茶店隧道风险评估报告

新建织金至毕节铁路站前工程II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月目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1编制依据 1\o"CurrentDocument"1.1相关的国家和行业标准、规范及策略 1\o"CurrentDocument"隧道基础资料 1\o"CurrentDocument"2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。TOC\o"1-5"\h\z2.4隧道施工方案与施工方法 1\o"CurrentDocument"施工方案 5施工方法 6\o"CurrentDocument"3茶店隧道施工风险评估程序和评估方法 6风险评估程序 6隧道风险评估方法 7层次分析法 10\o"CurrentDocument"茶店隧道风险评估内容 10隧道风险因素核对与风险源分析 10隧道风险识别 10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 21\o"CurrentDocument"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II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[2007]200号）；《铁路建设工程安全生产管理办法》（铁建设[2006]179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）。隧道基础资料《新建织金至毕节铁路站前工程II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茶店隧道工程概况工程概述新建铁路织金至毕节线站前工程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1310~1360m，相对高差约50m，自然坡度5°~10°，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。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645m，最大埋深约45m。技术标准铁路等级：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系列或或HX系列。牵引质量：4000吨。到发线有效长度：880m。牵引种类：电力。闭塞类型：半自动闭塞。自然条件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1310~1360m，相对高差约50m，自然坡度5°~10°，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。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。工程地质及水文地质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（Tlyn4）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0~3m，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（Tlyn4）：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30m。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。0（kPa）凝聚力C（kPa）摩角(°)内擦“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2.0/350.41:11:1.25250（12-1）质云夹塌砾泥白岩溶角T1yn4W42.025180.31::11:1.25200W32.2/400.351:0.751:1280岩岩nLU□mo地质构造隧道地表岩石零星出露，单斜构造。层理产状为：N55°E/11°NW。节理裂隙主要发育N60°E/83°N、N20°E/77°NE等。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，地震动反应谱特征周期为0.35s。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：HC03--Ca2+.Mg2+型水，HC03-.S042—Ca2+.Mg2+型水，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（Tlyn4）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。隧道施工方案与施工方法施工方案茶店隧道总长645m,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150m,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水槽，掌子面采用污水泵与©80软管抽水通过水槽排出洞外。施工排水应配备足够的抽水设备，防止地下水软化围岩。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估程序和评估方法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。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。制订风险管理计划，确定隧道风险管理的目标和准则识别所有潜在的风险因素概率估计损失或不利后果分析风险接受准则风险等级风险接受风险减轻风险转移风险规避风险监测和检查风险处理措施否是可接受范围内判断风险是否在束图3风险评估流程图图4施工阶段风险评估流程图层次分析法层次分析法AHP运用于实际评估问题中，可以简单地描述为：确定指标体系f建立递阶层次结构f确定权重f多指标综合。权重的确定是AHP解决的核心问题，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隧道风险因素核对与风险源分析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2~5。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

表3施工地质勘察风险因素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应急预案情况人员管理情况施工管理施工队伍状况施工管理机械装备程度施工质量施工经验辅助工法的掌握与应用

监理情况其他表5隧道特征风险因素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塌方大变形风险因素突水（泥）塌方大变形风险因素突水（泥）开挖方式循环进尺开挖方式循环进尺爆破器材检查和落实预留变形量爆破器材检查和落实预留变形量地下水处理地下水处理开挖情况爆破方法隧道超挖情况进洞开挖情况爆破方法隧道超挖情况进洞落底落底施工期防排水挑顶工法转化处注浆堵水措施排水措施降水措施其他施工期防排水挑顶工法转化处注浆堵水措施排水措施降水措施其他支护刚度超前支护预注浆支护刚度超前支护预注浆支护及衬砌情预留变形量地层加固与改良支护时机支护及衬砌情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支护方法支护质量闭合成环周期其他

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 一—————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。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50.03~0.30.1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：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。事故发生后果分成五级，各后果的等级标准如表10〜15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）>1000300〜1000100〜30030〜100<30注：“〜”含义为包括上限值而不包括下限值，5〜4-5〜7表均同。（2）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，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>92VFW9或SI>101WFW2或1VSIW10SI=1或1VMIW10MI=1注：F二死亡人数，SI=重伤人数，MI二轻伤人数。

（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）>101〜100.1〜10.01〜0.1<0.01延误时间2（费非控制工期工程）（月/单一事故）>246〜242〜60.5〜2<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。根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四级，表14。

表14风险等级标准后果等级轻微的较大的严重的很严重的灾难性的概率等级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TOC\o"1-5"\h\z1ij n素的重要程度进行成对比较，如A与A比较，使用1~9的比例标度i ja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ij i ja，则A与A相比的判断为a=1/a，从而可以得至一个nXn的判ij i j ji ij断矩阵A=(a) 。ijnXn表16标度的含义标度含义1表示两个兀素相比，具有冋样作用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：

~1 1/3 1/5 1「2.53「3 1 1/3 37.335 3 1 5141 1/3 1/5 12.532）计算上面得到的各行之和的平均值。「2.53「「0.6325「7.331.8325143.52.530.63251）计算1）计算A的各行之和。3）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的特征向量矩阵W。九max(AW)九max(AW)nW113AW=511/31/51_11/333151/31/51「0.096「「0.3909「0.2781.0310.5312.3250.0960.39090.6325/6.5975「0.096_1.8325/6.59750.2783.5/6.59750.5310.6325/6.59750.0964）计算最大特征值

max入=1/4(0.3909/0.096+1.031/0.278+2.325/0.531+0.3909/0.096)=4.0577max5）一致性检验①计算一致性指标C.I.式中n为判断矩阵的阶数。②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1~15阶重复计算1000次的平均随机一致性指标如表17。表17平均随机一致性指标R.I.矩阵参数矩阵参数1234567R.I000.520.891.121.261.36891011121314151.411.461.491.521.541.561.581.59③计算一致性比例C.R.R.I.根据以上公式，当n=4时,C.I.=(4.0577—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见下列附表与附图——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。表18茶店隧道风险对策措施表风险因素初始风险风险事件 风险等级对策措施风险事件 风险1 DK371+605~DK371+635进口塌方、大变形高DK371+635~DK372+220埋深浅，土质围岩塌方、大变形、地表失水1 DK372+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。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。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。洞口垮塌中度塌方、开裂低洞口垮塌中度风险清单表编 号茶店隧道审 核序号风险事件风险产生的原因险源类另1洞口失稳垮塌DK371+605~DK371+635进口段GDK372+220~DK372+250出口段2洞身坍塌、大变形DK371+635~DK372+220G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 号隧道名称茶店隧道审 核序号风险因素风险事件安全风险概率等级后果等级风险等级概等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F风险权重表编号FHS隧道名称茶店隧道审核序号风险因素风险事件A（概1DK371+605~DK371+635进口段洞口失稳垮塌5DK372+220~DK372+250出口段52DK371+635~DK372+220塌方、大变形4附表4风险因素综合权重表风险因素综合权重表编号FHS-4隧道名称茶店隧道审核序号风险因素综合权重1DK371+605~DK371+635进口段20DK372+220~DK372+250出口段203DK371+635~DK372+22020隧道名称序号隧道名称序号茶店隧道风险因素DK371+605~DK371+635进口段DK372+220~DK372+250出口段

编号FHS-5审核风险事件