新建合肥至福州铁路安徽段站前四标子谦山隧道风险评估工作实施细则

1、新建合肥至福州铁路安徽段站前四标子谦山隧道工程风险评估工作实施细则 (编号：FA-2010-015)中铁二十四局合福铁路安徽段站前四标项目经理部二O一O年八月新建合肥至福州铁路安徽段站前四标子谦山隧道工程风险评估工作实施细则 (编号：FA-2010-015) _复核：_审批：_中铁二十四局合福铁路安徽段站前四标项目经理部二O一O年八月目录 TOC h z t 标1,1,标2,2,标3,3 HYPERLINK l _Toc272073817 1. 编制依据 PAGEREF _Toc272073817 h 1 HYPERLINK l _Toc272073818 2. 风险评估总则 PAGEREF

2、_Toc272073818 h 1 HYPERLINK l _Toc272073819 3. 隧道概况 PAGEREF _Toc272073819 h 2 HYPERLINK l _Toc272073820 3.1 设计概况 PAGEREF _Toc272073820 h 2 HYPERLINK l _Toc272073821 3.2 线路概况 PAGEREF _Toc272073821 h 2 HYPERLINK l _Toc272073822 3.3 主要技术标准 PAGEREF _Toc272073822 h 2 HYPERLINK l _Toc272073823 3.4 工程特点及重难

3、点 PAGEREF _Toc272073823 h 3 HYPERLINK l _Toc272073824 4. 工程地质和水文特征 PAGEREF _Toc272073824 h 3 HYPERLINK l _Toc272073825 4.1 自然特征 PAGEREF _Toc272073825 h 3 HYPERLINK l _Toc272073826 4.2 工程地质及水文地质 PAGEREF _Toc272073826 h 3 HYPERLINK l _Toc272073827 5. 风险评估程序和评估方法 PAGEREF _Toc272073827 h 4 HYPERLINK l _

4、Toc272073828 5.1 评估程序 PAGEREF _Toc272073828 h 4 HYPERLINK l _Toc272073829 5.2 评估方法 PAGEREF _Toc272073829 h 4 HYPERLINK l _Toc272073830 PAGEREF _Toc272073830 h 5 HYPERLINK l _Toc272073831 6. 风险评估内容 PAGEREF _Toc272073831 h 5 HYPERLINK l _Toc272073832 6.1 风险指标体系 PAGEREF _Toc272073832 h 6 HYPERLINK l _T

5、oc272073833 6.2 风险因素核对 PAGEREF _Toc272073833 h 6 HYPERLINK l _Toc272073834 6.3 风险分级及接受标准 PAGEREF _Toc272073834 h 6 HYPERLINK l _Toc272073835 6.4 初始风险等级表 PAGEREF _Toc272073835 h 8 HYPERLINK l _Toc272073836 6.4.1 正洞分段风险识别 PAGEREF _Toc272073836 h 8 HYPERLINK l _Toc272073837 6.4.2 正洞初始风险等级 PAGEREF _Toc2

6、72073837 h 9 HYPERLINK l _Toc272073838 6.5 风险识别及降低风险的对策 PAGEREF _Toc272073838 h 11 HYPERLINK l _Toc272073839 6.5.1 安全风险目标 PAGEREF _Toc272073839 h 11 HYPERLINK l _Toc272073840 6.5.2 投资风险目标 PAGEREF _Toc272073840 h 11 HYPERLINK l _Toc272073841 6.5.3 工期风险目标 PAGEREF _Toc272073841 h 11 HYPERLINK l _Toc272

7、073842 6.5.4 其它目标风险 PAGEREF _Toc272073842 h 12 HYPERLINK l _Toc272073843 6.6 降低风险的对策 PAGEREF _Toc272073843 h 12 HYPERLINK l _Toc272073844 6.6.1 主要的风险因素和风险事件 PAGEREF _Toc272073844 h 12 HYPERLINK l _Toc272073845 6.6.2 风险对策 PAGEREF _Toc272073845 h 12 HYPERLINK l _Toc272073846 6.7 残余风险等级表 PAGEREF _Toc27

