隧道风险评估报告

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、风险评定对象及目标 7四、风险评定程序及方法 71、成立风险评定小组 72、隧道风险评定总体程序 73、风险评定方法 7五、风险源识别及确定风险原因 8六、基本风险点清单 9七、风险评定内容及基本风险点归类 9八、风险控制方法 131、降低掉块风险方法 132、降低塌方风险方法 133、边仰坡垮塌风险控制方法 184、突水突泥风险控制方法 185、危岩落石应对方法 19九、风险管理和风险评定结论 19十、存在问题和提议 20一、编制依据1、审查意见⑴《东南沿海铁路福建有限责任企业、京福闽赣铁路客运专线有限企业、向莆铁路股份有限企业铁路隧道风险评定与管理实施细则》（东南铁安〔〕31号）。⑵《铁路隧道风险评定与管理暂行要求》（铁建设[]200号）。2、隧道设计基础资料：⑴霞美村隧道设计咨询图纸资料⑵霞美村隧道工程地质勘察汇报3、相关国家和行业标准、规范及要求：⑴《铁路隧道设计规范》（TB10003-）⑵《高速铁路隧道工程施工技术工规程》（ZQ/9604-号）⑶《铁路隧道施工抢险救援指南》（[ZQ/9219-号）⑷《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》（TB10020-）⑸《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-）⑹《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119-）⑺《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-）⑻《铁路隧道辅助导坑技术规范》(TBJ10109－95）⑼《铁路工程施工安全技术规程》（TB10401.1-）⑽《铁路隧道超前地质预报技术规程》（ZQ/9217-号）⑾《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-）⑿《铁路工程建设项目水土保持方案技术标准》（TB10503-）⒀《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方法》（铁建设〔〕152号）⒁《铁路隧道风险评定与管理暂行要求》铁建设【】200号文=15\*GB2⒂《铁路建设工程风险管理技术规范》QCR9006-二、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域，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主要组成部分。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+511～DK146+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+645~685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，本隧道建筑限界采取《高速铁路设计规范》中要求“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）。隧道衬砌内轮廓采取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[]0301）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取斜切式洞门，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，Ⅳ级围岩开挖断面面积144.89㎡，Ⅴ级围岩开挖断面面积152.4㎡。2、地质概况⑴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，结构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条断裂结构，2处节理密集带。线路于DK146+082处与断裂带相交，夹角为75º。主要发育节理段落为DK146+150～DK146+190段，DK146+350～DK146+380段。隧道全长972m，其中Ⅳ级围岩170m，占全隧道正洞长百分比17.5%；Ⅴ级围岩802m，占全隧道正洞长百分比82.5%。⑵不良地质：隧址进出口坡面分布有风化残余孤石，块径以0.5～1.0m为主，呈散体状态分布，孤石块径为0.5～3.0m。出口端孤石直径为2～5m。对线路施工和运行造成潜在威胁，应结合工程施工情况，分别采取去除与加固防护方法。对于自稳能力较差，严重影响工程及人员安全危岩孤石，采取去除加固方法，确保工程安全。⑶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，基岩裂隙水和结构裂隙水。3、施工图设计概况⑴洞口设计隧道进口里程为DK145+511,采取帽檐斜切式洞门。隧道出口里程为DK146+483,亦采取帽檐斜切式洞门。洞口施工前对洞口附近危石进行清理；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暂时边仰坡及掌子面进行喷锚（网）。隧道除明洞段采取整体式衬砌外，其余均采取复合式衬砌。⑵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；其余地段防排水遵照“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”标准，采取切实可靠施工方法，地表和地下水妥善处理，使洞门外形成一个完整、可靠防排水系统。⑶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Ⅴ级围岩地段采取六部CD法、三台阶暂时仰拱法（设暂时钢架），Ⅳ级围岩地段采取三台阶法施工。运输方式：隧道采取无轨道运输方式。工区安排：本隧道按出口工区组织施工。⑷环境保护及弃砟本隧道出砟约15.4万方（紧方），工区弃砟处理以下；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。采石坑需采取对应防护方法预防安全事故发生。