类孔隙水富水性差，透 水性弱，水量贫乏。碳酸盐岩与碎屑盐岩互层岩溶裂隙水赋富水性弱，碳酸盐 6 岩类裂隙岩溶水富水性中等。 2、地下水对混凝土等建筑材料的侵蚀性 隧址区水类型：HCO3，SO-4，-Ca+型水，对混凝土结构无侵蚀性。 3、隧道涌水量预测 隧道平常期涌水量 10000m/d,丰水期最大涌水量为 20000m/d。 四、风险评估程序、方法及流程 （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 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。评估专家组由中国建 筑股份有限公司隧道专家、中建股份渝黔铁路项目部及四工区人员组成，具体 人员名单见表 4-1。专家组于 9 月 10 日对镇隆隧道各项地质进行了分析，并 确定了风险因素及概率，针对可能发生的风险进行了对策分析，并评估了残余 风险。具体具体见见第五第五节风险评节风险评估内容。估内容。 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 7 镇镇隆隧道隆隧道风险评风险评估估专专家名家名单单表表 表表 4-1 专家姓名职务职称 琚新里中国建筑第四工程局有限公司珠海公司副经理高级工程师 刘文解中国建筑第四工程局有限公司珠海公司副经理高级工程师 魏东中建股份渝黔铁路项目部四工区经理工程师 潘贵兵中建股份渝黔铁路工程项目部 4 工区总工工程师 冯振国中建股份渝黔铁路工程项目部 4 工区副经理高级工程师 铁路隧道风险分级包括事故发生概率的等级标准，事故发生后果的等级 标准和风险的等级标准，分级标准与风险接受准则参照铁路隧道风险评估与 管理暂行规定，见表 4-2 至 4-9 事故发生概率等级标准 表 4-2 概率范围中心值概率等级描述概率等级 0.31极可能5 0.03-0.30.1可能4 0.003-0.030.01偶然3 0.0003-0.0030.001不可能2 1000300-1000100-30030-1009210 1F2 或 1SI10 SI=1 或 1101-100.1-10.01-0.1246-242-60.5-2103-101-30.1-1104-101.5-40.3-1.5103-101-30.5-10.5 环境影响等级标准 表 4-7 后果定性描述灾难性的很严重的严重的较大的轻微的 后果等级54321 环境影响描述永久的且严重 的 永久的但轻微 的 长期的临时的但严重 的 临时的且轻微 的 风险等级标准 表 4-8 轻微的较大的严重的很严重的灾难性的 后果等级 概率等级12345 很可能5高度高度极高极高极高 可能4中度高度高度极高极高 偶然3中度中度高度高度极高 不可能2低度中度中度高度高度 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 9 很不可能1低度低度中度中度高度 风险接受标准 表 4-9 风险等级接受准则处理措施 低度可忽略此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测 中度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 极高不可接受此类风险最大，必须高度重视并规避，否则要不惜一切代价将风险 至少降低到不期望的程度 五、风险评估内容 （一）风险指标体系 镇隆隧道风险指标体系见表 51。 镇镇隆隧道隆隧道风险评风险评估指估指标标体系体系 表表 51 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） 相邻构筑物开裂或沉降 施工阶段矿山法安全、工期、环境、质量 其他 （二）风险因素核对 镇隆隧道施工风险因素核对表见表 52。 镇镇隆隧道施工隆隧道施工风险风险因素核因素核对对表表 表表 52 10 风险事件 风险因素 塌方突水（泥、石） 相邻构筑物开裂 或沉降 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 掌子面减压 措施 地下水处理 爆破方法 隧道超挖情 况 进洞 开挖 情况 落底 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 11 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 监控 量测 量测器材及 12 布置 量测频率 规范要求监 测项目 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 注：其中打注：其中打“”表示表示该风险该风险因素因素对风险对风险事件有影响。