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文档简介
1、新建衢州至宁德铁路浙江段标 叶山隧道施工阶段风险评估报告中交隧道工程局有限公司叶山隧道风险评估报告编制: 复核: 审核: 中交隧道局衢宁铁路浙江段(标)项目经理部 二一五年十一月叶山隧道风险评估报告一、编制依据1、中交隧道工程局有限公司制定的风险管理方针及策略:衢州至宁德铁路(浙江段) 标施工合同文件。中交隧道工程局有限公司铁路建设标准化管理指导书。上海铁路局铁路建设工程质量安全“红线”管理办法(上铁建函(2008)600号)。2、相关的国家和行业标准、规范及规定:铁路隧道风险评估与管理暂行规定铁建设2007200号;铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009);铁路隧道监控量测技
2、术规程(TB10121-2007);锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001);铁路隧道衬砌质量无损检测规程(TB10223-2004);铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10417-2003);铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008);铁路隧道防排水施工技术指南(TZ331-2009);铁路隧道辅助坑道技术规范(TB10109-95);铁路工程建设项目水土保持方案技术标准(TB10503-2005);铁路工程基本作业施工安全技术规程(TB10301-2009);铁路隧道设计规范(TB10003-2005);铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设2008105号);铁路建设工
3、程安全生产管理办法(铁建设2006179号);铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002);关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知(铁建设2010120号);二、隧道概况1、工程概况叶山隧道为单线隧道,建筑长度4395.53m,隧道长度4395.53m,进口隧道分界里程DK127+487.47,进口里程DK127+487.47,进口轨面设计标高295.888m,出口隧道分界里程DK131+883,出口里程DK131+883,出口轨面设计标高274.126m,隧道最大埋深约485.4m。主要技术标准:铁路等级:I级。正线数目:单线。速度目标值:新建单线地段160k
4、m/h。限制坡度:-3.512%,-5.1%。接触网:链型悬挂。牵引种类:电力。环境作用等级:T2的单线普通货物运输铁路。2、地貌特征 隧区属剥蚀低山地貌单元,地形起伏较大,自然坡度约20-45°。山坡植被发育,多为杂草,灌木,竹松,松树等,可见小溪沟分布,水量小,季节性变化显著,隧道出口山坡脚下有乡道,交通便利。3、地层岩性根据地质调查及钻探揭露,隧道区上覆第四系系残破积层(Q4 el +dl)粉质黏土,褐黄色、硬塑,主要成分为粉黏粒,层厚约0-2.7m,下伏基岩主要为侏罗系上统磨石山群大爽组(J3d)凝灰岩,1层凝灰岩全风化,灰褐色-褐黄色,原岩基本破坏,除适应矿物外已全部风化,
5、岩芯呈砂土状,遇水易软化。层厚起伏较大,层厚为2.7-16m。2层凝灰岩呈浅灰白色-黄褐色,弱风化,主要由石英、长石等矿物组成,凝灰结构,块状构造,节理裂隙发育,岩芯破碎,呈短柱状和块状,揭示层厚14-20m。3层凝灰岩灰白色-灰褐色,强风化,主要由石英、长石等矿物组成,凝灰结构,块状构造,岩体完整,岩芯多呈柱状,节长10-50cm,岩质坚硬,锤击声脆,局部节理裂隙发育,岩体较破碎。饱和单轴抗压强度Rc=50.58Mpa。围岩级别见下表:隧道围岩统计表围岩级别长度(m)百分比(%)级围岩357081.22级围岩2104.78级围岩3507.96级围岩265.536.04总计4395.534、地
