林场隧道安全风险评估

1、临夏折桥至兰州达川二级公路 风险评估报告隧道施工安全风险评估报告一、隧道安全风险评估编制依据公路工程技术标准JTG B01-2003公路隧道施工技术规范JTG F60-2009公路水泥砼路面设计规范JTG D40-2002公路隧道设计规范JTG D07-2004锚杆喷射混凝土支护技术规范公路工程施工安全技术规程JTJ 076-95公路工程地质勘查规范JTJ 064-98公路工程抗震设计规范JTJ 004-89公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1-1999交通部文件关于开展公路和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知（交质监发2011217号）有关要求；交通部文件公路和隧道工程施工安全风险

2、评估指南（试行）有关要求；折达公路工程ZDSD标合同段林场隧道施工合同文件；甘肃省交通规划勘察设计院提供林场隧道相关设计图纸等；林场隧道（K27+607K28+840）工程实施性施工组织设计等。我项目部现有技术装备、施工能力、管理水平，以及多年从事黄土高原地区复杂地形地质条件公路路基和黄土隧道施工的丰富经验。二、隧道工程概况1、基本设计情况林场隧道位于刘家峡水库库岸阶地平面上，进口里程为AK27+607.出口里程为AK28+840.隧道全长为1233m。隧址区地貌为库岸陡坡，隧道通过库岸高阶地底部第三系泥岩，海拔高程1793.21957.00m，隧道进出口位于刘家峡水库库岸阶地平台上。 隧址区

3、植被不发育，多为荒坡地为主，坡体山势陡峻，坡体相对较为完整。隧道结构：隧道洞门均采用端墙式洞门，围岩级别的划分依照公路工程地质勘察规范公路隧道设计规范标准，考虑影响该隧道围岩稳定性的主要因素，将隧道具体划分为V级。隧道进、出口浅埋泥岩段按二次模筑衬砌设计，洞身深埋泥岩段衬砌按新奥法原理设计。二次模筑衬砌工法由曲拱直墙一次模筑衬砌和全断面二次模筑衬砌组成，洞身深埋段初期支护以喷、锚、网为主要支护手段，喷混凝土采用湿喷工艺；V级围岩及紧急停车段增加钢拱架或格栅钢架支护，辅助措施为在V级围岩及紧急停车段采用超前注浆小导管注浆预加固围岩，V级围岩及紧急停车段二次衬砌采用C25钢筋混凝土结构。隧道排水系

4、统，一次衬砌、仰拱等采用高抗硫酸盐水泥。隧道按二级公路标准单洞双向两车道，隧道主洞建筑限界：设计时速40Km/h，行车道宽7.5米，左、右侧向宽度0.25m，人行道宽0.75m，建筑限界宽为9m，限界高度5m。隧道紧急停车带建筑限界：行车道宽7.5米，左侧向宽度0.25m，右侧向宽度3.5m，人行道宽0.75m，建筑限界宽为12.25m，限界高度5m。2、主要技术标准1、主要技术标准设计速度：40kmh建筑界限：隧道主洞9.00×5.0m 隧道紧急停车带12.25×5.0m行车方向：双向两车道。汽车荷载等级：按照一级公路标准地震峰值加速度为：0.15g，相对应的地震基本烈度

5、为VII度三、工程地质、水文、气象1、地质条件隧址山体上部为第四系坡积黄土，覆盖在V级阶地基座上，结构疏松，大空隙发育，湿陷性强烈，冲沟、陷穴和落水洞发育；下部为青灰色砾石层，粒径多在2-10cm之间，磨圆度及分选性较好，结构较密实，厚度约5.6-6.2m；下伏第三系泥质砂岩，局部夹有砂质泥岩，成岩程度低，岩质较软，产状近水平，遇水易崩解软化，构成阶地的基座，山体整体处于稳定状态。折达公路所处的级阶地主要为马兰黄土，具强烈湿陷性，黄土陷穴和落水洞发育，遇水强度大幅度降低。勘察期间未发现滑坡，未见地下水。区域内无断裂构造通过，属构造相对稳定地段。2、水文气象隧址区地下水可分为松散岩类空隙水、碎屑