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 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 13 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： 洞口段隧道施工洞口段隧道施工风险风险因素核因素核对对表表 表表 5-3 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 开挖速度 地下水处理 爆破方法 爆破器材检查和落实 开挖情况 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 施工管理机械装备程度 14 施工质量 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）风险清单表 镇隆隧道施工阶段风险评估单元划分表 表 5-4 识别单元里程 分段起点分段终点 长度（米）识别单元特征 D2K223+689.94D2K223+70919.06高边坡，岩体破碎，接桥台。主 要施工风险：塌方 D2K223+709D2K224+9151206部分位于浅埋段，围岩破碎，可 岩溶，部分强烈发育。主要施工 风险：岩溶，塌方。 D2K224+915D2K225+110195高边坡，岩体破碎。主要施工风 险：塌方 D2K225+110D2K225+270160软质岩，浅埋土层较厚围岩破 碎。主要施工风险：塌方 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 15 镇镇隆隧道施工隆隧道施工阶阶段段风险风险清清单单表表 表表 5-5 序号风险事件风险产生原因险源等级后果备注 1塌方超前预报未做，或频次不足； 施工方法选择不合理； 超前支护施工不合格； 初期支护施工不合格； 二衬没紧跟； 监控量测不到位 高度人员伤 亡，设 备损失 2突水（泥）超前预报未做，或对水量，水压， 岩溶位置预报不准确； 注浆设计方案不妥当； 注浆施工不到位； 监控量测不到位。 高度 人员伤 亡地表 失水 3爆破事故爆炸施工方案不当； 爆破作业人员，管理人员资质管 理不当； 施工操作不当； 管理混乱； 施工程序错误； 爆破时，人员设备未撤到安全位 置。 中度人员伤 亡，设 备损失 4施工用电用电方案不合理，未经专业人员 设计； 线路布设不符合三相五线制； 电工无证或非电工操作； 无防护装置，警示标志； 一闸多用，不符合用电规定 中度 人员伤 亡，设 备损失 16 （四）初始（四）初始风险风险等等级级表表 1、镇隆隧道分段风险识别 （1）D2K223+689.94D2K223+709（长 19.06m）：位于进口段，边坡较高， 岩体破碎，接桥台。存在的主要风险为塌方，风险等级较高。 （2）D2K223+709-D2K224+131（长 424m）：隧道为可岩溶，岩溶弱发育，软 质岩，浅埋岩体破碎，岩溶，塌方风险等级为中度。 （3）D2K224+131D2K224+191（长 60m）：隧道为可岩溶，岩溶弱发育，软 质岩，岩层接触带围岩破坏。岩溶，塌方风险等级为高度。 （4）D2K224+191D2K224+330（长 139m）：隧道为可岩溶，岩溶强烈发育， 围岩破碎，岩溶风险等级为高度，塌方风险等级为中度。 （5）D2K224+330D2K224+511（长 181m）：隧道为可岩溶，岩溶强烈发育， 浅埋围岩破碎，埋深浅，土层较厚，地表附件民房，公路多，岩溶，塌方风险等 级为高度，第三方风险为高度。 （6）D2K224+511D2K224+545（长 34m）：隧道为可岩溶，岩溶强烈发育， 围岩破碎，岩溶，岩溶风险为高度，塌方风险为中度。 （7）D2K224+545D2K224+606（长 61m）：隧道通过的地层为断层破碎带， 岩溶强烈发育，围岩破碎，岩溶，塌方风险等级为高度。 （8）D2K224+606D2K224+915（长 309m）：隧道通过的地层可岩溶弱发 育，软质岩，浅埋围岩破碎，且附近有遵义市供电局，岩溶，塌方风险等级为中 度，第三方风险等级为中度。 （9）D2K224+915DK225+110（长 195m）：隧道为明洞段，边坡较高，岩体 破碎，塌方风险为高度。 （10）D2K225+110D2K225+140（长 30m）：隧道通过的地层为可岩溶弱 发育，软质岩，浅埋围岩破碎，岩溶，塌方风险等级为中度。 （11）D2K225+140D2K225+215（长 75m）：隧道通过的地层为可岩溶弱 发育，软质岩，浅埋土层较厚围岩破碎，岩溶风险等级为高度，塌方风险等级 为中度。 (12) D2K225+215D2K225+270（长 55m）：隧道为出口明洞段，边坡碎石， 边坡失稳风险等级为中度。 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 17 2、镇隆隧道初始风险等级 通过对镇隆隧道的地层岩性、工程性质、地质构造、水文地质及特殊地质 进行详细分析后，统计出了镇隆隧道各种地质层在不采取任何特殊措施的情 况下的目标风险概率等级（初始风险）。详见汇总表 54。根据初始风险概率 等级确定隧道各段预计的初始风险等级。详见附图（镇隆隧道安全风险评价纵 断面图）。 18 镇镇隆隧道初始隆隧道初始风险风险等等级级表表 表表56 初始风险等级表编号001日期20013.9.10 隧道名称镇隆隧道审核潘贵兵阶段施工阶段 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岩体破碎塌方33高度33高度33高度 2岩溶弱发育岩溶22中度22中度22中度 3岩溶强烈发育岩溶33高度33高度33高度 4浅埋围岩破碎塌方32中度32中度32中度 5软质岩塌方32中度32中度32中度 6边坡失稳塌方32中度32中度32中度 7弱风化砂岩涌水21低度21低度21中度 8断层破碎带及影响带塌方32中度32中度32中度 9断层破碎带及影响带涌水32中度32中度32中度 10地表相邻构筑物开裂 4 2高度 11地表相邻构筑物沉降 4 4 极高 12地下水涌水41中度 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 19 （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、安全、安全风险风险目目标标 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。 镇隆隧道岩体破碎发生大变形事件后，会造成风险等级位“高度”的风 险事件。 镇隆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。 镇隆隧道岩溶地段发生突水涌泥现象会造成风险等级为“高度”的风险 事件。 2、投、投资风险资风险目目标标 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。 镇隆隧道水平状泥岩夹砂岩地段发生塌方事件后，会造成风险等级为 高度的风险事件。 镇隆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。 镇隆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、工期、工期风险风险目目标标 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。 镇隆隧道水平状泥岩夹砂岩地段发生塌方事件后，会造成风险等级为 高度的风险事件。 镇隆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。 20 镇隆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。 镇隆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、其它目、其它目标风险标风险 隧道施工对环境造成的影响较小，为“中度”以下。镇隆隧道的建设不会 造成地表水的大量流失，风险等级为“中度”。 镇隆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。 镇隆隧道施工对第三方隧道出口处白庙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。 5、降低、降低风险风险的的对对策策 （1）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镇隆隧道的主要风险 因素及风险事件有： 1）镇隆隧道洞口发生塌方。 2）镇隆隧道洞身浅埋沟谷地段、断层带发生塌方。 3）镇隆隧道附近地下水位下降。 