隧道施工及运行过程中将对周围环境产生不利影响，为了降低对自然环境破坏，隧道进洞采取“早进晚出”方式，以降低洞口边、仰坡刷坡，并对洞口边、仰坡采取绿色防护设计。隧道施工期间污水，经处理后方可排放，预防污染地表水。三、风险评定对象及目标本工作评定对象为霞美村隧道施工图可能出现安全、掉块、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等各方面风险。拟经过风险评定，确定风险等级，并针对各项风险原因（事件）确定初步处理方案，以将各类风险降到可接收水平。四、风险评定程序及方法1、成立风险评定小组组长：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、隧道风险评定总体程序设计单位隧道主要安全风险点和应对方法设计→施工单位列出风险点清单、归类→制订风险控制方案及预防方法，建立风险管理台账→编制隧道安全评定汇报→教授评审→修改评定汇报→建设、监理单位按照隧道安全风险评定汇报内容进行督促、检验。3、风险评定方法此次风险评定采取风险原因查对分析法，重点对施工过程中安全和环境原因进行风险评定。五、风险源识别及确定风险原因经过对设计资料、施工图、施工组织等进行分析，以及地质及详细施工情况，霞美村隧道风险原因见表5-1：5-1霞美村隧道风险原因查对表风险事件风险原因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查对实施性施工组织设计施工调查★★★★施工地质勘察资料搜集★★★★★地质预报★★★★★开挖情况开挖方式和进尺★★★★★爆破器材检验落实★★★★★预留变形量★★★★掌子面减压方法★★应力释放方法★★地下水处理★★★爆破方法★★★超欠挖★★进洞★★断面改变★★★施工期防排水注浆堵水方法★★排水降水方法★★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“★”表示该风险原因对风险事件有影响。交通、用电、火灾、爆炸等其余风险原因查对表风险事件风险原因交通事故主要有：司机、运输设备、交通管理、道路情况、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、设备情况、用电管理等火灾事故主要有：易燃易爆物品、火源及传输路径、消防教育、消防方法、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、使用及压力容器存放、使用、油库等六、基本风险点清单依照以上分析，本隧道施工中存在主要风险为：掉块、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等风险。所以对隧道主要存在掉块、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等风险原因进行重点识别，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、地形与设计原因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、地形与设计原因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、地形与设计原因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、地形与设计原因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、风险评定内容及基本风险点归类本阶段风险评定以定量、半定量为主，结合现有统计数据及现行规范、要求进行，依照已掌握勘测、设计各方面资料分析确定各风险原因造成风险事件可能发生概率和可能产生后果。在综合考虑地形地质条件、勘测、设计关于资料后，将各种风险原因造成对应事故发生概率及后果分别用1～5五个数值来表示，其中，概率等级“1”～“5”分别代表“极不可能发生”、“极少发生”、“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”、“较大”、“严重”、“很严重”、“灾难性”；并定义概率及后果估值乘积为风险指数，依据《铁路隧道风险评定与管理暂行要求》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较大严重很严重灾难性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）铁路隧道风险接收准则与采取风险处理方法风险等级接收准则处理方法低度（Ⅳ级）可忽略这类风险较小，不需采取风险处理方法和监测。中度（Ⅲ级）可接收这类风险次之，通常不需采取风险处理方法，但需给予监测。高度（Ⅱ级）不期望这类风险较大，必须采取风险处理方法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损失。极高（Ⅰ级）不可接收这类风险最大，必须高度重视并躲避，不然要不惜代价将风险最少降低到不期望程度。初始风险评定结果见下表：霞美村隧道初始风险等级表序号风险原因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、风险控制方法依照现有工程地质资料分析霞美村隧道风险控制关键点有掉块、塌方、边仰坡垮塌、危岩落石、涌水突泥等施工风险。1、降低掉块风险方法依照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，全段都有分布。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1.8～2.8m；埋深小，地表水易下渗，产生渗水、掉块。掉块区域沉降对早期支护结冲击破坏，是掉块体处理过程中最大威胁，所以确保掉块体稳定是处理成功关键。为确保施工安全和质量，本段施工方法分片采取Ⅲ型小导管支护，φ89洞身长管棚支护，三台阶暂时仰拱法。2、降低塌方风险方法⑴实施超前地质预报预测依照地质调查，霞美村隧道围岩等级主要以Ⅳ、Ⅴ级为主，隧道进出口浅埋段断层等软弱部位为Ⅴ级。