6、质构造隧址区发育断层1条、节理密集带4条。介绍依次如下:断层F1与线路以36°夹角交于地表里程DK131+050附近,其产状为294°88°,倾向大里程,电法显示DK131+050附近存在低电阻率凹陷带,震探揭示DK131+035-055地层地震波速为2600m/s,破碎带及其影响带宽度约为20m,破碎带内岩体节理裂隙发育,岩体破碎。地下水为构造裂隙水,较发育。第一条节理密集带发育于(J3d)凝灰岩,大约与地表里程DK128+030-070段附近,地貌上大致走向沿沟谷和山坡边缘。破碎带宽度约40m,带内节理裂隙很发育,岩体破碎,地下水为构造裂隙水,较发育。第二条节
7、理密集带发育于(J3d)凝灰岩,大约与地表里程DK129+320-360段附近,地貌上大致走向沿沟谷和山坡边缘。破碎带宽度约40m,带内节理裂隙很发育,岩体破碎,地下水为构造裂隙水,较发育。第三条节理密集带发育于(J3d)凝灰岩,大约与地表里程DK130+730-770段附近,震探揭示该段地层地震波速为3050m/s。地貌上大致走向沿沟谷和山坡边缘。破碎带宽度约40m,带内节理裂隙很发育,岩体破碎,地下水为构造裂隙水,较发育。第四条节理密集带发育于(J3d)凝灰岩,大约与地表里程DK131+640-670段附近,电法显示该段低阻异常。地貌上大致走向沿山坡。破碎带宽度约30m,带内节理裂隙很发育
8、,岩体破碎,地下水为构造裂隙水,较发育。5、地震动参数根据中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2001),地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。6、水文特征6.1地表水隧址区地表径流发育,线路里程DK131+480左侧和右侧处距离线位最近190-220m,此处河床标高约202m,轨面标高276.181m,河流表水对洞身无影响。地表水主要补给来源为大气降水,径流为主要排泄方式。6.2地下水地下水类型组要存于风化物中的空隙水,岩体中的基岩裂隙水及构造裂隙水,主要赋存于基岩风化裂隙和构造裂隙中。其主要补给来源为地表水的渗透,向低洼处径流排泄。根据铁路混凝土结构耐久性
9、设计规范,结合附近工点地下水样分析结果,可对隧道环境侵水性做出评价:隧址地下水无侵蚀性,仅根据氯离子含量判定,无氯盐侵蚀性。隧址构造裂隙带涌水量预测表估算涌水量范围里程宽度(m)Qmaxq0围岩富水程度(m3/d)m3/(d.m)节理密集带1DK128+030DK128+070403619.01强富水节理密集带2DK129+320DK129+3604068817.2强富水节理密集带3DK130+730DK130+7704047111.77强富水F1断层DK131+020DK131+10080129016.13强富水F3断层DK131+460DK131+7402806232.22中等富水7、隧道
10、施工中的主要风险因素通过对隧道区水文地质、工程地质条件的综合分析,预测隧道施工中可能存在的主要风险因素为断层带、节理密集带、高地应力、高地温、火工品使用过程中引发的爆炸、施工用电等。隧址区未见滑坡、泥石流、危岩落石等不良地质现象。断层带:隧址区侏罗系上统磨石山群大爽组(J3d)凝灰岩段,围岩全-弱风化,岩层较破碎,地下水为基岩裂隙水,较发育,施工时易出现坍塌。断层带内成份为J3d弱风化岩,裂隙发育,岩体破碎,本隧址内断层属强富水区,施工时易出现坍塌。节理密集带:隧址区内节理密集带岩体较破碎,节理裂隙很发育,岩质坚硬,地下水主要为构造裂隙水,属强富水区,施工过程中可能出现隧顶围岩掉落。高地温:隧