4）镇隆隧道地表构筑物发生开裂或沉降，影响安全使用。 （2）风险对策 1） ）严严格按方案格按方案进进行超前地行超前地质预报质预报 为了防止隧道施工中发生安全事故或灾难，必须在镇隆隧道施工中实 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附件一。 2）落）落实监实监控量控量测测工作，工作，验证验证工程工程设计设计 在施工过程中，按照中建股份渝黔铁路工程项目部镇隆隧道施工监控 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 21 量测实施方案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。监控量测方案详见附件二。 3） ）镇镇隆隧道洞口粉隆隧道洞口粉质质粘土、粘土、细细角角砾砾土、泥岩地土、泥岩地层预层预防防发发生塌方的生塌方的对对策策 施工中采取拱部设置超前管棚的超前支护措施，拱部采用 108 超 前管棚支护。镇隆隧道超前管棚方案示意见图 51。 图图 51 超前管棚支超前管棚支护护示意示意图图 为了加固地层，隧道压注单液浆。 采取环形预留核心土法开挖、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 52。 配以全断面 1 榀/0.8m 的 I18 型钢钢架，拱墙喷层厚 25cm，仰供喷层 厚 20cm。 22 图图 5-2 环环形形预预留核心土施工方法示意留核心土施工方法示意图图 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。 4） ）镇镇隆隧道洞身浅埋沟谷地段、隆隧道洞身浅埋沟谷地段、断断层带层带施工方案施工方案 探明断层地带情况 依据施工图提供的地质资料，镇隆隧道穿过林湾断层，施工中根据超前 地质预报的资料，准确掌握所遇断层带的具体里程和断层的发育规模，根据 整个断层的情况，综合制定相应全面的工程措施。 施工方法的选择 当断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时，当隧道轴线 斜交或平行于构造方向时，先施作超前支护，采用 42mm 超前小导管预注 浆；然后采用上部弧形导坑预留核心法开挖，先开挖一侧，完成初期支护后 再开挖另一侧；弧形导坑开挖完后，墙部的首轮马口，可用挖井法施工；如断 层带特别破碎，则二轮马口应以扩井法施工，最后挖去核心土，随即筑仰拱。 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 /1m 的 I18 型钢钢架。超前支护方案示意见图 53。 图图 5-3 超前小超前小导导管支管支护护示意示意图图 当隧道轴线接近垂直构造线方向时，断层规模较小，破碎带不宽且 含水量较小时，可随挖随撑。 如断层地段出现大量涌水，则按照涌水地段施工措施进行处理。 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。 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 23 施工注意事项 防排水作业 随工作面的向前推进挖好排水沟，并根据岩质情况，必要时加以辅砌， 并要准备足够的抽水设备，并安排适当的集水坑；当坑壁或坑顶有水流出时， 应凿眼安置套管集中引排，使其不漫流。 施工工序 通过断层带的各施工工序之间的时间、距离应尽量缩短，并尽快地使全 断面衬砌封闭，以减少岩层的暴露、松动和地质增大。 开挖作业 采用爆破法掘进时，应严格掌握炮眼数量、深度及装药量。原则上应尽 量减少爆破对围岩的扰动；下部开挖宜左右两侧交替作业，如遇两侧软硬不 同时，应用偏槽法开挖，按先软后硬顺序交错进行。 支护作业 断层地带的支护遵循宁强勿弱的原则，并应检查加固。 在断层地带中，开挖面要立即喷射一层混凝土，以保证掌子面的稳定， 采用型钢钢架支撑，及时进行监控量测。 衬砌作业 衬砌应紧跟开挖面。衬砌断面应尽早封闭。 5） ）镇镇隆隧道泥岩地隆隧道泥岩地层层，在施工中，在施工中发发生大生大变变形形时对时对策策 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。 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。 24 6） ）镇镇隆隧道断隆隧道断层带层带及出口溶洞及出口溶洞发发生突水涌泥生突水涌泥处处理理对对策策 隧道通过断层带及出口溶洞区时，施工中可能产生极大型突水、涌泥现 象。