8、2073846 h 12子谦山隧道工程风险评估工作实施细则1. 编制依据(1) 关于印发加强铁路隧道工程安全工作的若干意见的通知(铁建设【2007】102号)(2) 铁路隧道风险评估与管理暂行规定(铁建设【2007】200号)(3) 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【2010】120号)2. 风险评估总则(1) 风险评估对推进技术进步，保证工程安全、质量，降低工程成本都起着重要作用。为加强子谦山隧道风险评估工作，提高工程管理水平，特制订本细则。(2) 风险评估的管理除执行本细则之外，还应遵守国家有关法律、法规以及现行标准、规范、规程。(3) 必须加强对

9、工程风险评估的组织领导，建立健全相关机构，配备必要的人员、设备，满足环境要求，认真做好风险评估工作。(4) 本细则所指的风险评估是指在工程实施直至竣工验收和工程缺陷责任期的全过程中，根据设计、施工技术要求、技术标准和有关规程、规范对工程的风险评估工作。风险评估是安全、质量控制的主要内容之一。(5) 风险评估的对象及目标任务 = 1 * GB3 评估对象：新建合福铁路客运专线子谦山隧道施工过程中可能出现的对安全、环境、投资、工期及第三方等各方面的风险。 = 2 * GB3 评估目标：通过对各种风险进行评估，提出风险因素等级，采取合理的设计措施将风险因素降低到可接受的水平。 = 3 * GB3 通

10、过风险评估，保证隧道工程施工的安全、质量。 = 4 * GB3 优化设计和合理选用各种施工工艺等。 = 5 * GB3 结合工程开展新材料、新技术、新工艺、新设备的研究，并积极组织或参与推广工作，以推进隧道施工的技术进步。 = 6 * GB3 为科研、设计、施工及工程竣工提供资料及技术数据。 = 7 * GB3 及时收集与组织贯彻国家和行业有关法规、标准、规范和规定。(6) 建立健全管理制度，成立风险管理、监督领导小组，使风险评估工作对安全、质量真正起到控制、监督作用。3. 隧道概况 设计概况子谦山隧道工程全长3820m，隧道进出口施工里程为：DK156+869DK160+689。隧道位于直线

11、上，隧道纵坡设置为“人字坡”，坡长为489 m。洞身最大埋深约312.5 m，最小埋深约5 m。主要围岩为级48 m、 级1215m、级1785m、级772m；本隧道从DK159+891DK160+509段设置圆曲线型竖曲线，竖曲线半径为30000m。 线路概况子谦山隧道工程全长3820m，隧道进出口施工里程分别为：DK156+869、DK160+689。隧线分界分别为：DK156+869、DK160+689。隧道洞内设置双侧侧沟与600mm中心管沟以及双侧电缆槽；电力电缆槽位于边墙侧，通信信号电缆槽采用合槽方式置于道床侧。隧道内设置综合洞14处，照明变电洞室1处，其中通信区间直放站洞室3处，

12、综合洞室内预留余长电缆腔，洞室沿隧道两侧交错布置，洞室间距为500m。隧道位于直线上，隧道纵坡设置为“人字坡”，坡长为489 m。洞身最大埋深约312.5 m，最小埋深约5 m。主要围岩为级48 m、 级1215m、级1785m、级772m；本隧道从DK159+891DK160+509段设置圆曲线型竖曲线，竖曲线半径为30000m。3.3 主要技术标准铁路等级：客运专线；正线数目：双线；正线线间距：5m；最小曲线半径：4000m；最大坡度： 20；机车类型：电动车组；列车运行方式：自动控制；行车指挥方式：综合调度集中；轨道类型：无碴轨道；隧道防水等级：一级；工程主体结构设计基准期：100年。3

