何家梁隧道施工阶段风险评估报告

PAGE0PAGE2新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程XCZQ-9标段何家梁隧道施工阶段风险评估报告编制：审核：审批：中铁隧道集团公司西成客专项目部二〇一三年一月目录一、编制依据 1二、何家梁隧道概况 12.1工程概况 12.2地层岩性 22.3地质构造及地震动参数 42.4水文地质特征 62.5隧道洞身主要地质问题 82.6人类工程活动的影响 9三、风险评估程序及方法 103.1风险评估程序 103.2风险评估方法 113.3风险分级及接受标准 11四、风险评估的内容 134.1风险评估的对象及目标 134.2安全风险评估因素 144.3风险评估内容 164.3.1安全风险情况分析 174.3.2初始风险评估 194.3.3残留风险评估 22五、风险对策措施 255.1突泥突水风险控制措施 255.2塌方风险控制措施 285.3大变形风险控制措施 295.4岩爆风险控制措施 305.5洞口落石风险控制措施 32六、评估结论 34一、编制依据⑴《关于印发加强铁路隧道工程安全工作的若干意见通知》（铁建设【2007】102号）⑵《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设[2007]200号）⑶《铁路建设工程安全风险管理暂行办法》（铁建设[2010]162号）⑷基础资料：①新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-9标段《招标文件》、《合同文件》；②新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-9标段《实施性施工组织设计》；③设计院关于何家梁隧道地勘报告资料；⑸何家梁隧道施工图；⑹设计院针对何家梁隧道施工图阶段风险评估报告⑺相关国家和行业标准、规定：①《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005，以下简称"隧规"）②《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119-2000）③《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）④《铁路隧道辅助导坑技术规范》(TBJ10109－95）④《铁路工程施工安全技术规程》（TB10301-2009～TB10306-2009）⑥《铁路工程建设项目水土保持方案技术标准》（TB10503-2005）⑦《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）二、何家梁隧道概况2.1工程概况何家梁隧道位于大巴山区陕西省勉县和宁强县境内，进口位于勉县漆树坝乡大水沟内的山坡上，出口位于宁强县铁锁关镇附近山坡上。隧道起讫里程为DgK297+190～DgK309+593，DgK300+002.519=DgK300+000.000长链2.519m，全长12405.519m，为双线隧道。洞身DgK297+890.458～DgK299+739.484段1849.026m位于R-8004.6m的曲线上，其余位于直线上，纵坡为20‰的单面下坡。进口与大水沟大桥相连，下方有便道引入，场地开阔，出口下方有水泥路引入，交通条件良好，但施工场地较狭窄。根据何家梁隧道所处地形，地质条件，考虑施工工期，洞口施工条件及运营期间救援疏散要求，设2座斜井+2座横洞。辅助坑道设计概况见表2-1-4。表2-1-4何家梁隧道辅助坑道设置表辅助坑道名称1号斜井2号横洞3号斜井4号横洞里程DK301+000DK303+600DK307+200DK308+850综合坡度(%)9.67-0.469.53-1.00平面交角85°00＇00＂56°00＇00＂64°30＇00＂68°55＇20＂坑道与线路相对位置右右左右断面形式单车道+错车道单车道+错车道单车道+错车道单车道运输方式无轨无轨无轨无轨辅助坑道长度(m)612.151440482.38265后期用途-避难所紧急出口正洞排水斜井、横洞单车道净空尺寸5.0×5.9m(宽×高)。间隔不大于250m长度设错车道一处。错车道长20m，并在两端各5m范围内与单车道断面过渡，错车道断面净宽按在单车道断面基础上加宽2.3m，净空尺寸7.3×6.5m(宽×高)。2.2地层岩性隧道涉及地层主要为第四季全新统坡积膨胀土，洪积，坡积粗角砾士，志留系下统页岩，奥陶系中上统灰岩夹页岩，奥陶系下统纱岩夹砾岩。岩性特征详述如下：第四系全新统（Q4）膨胀土(Q4dl9):主要分布于4号横洞口地表，厚约5m，浅红褐色，黄褐色，以粘粒为主，尚紧密，硬塑为主，Ⅱ级普通土,σ0＝150kPa洪积,坡积粗角砾士,(Q4p17+d17):浅黄色;粒径不均，形壮呈凌角和尖凌角，成份以页岩为主，粒径为40~60mm,约占15%，粒径为20~40mm,约占35%，粒径为2~20mm,约占20%，余为土质充填；潮湿，中密。σ0=350~400kPa。