TLKZ2合同段隧道施工安全风险评估培训资料.doc

TLKZ2合同段隧道施工安全风险评估培训资料

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2020年5月29日
文档仅供参考

银百高速公路(G69)甜罗段TLKZ2合同段(YK88+400～YK93+900 ZK88+400～ZK93+868.592)

隧道工程施工安全
风险评估报告

中铁十五局集团有限公司
银百高速(G69)甜罗段TLKZ2项目经理部
二〇一六年四月四日

银百高速公路(G69)甜罗段TLKZ2合同段

隧道工程施工安全
风险评估报告

编 制 单 位:银百高速(G69)甜罗段TLKZ2项目经理部
评估小组负责人:
日 期: 4月

编制说明
公路隧道工程施工环境条件复杂,施工组织困难,作业安全风险居高不下,一直以来是施工企业安全监管的重点环节。在施工阶段建立安全风险评估制度,经过定性或定量的施工安全风险估测,能够增强安全风险意识,改进施工措施,规范预案预警预控管理,有效降低施工风险,严防重特大事故发生。
本报告是根据交通运输部<关于开展公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知>及<公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)>精神,按照<公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南>的相关规定,结合本标段工程特点及施工实际情况,针对施工阶段存在的典型风险源和重大风险源,对银百高速(G69)甜罗段TLKZ2合同段隧道工程施工阶段安全风险进行评估,由银百高速(G69)甜罗段TLKZ2合同段评估编制完成。
本报告的主要内容为:1.风险评估依据;2.隧道概况;3.隧址区地质概况;4.风险评估过程和方法;5.隧道施工安全风险评估;6.风险应对措施;7.隧道风险评估结论。
报告共一式三份:甜罗高速项目办、监理驻地办、项目部各一份。
编 制 单 位:银百高速(G69)甜罗段TLKZ2项目经理部
评估小组组长:
评估小组成员:

评估小组成员名单

姓 名
职称/职务
签 名
孙峰伟
高级工程师/中铁十五局五公司总工

周富春
高级工程师/中铁十五局五公司总工办

赵中华
高级工程师/中铁十五局西北指经理

尤永学
高级工程师/中铁十五局五公司总工办

姚利珍
高级工程师/中铁十五局五公司工程科副科长

杨尉涛
高级工程师/中铁十五局五公司工程科科长

目 录
1 风险评估依据 - 1 -
2 隧道概况 - 2 -
2.1 隧道工程概况 - 2 -
2.2 隧道设计概况 - 3 -
3 隧址区地质概况 - 3 -
3.1 郭阴山1#隧道地质概况 - 3 -
3.1.1 工程地质条件 - 3 -
3.1.2 水文地质条件 - 4 -
3.1.3 地震及区域稳定性 - 4 -
3.1.4 不良地质现象与特殊性岩土 - 4 -
3.1.5 隧道围岩分级及工程特性 - 4 -
3.1.6 隧道工程地质条件评价与建议 - 6 -
3.2 郭阴山2#隧道地质概况 - 6 -
3.2.1 工程地质条件 - 6 -
3.2.2 水文地质条件 - 6 -
3.2.3 地震及区域稳定性 - 7 -
3.2.4 不良地质现象与特殊性岩土 - 7 -
3.2.5 隧道围岩分级及工程特性 - 7 -
3.2.6 隧道工程地质条件评价与建议 - 8 -
3.3 五子山2#隧道地质概况 - 8 -
3.3.1 工程地质条件 - 8 -
3.3.2 水文地质条件 - 8 -
3.3.3 地震及区域稳定性 - 9 -
3.3.4 不良地质现象与特殊性岩土 - 9 -
3.3.5 隧道围岩分级及工程特性 - 9 -
3.3.6 隧道工程地质条件评价与建议 - 10 -
4 风险评估过程和方法 - 10 -
4.1 风险评估对象及目标 - 10 -
4.1.1 评估对象 - 10 -
4.1.2 评估目标 - 10 -
4.2 风险分析步骤 - 11 -
4.3 风险评估步骤及程序 - 11 -
4.4 风险评估方法及内容 - 12 -
4.4.1 隧道施工安全总体风险评估方法 - 13 -
4.4.2 隧道施工安全专项风险评估方法 - 14 -
4.5 风险分级及接受标准 - 17 -
5 隧道施工安全风险评估 - 21 -
5.1 隧道施工安全总体风险评估 - 21 -
5.1.1 隧道施工安全总体风险评估 - 21 -
5.1.2 隧道总体风险评估情况汇总 - 23 -
5.2 隧道施工安全专项风险评估 - 23 -
5.2.1 风险源辨识统计 - 24 -
5.2.2 风险源风险分析 - 29 -
5.2.3 风险源风险估测 - 39 -
5.2.4 隧道重大风险源风险估测 - 43 -
6 风险对策措施 - 50 -
6.1 洞口及浅埋段风险控制措施 - 50 -
6.2 变形塌方预防及处理措施 - 51 -
6.2.1 隧道塌方的预防措施 - 51 -
6.2.2 隧道塌方的处理措施 - 52 -
6.3 黄土陷穴的处理措施 - 53 -
6.4 通风、防灾救援风险控制措施 - 54 -
6.5 环境保护风险控制措施 - 55 -
6.6 工期风险控制措施 - 55 -
6.7 其它风险控制措施 - 56 -
7 隧道风险评估结论 - 57 -