13、.4 工程特点及重难点本隧道围岩级别主要为IV、V级，在进口段为岩溶发育地段，共穿过有四个断层，裂隙发育较破碎，且为强富水段，所以本隧道特点为围岩级低，支护难度大，特殊地质多，安全风险高。重难点为穿越岩溶地段施工防突水、涌泥，岩溶隧道衬砌、断层破碎带施工防塌方、光面爆破、超前地质预报等。4. 工程地质和水文特征 自然特征隧道所处区域属亚热带季风气候区，阳光充足，四季分明，降雨丰沛集中，梅雨显著，无霜期长，寒雪期短；多年平均降雨量1500mm，全年最大降雨达2294mm；多年平均气温16.5，年极端最高气温40.6，最低气温-15.6，平均无霜期240天；平均相对湿度77。隧道地区属中低山地貌，

14、为构造剥蚀山地，地势起伏很大，山体自然坡度一般为4060，植被非常发育，松树、竹林、灌木杂草丛生。地下水类型主要为基岩裂隙水、岩溶水。基岩裂隙水主要赋存于低山丘陵区岩石的层间裂隙、风化裂隙以及构造裂隙中，主要接受大气降水的补给，以泉的形式出露排泄。层间裂隙以及风化裂隙地下水一般水量不大，多为潜水；在基岩构造盆地、断层破碎带、节理裂隙很发育带、侵入岩接触带、褶皱核部裂隙密集带及揉皱强烈发育带等储水构造中。岩溶水地下水类型主要为潜水和承压水，赋存并循环于沿线寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系等可溶岩的溶洞、溶腔和裂隙中，呈脉状及带状分布，水量丰富，尤其河谷地段及构造破碎带岩溶发育剧烈，水量较大

15、。 工程地质及水文地质围岩级别为围岩级别为级1215m、级1785m、级772m，级48 m。分布的地层主要为三叠系下统灰岩、二迭系上统灰黑色泥质页岩及粉砂质细砂岩、页岩，二叠系下统灰岩，石炭系中上统灰岩，泥盆系上统石英砂岩，志留系上统泥质页岩、粉砂质页岩及泥质粉砂岩，志留系中统粉砂岩，志留系下统泥质粉砂岩，燕山晚期花岗长斑岩，地表广泛分布第四系坡残积层。岩溶段630 m：影响段DK156+869DK157+500，该段岩溶为弱中等发育。断层4处：F1断层于DK157+517与线路呈81斜交，两盘接触处为破碎带，角砾岩及裂隙发育，其对隧道影响宽度约1530 m；F2断层于DK157+745与线

16、路呈75斜交，两盘接触处为破碎带，宽度约24 m，其对隧道影响宽度约1030 m；F3断层于DK158+265与线路呈61斜交，两盘接触处为破碎带，宽度约45 m，其对隧道影响宽度约2030 m；F4断层于DK159+310与线路呈69斜交，两盘接触处为破碎带，角砾岩及裂隙发育，其对隧道影响宽度约2030 m。(m3/天/米)(m3/天/米)(m3/天/米)(m3/天/米)(m3/天/米)(m3/天/米)，为强富水段。5. 风险评估程序和评估方法 评估程序(1) 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；(2) 分析各风险因素的影响程度(权重)，并进行多风险因素综合影响

17、分析；(3) 提出风险等级；(4) 根据评价结果制定相应的方案或措施；(5) 对风险进行再评价，提出残留风险。 评估方法风险估计和评价可采用专家调查法、风险矩阵法、层次分析法、故障树法、模糊综合评估法、蒙特卡罗法、敏感性分析法等方法。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，可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，然后通过专家委员会对评估报告进行评审，对子谦山隧道的风险等级及风险应对措施提出指导性意见。风险评估流程开始预设计检查勘察资料对初始风险因素进行识别对初始风险因素进行评估确定降低初始风险水平的主要措施评估设计措施