志留系下统（S1）页岩(S1sh):黄绿色，灰绿色，页理发肓，层间结合力较差，层壮构造，岩体局部揉皱发肓，节理教发肓，强风化-弱风化，强风化，厚约，8~13mm；3级硬士，σ0=250kPa；弱风化，4级软石，σ0=500kPa。页理产壮：N42*E/35*N，N89*W/77*S。（3）奥陶系中上统(O2+3)灰岩夹页岩(O2+3)：条带壮分布于隧道洞身部分段落，灰岩，红褐色，灰白色，隐晶质结构，块壮构造，泥，钙质胶结，层理软发肓，层间结合力一般，节理软发肓；页岩，黄绿色，浅灰色，页理发肓，层间结合力较差，层壮构造，岩体局部揉皱发肓，节理较发肓。以上两种岩性为软硬岩相间，以灰岩为主，综合分析，风化层厚3~8mm，级软石σ0＝400~500kPa；弱风化层，级软石σ0=600~800kPa。层理产壮：N84*E/41*N。（4）奥陶系下统(O1)砂岩夹砾岩(Q1Ss+C9):为隧道洞身穿越的主要岩层，砂岩，浅红色，局部浅灰色，成份为石英，长石为主，粗细粒结构，铁，钙质胶结，块壮构造，层理发肓，层间结合力一般，节理软发肓，岩砾，浅红色，浅灰色，砾石直径以2~10mm为主，砾石含量约占60~75%，泥，钙质胶结，层理发肓，层间结合力一般，块壮构造，节理软发肓，以上两种岩性以砂岩为主，呈互层状，相间出现，风化层厚3~8mm，级软石σ0=500~600kPa，弱风化层，级软石σ0=800~1000kPa。层理产状：N82*E/58*N，N54*W/14*S。2.3地质构造及地震动参数（1）褶皱构造隧道区内主要的构造为褶皱构造，该褶皱为钢厂-黄坝驿倾伏背斜，向西倾伏-南西西向，西向倾伏，倾伏角7-10（由东向西变大），由震旦，寒武，奥陶，志留，二送系等地层组成，北斜南翼为小李家坝，龙头山向斜的部分北翼（即从李家坝-石马山一带）的产状一致，倾角略大，为40°--10°，北翼产状倾向北北西355°倾角40—20°。褶皱翼部次一级褶皱发肓，随背斜的倾伏，震旦系，寒武及奥陶系地层分别在元坝，黄坝驿一带，逐成封闭，且在寒武，震旦系地层封闭地层常伴有次一级褶皱，且由东到西，褶皱由开阔变为陕长。隧道与背斜轴部在DK303+760附近相交，夹角约15°，褶皱核部出露地层为奥陶系下统砂岩夹砾岩，由于岩层倾角及褶皱轴部的多变性，褶皱核部地层受挤压，地下水等作用的影响，岩体较为破碎。（2）节理由于测区内褶皱构造较为发肓，岩层产状多变，岩体节理裂隙较发肓。J1:N82*W/67*S,d=0.30-0.40m,1=1.0-1.5m,平值，密闭；J2:N5*E/86*N,d=0.40-0.50m,1=0.5-1.0m,平值，密闭；J3:N30*W/71*N，d=0.20-0.30m,1＞10.0m,平值，张开；2.4水文地质特征（1）地表水特征何家隧道进口为大水沟，出口为玉带河，均为常年流水，水量丰富，且雨季水量增加显著，隧道顶部较大的沟谷有郑家湾，李家沟，何家梁上沟等，据调查，枯水期流量郑家湾约5336m3/d,李家沟约357m3/d，何家梁上沟约为1708m3/d。水质分析结果显示，地表水水化学类型主要为HCO3－Ca及HCO3，SO4－No+K.Ca,矿化度小于0.3g/l,PH值大于7，呈弱碱性，水质良好，无侵蚀性。（2）地下水特征隧道分段通水量预测结果表里程长度km富水性分区单位长度可能最大涌水量qo隧道可能最大涌水量Qo隧道正常涌水量Qs单位长度正常涌水量qsm3/d.kmm3/dm3/dm3/d.kmDgk297+190~Dgk298+1500.960弱822.5765153164.4Dgk298+150~Dk301+1002.952519中等61651818536371233Dk301+100~Dk306+7005.600弱4046.5226604532809.3Dk306+700~Dk309+5932.893弱822.52375475164.4合计12.405519439858797隧址区地下水的形成，分布受地形地貌、岩性、构造、植被、降水量等多因素控制和影响。特别是构造，岩溶作用下，岩溶发肓带、断层碎裂带、岩性接触带、节里密集带等，为地下水贮存和运移创造了良好的地质条件，地下水赋存类型主要有碳酸盐岩岩溶裂隙水和碎屑岩类裂隙孔隙水。本区地下水化学类型单一，主要为HCO3-Co型水，矿化度小于0.3g/l,PH值大于7，呈弱碱性。（3）隧道涌水量预测；隧道正洞及辅助坑道涌水量预测结果见表1-1，表1-2。辅助坑道涌水量预测结果表表1-2辅助坑道隧道可能最大涌水量Qo（m3/d.）隧道正常涌水量Qs（m3/d.）1号斜井17803562号横洞53791075.83号斜井405814号横洞625125（4）岩土施工工程分级及力学参数隧道通过区工程地质条件较为复杂，岩性多变，依据岩体物理力学性质，节理发肓程度、受构造影响程度等因素，综合考虑各岩性主要物理力学参数如下表。