11、址最大埋深为485.4m,根据隧址区埋深深度的不同,按铁路隧道施工规范(TB10204-2002)对顶,取28度的上限温度进行反算。根据上述估算,隧址区在DK128+640-DK129+060段地温超过规定值28度(隧址埋深范围内最高地温为30.76度),可能存在高地温危害,高地应力单隧道埋深大于289m时,DK128+390-DK129+940段为高应力区,开挖过程中可能发生岩爆洞壁,岩体有剥离和掉块现象,新生裂缝较多,成洞性差。8、气象特征本线所经地区沿线属亚热带湿润气候,总的特点是:温暖湿润,雨量充沛,四季分明,无霜期长,具有明显的山地立体气候特征。春季:春季回暖早,天气变化快,温度起伏
12、大,多阴雨、冰雹和大风天气。夏季:初夏梅雨期,雨量集中,暴雨次数多,常造成洪涝灾害,盛夏除偶有台风影响到局部雷阵雨外,以晴朗炎热天气为主,日照强,气温高,蒸发快,常有伏旱。秋季:秋雨期短,多秋高气爽天气、常有秋旱。冬季:西北季风盛行,寒冷干燥,北方寒潮南下,多霜冻和冰雪天气。三、风险评估程序和评估方法1、风险评估对象及目标评估对象:本次评估对象为叶山隧道。评估目标:通过风险评估工作,识别在施工阶段可能出现的安全、环境、工期、投资及第三方等各方风险。确定风险等级,并针对各风险因素提出风险处理措施,将各类风险降低到可接受水平,以达到保证施工安全保证建设工期、控制投资、提高效益的目的。下表为后果或损
13、失与评估目标关系表 。2、风险评估小组叶山隧道施工阶段风险评估由衢宁铁路(浙江段)标项目经理部负责组织,参与风险评估小组的人员是本项目有多年工作经验且对工程风险有足够认知的隧道、工程地质专业高级工程师和工程师组成。隧道风险评估与管理小组对隧道施工风险进行动态评估与管理。组 长:张修和副组长:王立广 刘林北 姚彬 组 员:王许峰 王允有 李尚卿 魏钊 徐言 刘汉杰 黄帅 马祝才 李金玮 曲景丽 黄泽玺 王维东3、风险评估小组的职责熟悉施工图纸,核对图纸与现场实际的相符情况。对风险管理相关人员进行培训。进行施工阶段的动态风险评估。制定计划和策略,确定风险评估对象及目标、风险等级标准和接受准则,收集
14、基本资料,提出风险识别和评价方法等。确定风险的来源并分类,建立适合的风险指标体系,提出风险指标体系和风险清单。根据风险评估结果提出相应的处理措施,报业主批准后实施。在施工期间对风险实时监测,定期反馈,随时与业主、设计、监理单位沟通。根据风险监测结果,调整风险处理措施。4、风险评估程序总体程序设计单位隧道主要安全风险点和应对措施设计 施工单位列出风险点清单、归类 制定风险控制方案及预防措施,建立风险管理台帐 编制隧道安全评估报告 专家评审 修改评估报告 基本程序在设计阶段的风险评估结果基础上,结合实施性施工组织设计,对隧道施工初始风险进行识别,形成风险清单表;对初始风险进行评价,对各个风险因素评
15、价其发生的概率和后果等级,并最终确定初始风险的等级;依据风险评价结果和风险接受准则,制定相应的方案和措施;对风险进行再评估,提出残留风险等级。上级单位对风险评估报告进行审定,并针对高度风险等级,组织专家组评审,形成隧道安全风险评审意见。根据上级部门意见及专家意见完善风险评估报告并执行。5、风险评估方法以设计图地质资料和施工图阶段风险评价结果为主线,综合运用核对表法、专家调查法、头脑风暴法等方法,对风险因素的发生概率和权重做出一个主观估计,然后通过专家委员会对评估报告进行评审,对隧道施工的风险等级及风险应对措施提出指导性意见。1.专家调查法:用函询的方式征求专家意见进行风险分析与预测的方法,一般
16、步骤为:项目基本信息和归纳的问题提供给专家;专家匿名提出意见;归纳专家意见,形成意见统计结果;反馈给专家,专家匿名再提出意见;重复多次后,将归纳总结的意见提供给决策者作为决策的依据;该方法采用归纳统计将大多数的意见和少数人的意见都包含在内,避免了一般归纳法不全面的弊端。2、头脑风暴法:借助于专家的经验,通过会议集思广益获取信息的一种直观的预测和识别方法。参加讨论的人员主要由风险分析专家、风险管理专家和相关专业人员组成。讨论前,讨论人员应对讨论主题有所准备;讨论过程中,轮流发言、各抒己见,不进行判断性评论,并尽量将发言的原话记录完整,发言者应核对记录中自己的发言内容;讨论结束后,与会者共同评价讨