1 风险评估依据
1.0.1 相关的国家和行业标准、技术规范和规定:
1 交通运输部<关于开展公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知>;
2 <公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南>(试行);
3 <公路工程施工安全技术规程>(JTGF9— );
4 <公路隧道设计规范>(JTG D70/2- );
5 <公路隧道施工技术规范>(JTG F60— );
6 <公路隧道施工技术细则>(JTG/T F60— );
7 <锚杆喷射混凝土支护技术规范>(GB50086- )
8 <桥梁隧道设计施工有关标准补充规定>及<公路隧道作业要点手册>;
9 <地下工程防水技术规范>(GB 50108— );
10 <工程建设标准强制性条文公路工程部分>;
11 <施工现场临时用电安全技术规范>(JGJ 46- );
12 <生产过程危险和有害因素分类与代码>(GB/T 13861- );
13 <机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求>(GB/T 8196- );
14 <用电安全导则>(GB/T 13869- );
15 <有毒作业分级>(GB/T 12331-90);
16 <噪声作业分级>(LD80-1995);
17 <企业职工伤亡事故分类标准>(GB 6441-86);
18 <施工企业安全生产评价标准>(JGJ/T77- );
19 <公路项目安全性评价指南>(JTG TB05- );
20 <安全评价通则>(AQ 8001- )。
21 <公路工程地质勘察规范>(JTG C20- )
1.0.2 业主制定的风险管理方针和策略
完善安全保障体系,强化责任分解落实,实现现场有效控制。
1.0.3 项目设计和施工方面的文件:
1<甜罗高速(TLKZ2合同段)两阶段施工图设计-隧道设计图>;
2<甜罗高速(TLKZ2合同段)两阶段施工图设计-工程地质勘查报告>;
3<甜罗高速(TLKZ2合同段)实施性施工组织设计>等;
4<高速公路施工合同段合同文件>及其它施工相关合同文件;
5 施工调查积累的隧道基础资料,隧道施工图阶段风险评估结果;
6 我单位在类似工程中的技术总结、工法成果等。
1.0.4 设计阶段风险评估成果
1 根据设计院所提供的<甜罗高速(TLKZ2合同段)两阶段施工图设计>,隧道施工阶段存在如下风险:
1) 洞口及浅埋段失稳风险;
2) 变形塌方风险;
3) 黄土陷穴风险;
4) 通风及防灾救援风险等。
依据以上文件、规范、标准及工程实地勘察情况,收集类似工程资料和与本工程相关的直接、间接资料,结合我公司现有的技术装备、施工能力、管理水平,以及多年从事复杂地形地质条件隧道施工的丰富经验,经过分析、归纳,全面普查风险源,理清风险源在本工程中的实际状态,筛选出主要风险源和次要风险源,以”保质量、保工期、保安全、创精品”为目标,编制本项目隧道施工安全风险评估报告。
2 隧道概况
2.1 隧道工程概况
2.1.1郭阴山1#隧道
郭阴山1#隧道位于甘肃省庆阳市环城镇境内,进出口均布设于山间冲沟山坡上,冲沟内有乡村道路通行,交通条件较好。右线里程桩号为YK90+150～YK92+725,左线里程桩号为ZK90+115～ZK92+710,洞门均采用端墙式洞门,通风方式为机械通风,灯光照明。
2.1.2郭阴山2#隧道
郭阴山2#隧道位于甘肃省庆阳市环城镇境内,隧道进口布设于山间冲沟山体斜坡上,冲沟内有乡村道路通行,交通条件较好。出口位于环江右侧山坡部位,附近有乡村道路通行,交通条件较好。右线里程桩号为YK92+850～YK93+699,左线里程桩号为ZK92+872～ZK93+664,通风方式为自然通风,灯光照明。
