茶店隧道风险评估报告

1、中铁四局集团新建织金至毕节铁路站前工程e标茶店隧道风险评估报告中铁四局集团织毕铁路工程指挥部第二分部2013年11月1编制依据 11.1 相关的国家和行业标准、规范及策略 11.2 隧道基础资料 12茶店隧道工程概况 12.1 隧道概况 错误！未定义书签。2.2 工程地质与水文地质 错误！未定义书签。2.2.1 地层 错误！未定义书签。2.2.2 地质构造 错误！未定义书签。2.2.3 水文地质特征 错误！未定义书签。2.3 不良地质 错误！未定义书签。2.4 隧道施工方案与施工方法 12.4.1 施工方案 52.4.2 施工方法 63茶店隧道施工风险评估程序和评估方法 63.1 风险评估程序

2、 63.2 隧道风险评估方法 73.2.1 层次分析法 104茶店隧道风险评估内容 104.1 隧道风险因素核对与风险源分析 104.1.1 隧道风险识别 104.1.2 施工阶段隧道风险因素核对 114.1.3 施工阶段隧道风险源分析 144.2 隧道风险评价 144.3 隧道风险评价层次分析法 171、建立递阶层次结构 174.4 风险评估结果 215茶店隧道风险对策措施及建议 21新建织金至毕节铁路站前工程口标（茶店隧道）风险评估报告中铁四局集团新建织金至毕节铁路站前工程n标茶店隧道风险评估报告1编制依据1.1 相关的国家和行业标准、规范及策略铁路隧道风险评估与管理暂行规定（铁建设200

3、7200号）；铁路建设工程安全生产管理办法（铁建设2006179号）；铁路隧道设计规范（tb10003-2005）;铁路隧道工程施工技术指南（tz204-2008）;铁路隧道防排水技术规范（tb10119-2000）;铁路隧道喷锚构筑法技术规范（tb10108-2002）;铁路工程施工安全技术规程（上册，tb10401.1-2003）;铁路工程施工安全技术规程（下册，tb10401.2-2003）。1.2 隧道基础资料新建织金至毕节铁路站前工程n标茶店隧道设计图；ii标施工相关合同文件；新建织金至毕节铁路站前工程ii标实施性施工组织设计等。2茶店隧道工程概况1.1.1 概述新建铁路织金至毕节线

4、站前工程ii标茶店隧道，里程范围：dk370+605- dk371+250 全长 645m茶店隧道横穿一平缓山包。属云贵高原低中山溶蚀，剥蚀地貌，地面高程13101360rm相对高差约50m自然坡度5o10o,地形起新建织金至毕节铁路站前工程（茶店隧道）风险评估报告5伏较小。坡面多被垦为旱地，植被不发育，地表基岩零星出露。洞身 有土质便道通往各村庄，交通较方便。该隧道为单线隧道，全长645ml 最大埋深约45m1.1.2 标准铁路等级：i级铁路。速度目标值：120km/h。正线数目：单线。 最小曲线半径：一般地段1200m困难地段800m最大坡度：6%。（加 力坡13%。）。机车类型：ss系列

5、或或hx系列。牵引质量：4000吨。 到发线有效长度：880ml牵引种类：电力。闭塞类型：半自动闭塞。 2.3自然条件2.3.1 工程地形地貌茶店隧道属云贵高原低中山溶蚀，剥蚀地貌，地面高程 13101360m相对高差约50m,自然坡度5o10o,地形起伏较小。坡 面多被垦为旱地，植被不发育，地表基岩零星出露。2.3.2 气象特征本区处于高海拔低纬度区，属亚热带湿润季风气候区，沿线地形、 地貌起伏较大，气象特征相应有所差异，总体气候特点是温暖湿润， 雨量充沛，夏季长而炎热，冬季短偶有奇寒，有明显的干湿两季之分。 每年4月至8月为雨季，9月至次年3月为旱季。夏季易涝，春秋易 旱。2.3.3 工程

6、地质及水文地质2.3.3.1 工程地质特征段内上覆坡残积（q4di+el ）黏土。下覆基岩为三叠系下统永宁镇组第四段（t1yn4）泥质白云岩夹溶塌角砾岩、灰岩、泥岩。各层 岩土特征分述如下：（6-6）碎石土（ q4di+el）:深灰色，杂色，稍密，潮湿。碎石 角砾约占65%余为粘性土填充，厚度2-10m,属iii级硬土。（6-7）黏土（q4di+el）:黄褐灰黄色，硬塑状，含约少量灰岩 质碎石角砾，主要分布于区内斜坡地段，具弱膨胀性，厚03m,局部洼地中厚度较大。（12-1）泥质白云岩夹溶塌角砾岩、灰岩、泥岩（t1yn4）:灰、 深灰色，岩石表面颜色陈旧，泥钙质胶结，中层状为主。岩石差异风 化