岩土施工工程分级及力学参数表2岩土名称洞身主要分布范围长度m岩土状态岩土工程分级围岩分级基本承载力（kPa）膨胀土Q42#横洞洞口附近地表尚紧密硬塑ⅡV150洪、坡积、粗角砾士Dgk297+460~+55090中密ⅢV350~400页岩Q1shDgk297+220~Dgk298+195Dgk298+780~Dgk299+715Dk306+690~Dk309+5934813较破碎~较完整ⅣⅣ~V风化层，250弱风层，500灰岩夹页岩(O2+3Ls+Sh)Dgk298+195~Dgk298+780Dgk299+715~Dk300+410Dk306+580~Dk306+7001400较破碎~较完整ⅣⅢ~V风化层，400~500弱风层，600~800砂岩夹砾岩(O1Ss+C9)Dgk298+500~Dk306+7006160较破碎~较完整ⅣⅢ~V风化层，500~600弱风层，800~10002.5隧道洞身主要地质问题⑴浅埋隧道进出口地段均为狭长深切沟谷，坡高壁陡，高差大。进口受断层影响，风化影响较大，裂隙发育，岩体破碎。出口岩体裂隙发育，裂面切割岩体呈块状，部分散落于坡上，可能崩塌落石。⑵岩爆隧道洞身深埋地段砂质板岩、石英砂岩、粉细砂岩、炭质板岩、绢云母板岩等，根据岩性分布，结合隧道埋深，推测DK266+820～DK267+560段粉砂质板岩、石英砂岩、粉细砂岩和DK267+960～DK269+730段粉砂质板岩、粉细砂岩有发生岩爆的4性，但岩爆规模及危害程度均较小。⑶断层隧道区断层较发育，发育断层共7条，其中3条为实测断层，另4条为推测断层。隧道洞室穿过断层带时容易引起坍塌、冒落，施工时应引起重视。⑷突水突泥隧址区地表河流、沟谷众多，水量丰富，断层带地下水发育，DK268+725~DK268+875段可能发生突水，坍塌，DK265+500~DK265+650段可能发生突水。⑸高地温隧道最大埋深处，最高地温为31.16℃2.6人类工程活动的影响测区为低中山和中低山区，多处于原始次森木状态，但在沟谷、坡地零星分布村落，一定程度地破坏了原生态环境，加之测区水利资源较丰富，在溪河地带多建有水利水电工程，调绘显示，有1处水电工程与本项工程相互影响。九溪江电站引水隧道，位于隧道进口茅坳河谷地带，起点位于DK264+350左260m处（坐标约E：3055856，N：467898，H：430），出口位于DK265+300右810m处（坐标约E：3056908，N：466973，H：420），隧道平直，洞身高约3m，宽2m，拱顶，全长约1450m，在出口溪沟西边山体再开凿一隧道向北西至培田冲，以引茅坳河水和溪河水至九溪江电站发电。据访，该隧道开凿约3～5年，开凿时未采用机械抽排隧道内积水。该引水隧道与路线约呈45°相交，且其洞身高程与何家梁隧道洞身高程相近，与何家梁隧道有相互不良影响。三、风险评估程序及方法3.1风险评估程序根据《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》及建设单位相关要求，结合本标段工程建设实际情况，本隧道评估基本程序是：⑴对施工阶段的初始风险进行评价，分别确定各风险因素发生的概率和可能造成的损失。⑵分析各风险因素的影响程度，主要确定风险因素对施工安全的影响。⑶提出各风险因素的等级，综合确定各隧道风险等级。⑷根据评价结果制定相应的管理方案或措施。⑸上级单位对风险评估报告进行审定，并针对高度和极高的风险等级，组织专家组评审。⑹上级单位以书面的形式明确隧道安全风险评审意见。⑺根据上级部门意见及专家意见完善风险评估报告并执行。⑻当次评审结束。参建单位按《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》的规定，各负其责，做好施工阶段风险过程管理。施工阶段风险评估流程图(见图3-1)。

施工阶段开始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，包括预设的应对措施和残余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实施变更后的施工方案和管理措施不满足满足，直至隧道完工图3-1施工阶段风险评估流程图3.2风险评估方法以专家调查法为主线，综合运用风险层次分析法、矩阵法、模糊综合评估法、头脑风暴法等方法。3.3风险分级及接受标准3.3.1事故发生概率等级标准在综合考虑了地形地质条件、原勘测、设计有关资料后，将各种风险因素导致相应事故发生的的概率及后果分别用1～5五个数值来表示，其中，概率等级“1”～“5”分别代表“很不可能”、“不可能”、“偶然”、“可能”、“很可能”，各概率等级所对应的概率大小和等级标准见表3-3-1。表3-1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50.03～0.30.1可能40.003～0.030.01偶然30.0003～0.0030.001不可能2<0.00030.0001很不可能1注：⑴当概率值难以取得时，可用频率代替概率。⑵中心值代表所给区间的对数平均值。