18、对风险的减轻程度风险水平是否可接受风险接受准则不能接受可以接受预设计结束残留风险图1 风险评估流程图6. 风险评估内容 风险指标体系子谦山隧道风险指标体系见表2。表2 子谦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初步设计阶段施工图设计阶段新奥法安全、工期投资、环境第三方塌方突发涌水进出洞风险其他6.2 风险因素核对子谦山隧道施工风险因素核对表见表3。表3 子谦山隧道施工风险因素核对表 风险事件风险因素 塌方大变形地表水流失洞口失稳其他地形偏压地质岩性黄土含碎石黄土坡洪积层中更新统洪积层奥陶系下统(O2)石灰岩岩石节理设计情况常规设计表4 子谦山隧道施工风险因素核对表风险

19、事件风险因素 塌方突泥突水大变形地表水流失洞口失稳其他设计情况特殊设计监控量测设计隧道断面长度埋深其他注：其中打“”表示该风险因素对风险事件有影响。 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，分别见表512。铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施见表5。表5 概率等级标准概率范围中心值概率等级描述概率等级1很可能5可能4偶然3不可能2很不可能1表6 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)100030010001003003010092101F2或1SI10SI=1或11011

20、00.11延误时间2(非控制工期工程)(月/单一事故)24624260.52表9 相对等级标准 后果定性描述灾难性的很严重的严重的较大的轻微的相对经济损失()10310130.11104101.54第三方相对经济损失(%)10310130.510.5 表10 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。表11 风险等级标准 后果等级概率等级轻微的较大的严

21、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表12 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，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(ALARP准则)。极高不可接受此类风险最大，必须高度重视，一般应规避，否则要不惜代价将降低风险至少降低到不期望的程度。 初始风险等级表 正洞分段风险识别(1) 当隧道通过

22、的地层主要为第四系上更新统坡洪积层(Q3dl+pl)新黄土、中更新统洪积层(Q2pl)老黄土时，新黄土呈黄褐色，坚硬硬塑，孔隙发育，含少量的钙质结构，下伏老黄土，棕红色、黄褐色，硬塑，含少量钙质结核和洪积碎石类土。雨季会有少量第四系孔隙潜水，在土石分界处，潜水汇集，有突发涌水的可能。在围岩级别变化接触接线处易发生大变形和塌方等施工安全事故。存在的风险主要为塌方，突发涌水。(2) 当隧道通过的地层主要为奥陶系中统地层(O2)，老黄土，黄褐色，坚硬硬塑，含少量的钙质结构和破碎碎石类土时，下伏石灰岩，青灰色，强弱风化，节理很发育，岩体很破碎，成块石、碎石镶嵌结构。受地质作用的影响，该段围岩构造、风化

23、成因的多种结构面较发育，岩石破碎，在围岩级别变化接触接线处易发生大变形和塌方等施工安全事故。存在的风险主要为塌方、大变形，该段含少量的岩溶裂隙水，发生突发涌水的可能性很小。(3) 当隧道通过的地层主要为奥陶系中统地层(O2)，洞身分布灰岩，弱风化，节理较发育，岩体呈大块状砌体结构，中厚层状，局部岩体破碎，岩层呈水平走向，易脱落、塌方时。受地质作用的影响，该段围岩构造、风化成因的多种结构面较发育，岩体破碎，易发生大变形和塌方等施工安全事故。存在的风险主要为塌方，该段含少量的岩溶裂隙水，发生突发涌水的可能性很小。(4) 当隧道通过的地层主要为第四系上更新统坡洪积层(Q3dl+pl)新黄土、中更新统