2.1.3五子山2#隧道
五子山1#隧道位于甘肃省庆阳市环县环城镇,进出口均布设于山间冲沟山坡上,无道路通行,交通条件差。右线里程桩号为YK88+400～YK89+180;左线里程桩号为ZK88+400～ZK89+180,洞门均采用端墙式洞门,通风方式为自然通风,灯光照明。
2.1.4五子山3#隧道
五子山3#隧道位于甘肃省庆阳市环城镇境内,进口布设于山间黄土冲沟右侧山坡上,无道路通行,交通条件差;出口位于山间冲沟左侧山坡上,冲沟内有乡村道路通行,交通条件较好。隧道左洞起迄里程为ZK89+230—ZK89+845,全长615m,隧道右洞起迄里程为YK89+225—YK89+860,全长635m,围岩级别为V级,内设1处行人横洞,人行横洞长27.9米。单洞建筑限界:净高5.0m,隧道净宽10.25m,紧急停车带单洞建筑限界:净高5.0m,隧道净宽13.0m。
2.2 隧道设计概况
隧道按照高速公路标准设计,单向双车道,设计行车速度为80km／h。
3 隧址区地质概况
3.1 郭阴山1#隧道地质概况
3.1.1 工程地质条件
1 地形地貌
隧道地处大陆构造侵蚀堆积黄土地貌,属黄土残塬区,地势起伏较大,山高坡陡,隧道线路经过高程约1240m～1472m。隧道进口山体较陡,自然坡度为50°～70°,形成陡坎,隧道中部山顶山坡坡度较缓,约10°～20°,山体植被稀少,主要为人工种植松树及杂草,山顶部位较为平坦,局部开垦为旱地。山体地表发育有数条冲沟,沟谷内无常年流水,雨季时有暂短性流水,水量较大。
2 地质构造
隧质属单斜构造,岩层产状为135°～143°∠7°～10°。
3 地层岩性
根据本次地质调绘、钻探揭露并结合室内土工试验,隧址区地层按其时代及成因分类,在勘察深度范围内上覆地层为第四系全新统人工填土、上更新统风积新黄土、更新统老黄土,下伏白垩系泥质粉砂岩。其工程地质特性详见工程地质勘查报告。
3.1.2 水文地质条件
1 地表水
隧道洞身范围内地表水不发育,隧道经过区段地表沟谷均为季节性流水,无常年性流水,受大气降水影响较大。
2 地下水
隧址属于缺水地区,周边地表水贫乏。结合水文地质条件分析,本隧道地下水整体贫乏,但岩土界面易富集地下水,雨季有可能出现渗水或点滴状出水。
3.1.3 地震及区域稳定性
根据国家地震局颁布的<中国地震动峰值加速度区划图>、<中国地震动反应谱区划图>(G18306— 图A和图B),隧址区地震动峰值加速度0.10g,地震反应谱特征周期为0.45s.相当于对于全国地震烈度区划为Ⅶ度区。
3.1.4 不良地质现象与特殊性岩土
1 人工填土
隧道右线出口位于上山公路填方路堤正下方,成份为黄土素填土,距线路近,结构相对原状黄土差很多;该处正好位于冲沟沟口,暴雨期间积水,对隧道影响较大,建议隧道出口采取明洞出洞,尽量避免大面积开挖,做好对坡面加固防护措施,同时做好仰坡防水措施。
2 特殊性岩土
隧址区表层覆盖风积新黄土层,大孔隙及垂直节理发育,根据实验计算属自重湿陷性,湿陷等级Ⅱ(中等),对隧道建设影响较大。
3 不良地质特征与评价
隧址区不良地质主要为溜塌问题。
隧址区不良地质主要为溜塌问题。特别是隧道进出口端,表层覆盖风积黄土,施工开挖可能有大的牵引覆盖土层滑塌。因做好洞口边仰坡防护。详细地址评价参见施工图设计。
3.1.5 隧道围岩分级及工程特性
围岩级别的划分依照<公路工程地质勘察规范>(JTG C20- )、<公路隧道设计规范>(JTG D70/2- ),考虑影响该隧道围岩稳定性的主要因素,将隧道围岩具体划分为Ⅴ级,并对其工程特性进行简要说明,见表3.1.1、表3.1.2、表3.1.3。