6、岩类层间裂隙水两种类型。空隙性潜水：赋存于隧址区第四松散覆盖层中，受大气降水补给，排泄以地下径流为主。基岩裂隙水：主要赋存于泥质砂岩和砾质泥岩强风化层间裂隙、卸荷裂隙中。沿裂隙、层面、节理下渗，水量一般不大。地表植被不发育，冲沟较发育，地表条件较好。3、地震动参数本合同段处于地震动峰值加速度g0.15g的区域，即相当于地震基本烈度I度区。四、风险评估与管理的流程1、施工阶段风险评估流程见“施工阶段风险评估流程图”施工阶段开始检查施工图阶段所做的全部风险评估结果和相关数据资料，以及招投标和合同中反馈的信息结合自身施工水平和现场情况对风险进行识别和管理对风险进行评估在施工组织计划中制定风险管理计划

7、，包括预设的应对措施和残留风险的处理措施全过程对残余风险进行风险监控建立专门机构定期检查施工中实际地层条件和各种风险检查结果是否满足要求满足不满足改变预设的风险应对措施、施工方法和步骤，选择更优化的施工方案和管理措施直至整个隧道完工实施变更后的施工方案和管理措施 施工阶段风险评估流程图五、施工阶段风险评估过程和评估方法 根据公路隧道安全评估指南、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，建立本标段隧道工程风险指标体系。1、隧道工程风险分级和接受准则。（1）、事故发生概率的等级分成四级，见下表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

8、很可能40.030.30.1可能30.0030.030.01偶然2<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。 中心值代表所给区间的对数平均值。（2）、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)F30或SI10010F<30或50SI<1003F<10或10SI<50F<3或SI<10注：F=死亡人数 （含失踪） SI=重伤 （3）、直接经济损失等级标准经

9、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<1010Z<5050Z<500Z500（4）、环境影响等级标准环境影响是指隧道施工对周围建（构）筑物破坏或损害、环境污染等，根据其影响程度进行分级，如表示。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

10、施工工期以内不能消除，但不会是永久的；“永久的”含义为不可逆转或不可恢复的。（5）、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 后果等级概率等级一般较大重大特大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（6）、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表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，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

11、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，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。六、施工阶段风险评估施工准备情况风险因素核对表施工准备情况气象调查与施工有关法令调查设计文件的核对情况实施性施工组织设计其他施工地质勘察风险因素核对表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施工管理风险因素核对表施工管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监理情况其他其他风险因素核对表交通事故司机运输设备交通管理道路状况其他用电事故用电设备施工组织设

12、备状况用电管理其他七、隧道工程风险分析1、风险辨识的主要内容风险辨识是风险评估与控制的基础。风险因素辨识是否全面、辨识的结果是否准确将影响风险评估和控制过程。风险辨识主要内容有:（1）在隧道工程项目施工过程中有哪些风险应当考虑？（2）引起这些风险的主要因素有哪些？2、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林场危险单元划分及风险分析：（1）隧道洞口仰坡陡立，黄土破碎，垂直节理发育，受雨水冲刷易形成溜滑，仰坡稳定性差。（2）黄土隧道洞身开挖易发生坍塌，尤其是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

13、现故障的危险因素。4、隧道工程总体风险评估指标体系评分依据公路桥梁和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。林场隧道工程总体风险评估指标体系评估指标分类分值说明地 质G=（a+b+c）围岩情况a级围岩长度占全隧道长度100%3根据设计文件和施工实际情况确定瓦斯含量b隧道施工区域不出现瓦斯0富水情况c无涌水突泥可能发生的地质0开挖断面A预留核心土（单洞双车道）2隧道全长L长（大于1000米、小于3000米）3洞口形式S端墙式1洞口特征C隧道进出口施工较容易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

14、：R=G（A+L+S+C）石羊岭隧道R1=G（A+L+S+C）=3×（2+3+1+1）=21,14R121，依据隧道工程施工安全总体风险分级标准，石羊岭隧道总体风险等级为级（高度风险）。5、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。公路隧道工程施工安全风险源普查清单序号风险源判断依据1洞口开挖可能导致坍塌、机械伤害、物体打击、高处坠落2洞口边、仰坡防护可能导致坍塌、物体打击、高处坠落3洞内运输可能导致机械伤害4钻爆作业可能导致坍塌、物体打击、高处坠落5初期支护可能导致坍塌、物体打击、