24、洪积层(Q2pl)老黄土，新黄土呈黄褐色，棕褐色，坚硬硬塑，孔隙发育，含少量的钙质结构，下伏老黄土，黄褐色，坚硬硬塑，含少量钙质结核和坡积碎石类土时。雨季会有少量第四系孔隙潜水，在土石分界处，潜水汇集，有突发涌水的可能。在围岩级别变化接触接线处易发生大变形和塌方等施工安全事故。存在的风险主要为塌方，突发涌水。 正洞初始风险等级通过对子谦山隧道的地层岩性、工程性质、地质构造、水文地质及特殊地质进行详细分析后，统计出了子谦山隧道在不采取任何特殊措施的情况下的目标风险等级(初始风险)。详见汇总表13。表13 子谦山隧道正洞初始风险等级表初始风险等级表编号日期隧道名称子谦山隧道审核阶段序号风险因素风险

25、事件A(安全)B(投资)C(工期)D(环境)E(地表水第三方)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黄土塌方32中度32中度32中度2含碎石黄土大变形32高度31中度31中度3坡洪积层大变形32高度33高度33高度4岩石节理涌水31中度33高度32中度5岩溶涌水11低度21低度11低度6隧道特殊设计大变形31中度33高度33高度7隧道监控量测设计大变形31中度32中度32中度8隧道断面大变形32高度31中度31中度9隧道长度塌方32高度31中度31中度10隧道埋深大变形32高度31中度31中度11隧道类型塌方3

26、2高度31中度31中度12隧道长度大变形31中度31中度31中度13隧道位置塌方22中度31中度31中度14隧道坡度大变形31中度31中度31中度15隧道断面大小塌方32高度31中度31中度 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”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“中度”的风险事件研究对策。 安全风险目标对风险目标A(安全)的风险等级进行统计后显示，隧道内发生较大涌水和塌方，对隧道的安全施工造成威胁。位于贫水区的地层主要为新黄土、老黄土，发生大变形、塌方等事件后，会造成风险等级为“高度”的风险事件。位于奥陶系中统(O2)石灰岩，岩体很破碎

27、，发生塌方等事件后，会造成风险等级为“高度”的风险事件。发生大变形的事件后，会造成风险等级为“中度”的风险事件。在隧道洞身段，发生塌方、大变形后会造成风险等级为“高度”的风险事件。隧道洞口的第四系上更新统坡洪积层新黄土、老黄土地层发生洞门坍塌、水土流失的事件后，会造成风险等级为“中度”的风险事件。 投资风险目标对风险目标B(投资)的风险等级进行统计后显示，隧道内发生突发涌水、塌方和大变形是主要风险，对隧道的投资影响很大。位于主要为新黄土、老黄土的地层，发生大变形、塌方等事件后，会造成风险等级为“高度”的风险事件。位于主要为奥陶系中统(O2)石灰岩的地层，岩体很破碎，发生塌方等事件后，会造成风险

28、等级为“高度”的风险事件。发生大变形的事件后，会造成风险等级为“中度”的风险事件。在隧道洞身段，发生塌方、大变形后会造成风险等级为“高度”的风险事件。隧道洞口的第四系上更新统坡洪积层新黄土、老黄土地层发生洞门坍塌、水土流失的事件后，会造成风险等级为“中度”的风险事件。 工期风险目标位于主要为新黄土、老黄土的地层，发生大变形、塌方等事件后，会造成风险等级为“高度”的风险事件。位于主要为奥陶系中统(O2)石灰岩的地层，岩体很破碎，发生塌方等事件后，会造成风险等级为“高度”的风险事件。发生大变形的事件后，会造成风险等级为“中度”的风险事件。在隧道洞身段，发生塌方、大变形后会造成风险等级为“高度”的风险事件。隧道洞口的第四系上更新统坡洪积层新黄土、老黄土地层发生洞门坍塌、水土流失的事件后，会造成风险等级为“中度”的风险事件。 其它目标风险隧道施工对环境造成的影响较小，为“中度”以下。从子谦山隧道附近的排水对地表水的影响分析，子谦山隧道的建设不会造成地表水的大量流失，风险等级为“中度”。 降低风险的对策 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