表3.1.1 郭阴山1#隧道右线围岩级别分段划分表
序号
起迄桩号
长度(m)
围岩级别
围岩名称及定性描述
右 线
1
YK90+132～YK90+260
128
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;新黄土稍密～密实,强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
2
YK90+260～YK90+520
260
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;黄土与基岩交界面附近,强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
3
YK90+520～YK90+700
120
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;黄土与基岩交界面附近,强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
4
YK90+700～YK92+600
1900
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;新黄土稍密～密实,强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
5
YK92+600～YK92+722
122
Ⅴ
黄土;稍密～密实

表3.1.2 郭阴山1#隧道左线围岩级别分段划分表
序号
起迄桩号
长度(m)
围岩级别
工程地质水文地质特征及评价
左 线
1
ZK90+115～ZK90+240
125
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;新黄土稍密～密实,强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
2
ZK90+240～ZK90+500
260
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;新黄土稍密～密实,强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
3
ZK90+500～ZK90+640
140
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
4
ZK90+640～ZK92+560
1920
Ⅴ
黄土、强风化泥质粉砂岩;新黄土稍密～密实,强风化泥质粉砂岩极软弱、极破碎
5
ZK92+560～ZK92+709
149
Ⅴ
黄土;稍密～密实

表3.1.3郭阴山1#隧道围岩级别分布统计表
路线
隧道长度(m)
围岩
级别
长度(m)
占隧道总长(%)
自稳能力
左线
2594
Ⅴ
2594
100
自稳能力很差或无
右线
2590
Ⅴ
2590
100
自稳能力很差或无
3.1.6 隧道工程地质条件评价与建议
依据影响该隧道围岩稳定性的主要因素,将隧道围岩划分为V级。
隧道洞顶埋深0～224m,围岩主要为风积黄土、强分化泥质粉砂岩;无地下水;拱部及两侧易产生坍塌,围岩稳定性差,建议采用台阶法开挖;浅埋地段开挖易坍塌并引起坡体变形,建议采取加固防护措施;右线出口端位于上山公路路堤正下方,成份为黄土素填土,结构较差,且真好位于冲沟沟口,雨季积水,对隧道影响较大。
3.2 郭阴山2#隧道地质概况
3.2.1 工程地质条件
1 地形地貌
隧道地处侵蚀堆积黄土地貌,地势起伏较大,山高坡陡,隧道线路经过高程约1250m～1441m。隧道进口山体较陡,自然坡度为40°～60°,隧道中部山顶山坡坡度较缓,约10°～25°,山体植被稀少,主要为杂草,山顶部位较为平坦,局部开垦为旱地。山体地表发育有数条小冲沟,沟谷内无常年流水,雨季时有暂短性流水,水量较大。
2 地质构造
隧质属单斜构造,岩层产状为135°～10°。
3 地层岩性
根据本次地质调绘、钻探揭露并结合室内土工试验,隧址区地层按其时代及成因分类,在勘察深度范围内上覆地层为第四系上更新统风积新黄土、更新统老黄土,下伏白垩系泥质粉砂岩。其工程地质特性详见工程地质勘查报告。
3.2.2 水文地质条件
1 地表水
隧道洞身范围内地表水不发育,隧道经过区段地表沟谷均为季节性流水,无常年性流水,受大气降水影响较大。
2 地下水
隧址属于缺水地区,周边地表水贫乏。山坡汇水面积小,降雨时地表径流消散很快。结合水文地质条件分析,本隧道地下水整体较贫乏。
3.2.3 地震及区域稳定性
根据国家地震局颁布的<中国地震动峰值加速度区划图>、<中国地震动反应谱区划图>(G18306— 图A和图B),隧址区地震动峰值加速度0.10g,地震反应谱特征周期为0.45s.相当于对于全国地震烈度区划为Ⅶ度区。
3.2.4 不良地质现象与特殊性岩土
隧址区未见不良地质现象。表层覆盖风积新黄土层,大孔隙及垂直节理发育,根据实验计算属自重湿陷性,湿陷等级Ⅱ(中等)～Ⅰ(轻微),对隧道建设影响较大。
3.2.5 隧道围岩分级及工程特性
围岩级别的划分依照<公路工程地质勘察规范>(JTG C20- )、<公路隧道设计规范>(JTG D70/2- ),考虑影响该隧道围岩稳定性的主要因素,将隧道围岩具体划分为Ⅴ级,并对其工程特性进行简要说明,见表3.2.1、表3.2.2、表3.2.3。