3.3.2经济损失等级标准表3-2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）＞1000300～100100～30030～100＜303.3.3风险等级标准后果等级“1”～“5”分别代表“轻微的”、“较大的”、“严重的”、“很严重的”、“灾难性的”；并定义概率及后果的估值的乘积为风险指数，依据《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》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）关系如表3-3所示：表3-3风险等级关系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（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）3.3.4风险接受准则表3-4风险接受准则风险等级接受准则处理措施低度（Ⅳ级）可忽略此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测。中度（Ⅲ级）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（Ⅱ级）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(Ⅰ级）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。四、风险评估的内容4.1风险评估的对象及目标评估对象：何家梁隧道在施工过程中可能造成的人员伤亡、工程经济损失、工期延误、环境破坏等风险事件。评估目标：通过对风险评估，识别所有潜在的风险因素，确定风险等级，提出风险处理措施，将各类风险降到可接受水平，从而达到保障安全、保护环境、保证建设工期、控制投资提高效益的目的，后果或损失与评估目标关系见下表4-1。表4-1后果或损失与评估目标关系评估目标后果或损失安全风险人员伤亡、经济损失、第三方人员伤亡、第三方经济损失、工期延误工期风险工期延误、经济损失投资风险经济损失、第三方经济损失环境风险环境破坏、经济损失、第三方经济损失4.2安全风险评估因素何家梁隧道工程地质极为复杂，隧道地质灾害性不良地质地段长，合同工期紧迫，施工组织管理难度大。在施工高峰期，组织平行作业面多达26个(其中开挖作业面5个)、参建人员达1000余人、施工机械达300余台套。按隧道地形、地质、设计情况，隧道进行风险因素识别，何家梁隧道风险因素核对如下表4-2。表4-2何家梁隧道施工风险因素核对表风险事件塌方瓦斯突水突泥大变形岩爆风险因素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★★★★★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★★★★★开挖情况开挖方式★★★★★循环进尺★★★★★瓦斯预抽放★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★★★★★隧道超挖情况★★★进洞★落底★★挑顶★★断面变化处或工法转化处★通风情况通风系统★通风设备★通风质量★施工期防排水注浆堵水措施★排水措施★降水措施★其他火源控制措施洞口火源检查★焊接切割等危险作业规章制度及执行★进洞人员禁穿化纤服装★支护及衬砌情况支护刚度★★超前支护★★★预注浆★隔离措施★气密性混凝土★施工缝沉降缝处理★地层与加固与改良★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★★★电器设备与作业机械电缆选型★设备选型★电器与保护情况★风电闭锁★监控量测水量★水质★水压★掌子面稳定情况★★★★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★★★★★瓦斯（浓度、压力）★施工管理培训情况★★★★★监测情况★★★★★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★★★★★隧道特征埋深★★★★★断面大小★★★★★长度★★★★★坡度★★★★★辅助坑道★★★★★注：其中打“★”表示该风险因素对风险事件有影响。根据以上分析，本隧道施工中存在的主要风险为：突水、岩爆、塌方、大变形，4大主要风险；识别结果见表4-3。并存在地表失水、洞口危岩落石等风险。4.3风险评估内容根据《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》，施工阶段风险评估应在施工图阶段风险评估的基础上，结合实施性施工组织设计对所有隧道进行评估，主要侧重于施工安全，重点对塌方、瓦斯、突水突泥、岩爆、大变形等典型风险进行评估。表4-3隧道风险清单序号风险事件风险产生的原因险源类别后果备注1掉块、塌方断层、软岩变形、地质构造、地下水、初支失效和施工质量地质、地形、施工因素可能引发重大安全事故2突泥、突水富水、断层等地质构造地质、地形等因素可能引发重大安全事故3大变形施工方法不当或施工质量因素顺层、浅埋等地形地质因素可能引发重大安全事故4岩爆施工方法不当地质、地形、施工因素可能引发重大安全事故4.3.1安全风险情况分析①突水何家梁隧道区隧道区发育有7条断层，其中3条为实测，4条为推测断层，断层在平面上延伸较长，切割错动地层，为良好的地下水导水带和富水带，长期接受大气降水和地下水的下渗补给，含水量较丰富。隧址区沟谷切深较大，泉水多呈渗出状，虽然流量较小，但多为常年流水，可见隧道区基岩裂隙水补给较稳定，节理、裂隙较发育，且连通性较好。