7、严重，软硬不均，地表多为全风化，岩石呈土夹碎石角砾状，厚度 5-30m,属iii级硬土；以下强风化，岩石呈碎块夹土状，厚度5-25m, 局部厚度大于30ml属iv级软石。溶塌角砾岩不可做填料和混凝土 骨料，分布于全段。岩土物理力学参数建议见下表：表1岩土物理力学指标表层次岩土 名称地层 时代状态天然 密度p (g/cm3)天然快剪基底 摩擦 系数 f边坡率基本 承载 力60（kpa）凝聚力c(kpa)内摩 擦角 小（o）临时m0永久m(6-7)黏土q4di+ el硬塑1.9020120.301:1.251:1.5180(6-6)碎石 土q4di+ el稍密2.0/350.41:11:1.252

8、50(12-1 )泥质 白云 岩夹 溶塌 角砾t1yn4w42.025180.31:11:1.25200w32.2/400.351 0.751:1280中铁四局集团岩灰w22. 4/500.51:0.51:0.0754502.3.3.2地质构造隧道地表岩石零星出露，单斜构造。层理产状为：n550e/11 onw节理裂隙主要发育 n6goe/83on、n2se/77one等。2.3.3.3 地震动参数根据中华人民共和国国家标准（gb18306-2001）公布的中国地震动峰值加速度区划图（1/400万）和中国地震动反应谱特 征周期区划图（1/400万）划定，测区地震动峰值加速度 0.05g,地 震

9、动反应谱特征周期为0.35s。2.3.3.4 水文地质特征隧道段内地表水不发育，所在区域沟内仅有季节性流水，洞身及 出口端仅分布季节性的小冲沟。隧道地区地下水主要为岩溶裂隙水，岩溶裂隙水是测区内主要的 地下水类型，主要赋存于t1yn4泥质白云岩夹溶塌角砾岩、该隧风化 厚度大，洞身大部分处于风化层中，故以风化层上层滞水为主，水量 小、埋藏深，地下水不发育。据取隧道出口端井水和钻孔水化验属： hco3ca2+.mg2”水，hco3-.so42-ca2+.mg2理水，对混凝土无 侵蚀.隧道洞身分布三叠系下统永宁镇组第四段（t1yn4）泥质白云岩 夹溶塌角砾岩、灰岩、泥岩，据区域地质资料，本地层溶塌角

10、砾岩中 含有石膏，地下水对混凝土具硫酸盐侵蚀，侵蚀等级暂按h2考虑。2.3.4特殊岩土与不良地质 新建织金至毕节铁路站前工程（茶店隧道）风险评估报告岩溶隧道：洞内多为可溶岩和非可溶岩互层状分布， 洞身多穿越 全风化-强风化层，属土质隧道。地表未见溶蚀洼地，落水洞等岩溶 形态分布，岩溶不发育。特殊岩土为三叠系下统永宁镇组第四段（t1yn4）该套地层溶塌 角砾岩中含有石膏层。地下水对混凝土具硫酸盐侵蚀，侵蚀等级 h2。 2.4隧道施工方案与施工方法2.4.1 施工方案茶店隧道总长645ml工程按新奥法原理组织施工，v级围岩采 用三台阶法施工。隧道采用进口单头掘进。隧道洞口工程本着“早进晚出、保护环

11、境”的原则进行，在隧 道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土石方及边仰坡防护施工。洞 口 土石方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一层防护一层。混凝土洞门及挡墙应 及时组织施工，保证洞口稳定。浅埋隧道施工以保护围岩、限制软弱围岩变形为重点，遵循“预 支护、短开挖、少扰动、强支护、早封闭、实回填、严治水、勤量测” 的原则。隧道软弱破碎围岩地段遵循“管超前、严注浆、短进尺、强 支护、紧封闭、勤量测”的施工方针。隧道施工按规定进行超前地质预报及监控量测工作，超前地质预 报、监控量测纳入正常施工工序。隧道开挖以机械开挖为主，辅以钻爆施工，减少对周边围岩的扰