17、论中的每一条意见;主持人对讨论意见进行总结,形成最总结论;3、核对表法:核对表法是在系统分析的基础上,找出所有可能存在的风险,然后以提问的方式将这些风险因素列成表格形式核对的一种方法,一般步骤为:将工程风险系统分解为若干子系统;运用事故树,找出引起风险时间的风险因素,作为检查表的基本检查项目;针对风险因素,查找有关控制标准或规范;根据风险因素的风险等级,依次列出风险清单;6、风险评估流程图施工阶段风险评估流程图见下图所示。 风险评估流程图四、风险评估内容1、风险指标体系叶山隧道风险指标体系见下表。叶山隧道风险评估指标体系项目阶段施工方法目标风险风险因素或风险事件施工阶段全
18、断面法、台阶法安全、工期投资、环境第三方断层破碎带节理密集带边仰坡塌滑高地温高地应力其他2、风险分级及接受标准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,分级标准和风险接受准则参照铁路隧道风险评估与管理暂行规定分别见下列表格。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40.0030.030.01偶然30.00030.0030.001不可能2<0.00030.0001很不可能1注:(1)当概率值难以取得时,可用频率代替概率。(2)中心值代表所给区间的对数平均值。经济损失等级标准后果定性描述灾难性的很
19、严重的严重的较大的轻微的后果等级54321经济损失(万元)>1000300100010030030100<30注:(1)“”含义为包括上限值而不包括下限值,以下各表均同。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<F9或SI>101F2或1<SI10SI=1或1<MI10MI=1注: F=死亡人数 SI=重伤 MI=轻伤工期延误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延误时间1(控制工期工程)(月/单一事故)>101100.110.010.1<0
20、.01延误时间2(非控制工期工程)(月/单一事故)>24624260.52<0.5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”含义为在施工工期内可以消除;“长期的”含义在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。风险等级标准 后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不可能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风险接
21、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。3、风险源识别及风险分析风险源识别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;通过对设计资料、施工图、现场实际揭示的地质状况以及现有的施工组织综合分析认为,叶山隧道风险因素达10余项。
22、通过采用矩阵法、头脑风暴法等综合方法,初步辨识和评价出叶山隧道的主要安全风险事件共5项,即:坍塌、掉块、岩爆、涌水、边仰坡塌滑。其他风险事件为交通事故、用电事故、火灾事故和爆炸事故。相关风险因素分析见表1、2、3。表1施工阶段风险因素核对表风险事件风险因素坍塌掉块岩爆涌水边仰坡塌滑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掌子面减压措施应力释放措施地下水处理爆破方法开挖情况隧道超挖情况进洞落底断面变化或工法转换处施工期防排水注浆堵水措施排水措施降水措施支护及衬砌情况支护刚度超前支护预注浆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防护情况机械设备防护人员防护监控量测水量水压掌子