15、机械伤害、触电6二次衬砌可能导致物体打击、高处坠落评估小组从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析，具体填入下表：风险源风险分析表单位作业内容潜在的事故类型不安全状态不安全行为备注洞口工程坍塌防护不当等忽视安全、忽视警告等物体打击无防护等操作错误等高处坠落无防护、无警示标志等忽视警告标志等洞身开挖坍塌防护不当等忽视安全、忽视警告等物体打击无防护等操作错误等高处坠落无防护、无警示标志等忽视警告标志等机械伤害使用不安全设备等设备带 “病”运转等洞身衬砌坍塌防护不当等忽视安全、忽视警告物体打击无防护等操作错误等高处坠落无防护、无警示标志等忽视警告标志等洞身衬砌触电未经许可开动、关停

16、等（电气）未接地等机械伤害使用不安全设备等设备带 “病”运转等6、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专家调查法。事故可能性的估测方法采用指标体系法。隧道施工区段坍塌事故可能性评估指标评估指标分类分值说明围岩级别A级5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0渗水状态应考虑天气影响地质符合性D施工控制与设计0施工方法E施工方法基本适合水文地质条件的要求1施工步距F=a+baV围岩掌子面距离在70m以下1二衬距掌子面的距离影响隧道稳定性b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R=5+1+1+1

17、=8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评估指标分类分值说明总包企业资质A一级1无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发生过一般事故1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专项施工方案H可操作性强0M=1+1+1=3，3M5，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0.9。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

18、：P=R×=8×0.9=7.2, 7P11，属于级（可能）。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估测。林场隧道重大风险源风险等级汇总表序号施工区段（里程桩号）坍塌大变形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级施工区段可能较大高度可能较大高度八、成立工程风险评估与管理1、风险管理领导小组及工作职责（1）、领导小组组 长：王新利副组长：马继文 何少祥各组成员如下：、隧道组：李顺发、梁光强、张祖庆、叶山炳、路基组：陶峥嵘、杨瑞东、潘 军、裴 胤2、职责分工（1）、组长：负责安全评估与管理工作的领导工作。制定施工阶段风险评估工作实施细则。（2

19、）、副组长：根据分组的情况开展本组的管理工作，并向组长负责。（3）、成员：在组长及副组长的领导下，开展安全评估与管理工作，成立抢险小组，并落实各项具体措施；与项目部其它相关部门紧密联系，共同抓落实，从人、财、物各方面给予安全评估与管理工作切实的保障。3、安全评估与管理小组办公室日常工作由项目部安质部负责，值班电话、风险评估本阶段风险评估以定性、半定量为主，结合现有统计数据及现行规范、规定，通过工程类比进行。根据已掌握的勘测、设计资料和隧道工程的施工情况分析确定各风险因素导致的风险事件可能发生的概率和可能产生的后果。十、风险事件的技术对策经过隧道风险评估，林场隧道被判定

20、为高度风险的隧道。其中高度的风险事件为：V级施工区段坍塌，V级施工区段大变形。20 中铁十五局集团第二工程有限公司 安质部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。一、隧道坍塌风险事件的技术对策1 坍塌风险等级归类根据“隧道安全风险等级划分”的成果知：风险被评定为“高度”等级的施工区段为：V级施工区段2 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”；高度风险“必须风险处理措施，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

21、的损失”。为此，项目部确定如下风险技术对策：高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、TSP203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；积极与项目办以及监理单位、设计单位，变更设计方案，规避风险；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

22、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。(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

23、少开挖”的原则，洞口采用明挖法或拱部明挖边墙暗挖法施工。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，但不应小于3，以免淤积。（2）洞口边仰坡开挖与防护根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样边坡控制桩，按照设计坡比分层开挖，分层开挖高度2.0m，采用随开挖随防护。开挖洞口时以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则，按设计坡度一次性整修到位，围岩破碎的部位用网喷锚杆加固。洞口场地用装载机辅以推土机整平压实。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合理布置供风、供水、