12、动。初期支护紧跟开挖面，及时施作；喷射混凝土采用湿喷工艺。开 新建织金至毕节铁路站前工程（茶店隧道）风险评估报告中铁四局集团挖完成后应及时施作初期支护并封闭成环，v级围岩段初支封闭成环位置距掌子面不得大于35m考虑到隧道单口掘进长度大于150用隧道施工通风选用2*110kw 通风机进行压入式通风。进口顺坡施工，排水压力相对较小，现场仰 拱施工时可在两侧矮边墙边纵向压 30*10cm水梢，掌子面采用污水泵 与0 80软管抽水通过水梢排出洞外。施工排水应配备足够的抽水设 备，防止地下水软化围岩。2.4.2 施工方法考虑到隧道洞身围岩级别均为v级，隧道开挖均采用台阶法进行 施工。3茶店隧道施工风险评

13、估程序和评估方法3.1 风险评估程序茶店隧道在设计阶段通过对勘测资料、 地勘报告、设计图进行分 析，对隧道进行风险识别，并根据风险因素采用相应的对策措施，从 而将风险降低至可接收或可忽略的范围， 具体详见茶店隧道设计中的“附表2茶店隧道风险评估及对策措施设计表”，并提出“施工时应 根据风险评估结果提出相应的施工措施、 编制应急预案，配备必要的 报警、救援、逃生设施。”本施工阶段风险评估在设计阶段风险分析基础上，进行风险因素核对，根据实际情况，确定风险概率和损失，进而确定风险等级，制 定风险对策，明确残留风险。并在施工中根据变化的地质、施工条件， 实施动态化的风险管理。茶店隧道风险评估与管理目标

14、为安全风险、 环境风险、工期风险、 投资风险及第三方风险。本项目为黄织铁路有限责任公司投资建设， 投资风险极小。因此，施工阶段的风险评估重点放在安全风险和环境 风险。茶店隧道风险评估与管理按照图3、4的流程图进行。3.2 隧道风险评估方法可接受准则的确定，据此分析哪些风险是已辨识的， 哪些是可控 制的，以及风险可能造成的危害或影响程度和研究风险因素产生的概 率。新建织金至毕节铁路站前工程（茶店隧道）风险评估报告21图3风险评估流程图3.2.1 层次分析法层次分析法ah所用于实际评估问题中，可以简单地描述为：确 定指标体系-建立递阶层次结构-确定权重一多指标综合。权重的确定是ahp军决的核心问题

15、，它是在专家调查的基础上运 用数学方法，在一定程度上减少了专家主观因素的影响。 具体步骤如 下：第一步：建立递阶层次结构第二步：构造判断矩阵第三步：计算单一准则下元素的相对权重第四步：计算各层元素的组合权重4织毕铁路茶店隧道风险评估内容4.1 隧道风险因素核对与风险源分析4.1.1 隧道风险识别识别影响的主要风险因素，即考虑决策者、专家层对风险的态度 的“主观概率”分析。茶店隧道施工及洞口施工风险因素中的施工准备情况、施工地质勘察、施工管理、隧道特征风险因素见表 25。表2施工准备情况风险因素施工准备情况气象调查与施工有美法令调查设计文件的核对情况实施性施工组织设计其他表3施工地质勘察风险因素

16、施工地质勘察资料收集情况常规地质法情况（地质素描）超前地质预报情况其他表4施工管理风险因素培训情况检测情况施工管理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里施工经验辅助工法的掌握与应用监理情况其他表5隧道特征风险因素隧道特征埋深断面大小长度坡度其他4.1.2 施工阶段隧道风险因素核对茶店隧道施工阶段风险因素核对及洞口风险因素详见下表6、表7。表6茶店隧道施工风险因素核对表-风险事件风险因素j塌方大变形突水（泥）开挖情况开挖方式循环进尺爆破器材检查和落实预留变形量地下水处理爆破方法隧道超挖情况进洞落底挑顶工法转化处施工期防排水注浆堵水措施排水措施降水措施其他支护及衬砌情况支护刚度超

17、前支护预注浆预留变形量地层加固与改良支护时机支护方法支护质量闭合成环周期其他防护情况机械设备防护人员防护其他监控量测水量水压掌子面稳定情况量测器材与布置量测频率规范要求监测项目监控量测制度信息反馈与处理其他表7茶店隧道洞口段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施工组织施工顺序开挖情况开挖速度地下水处理爆破方法爆破器材检查和落实弃渣堆放其他施工期防排水排水措施降水措施其他支护情况支护强度支护形式其他监控量测量测器材与布置量测频率规范要求监测项目信息反馈与处理其他隧道特征开挖跨度开挖深度其他4.1.3 施工阶段隧道风险源分析针对隧道各方案在建造、运营期影响其施工进度、工程安全、服