各段围岩等级划分以下表：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+880369Ⅴ2DK145+880DK145+96080Ⅳ3DK145+960DK146+190230Ⅴ4DK146+190DK146+28090Ⅳ5DK146+280DK146+483203ⅤⅣ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。Ⅳ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，处理不妥会出现大坍塌，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方法，预防涌水、突泥等工程事故发生。依照霞美村隧道设计资料，本隧道整体埋深较浅，总体稳定性通常，工程地质条件通常。超前地质预报采取短期预报和中长久预报相结合方式进行，详细方法以下：①中长久预报：采取TSP203系统,适适用于高分辩率隧道折射地震（微地震）勘探，以及断裂和岩石强度降低地带监测。TSP203系统理论上可预测150～300m距离。②短期预报：采取地质雷达及红外探测进行短期预报；是在中长久预报基础上，在抵达中长久预报断层、结构破碎带、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，直至隧道施工安全经过这些地段为止。综合超前地质预报见下列图。掌子面掌子面原地质资料地质结构带范围综合超前地质探测地质结构带范围围岩很好地段已开挖段（进行地质效核，方便提升综合超前地质预报准确率）岩层改变段未开挖地段⑵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》（TB10121－）、铁路建设、工管办及铁路总企业关于监控量测文件对围岩和支护结构位移、变形、受力情况以及地下水等进行施工过程监测，提供及时、可靠信息、评定施工期间围岩和施工结构稳定性及对周围环境影响，依据反馈信息及时调整施工参数防止施工安全事故、支护结构破坏、第三方损失等风险事故发生。⑶依照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，呈碎石状涣散结构，在施工过程中，洞壁及洞顶岩体可能出现掉块及较大塌方。隧道洞身分布大理岩，受结构影响，风化差异显著，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方法：①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”施工标准。②加强超前地质预报工作。采取地质素描法、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。尤其是施工开挖靠近探明软弱带及节理、裂隙密集带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性改变，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。③加强施工监控量测，实施信息化施工。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靠近控制标准警戒值时，尽快采取加强方法进行加固，抑制变形，预防因变形突变引发塌方。④隧道正洞采取三台阶法或者六部CD法，围岩较差地段采取三台阶暂时仰拱法（设暂时钢架）。隧道洞身开挖以弱爆破为主，机械开挖为辅，采取减震爆破技术，严格控制开挖进尺，及时支护。三台阶暂时仰拱法施工及三台阶暂时横撑法施工见下列图。三台阶暂时横撑法工序纵断面示意图三台阶暂时横撑法工序横断面示意图⑤进口及出口洞口设超前大管棚加小导管超前支护，洞口地段采取I22工字钢1榀/0.6m进行加强支护。⑥洞身浅埋地段依照断层及接触带岩性破碎程度及地下水情况采取φ89或φ108大管棚超前支护，并采取超前周围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，降低水量，降低地下水对软弱围岩软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用。管棚布置结构形式见下列图。大管棚纵向布置图⑦开挖后必须及时支立拱架并尽早并封闭成环以预防围岩失稳引发塌方。为加强早期支护稳定性，预防位移、变形、受力不均等情况施工中在拱架支撑基脚部位预留0.15～0.2m原地基；架立拱架支撑时挖槽就位，软弱围岩地段要扎实拱脚，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。⑧严格控制仰拱和二衬与掌子面步距，早期支护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、亲密注意隧道施工稳定性影响。⑨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，依照围岩实际情况，优化支护参数,增加格栅或型钢钢架支护。⑩严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺。台阶法开挖时，Ⅳ级围岩上台阶一次开挖进尺不能超出2榀拱架间距，中下台阶一次开挖进尺不能超出3榀拱架间距，仰拱一次开挖进尺不能超出3m；Ⅴ级围岩上台阶一次开挖进尺不能超出1榀拱架间距，中下台阶一次开挖进尺不能超出2榀拱架间距，仰拱一次开挖进尺不能超出3m，杜绝各种违章施工。控制爆破装药量，减小对软弱破碎围岩扰动。施工期间，洞口应常备一定数量抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。3、边仰坡垮塌风险控制方法本隧道DK145+511～DK145+530、DK146+464～DK146+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1.8～2.8m；埋深小，地表水易下渗，产生边坡垮塌；因为洞门边坡填土因雨水冲刷毁损也是造成边坡垮塌主要原因。（1）洞门明挖段回填部分应依照实际情况采取碎石土（10%水泥土）夯填密实，回填施工应均匀对称进行，并分层扎实；坡面设置系完整挡水板以与骨架圬工形成横平竖直流水操系统，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大于5m，其坡度依照地形设置，但不应小于3‰，以