资源描述
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(Ⅲ标)项目经理部
二〇一五年十一月
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:
⑴衢州至宁德铁路(浙江段) Ⅲ标施工合同文件。
⑵中交隧道工程局有限公司《铁路建设标准化管理指导书》。
⑶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:
⑴《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》铁建设[2007]200号;
⑵《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009);
⑶《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007);
⑷《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);
⑸《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223-2004);
⑹《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003);
⑺《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008);
⑻《铁路隧道防排水施工技术指南》(TZ331-2009);
⑼《铁路隧道辅助坑道技术规范》(TB10109-95);
⑽《铁路工程建设项目水土保持方案技术标准》(TB10503-2005);
⑾《铁路工程基本作业施工安全技术规程》(TB10301-2009);
⑿《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005);
⒀《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号);
⒁《铁路建设工程安全生产管理办法》(铁建设[2006]179号);
⒂《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002);
⒃《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);
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160km/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,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(%)
Ⅱ级围岩
3570
81.22
Ⅲ级围岩
210
4.78
Ⅳ级围岩
350
7.96
Ⅴ级围岩
265.53
6.04
总计
4395.53
4、地质构造
隧址区发育断层1条、节理密集带4条。介绍依次如下:
⑴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。
⑵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。
⑶第二条节理密集带发育于(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。
⑷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。
⑸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,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)
Qmax
q0
围岩富水程度
(m3/d)
m3/(d.m)
节理密集带1
DK128+030
~
DK128+070
40
361
9.01
强富水
节理密集带2
DK129+320
~
DK129+360
40
688
17.2
强富水
节理密集带3
DK130+730
~
DK130+770
40
471
11.77
强富水
F1断层
DK131+020
~
DK131+100
80
1290
16.13
强富水
F3断层
DK131+460
~
DK131+740
280
623
2.22
中等富水
7、隧道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。
⑴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。
⑵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。
⑶高地温:
隧址最大埋深为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,
⑷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)Ⅲ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
⑴熟悉施工图纸,核对图纸与现场实际的相符情况。
⑵对风险管理相关人员进行培训。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
⑹根据风险监测结果,调整风险处理措施。
4、风险评估程序
⑴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
⑵基本程序
①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;
②对初始风险进行评价,对各个风险因素评价其发生的概率和后果等级,并最终确定初始风险的等级;
③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;
④对风险进行再评估,提出残留风险等级。
⑤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。
⑥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,一般步骤为:
①项目基本信息和归纳的问题提供给专家;
②专家匿名提出意见;
③归纳专家意见,形成意见统计结果;
④反馈给专家,专家匿名再提出意见;
⑤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。
①讨论前,讨论人员应对讨论主题有所准备;
②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;
③讨论结束后,与会者共同评价讨论中的每一条意见;
④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:
①将工程风险系统分解为若干子系统;
②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;
③针对风险因素,查找有关控制标准或规范;
④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
>0.3
1
很可能
5
0.03~0.3
0.1
可能
4
0.003~0.03
0.01
偶然
3
0.0003~0.003
0.001
不可能
2
<0.0003
0.0001
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
很严重的
严重的
较大的
轻微的
后果等级
5
4
3
2
1
经济损失(万元)
>1000
300~1000
100~300
30~100
<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
5
4
3
2
1
人员伤亡
数量(人)
F>9
2<F≤9
或SI>10
1≤F≤2或
1<SI≤10
SI=1或
1<MI≤10
MI=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
5
4
3
2
1
延误时间1(控制工期工程)(月/单一事故)
>10
1~10
0.1~1
0.01~0.1
<0.01
延误时间2(非控制工期工程)(月/单一事故)
>24
6~24
2~6
0.5~2
<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
5
4
3
2
1
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
1
2
3
4
5
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
⑴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。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
⑵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
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+
487.47
DK127+
496.47
9.00
Ⅴ
坍塌
隧址表层为粉质黏土,褐红~褐黄色,硬塑,厚越2.7m,下伏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
3
3
高度
明挖法,边仰坡采用锚喷网,做好截排水措施
2
2
中度
加强基坑监测,及时施作边坡防护和洞门结构
2
DK127+
496.47
DK127+
505
8.53
Ⅴ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф108长管棚,三台阶临时仰拱法