18、 务功能、人员安全、环境影响、使用年限等方面的风险因素，收集有关资料、分析、统计。茶店隧道施工风险评估指标体系框架见表 8。表8茶店隧道施工风险评估指标体系框架项目阶段施工方法项目风险风险因素或风险事件施工阶段新奥法安全、环境、质量、投资、工期、第二方山体开裂大变形坍塌洞口浅埋垮塌4.2 隧道风险评价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。隧道风险等级综合考虑隧道工程地质、投资、工期和技术难度。1 .事故发生概率分成五级，表9。表9事故发生概率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50.030.30.1可能40.0030.0

19、30.01偶然30.00030.0030.001不口能2v 0.00030.0001很不可能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。2 .事故发生后果分成五级，各后果的等级标准如表1015所示（1）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的各种费用，表 10表10经济损失等级标准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经济损失（万元）>1000300100010030030 100<30注：“”含义为包括上限值而不包括下限值，54-57表均同（2）人员伤亡是指在参与施工活动过程

20、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，表 11。表11人员伤亡等级标准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人员伤亡数量（人）f>92<f<9 或si >101wfw2 或ksk10si=1 或kmk10mi=1注：f成亡人数，si=重伤人数，mi=轻伤人数。（3）工期延误是指工程风险事故引起的工程建设时间延长。不同性质的工程和建设工期，采用不同的绝对延误时间，表12。表12工期延误等级标准后果定性描述灾难性很严重的严重的较大的轻微的后果等级54321延误时间1 （控制工期工程）（月/单一事故）>101100.1 10

21、.01 0.1<0.01延误时间2 （费非控制工期工程）（月/单一事故）>24624260.5 2<0.5（4）环境影响是指隧道施工对周围建（构）筑物破坏或损坏、环境污染等。环境影响根据其影响程度进行分级，表13。表13环境影响等级标准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，且轻微的注：“临时的”含义为在施工工期以内可以消除； “长期的”含义为 在施工工期以内不可能消除，但不会是永久的；“永久的”含义为不 可以逆转或不可恢复的。3 .根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四

22、级，表14表14风险等级标准看果等级概率等级轻微的较大的严重的很严重的灾难性的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/、可能2低度中度中度高度高度很不可能1低度低度中度中度高度4 .铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施，表 15表15风险接受准则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/、可接受此类风险最大，必须高度重视并规避，否则要

23、不惜代价将风险至 少降低到不期望的程度4.3隧道风险评价层次分析法1、建立递阶层次结构根据表8风险评估体系所得的风险因素建立图5茶店隧道施工风险的递阶层次结构图图5茶店隧道施工风险的递阶层次结构图2、构造判断矩阵在建立递阶层次结构以后，上下层之间元素的隶属关系就被确定 了。假设同层共有n个元素a, a a,将所有因素对上一层元 素的重要程度进行成对比较，如 a与a比较，使用19的比例标度 aj来反映它们的相对重要性，标度的含义见表 16。若a与a相比得 aj ,则a与a相比的判断为aji =1/aj ,从而可以得至一个nxn的判 断矩阵 a=(aij ) nxn。表16标度的含义标度含义1表示

24、两个兀素相比，具有同样作用3表示两个兀素相比，前者比后者稍重要5表示两个兀素相比，前者比后者明显重要7表示两个兀素相比，前者比后强烈重要9表示两个兀素相比，前者比后者极端重要注：2, 4, 6, 8表示上述相邻判断的中间值采用这种方法对第二层两两比较，得到以下评判矩阵a:abb2b3b4b111/31/51b2311/33b35315b411/31/513、计算单一准则下元素的相对权重1）计算a的各行之和11/31/512.53311/33_ 7.3353151411/31/512.532)计算上面得到的各行之和的平均值。2.530.63257.33 _ 1.832514- 3.52.530.

25、63253）归一化。将上式中的平均值除以四个平均值之和 (0.6325+1.8325+3.5+0.6325=6.5975)。即得到矩阵 a 的特征向量矩0.6325/6.59750.0961.8325/6.59750.2783.5/6.59750.5310.6325/6.59750.096n (aw)imaxi 1nw11/31/5311/3aw=53111/31/54）计算最大特征值10.0960.390930.278_1.03150.531-2.32510.0960.3909入 ma>=1/4 (0.3909/0.096+1.031/0.278+2.325/0.531+0.3909/

26、0.096)=4.05775) 一致性检验计算一致性指标c.i.c.i. n 1式中n为判断矩阵的阶数。相应的平均随机一致性指标 r.i.平均随机一致性指标是多次（500次以上）重复进行随机判断矩阵特征值的计算之后取算数平均数得到的。龚木森、许树柏得出的c.r.115阶重复计算1000次的平均随机一致性指标如表17矩阵参数123456789101112131415r.i000.520.891.121.261.361.411.461.491.521.541.561.581.59表17平均随机一致性指标r.i.计算一致性比例c.r.c.i.ri.根据以上公式，当 n=4 时,c.i.=( 4.05