地下水对隧道围岩及施工有一定的影响，隧道通过基岩裂隙水中等富水区时，预计洞身及宝山斜井、1号斜井开挖时，可能发生集中突水、渗漏水等危害；隧道穿越基岩裂隙水弱富水区时，施工中可能发生渗漏水、滴渗水等危害，局部段落也不排除有突水的可能性。洞内在施工断层地段时，有突然涌水的可能，在穿越断层前后100—200m范围做好超前地质预报工作。表4-4何家梁隧道分段正常、最大涌水量表分段编号起点里程讫点里程LKH正常Qs最大Qa(m)(m/d)(m)(m³/d)(m³/d)1DK264+400DK264+490900.1550761.281299.652DK264+490DK265+0805900.0180569.59922.233DK265+080DK265+1801000.151302366.693750.454DK265+180DK265+7806000.011401016.531629.785DK265+780DK265+860800.151201751.562769.726DK265+860DK266+3705100.01150922.621483.347DK266+370DK266+5001300.152505641.869373.078DK266+500DK266+7102100.01275661.651115.319DK266+710DK266+9001900.152809124.8815342.4110DK266+900DK267+6507500.013002553.084343.6311DK267+650DK267+725750.0353601049.491818.212DK267+725DK267+8751500.01370614.31070.5413DK267+875DK267+950750.0353801100.451919.1114DK267+950DK268+1502000.01385848.091485.0415DK268+150DK268+3401900.154001249.612195.9316DK268+340DK268+6503100.014101388.862450.7717DK268+650DK268+725750.0354151188.562095.6918DK268+725DK268+8751500.01420686.311214.6919DK268+875DK268+950750.0354151188.562095.6920DK268+950DK269+3253750.014001644.222892.5621DK269+325DK269+400750.153854770.498326.5822DK269+400DK270+51511150.012403109.755171.723DK270+515DK270+6501350.1516038936230.7224DK270+650DK271+1304800.01100584.32934.825DK271+130DK171+220-999100.1545629.831104.92②塌方隧道以砂岩和板岩为主，并且穿越的7条主要断层破碎带，断层破碎带内，岩体普遍为粉砂岩、炭质板岩，岩体破碎，裂隙发育，地下水发育，易发生突水、突泥并引起坍塌。同时，因何家梁隧道工期极其紧张等因素影响，也是隧道塌方风险影响因素。③大变形DK265+250～DK265+780段、DK266+900～DK267+650段、DK268+340～DK268+650段、DK268+950～DK269+325段、DK269+400～DK270+515段为炭质板岩区和炭质板岩与砂质板岩互层，施工时易发生大变形，应加强超强地质预报和支护。辅助坑道与正洞交叉口，跨度大，角度一般在45°，容易形成锐角处支护集中受力，引发初期支护大变形。④岩爆隧道洞身深埋地段砂质板岩、石英砂岩、粉细砂岩、炭质板岩、绢云母板岩等，根据岩性分布，结合隧道埋深，推测DK266+820～DK267+560段粉砂质板岩、石英砂岩、粉细砂岩和DK267+960～DK269+730段粉砂质板岩、粉细砂岩有发生岩爆的4性，但岩爆规模及危害程度均较小。4.3.2初始风险评估通过风险分析，对何家梁隧道各段落中存在的初始风险评价结果见下表4-5。表4-5何家梁隧道初始风险等级表典型风险风险段落长度突水、突泥岩爆塌方大变形瓦斯起讫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DK264+400DK264+4909011Ⅳ11Ⅳ53Ⅰ43Ⅱ11ⅣDK264+490DK264+80031011Ⅳ11Ⅳ42Ⅱ13Ⅲ11ⅣDK264+800DK265+09229211Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK265+092DK265+1374533Ⅱ11Ⅳ32Ⅲ23Ⅲ11ⅣDK265+137DK265+1804334Ⅱ11Ⅳ43Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK265+180DK265+2345