24、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。4 软弱围岩及浅埋段预防坍塌、冒顶的其它技术措施(1)施工中遵循“短进尺、强支护、早封闭、勤量测、早衬砌”的施工原则；调整开挖方法，优化开挖方法，视围岩稳定情况，决定喷砼封闭与出碴的先后顺序，原则上先初喷封闭，再行出碴，尔后复喷直到达到设计厚度。对级围岩浅埋段，在掘进施工中很有可能出现塌方，为保证施工安全和质量，首先按设计图纸要求施工，做到短进尺，强支护，勤量测。及时施作小导管超前支护，如果小导管注浆压力和注浆量与设计要求相差太多，应停止施工，超前探孔，如实掌握隧道围岩情况，根据超前探孔地质资料，上报设计院，变更施工方案。每循环进尺控制在60至100

25、cm之内。开挖后，对掌子面及拱顶初喷封闭，并及时施作钢架，锚喷支护。钢架间距严格按设计要求施做，必要时缩小钢架间距，钢架连接板处设置锁脚钢管。系统锚杆交错布置于钢架两侧并与钢架焊接牢固，钢筋网片紧贴初喷面，纵环向搭接至少一个网格长度，加强支护，确保施工安全。仰拱紧跟掌子面，距离保持在40m以内，使初期支护尽早封闭成环。(2)加强监测，留足沉降量，保证施工安全和二次衬砌的设计厚度。(3)加强超前地质预报，并结合监控量测分析，及时调整设计参数。(4)有仰拱地段，须考虑超前施作开挖掌子面与仰拱，严格控制仰拱、回填及二次衬砌各工序间的步距，严格按规范作业，尽早完成二次衬砌浇筑。(5)施工作业期间，值班

26、技术24小时值守，随时记录工作掌子面的情况，遇到问题，及时汇报，防止错过最佳处理时间。(6)进洞前，应对洞口段以及浅埋段的纵横断面进行测量，并绘制纵横断面图，确认浅埋情况，做到随时掌握洞顶覆岩土层的厚度，并据此调整支护参数和作业工序部署。(7)做好进出洞人员登记，严格进洞资格控制管理，减少不必要的损害发生。(8)做好应急预案，配备必备的抢险物资。二、隧道大变形施工对策及安全技术措施1 大变形风险等级归类V级施工区段大变形为高度的风险事件。2隧道大变形技术对策（1）隧道开挖后出现大变形的病害特点 隧道开挖后容易出现大变形的病害特点：A隧道支护变形量较大，沿隧道右侧拱部范围内出现纵向开裂；B施工面

27、不封闭时，几小时后围岩会沿微节理面及层理面产生松弛破裂，在拱顶、洞壁及掌子面会出现响声，且有围岩剥落掉块，开挖轮廓逐渐呈不规则状等现象，之后暴露面呈显出破碎/较破碎状态；C围岩应力释放缓慢，时间长，且具有突然大量释放的特点。使得锚喷支护变形开始不明显，继而突然开裂，变形发展较快；D隧道进口段与出口段的出现偏压不对称性、非均匀性，隧道开挖后出现变形。（2）控制变形的主要技术措施控制原则采用“加固围岩、改善变形、先柔后刚、先放后抗、变形留够、底部加强”的主动式控制原则。一是从提高围岩力学性能着手，主动加固围岩，使之承受一部分荷载；二是加长加密锚杆，使支护的荷载传入基岩深部；三是初期支护允许柔性变形

28、消耗围岩中储存的能量；四是预留足够的变形量防止初支侵入二衬；五是遇大变形时要增加钢筋对二衬进行加强；六是加强隧道底部结构。技术对策A在掘进施工中很有可能出现变形，为保证施工安全和质量，首先按设计图纸要求施工，做到短进尺，强支护，勤量测。及时施作小导管超前支护，如实掌握隧道围岩情况，根据超前探孔地质资料，上报设计院，变更施工方案。每循环进尺控制在60至100cm之内。开挖后，对掌子面及拱顶初喷封闭，并及时施作钢架，锚喷支护。钢架间距严格按设计要求施做，必要时缩小钢架间距，钢架连接板处设置锁脚钢管。系统锚杆交错布置于钢架两侧并与钢架焊接牢固，钢筋网片紧贴初喷面，纵环向搭接至少一个网格长度，加强支护，确保施工安全。仰拱紧跟掌子面，距离保持在40m以内，使初期支护尽早封闭成环。B隧道开挖后，现场技术员要立即对工程地质状况的观察，内容包括：工作面附近围岩岩性