表3.2.1 郭阴山2#隧道右线围岩级别分段划分表
序号
起迄桩号
长度(m)
围岩级别
围岩名称及定性描述
右 线
1
YK90+852～YK93+000
148
Ⅴ
老黄土;稍密
2
YK93+000～YK93+520
520
Ⅴ
老黄土;中密
3
YK93+520～YK93+725
205
Ⅴ
老黄土;稍密

表3.2.2 郭阴山2#隧道左线围岩级别分段划分表
序号
起迄桩号
长度(m)
围岩级别
工程地质水文地质特征及评价
左 线
1
ZK92+870～ZK92+980
110
Ⅴ
老黄土;稍密
2
ZK92+980～ZK93+460
480
Ⅴ
老黄土;中密
3
ZK93+460～ZK93+667
207
Ⅴ
老黄土;稍密

表3.2.3郭阴山2#隧道围岩级别分布统计表
路线
隧道长度(m)
围岩
级别
长度(m)
占隧道总长(%)
自稳能力
左线
797
Ⅴ
797
100
自稳能力很差或无
右线
873
Ⅴ
873
100
自稳能力很差或无
3.2.6 隧道工程地质条件评价与建议
依据影响该隧道围岩稳定性的主要因素,将隧道围岩划分为V级。
隧道洞顶埋深0～148m,围岩主要均为黄土;无地下水;拱部及两侧易产生坍塌、掉块,围岩稳定性差,建议采用台阶法开挖;洞口受浅埋影响,拱部及两侧壁易产生坍塌和掉块,建议采取加固防护措施。整体稳定性差,对隧道施工有较大影响。
3.3 五子山2#隧道地质概况
3.3.1 工程地质条件
1 地形地貌
隧道地处侵蚀堆积黄土地貌,地势起伏较大,山高坡陡,隧道线路经过高程约1258m～1385m。隧道进口山体较陡,自然坡度为40°～60°,隧道中部山顶山坡坡度较缓,约20°～30°,山体植被稀少,主要为杂草,山顶部位较为平坦,局部开垦为旱地。山体地表发育有数条小冲沟,沟谷内无常年流水,雨季时有暂短性流水,水量较大。
2 地质构造
隧质属单斜构造,岩层产状为135°～10°。
3 地层岩性
根据本次地质调绘、钻探揭露并结合室内土工试验,隧址区地层按其时代及成因分类,在勘察深度范围内上覆地层为第四系上更新统风积新黄土及中更新统风积老黄土,下伏白垩系泥质粉砂岩。其工程地质特性详见工程地质勘查报告。
3.3.2 水文地质条件
1 地表水
隧道洞身范围内地表水不发育,隧道经过区段地表沟谷均为季节性流水,无常年性流水,受大气降水影响较大。
2 地下水
隧址属于缺水地区,周边地表水贫乏。山坡汇水面积小,降雨时地表径流消散很快。结合水文地质条件分析,本隧道地下水整体较贫乏。
3.3.3 地震及区域稳定性
根据国家地震局颁布的<中国地震动峰值加速度区划图>、<中国地震动反应谱区划图>(G18306— 图A和图B),隧址区地震动峰值加速度0.10g,地震反应谱特征周期为0.45s.相当于对于全国地震烈度区划为Ⅶ度区。
3.3.4 不良地质现象与特殊性岩土
隧址进口段YK87+240～YK87+320右侧13m处发育H9-1黄土滑坡推积体,该滑坡推积体在黄土冲沟边缘发育,整体呈扇形,陷穴密布,地形支离破碎,长约110m,宽约100m,最大厚度16m,该滑坡主滑方向约340°,应陷穴十分发育,大量土体流失,整体方量为15万方,属中层中等牵引式滑坡堆积体。后缘高约20m左右,约45-60度。滑坡面明显出露,堆积体呈折线状,后面坡度相对较缓约15-30度,前缘抵达小型冲沟,因季节性流水冲刷形成高约8-10米的陡坎。自然状态处于稳定状态。表层覆盖风积新黄土层,大孔隙及垂直节理发育,根据实验计算属自重湿陷性,湿陷等级Ⅱ(中等),对隧道建设影响较大。
3.3.5 隧道围岩分级及工程特性