432Ⅲ11Ⅳ32Ⅲ23Ⅲ11ⅣDK265+234DK265+81658211Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ42Ⅱ32ⅢDK265+816DK265+8604453Ⅰ11Ⅳ54Ⅰ43Ⅱ41ⅢDK265+860DK266+37051011Ⅳ11Ⅳ31Ⅲ13Ⅲ11ⅣDK266+370DK266+4407052Ⅱ11Ⅳ52Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK266+440DK266+5006051Ⅱ11Ⅳ42Ⅱ22Ⅲ11ⅣDK266+500DK266+80830811Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK266+808DK266+8625443Ⅱ11Ⅳ42Ⅱ13Ⅲ11ⅣDK266+862DK266+9003852Ⅱ11Ⅳ52Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK266+900DK267+68178111Ⅳ11Ⅳ32Ⅲ43Ⅱ41ⅢDK267+681DK267+7254441Ⅲ12Ⅳ33Ⅱ33Ⅱ32ⅢDK267+725DK267+87515011Ⅳ31Ⅲ31Ⅲ11Ⅳ11ⅣDK267+875DK267+9255041Ⅲ12Ⅳ33Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK267+925DK268+14021511Ⅳ31Ⅲ32Ⅲ13Ⅲ11ⅣDK268+140DK268+2006042Ⅱ11Ⅳ33Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK268+200DK268+30010032Ⅲ11Ⅳ31Ⅲ13Ⅲ11ⅣDK268+300DK268+3404043Ⅱ11Ⅳ33Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK268+340DK268+68334311Ⅳ31Ⅲ11Ⅳ21Ⅳ11ⅣDK268+683DK268+7254243Ⅱ11Ⅳ43Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK268+725DK268+87515041Ⅲ21Ⅳ41Ⅲ11Ⅳ11ⅣDK268+875DK268+9234843Ⅱ11Ⅳ43Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK268+923DK269+35743411Ⅳ11Ⅳ31Ⅲ13Ⅲ11ⅣDK269+357DK269+4004342Ⅱ11Ⅳ33Ⅱ33Ⅱ11ⅣDK269+400DK270+500110011Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ42Ⅱ32ⅢDK270+500DK270+5585832Ⅲ11Ⅳ33Ⅱ13Ⅲ11ⅣDK270+558DK270+6044654Ⅰ11Ⅳ54Ⅰ43Ⅱ11ⅣDK270+604DK271+13052611Ⅳ11Ⅳ42Ⅱ12Ⅳ11ⅣDK271+130DK271+2158511Ⅳ11Ⅳ43Ⅱ42Ⅱ11ⅣPAGE22经评估，本隧道中的主要典型风险事件类型为突水突泥、岩爆、塌方、大变形风险；初始风险为高度及以上的共有14处，其余地段各类初始风险均为中度及其以下。何家梁隧道中初始风险统计如下表4-6所示：表4-6初始风险所占比例风险等级风险事件极高高度中度低度长度m比例%长度m比例%长度m比例%长度m比例%突泥突水901.35438.04566.7572684.0塌方1802.6157123.1243935.8262538.5岩爆00.000.070810.4610789.6大变形00.0320647.0184027.0176926.0瓦斯00.000.0255137.4426462.64.3.3残留风险评估在采取了风险控制措施以后，对本隧道中残留的各种风险进行评估，残留风险评估结果如下表4-7所示。表4-7何家梁隧道残留风险等级表典型风险风险段落长度突水、突泥岩爆塌方大变形瓦斯起讫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DK264+400DK264+4909011Ⅳ11Ⅳ31Ⅲ21Ⅳ11ⅣDK264+490DK264+80031011Ⅳ11Ⅳ22Ⅲ11Ⅳ11ⅣDK264+800DK265+09229211Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK265+092DK265+1374511Ⅳ11Ⅳ12Ⅳ21Ⅳ11ⅣDK265+137DK265+1804312Ⅳ11Ⅳ21Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK265+180DK265+2345412Ⅳ11Ⅳ12Ⅳ21Ⅳ11ⅣDK265+234DK265+81658211Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ22Ⅲ12ⅣDK265+816DK265+8604431Ⅲ11Ⅳ32Ⅲ21Ⅳ21ⅣDK265+860DK266+37051011Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK266+370DK266+4407032Ⅲ11Ⅳ32Ⅲ11Ⅳ11ⅣDK266+440DK266+5006031Ⅲ11Ⅳ22Ⅲ22Ⅲ11ⅣDK266+500DK266+80830811Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK266+808DK266+8625421Ⅳ11Ⅳ22Ⅲ11Ⅳ11ⅣDK266+862DK266+9003832Ⅲ11Ⅳ32Ⅲ11Ⅳ11ⅣDK266+900DK267+68178111Ⅳ11Ⅳ12Ⅳ21Ⅳ21ⅣDK267+681DK267+7254421Ⅳ12Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ12ⅣDK267+725DK267+87515011Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK267+875DK267+9255021Ⅳ12Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK267+925DK268+14021511Ⅳ11Ⅳ12Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK268+140DK268+2006022Ⅲ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK268+200DK268+30010012Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK268+300DK268+3404021Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK268+340DK268+68334311Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ21Ⅳ11ⅣDK268+683DK268+7254221Ⅳ11Ⅳ21Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK268+725DK268+87515021Ⅳ21Ⅳ21Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK268+875DK268+9234821Ⅳ11Ⅳ21Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK268+923DK269+35743411Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK269+357DK269+4004322Ⅲ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK269+400DK270+500110011Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ22Ⅲ12ⅣDK270+500DK270+5585812Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11Ⅳ11ⅣDK270+558DK270+6044632Ⅲ11Ⅳ32Ⅲ21Ⅳ11ⅣDK270+604DK271+13052611Ⅳ11Ⅳ22Ⅲ12Ⅳ11ⅣDK271+130DK271+2158511Ⅳ11Ⅳ21Ⅳ22Ⅲ11ⅣPAGE32何家梁隧道中残留风险统计如下表4-8所示。表4-8残留风险所占比例风险等级风险事件极高高度中度低度长度m比例%长度m比例%长度m比例%长度m比例%突泥突水00003615.3645494.7塌方0000123818.2557781.8岩爆000000.06815100.0大变形0000182726.8498873.2瓦斯000000.06815100.0由上表可以看出，残留风险中已不存在高度风险，正洞中的塌方风险、突水突泥风险及大变形风险均能降至中度及以下，其余风险等级均控制在中度以下。五、风险对策措施5.1突泥突水风险控制措施在地下水发育，围岩软弱、破碎的隧道施工时，应采取有效的超前地质探测预报措施，提前预知前方围岩地质情况，根据所测地质情况预测判断是否具有突泥、涌水可能，防止灾害事故的发生。若超前探测有突泥、涌水可能，现场应采取果断施工技术措施，同时上报监理部、设计院，设计相应的支护或处理措施，防止突泥涌水的发生。⑴超前地质预测预报富水地段要根据设计要求进行超前地质预测、预报，采用地质素描、地质调查、地质雷达、TSP203长距离超前地质预报、红外探水、超前水平钻孔、加深炮孔等综合方法进行预报，准确判定前方地下水分布情况和储量，为制定施工方案提供依据。