针对该段施工预案分别如下： 突水地段施工 洞内突水对隧道施工的危害很大，施工中必须采用相应的防水、排水措 施。根据涌水量的大小提前封堵和疏排，同时做好应急准备，一旦发生涌水， 迅速排出，以防大量地下水涌入洞内，造成危害。 对涌水的预测 根据施工图提供地质资料，加强该段超前地质预测预报工作，分别采 用 TSP203 超前地质预测预报系统进行 120250m 长距离地质探测，在 TSP203 超前地质预测预报中出现异常的地段采用超前钻孔进行 512m 范 围内的探测进一步明确前方岩层、地质情况，在钻孔出现喷水时采用相似比 拟法对涌水量、水压、富水规模、补给情况等进行分析预测。为确保掌子面 作业安全，对掌子面向后方 10m 范围内采用 42 钻杆进行开挖轮廓外 5.0m 进行钻探，进一步明确洞室周边可能隐覆的溶腔情况，消除安全隐患，确保 作业环境的安全。 确定施工措施和方案 根据设计的地质资料、地面地质补充勘察结果、综合物探预测预报、超 前钻孔探测和径向探测结果，首先加强和完善洞内排水设施、并在此基础上 有针对性的采取特殊材料填充、超前帷幕注浆固结、施工通道绕行、泄水洞 排放等不同的施工方案。 加加强强完善排水系完善排水系统统： ： 水泵选型 根据洞内施工排水含泥砂大的特点，经反复比选，采用石家庄泵业集团 公司生产的低扬程大流量、耐腐蚀、故障率低、运行可靠的 8/6R-AH 渣浆泵， 其流量 635m3/h；扬程 38m、功率 132kw/台，转速为 980V/min，电机为防水、 防爆、防蚀型。 泵站布置 根据水泵的扬程，每 1000-1300m 处设一个泵站，安装 4 台水泵，预留 一台空位（正常情况下 3 台使用，1 台备用），水泵理论流量为 3 台 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 25 635m3/h/台24h/d45720m3/d，实际流量为 45720m3/d75=34290 m3/d。每个泵站安装 630KVA 变压器一台，配电装置、水泵起动装置各一套。 设 382m 的集水仓一个，泵布置在集水仓侧面。 排水管路布置 洞内左侧铺设 4 路排水管，其中 200mm 及 150mm 各两路。两路 200mm 及一路 150mm 的钢管做专用排水管路，另一路 150mm 做备用， 平时作高压风管，需排水时关闭风管闸伐，打开排水闸伐，做排水管使用。 施工时 200mm 的钢管紧跟掘进，掌子面的排水设小型集水井，用 150m3/h 的潜水泵通过软管输入 200mm 管中排水。 人员配置 洞内施工排水用专业队伍管理操作，每泵站配 23 名操作手，上岗前 先培训后上岗，确保洞内排水的可靠性。 备用排水措施 备用措施 1、如遇突发涌水，泵站无法正常使用，设移动泵站一套。移 动泵站将安装在轮式平板车上，装置好水泵软管、弯管，水泵启动装置，用 电设施。如洞内电力无法使用，将发电机安放在移动泵站上供电排水。 备用措施 2、铺设排水管路时，每条管路每隔 100m 预留 45 个应急接 口，并在该接口安设截止阀。排水采用 150m3/h 的潜水泵 1625 台，分别 接入预留排水管口，保证排水量与设计要求相匹配。 特殊材料充填：特殊材料充填：在探明该岩溶水的赋水溶腔位于隧道底部规模小于 5000m3，腔内为静水，且静水压小于 2.5Mpa，补给水量在正常情况下小于 排泄水量时，依次采用填充碎石、填砂、注入 C15 混凝土等对溶腔进行实物 充填，要求充填范围不小于隧道洞室直径的 2 倍,以确保隧道在开挖时的安 全。在开挖过程中坚持“预注浆、短开挖、快封闭、强支护、勤量测、紧衬砌” 的原则。 超前帷幕注超前帷幕注浆浆固固结结： ：针对较大型的充水溶腔，在完成填充后，或小型静 水溶腔、或大型充填性溶腔，采用开挖轮廓外 38m 范围内进行超前帷幕 注浆，固结开挖轮廓外围岩破碎体。注浆工艺要求同岩溶地段施工工艺。 施工通道施工通道绕绕行：行：在对前方溶腔基本探明的基础上，当该溶腔处理方案实 26 施较长，对工期影响较大，并对隧道洞室周边围岩地层进行综合探测，基本 明确溶腔发育的轮廓线之后，经过综合方案比较后，谨慎采用施工横通道绕 行通过前方溶腔，进入正洞或左侧绕行增设工作面，保证工期要求。 泄水洞排水：泄水洞排水：当前方含水体为动水，水流速较大、赋水量大、正常补给 水量大于洞内正常排水量时，经设计、建设、监理以及上级单位的多方面明 确指示后，并对泄水洞排水方案的可行性进行经济技术综合比较认为可行 后，方可实施的施工方案。 