23、面稳定情况测量器材及布置量测频率规范要求监测项目监控量测制度信息反馈处理施工管理隧道特征其他通风、火源控制注:下表中打“”表示该风险因素对风险事件有影响,以下表同 表2隧道洞口段施工风险因素核对表风险事件风险因素边仰坡塌滑边仰坡落石其他施工准备情况施工地质勘察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碴堆放施工期防排水排水措施降水措施支护情况支护强度支护形式监控量测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信息反馈及处理施工管理隧道特征开挖跨度开挖深度表3交通、用电、火灾、爆炸等其他风险因素核对表风险事件风险因素交通事故主要有:司机、运输设备、交通管理、道路
24、状况、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、设备状况、用电管理等火灾事故主要有:火源及传播途径、消防教育、消防措施、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、使用等隧道风险清单表隧道风险清单表风险清单表编号日期隧道名称叶山隧道审核阶段施工阶段序号风险事件风险产生的原因类别后果备注1坍塌岩体坚硬,全风化,节理裂隙较发育,区域内强富水G可能引发一般、较大、重大安全事故2掉块节理密集带,构造裂隙水较发育,岩体较破碎等G可能引发一般、较大、重大安全事故3岩爆高地应力,岩体剥离,新生裂缝较多G可能引发特别重大事故或灾难4涌水地下水为构造裂隙水,较发育,强富水区G可
25、能引发一般、较大、重大安全事故5边仰坡塌滑边仰坡岩体较破碎,施工扰动S可能引发一般、较大、重大安全事故注:表中“类别”分别为地质因素(G)和施工因素(S)4、风险评估记录通过风险分析,对叶山隧道各段落中存在的初始风险评价结果、残留风险评价结果、隧道风险对策措施见下表中交隧道工程局有限公司 35 叶山隧道风险评估及对策措施表序号名称起讫里程长度围岩级别风险事件成因初始风险风险处理措施残余风险残余风险处理措施其实里程终止里程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叶山隧道DK127+487.47DK127+496.479.00 坍塌隧址表层为粉质黏土,褐红褐黄色,硬塑,厚越2.7m,下伏
26、基岩主要为侏罗纪上统大爽组凝灰岩,灰白色青灰色,全弱风化,全风化层呈砂土状,厚约6.5m,强风化层岩体较破碎。厚约1.4m,其下层为弱风化层,岩质坚硬,节理裂隙较发育,岩体较完整较破碎,地下水主要为基岩裂隙水,较发育,施工时需加强适当防护及排水措施33高度明挖法,边仰坡采用锚喷网,做好截排水措施22中度加强基坑监测,及时施作边坡防护和洞门结构2DK127+496.47DK127+5058.53 坍塌33高度超前地质预报,108长管棚,三台阶临时仰拱法22中度加强监控量测及施工超前地质预报,及时施作支护结构加强监控量测及施工超前地质预报,及时施作支护结构加强监控量测及施工超前地质预报,及时施作支
27、护结构加强监控量测及施工超前地质预报,及时施作支护结构3DK127+505DK127+512.477.47 坍塌33高度超前地质预报,108长管棚,台阶法22中度4DK127+512.47DK127+53017.53 坍塌33高度超前地质预报,42小导管,台阶法22中度5DK127+530DK127+55020.00 掉块洞身围岩主要为凝灰岩,弱风化,岩质坚硬,节理裂隙不发育较发育,岩体较完整,地下水不发育32中度全断面法21低度6DK127+550DK127+58030.00 掉块32中度21低度7DK127+580DK128+030450.00 掉块32中度21低度8DK128+030DK