27、77-4)/(4-1)=0.0192查表 17,当 n=4 时,r.i.=0.89 ,则 c.r.=0.0216<0.1则，判断矩阵a的一致性可以接受，故权重向量 w可以接受。4、计算各层元素的组合权重在上述一致性检验通过的基础上，并有计算结果得知在茶店隧道施工中的风险因素按照对施工风险的影响程度从大到小排列为：坍塌洞口浅埋垮塌 山体开裂=突水突泥4.4风险评估结果通过对茶店隧道的初始风险统计， 综合考虑各种因素，初始风险 判定为“高度”，经过采取了相对应的工程措施后，判定其残余风险 为“中度”、“低度”风险，综合考虑各风险因素，残余风险等级判定 为“中度”风险。具体茶店隧道风险评估结果

28、见下列附表与附图一一茶店隧道风 险评估结果说明图。附表1安全风险清单表附表2-1初始风险等级表附表2-2残留风险等级表附表3风险因素权重表附表4风险因素综合权重表附表5风险期望损失表附表6风险对策措施表附表7风险评估综合表附表8风险登记表5新建织毕铁路茶店隧道风险对策措施及建议茶店隧道风险对策措施见表18。中铁四局集团表18茶店隧道风险对策措施表序号风险因素初始风险对策措施残余风险风险事件风险等级风险事件风险等级对策措施1dk371+605 dk371+635进口塌方、大变形高1 .台阶法施工；2 .大管棚预支护；3 .加强监控量测；4 .二衬紧跟。洞口垮塌中度1.加强监测。3dk371+63

29、5dk372+2201 深浅，土质围岩塌方、大变形、地 表失水高1 .台阶法施工；2 .超前小导管预支护；3 .加强监控量测；4 .二衬紧跟。塌方、开裂低1 .加强监控量测；2 .超前地质预测预报。1dk372+220 dk372+250出 口塌方、大变形高1 .台阶法施工；2 .大管棚预支护；3 .加强监控量测；4 .二衬紧跟。洞口垮塌中度1.加强监测。附表1隧道风险清单表风险清单表编号日期茶店隧道审核阶段施工阶段在耳j 丁 p|风险事件风险产生的原因险源类别后果备注1洞口失稳垮塌dk371+605 dk371+635进口段g人员伤亡工期 延误投资风险dk372+220 dk372+250出

30、口段2洞身坍塌、大变形dk371+635 dk372+220g人员伤亡工期 延误投资风险注：表中“险源类别”分别为地质因素（g）和设计因素（d）附表2初始风险等级表初始风险等级表编 号fhs-2日 期隧道名称茶店隧道审 核阶 段施工阶段序 号风险因素风险事件安全风险安全风险安全风险概率等 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1dk371+605 dk371+635进口段洞口失稳垮 塌54高度dk372+220 dk372+250出 口段54高度2dk371+635 dk372+220塌方、大变 形43中度附表3风险因素权重表风险权重表编力fhs-3

31、日期隧道名称茶店隧道审核阶段施工阶段 1在耳j 丁 p风险因素风险事件a （概率）b （后果）c （权重）1dk371+605 dk371+635进口段洞口失稳垮塌5420dk372+220 dk372+250出口段54202dk371+635 dk372+220塌方、大变形4312附表4风险因素综合权重表风险因素综合权重表编pfhs-4日期隧道名称茶店隧道审核阶段施工阶段在耳j 丁 p风险因素综合权重重要度1dk371+605 dk371+635进口段20高度dk372+220 dk372+250出 口段20高度3dk371+635 dk372+22020高度附表5 风险期望损失表风险期望损

32、失表编pfhs-5日期隧道 名称茶店隧道审核阶段施工阶段在耳 j 丁 p风险因素风险事件预计损失（万元）: 期望概率r期望损失（万元）1dk371+605 dk371+635进口段洞口失稳垮塌1001000采取有效措施控制<10dk372+220 dk372+250出口段2dk371+635 dk372+220塌方、大变形1001000采取有效措施控制<10附表6风险对策措施表风险对策措施表编pfhs-6日期隧道名称茶店隧道审核阶段施工阶段在耳j 丁 p风险因素风险事件安全风险安全风险安全风险风险等级对策措施风险 等级对策 措施风险 等级对策 措施1dk371+605 dk371+635进口段洞口失稳 垮塌高度详见文字部分内容dk372+220 dk372+250出口段2dk371+635 dk372+220塌方、大变 形中度详