围岩级别的划分依照<公路工程地质勘察规范>(JTG C20- )、<公路隧道设计规范>(JTG D70/2- ),考虑影响该隧道围岩稳定性的主要因素,将隧道围岩具体划分为Ⅴ级,并对其工程特性进行简要说明,见表3.3.1、表3.3.2、表3.3.3。
表3.3.1 五子山2#隧道右线围岩级别分段划分表
序号
起迄桩号
长度(m)
围岩级别
围岩名称及定性描述
右 线
1
YK87+752～YK87+810
58
Ⅴ
老黄土;稍密
2
YK87+810～YK89+040
1230
Ⅴ
老黄土;中密
3
YK89+040～YK89+181
141
Ⅴ
老黄土;稍密

表3.3.2 五子山2#隧道左线围岩级别分段划分表
序号
起迄桩号
长度(m)
围岩级别
工程地质水文地质特征及评价
左 线
1
ZK87+735～ZK87+790
55
Ⅴ
老黄土;稍密
2
ZK87+790～ZK89+040
1250
Ⅴ
老黄土;中密
3
ZK89+040～ZK89+182
142
Ⅴ
老黄土;稍密

表3.3.3 五子山2#隧道围岩级别分布统计表
路线
隧道长度(m)
围岩
级别
长度(m)
占隧道总长(%)
自稳能力
左线
1447
Ⅴ
1447
100
自稳能力很差或无
右线
1429
Ⅴ
1429
100
自稳能力很差或无
3.3.6 隧道工程地质条件评价与建议
依据影响该隧道围岩稳定性的主要因素,将隧道围岩划分为V级。
隧道进出口端山坡坡度较陡,洞口地层主要为风积老黄土,厚度大,垂直裂隙发育;工程地质性质差,施工开挖可能有大的牵引覆盖土层滑塌。隧道洞顶埋深0～100m,围岩主要均为风积老黄土;自重湿陷性土;围岩自稳及成洞条件差,易坍塌,无地下水。整体稳定性差,对隧道施工有较大影响。
4 风险评估过程和方法
4.1 风险评估对象及目标
4.1.1 评估对象
本次评估是在设计单位施工图设计和施工图阶段风险评估结果的基础上,结合<银川-百色高速公路(G69)甜水堡至庆城至罗儿沟圈段TLKZ2合同段实施性施工组织设计>,依据施工地质、资源配置及施工方案,对TLKZ2合同段的隧道工程施工风险进行再评估。
4.1.2 评估目标
经过风险评估工作,识别施工阶段所有潜在的风险因素,确定各种风险等级,提出相应的隧道施工安全和风险控制措施,建立完整的风险评估和管理体系,着重于施工管理、措施的评价和落实,切实有效地控制各类风险,将各类风险降低到可接受水平,以达到保证施工安全、保护环境、保证建设工期、控制投资、提高效益的目的。风险后果或损失与评估目标的关系见表4.1.1。
表4.1.1 后果或损失与评估目标关系表
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 风险分析步骤
风险分析包括以下三个必不可少的主要步骤:
1 采集数据
首先必须采集与所要分析的风险相关的各种数据,这些数据能够从国内外过去类似工程的历史记录中获得。所采集的数据必须是客观的、可统计的。
2 完成不确定性模型
以已经得到的有关风险的信息为基础,对风险发生的可能性和可能的结果给以明确的定量化。一般见概率来表示风险发生的可能性。
3 对风险影响进行评价
在不同风险事件的不确定性已经模型化后,就要评价这些风险的全面影响。经过评价把不确定性与可能结果结合起来。
4.3 风险评估步骤及程序
风险评估一般分为四个主要步骤:
1 风险辨识,也即找风险:分析工程施工期所有的潜在风险因素,并进行归类整理,然后进行筛选,重点考虑那些对目标参数影响较大的风险因素。
2 风险分析:对风险因素发生概率和后果进行分析和估计,给出风险的概率分布。
3 风险评价:对目标参数的风险结果参照一定标准进行评判。
4 风险控制:主要针对不同的风险大小,结合实际情况,给出风险处理的合理对策。
具体的风险评估程序见图4.3.1:

图4.3.1 隧道施工安全风险评估流程图
4.4 风险评估方法及内容
项目部参照<公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南>(试行)的评估流程及方法,以专家调查法为主线,综合运用指标体系法、层次分析法等方法开展对我标段隧道的施工安全风险评估。
4.4.1 隧道施工安全总体风险评估方法
隧道工程施工安全总体风险评估采用指标体系法,主要考虑隧道地质条件、建设规模、气候与地形条件等评估指标,对隧道工程对照表4.4.1评分标准逐一进行评估。评估指标的分类、赋值标准可参见表4.4.1。

表4.4.1 隧道工程施工总体风险评估指标体系
评估指标
分类
分值
说明
地质G
=(a+b+c)
围岩
情况
a
1．V、 VI围岩长度占全隧长度70%以上
3-4
根据设计文件和施工实际情况确定。
2．V、 VI围岩长度占全隧长度40%以上、70%以下
2
3．Ⅴ、 VI围岩长度占全隧长度20%以上、40%以下
1
4．Ⅴ、 VI围岩长度占全隧长度20%以下
0
瓦斯
含量
b
1．隧道洞身穿越瓦斯地层
2-3
2．隧道洞身附近可能存在瓦斯地层
1
3．隧道施工区域不会出现瓦斯
0
富水
情况
C
1．隧道全程存在可能发生涌水突泥的地质
2-3
2．有部分可能发生涌水突泥的地质
1
3．无涌水突泥可能的地质
0
开挖断面A
1．特大断面(单洞四车道隧道)
4