2
2
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
3
DK127+
505
DK127+
512.47
7.47
Ⅴ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф108长管棚,台阶法
2
2
中度
4
DK127+
512.47
DK127+
530
17.53
Ⅴ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
2
中度
5
DK127+
530
DK127+
550
20.00
Ⅳ
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
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
6
DK127+
550
DK127+
580
30.00
Ⅲ
掉块
3
2
中度
2
1
低度
7
DK127+
580
DK128+
030
450.00
Ⅱ
掉块
3
2
中度
2
1
低度
8
DK128+
030
DK128+
070
40.00
Ⅳ
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
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
9
DK128+
070
DK129+
320
250.00
Ⅱ
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
2
中度
全断面法
2
1
低度
10
DK129+
320
DK129+
360
40.00
Ⅳ
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
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
11
DK129+
360
DK130+
730
370.00
Ⅱ
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
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
12
DK130+
730
DK130+
770
40.00
Ⅳ
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
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
13
DK130+
770
DK131+
030
260.00
Ⅳ
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
3
3
高度
全断面法
2
2
中度
14
DK131+
030
DK131+
035
5.00
Ⅳ
掉块
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
15
DK131+
035
DK131+
050
15.00
Ⅳ
掉块
3
2
中度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
1
低度
16
DK131+
050
DK131+
080
30.00
Ⅴ
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
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,3m径向注浆,台阶法
2
2
中度
17
DK131+
080
DK131+
100
20.00
Ⅳ
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
3
2
中度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
1
低度
18
DK131+
100
DK131+
160
60.00
Ⅲ
掉块
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
19
DK131+
160
DK131+
400
240.00
Ⅱ
掉块
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
20
DK131+
400
DK131+
460
60.00
Ⅲ
掉块
3
2
中度
全断面法
2
1
低度
21
DK131+
460
DK131+
500
40.00
Ⅳ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
2
中度
22
DK131+
500
DK131+
560
60.00
Ⅴ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
2
中度
23
DK131+
560
DK131+
620
60.00
Ⅳ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
2
中度
24
DK131+
620
DK131+
700
80.00
Ⅴ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
2
中度
25
DK131+
700
DK131+
740
40.00
Ⅳ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
2
中度
26
DK131+
740
DK131+
800
60.00
Ⅲ
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+640~670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,施工中需加强支档防护及防排水措施
3
2
中度
超前地质预报,Ф42小导管,全断面法
2
1
低度
27
DK131+
800
DK131+
830
30.00
Ⅳ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф42小导管,台阶法
2
2
中度
28
DK131+
830
DK131+
869
39.00
Ⅴ
坍塌
3
3
高度
超前地质预报,Ф108长管棚,三台阶临时仰拱法
2
2
中度
29
DK131+
869
DK131+
883
14.00
Ⅴ
坍塌
3
3
高度
明挖法,边仰坡采用锚喷网,做好截排水措施
2
2
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、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
⑴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。
⑵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。
⑶易坍塌段可采用超前支护措施,采用Ф42小导管进行超前支护后再开挖。
⑷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。
⑸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。
⑹开挖后及时支护,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。
⑺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。
⑻易坍塌段可采取增加环向支撑和竖向支撑以及扇形支撑。
⑼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
⑴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。
⑵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。
⑶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。
⑷本隧道存在高应力区域,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。
①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5~10m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。
②对局部孤石清除,边仰坡设置锚杆及钢筋网进行防护及地表注浆处理。
③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:
⑴处理隧道施工中涌水辅助施工方法
a.采取超前钻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。
⑵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.辅助坑道应超前正洞10~20m,至少应超前1~2个循环进尺。
⑶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1~2个循环进尺。
⑷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30~50m之间;隧道深在50m以内可用地面预注浆;
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
⑴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
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