突泥地段施工 通过断层带时，构造裂隙极为发育，地下水极为丰富，施工中可能出现 大型突泥事件，在该段施工时，根据设计文件的地质资料，根据地质超前预 测预报实施方案对洞内进行全过程综合超前地质预报预测，另外再对掌子 面向后方 10m 范围内采用 42 钻杆进行开挖轮廓外 5.0m 进行钻探，进一 步明确洞室周边可能隐覆的溶腔突泥情况，消除安全隐患，确保作业环境的 安全。根据对周围地质的了解程度，为确保掌子面作业安全，提前分别采用 帷幕注浆或超前小导管预注浆，进行封堵，以加固地层并止水。 注注浆浆方案的确定：方案的确定：根据超前地质预测预报结果，明确可能出现突泥的规 模，淤泥等充填物的方量、压力，经分析计算，可能对施工、运营造成的危害， 确定采用衬砌外 3.0m、5.0m、8.0m 的超前帷幕注浆、径向注浆、局部注浆、 补注浆等不同的形式。 帷幕注帷幕注浆浆： ：注浆钻孔前，对掌子面进行加固处理，以保证注浆时能承受 注浆压力，对于围岩好的掌子面，进行全断面喷砼 2030cm，厚封闭掌子 面，对于围岩破碎、地质差的掌子面，灌筑 1.53.0m 厚的砼止浆墙。注浆 机具由 XY-2PC 型钻机，2TGZ 型高压双液注浆泵、流量控制阀、双桶浆液 搅拌机系组成，钻机经改进后，其中钻孔和注浆为一套机具，浆液在钻进前 端孔口混合，可前进和后退式注浆。工程材料的准备需要特殊材料时，需在 方案基本确定的情况下进行超前采购，数量、质量、技术性能必须满足要求。 采用 XY-2PC 型钻机按照设计的注浆形式的要求进行补孔施钻，在钻孔过 程中，对钻孔情况进行全过程记录，为确定明确注浆段落、注浆方法提供依 据。根据钻孔的卡钻、突进、冒泥等不同的情况，注浆方式分别采用跟进式 注浆、后退式注浆。 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 27 帷幕注浆工艺过程见图 5-4 径向注径向注浆浆： ：在开挖和支护施作 510m 后进行，采用 KD100 型钻机钻孔。 2TG260/210 型高压双液注浆泵注浆，根据涌水量及水压大小分别对衬砌轮 廓外 5m 或 3m 实施注浆堵水。 局部注局部注浆浆、 、补补注注浆浆： ：在完成超前或径向注浆后，及时对注浆效果采用地 质雷达进行探测以分析该段的安全性，在其薄弱环节、部位为加强固结效果 进行局部或补充注浆。在确保万无一失的情况下，再小心谨慎通过该段，在 开挖过程中并要预留足够厚的岩盘（正洞不小于 5.0m），确保安全的作业环 境。 未达到结束标准 TSP203 系统超前探测 施作超前探孔 达到结束标准 开孔、安装孔口管 钻 注 浆 孔 压 水 试 验 注 浆制作浆液 钻检查孔检查 补 注 浆 孔 注 浆 结 束 图图 5-4 帷幕注帷幕注浆浆工工艺艺流程流程图图 28 7） ）镇镇隆隧道明洞隆隧道明洞变变形及塌方形及塌方处处理理对对策策 按要求先进行大里程端地表注浆处理后再进行开挖。 按设计边坡进行放坡开挖，开挖利用旱季进行，完成后立即进行喷 锚支护。 在右侧开挖边线外设置截水沟等截水措施，防止雨水流入洞内。 对明洞段进行突抢施工，提前准备好衬砌台车等设备，完成后做好 防水层并立即进行回填。 8） ）镇镇隆隧道附近地下水位下降隆隧道附近地下水位下降 施工中坚持限量排放的原则。 拱部采用超前小导管压注单液浆，以达到堵水的目的。 根据围岩稳定情况和监控量测资料，为确保喷锚支护强度满足围岩 变形需要，必要时采用工字钢钢架和超长锚杆进行锚喷支护，以增加支护强 度确保隧道施工安全和正常作业。 及早施做防排水系统，保证防水的效果。 如采取相应措施后因地下水降低造成村民生活用水困难时，重新打 设深水井进行村民生活供水。 9） ）镇镇隆隧道地表构筑物隆隧道地表构筑物发发生开裂或沉降生开裂或沉降对对策策 施工中对隧道出口民房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 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，残余风险见表 55。根据残留风险概率等级确定隧道各 段预计的残留风险等级。详见附图（镇隆隧道安全风险评价纵断面图）。 渝黔铁路土建9标 隧道风险评估及安全应急预案设计 29 镇镇隆隧道残余隆隧道残余风险风险等等级级表表 表表 57 残余风险等级表编号日期2009.8.25 隧道名称镇隆隧道审核陈立军阶段施工阶段 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岩体破碎塌方22中度22中度22中度 2岩溶弱发育岩溶22中度22中度22中度 3岩溶强烈