28、128+07040.00 掉块节理密集带,岩体较破碎,节理裂隙很发育,岩质坚硬,地下水主要为地下构造裂隙水,预测单位长度最大涌水量约为9.01m3/d/m,属强富水区,施工中需加强支档防护及防排水措施32中度全断面法21低度9DK128+070DK129+320250.00 掉块洞身围岩主要为凝灰岩,弱风化,岩质坚硬,节理裂隙不发育较发育,岩体较完整,地下水不发育,其中DK128+640-DK129+060可能存在地温危害,施工时采用相应降温,洒水及通风系统,并备好必要的排水、通风设备,其中DK128+640-DK129+060为高地应力区,可能发生岩爆,开挖过程中需加强监测及相应的防护措施3
29、2中度全断面法21低度10DK129+320DK129+36040.00 掉块节理密集带,岩体较破碎,节理裂隙发育,岩质坚硬,地下水主要为构造裂隙水,预测单位长度最大涌水量约为17.2m3/d/m,属强富水区,施工中需加强支档防护及防排水措施,本段为高地应力区,可能发生岩爆,开挖过程中需加强监测及相应的防护措施32中度全断面法21低度11DK129+360DK130+730370.00 掉块洞身围岩主要为凝灰岩,弱风化,岩质坚硬,节理裂隙不发育较发育,岩体较完整,地下水不发育,其中DK128+640-DK129+060为高地应力区,可能发生岩爆,开挖过程中需加强监测及相应的防护措施32中度全断
30、面法21低度12DK130+730DK130+77040.00 掉块节理密集带,岩体较破碎,节理裂隙发育,岩质坚硬,地下水主要为构造裂隙水,预测单位长度最大涌水量约为11.77m3/d/m,属强富水区,施工中需加强支档防护及防排水措施32中度全断面法21低度13DK130+770DK131+030260.00 坍塌洞身围岩主要为凝灰岩,弱风化,岩质坚硬,节理裂隙不发育较发育,岩体较完整,地下水不发育33高度全断面法22中度14DK131+030DK131+0355.00 掉块32中度全断面法21低度15DK131+035DK131+05015.00 掉块32中度超前地质预报,42小导管,台阶法
31、21低度16DK131+050DK131+08030.00 坍塌综合区城地质资料及物探成果资料分析,推断为断层及其影响带。该断层产状298°88°,与线路夹角约36°,断层内成份为弱风化凝灰岩,裂隙发育,岩体破碎,地下水主要为构造裂隙水,预测单位长度最大涌水量约为16.14m3/d/m,属强富水区,施工中需加强支档防护及防排水措施33高度超前地质预报,42小导管,3m径向注浆,台阶法22中度17DK131+080DK131+10020.00 掉块洞身围岩主要为凝灰岩,弱风化,岩质坚硬,节理裂隙不发育较发育,岩体较完整,地下水不发育32中度超前地质预报,42小导管,
32、台阶法21低度18DK131+100DK131+16060.00 掉块32中度全断面法21低度19DK131+160DK131+400240.00 掉块32中度全断面法21低度20DK131+400DK131+46060.00 掉块32中度全断面法21低度21DK131+460DK131+50040.00 坍塌33高度超前地质预报,42小导管,台阶法22中度22DK131+500DK131+56060.00 坍塌33高度超前地质预报,42小导管,台阶法22中度23DK131+560DK131+62060.00 坍塌33高度超前地质预报,42小导管,台阶法22中度24DK131+620DK131