⑵超前预注浆堵水施工该段时，采取帷幕注浆加固措施，预注浆加固前先采取引排措施，然后进行注浆。帷幕注浆是通过在掌子面钻地质探孔和注浆孔，再向孔内压注水泥（或水泥-水玻璃）浆液，浆液挤出开挖断面及其周围一定范围内的岩缝中的水，保证围岩的裂隙被具有一定强度的混合浆体填密。①帷幕注浆施工工艺施工工艺见图5-1帷幕注浆施工工艺框图。②帷幕注浆构造:见图5-2。止浆墙止浆墙布孔埋孔口管钻孔顶入钢管注浆洗孔复注浆若干次终孔注浆结束设置注浆泵站钢管加工注浆观测浆液材料准备图5-1帷幕注浆施工工艺框图待注浆区域待注浆区域已注浆区域图5-2钢导管帷幕注浆施工示意图隧道洞身③施工主要参数注浆范围：根据工程地质、水文地质、注浆目的及开挖方式等因素确定，一般为毛洞开挖半径的2～5倍。每一循环注浆长度为20m。注浆孔深一般在15～30m。注浆压力：一般最终压力为涌水压力的2～3倍，即：Pz＝（2～3）P。浆液选择：可采用水泥浆液、水玻璃浆液或其它化学类浆液。水泥浆液的水灰比采用1:1～0.5:1,水泥与水玻璃两液体积比取0.5:1～1:1。注浆顺序：先注无水孔，后注有水孔。在无水地段，可以从拱脚起顺序注浆，也可以从拱顶顺序注浆。⑶开挖、支护、二衬帷幕注浆结束后先施工超前管棚然后开挖，根据围岩级别分别采取相应的设计工法开挖，开挖后及时进行初期支护并封闭成环，仰拱和二衬及时紧跟，以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”和“分步开挖”的原则组织施工。⑷隧道周边径向注浆开挖后及时对隧道周边进行径向注浆，封堵地下水，控制地下水排量，如果隧道洞顶有住户，要严格控制地下水流失，采取“以堵为主，限量排放”的原则。⑸地下水环境保护对隧道洞顶有住户的，要严格控制地下水流失，采取“以堵为主，限量排放”的原则。施工中应根据地质超前预测预报及隧道环境监控实施情况，按设计采取相应的超前帷幕注浆堵水、开挖后径向注浆堵水、全环防水、抗水压衬砌等防堵水措施，以免给当地居民的生产生活及生态环境造成影响。5.2塌方风险控制措施⑴施工原则严格按“早预报、先治水、前支护、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。⑵超前地质预报采用开挖面地质素描、TSP203地震反射法、HSP水平声波反射法、地质雷达、红外探水和超前钻探进行超前地质预报。对围岩的破碎和富水程度进行预测和验证。及时进行信息收集、处理、反馈，以调整施工方案和施工方法。⑶施工方法根据超前地质预报所揭示地质断层及地下水的水量情况按设计采取超前预注浆、局部注浆、开挖后径向注浆和超前小导管注浆等注浆方式，确定注浆的范围。注浆结束后，对注浆效果进行检查，是否进行补注浆，是否可以开挖。①开挖根据现有资料针对不同断层采取不同的开挖方法，在开挖过程中根据实际情况适时进行调整。断层及破碎带施工主要采用双侧壁导坑法、台阶法开挖施工。②初期支护采用喷、锚、网、喷支护紧跟、钢架支护。喷射砼厚度符合设计要求，加强监控量测工作，根据位移量测结果，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，及时调整支护参数，确保施工安全。钢架紧跟开挖施作，及时封闭成环，对双侧壁导坑法、七步台阶法施工地段，辅助钢架支护在衬砌前逐段拆除。辅助支护施工措施根据实际进行设计变更以及现场施工安全需要进行施作。③仰拱超前，衬砌适度紧跟仰拱超前施工，衬砌适度紧跟，形成封闭结构，提高衬砌结构的承载力；施工缝、沉降缝作特殊处理，一方面为了防水，另一方面可减弱地层活动性对衬砌结构的危害。5.3大变形风险控制措施⑴分不同的地层采用不同参数的和不同的施工方法来控制围岩变形。⑵试验段现场测试围岩松动圈的范围，根据围岩应力特征，采用加大预留变形量、加长锚杆、加强支护参数（喷混凝土的厚度、钢架的间距、型钢的型号、锚杆的长度以及二次衬砌的结构参数）等来控制变形。⑶开挖后立即封闭开挖暴露面，喷射混凝土采用高标号早强混凝土。⑷加强锁脚锚杆，严格贯彻“短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、及早衬砌”。⑸加强二次衬砌的结构厚度和钢筋布置。⑹加强监控量测工作，及时调整支护衬砌参数和施工方法。⑺发生挤压大变形时，必要时采用多重支护、分次施工支护技术来控制变形。⑻为了控制变形，改善隧道结构的受力条件，根据实际的变形情况，隧道正洞采用近似圆形的结构断面，辅助坑道也可采用曲墙断面形式。5.4岩爆风险控制措施依据设计文件、相关地质资料及岩层特征等方面初步判别岩爆存在的可能性，其判别指标为：⑴岩石的强度Rb≥80Mpa；⑵岩层中的原始初应力σ0≥（0.15~0.2）Rb；⑶围岩的级别：Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ级；⑷隧道洞身埋深H≥50m；⑸岩石干燥无水、呈脆性，结构较完整，节理基本不发育。只要满足其中三项指标时，即可判定岩爆存在。严格坚持“短进尺、多循环、以防为主、防治结合”的原则组织施工，采取的主要措施：5.4.1超前预报采用以超前钻孔为主，结合开挖面及其附近的观察