33、+70080.00 坍塌33高度超前地质预报,42小导管,台阶法22中度25DK131+700DK131+74040.00 坍塌33高度超前地质预报,42小导管,台阶法22中度26DK131+740DK131+80060.00 掉块出口段,浅埋段及节理密集带,表层为侏罗纪上统大爽组凝灰岩,全风化层呈砂土状,遇水易软化,厚约16m,强风化岩体较破碎,厚约20m,其下为弱风化层,节理裂隙较发育,岩体较破碎,岩质较硬。其中DK131+640670段为节理密集带及其影响带,节理裂隙很发育,岩体较破碎。地下水主要为构造裂隙水,预测单位长度最大涌水量约为2.22m3/d/m,属中等富水区,施工中需加强支档
34、防护及防排水措施32中度超前地质预报,42小导管,全断面法21低度27DK131+800DK131+83030.00 坍塌33高度超前地质预报,42小导管,台阶法22中度28DK131+830DK131+86939.00 坍塌33高度超前地质预报,108长管棚,三台阶临时仰拱法22中度29DK131+869DK131+88314.00 坍塌33高度明挖法,边仰坡采用锚喷网,做好截排水措施22中度加强基坑监测,及时施作边坡防护和洞门结构5、风险源汇总根据地勘报告及现场观测,我项目初步评定叶山隧道存在的风险源有:高地温、高应力、节理破碎带、断层密集带、强富水。以上危险源可能产生的危险事件有:岩爆、
35、掉块、坍塌,涌水、边仰坡塌滑等主要危险事件。隧道施工过程中还伴随着机械伤害、触电、高空坠落、物体打击、运输伤害等危险事件。五、风险对策措施及建议1、坍塌风险控制严格按“预探支、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测,步步为营,稳步前进”的原则组织施工。选择合理的开挖方法,根据隧道围岩等级可选择全断面法、台阶法,三台阶加临时仰拱法等。易坍塌段可采用超前支护措施,采用42小导管进行超前支护后再开挖。施工到断层破碎带时,隧道开挖前采用径向注浆加固围岩,待浆液凝固与围岩固结成整体,稳定性得到提升再行开挖。合理布置爆破孔位,计算最适合装药量,尽量在保证开挖的情况下,减少对隧道周围围岩的扰动。开挖
36、后及时支护,尽量在最短的期间内封闭成环,保证支护强度,预防隧道坍塌。采用台阶法开挖时,及时跟进中、下台阶、仰拱及二衬,确保隧道未封闭区域安全,严格控制台阶法施工中各工序的施工质量,确保支护结构受力稳定,不偏压、不位移、不沉降等。易坍塌段可采取增加环向支撑和竖向支撑以及扇形支撑。加密监测频率及加密量测断面,及时监测洞内沉降及收敛情况。2、掉块风险控制开挖后及时清除易掉落危石,清除危石确认安全后方可进行下道工序施工。对于涌水量较大的施工区域,及时进行排水,防止流水量过大,对洞顶围岩有扰动。在断层破碎带及节理密集带施工时,随时注意开挖后未支护段围岩情况,发现易掉落危石及时清理。本隧道存在高应力区域,
37、高应力区域极易发生岩爆危险,岩爆可能造成隧道内围岩掉落,针对此现象可在施工前对隧道进行洒水降低应力。3、边仰坡塌滑风险控制措施洞口边仰坡施工前,应优先制定专项方案,对危岩进行排除。开挖前,先在洞口边仰坡开挖线外布置观测点,严密观测洞顶围岩变化。观测点应布置在仰坡顶510m范围,间距每5m一个。还应根据岩层走向、厚度、顶部位置具体设置,应保证能观测到顺层岩体的位置变化。根据观测数据,分析洞顶围岩变化,当洞顶沉降出现突变,产生较大的横向、竖向位移时,应实地观察洞顶地表有无出现裂缝,并加强观测。如果观测数据有继续加大,裂缝宽度变大或者数量增多,则洞口可能出现滑坡失稳,需要停止进洞进行处理。对局部孤石
38、清除,边仰坡设置锚杆及钢筋网进行防护及地表注浆处理。如不能有效排除风险时,须采取削减风险措施。项目部可以制定针对性的施工方案,对其进行支护加固,同时将危岩落石列为重大危险源进行监控管理。4、涌水风险控制措施本隧道发育1条断层带,4处节理密集带,断层内围岩胶结较差,导水性及富水性好。根据设计文件中关于隧道防、排水构造设计资料对隧道可能出现涌水地段的涌水量大小、补给方式、变化规律及水质成分等进行详细调查、钻深及预报,结合工程实际情况因地制宜,选择既经济合理,又能确保围岩稳定,并保护环境的治水方案,亦应便于初期支护的施工,其具体的各种防治方法简要介绍如下:处理隧道施工中涌水辅助施工方法a.采取超前钻
39、孔或采用辅助坑道排水;b.采取超前小导管预注浆法堵水、止水;c.采取超前固岩预注浆堵水。采用辅助坑道排水施工要求a.辅助坑道应和正洞平行或接近平行;b.辅助坑道底标高应低于正洞底标高;c.辅助坑道应超前正洞1020m,至少应超前12个循环进尺。采用超前钻孔排水技术要求a.应使用轻型探水钻机或凿岩机钻孔;b.钻孔孔位(孔底)应在水流的上方,钻孔时孔口应有保护装置,以防人身及机械事故;c.采取排水措施保证钻孔排出的水迅速排出洞外;d.超前钻孔底应超前开挖面12个循环进尺。超前围岩预注浆堵水施工a.注浆段的长度应根据地质条件、涌水量、机具设备能力等因素确定,一般宜在3050m之间;隧道深在50m以内
40、可用地面预注浆;b.钻孔及注浆顺序,应有外圈向内圈进行,在同一圈钻孔应间隔施工;c.浆液宜采用水泥浆或水泥水玻璃浆液。隧道埋深大于50m时,应采用开挖面预注浆堵水。5、岩爆风险控制措施改善围岩物理力学性能 在掌子面和洞壁喷撤水或钻孔高压注水,以减释围岩应力。因为撤、注水可以降低岩体的强度,提高岩体的塑性变形能力;注水的楔劈作用可以产生新的张裂隙并使原有裂隙继续扩展,从而可降低岩体储存弹性应变能的能力。改善围岩应力条件 在可能发生岩爆的部位采取卸载钻孔、松动爆破或震动爆破使岩体应力降低,使能量在开挖前释放,这是一种主动积极的措施,但要注意其容易引起的围岩失稳或超挖问题。超前应力解除法是一种治理岩
41、爆效果较好的方法,主要措施是在从掌子面起,向前方打超前斜孔,在离洞壁一定的安全距离H(一般H=0.30.5D),用钻孔爆破的方法形成一个宽度为的人工破碎带,如图所示,以达到降低切向应力的目的。超前应力解除示意图采用合理的开挖方式和顺序岩爆地段开挖宜短进尺,多循环,减小药量,特别要控制好光爆效果,以减少围岩表层应力集中现象。轻微、中等岩爆段尽可能采用全断面一次开挖成型的施工方法,以减少对围岩的扰动。强烈岩爆地段必要时也可以采用台阶法开挖,以降低岩爆破坏程度,但在施工中应尽量减少爆破振动触发连锁性岩爆的可能性。对于地下洞室群的开挖,通过施工顺序的优化,可以降低围岩的能量释放率,达到控制岩爆发生的目
42、的。合理的围岩支护和加固措施有岩爆危险的地下工程的支护系统除了具有常规支护系统的特点外,还应该具有以下特点:(1)具有较高的承载能力,即支护体系的屈服强度较大(远超过静态平衡所需强度);(2)支护系统对开挖面的表面覆盖率高,因为岩爆的发生具体方位难以确定;(3)支护系统破坏前允许的岩体位移较大,即吸收岩体释放的动能大,故采用柔性支护,可防止支护过早破坏。从我国的工程实例来看,目前采取的支护加固措施主要有:(1)喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固;(2)钢筋网加固;锚杆、锚索加固;(3)格栅、钢支架加固;(4)以上各方法的联合支护。我们可以根据预计可能发生的岩爆强度,选择相应的支护加固方案。6、综合风险控制措施落实超前地质预测预报工作隧道施工时,应通过综合超前地质预报手段探明掌子面前方地质条件,以便采取有效的施工措施,避免施工突发灾害的发生。充分重视及利用超前平导对正洞地质的反馈信息,开挖后做好相关地质工作,指导对应位置处正洞施工措施及支护参数。做好工程保险按投标文件要求及项目管理要求,工程保险有关费用已包含在总风险包干费内,为降低风险,施工前必须做好有关保险工作。实施监控量测工作,及时反馈施工情况,验证设计和预防风险事件在施工过程中,应按照设计文件中的监控量测要求对洞内围岩和支护结构的
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