2．大断面(单洞三车道隧道〉
3

3．中断面(单洞双车道隧道)
2

4．小断面〖单洞单车道隧道〕
1

隧道全长L
1．特长(3000m以上)
4

1．长(大于1000m、小于3000m)
3

3．中(大于500m、小于1000m)
2

4．短(小于500 m)
1

洞口形式S
1．竖井
3

2．斜井
2

3．水平洞
1

洞口特征C
1．隧道进口施工困难
2
从施工便道难易、地形特点等考虑
2．隧道进口施工较容易
1
注:1、指标的取值针对单洞;
2、表中"以上"表示含本数,"以下"表示不含本数,下同。
隧道工程施工安全总体风险大小计算公式为:
R=G (A+L+S+C),其中:
G指隧道、竖井、斜井路线周围的地质所赋分值;
A指标准的开挖断面所赋分值;
L指隧道入口到出口的长度所赋分值(计算隧道长度时将隧道竖井、斜井长度计算在内);
S指成为通道的隧道出入口的形式所赋分值;
C指隧道洞口地形条件所赋分值。
评估指标体系中各指标所赋分值结合工程实际,综合考虑各种因素的影响程度而定,数值取整数。评估指标根据工程实际进行相应的增加或删减,同时风险分级标准也相应调整。
计算得到总体风险值R,根据相应的R值确定隧道工程施工安全总体风险等级。
总体风险等级在Ⅲ级(高度风险)及以上的隧道工程,纳入专项风险评估范围。评估小组根据总体风险评估情况,提出专项风险评估中需要重点评估的风险源。其它风险等级的隧道工程,视情况确定是否开展专项风险评估。
4.4.2 隧道施工安全专项风险评估方法
依据<公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南>(试行)的评估方法,分解施工作业程序,辨识风险,从而建立风险源普查清单,并经过风险辨识、分析、估测,确定重大风险源。
重大风险源风险估测采用定性与定量相结合法。事故严重程度的估测方法采用专家调查法。事故可能性的估测方法采用指标体系法。
采用的主要评估方法简要介绍:
1 专家调查法
专家调查法是利用函询的方法征求专家意见进行风险分析和预测的方法,一般步骤为:
1) 将项目的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,汇总统计结果;
4) 反馈给专家,专家再提出意见;
5) 重复多次,将归纳总结的意见提供给决策者作为决策的依据。
2 指标体系法
指标体系法是根据隧道工程设计、施工实际情况,将隧道风险因素归为地质、设计、施工等方面,再用检查方法,对每个评估单元进行检查评定,最终得到隧道某项风险的总体评估结果。
3 模糊综合评判法
模糊综合评判法是采用模糊理论和最大隶属度原则对多因素系统进行总体评价的一种方法,一般步骤为:
1) 对评估项目进行分析,找到影响评估目标的各种风险因素,监理评估目标的评价指标体系;
2) 建立风险因素等级评估矩阵;
3) 确定各种风险因素概率等级后果等级;
4) 确定风险因素权重;
5) 总体评估风险。
4 头脑风暴法
头脑风暴法又称智爆法,是借助于专家的经验,经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。该方法要求主持人必须有较高的素质,思维敏捷,反应灵敏,一般步骤为:
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,形成最终结论。
该方法简单易行,比较客观,所得出的结论比较充分、正确,但该方法受主观因素影响,可能存在偏差。
5 层次分析法:层次分析法是按照一定规律把决策过程层次化、数量化,是一种对多方案或多目标进行决策的方法,一般步骤为:
1) 建立系统的递阶层次结构;
2) 构造两两比较判断矩阵,从层次结构的第二层开始,对于从属于上一层某个因素的同层诸因素,用成对比较法和1～9比较尺度构造成对比较矩阵,直至最下层;

3) 针对某一标准,计算风险因素的权重,对于每一个成对比较矩阵,计算最大特征根及对应特征向量,特征向量即为该比较矩阵中各因素权重值;
4) 计算当前一层风险相对总目标的排序权重;
5) 进行一致性监测。
该方法能够有效地对影响评估目标的风险因素进行定量化分析,并比较各因素之间权重大小。
6 鱼刺图法

图4.4.1 鱼刺图法进行事故致因分析
鱼刺图法即为因果图分析法,是用因果分析图分析各种问题产生的原因和由此原因可能导致后果的一种管理方法。由于因果分析图形状象鱼刺,因此又称为鱼刺图。它由结果、原因和枝干三部分组成。
结果:表示期望进行改进、追查和控制的对象。
原因:表示对结果可能施加影响的因素。
枝干:表示原因与结果、原因与原因之间的关系。中央的枝干为主干,从主干两边依次展开的枝干为大枝(大原因即直接原因),大枝两侧展开的枝干为中枝(间接原因),中枝两侧展开的枝干为小枝(造成间接原因的上一层原因)。
在一个系统中,下一阶段的结果,往往是上一阶段的原因造成的。用鱼刺图(因果图分析)法,经过一张图,可把引起事故的错综复杂的因果关系,直观地表述出来,用以分析事故产生的原因和研究预防事故的措施。

4.5 风险分级及接受标准
公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考<公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南>(试用版)。
隧道施工阶段风险较大,由于施工阶段主要目标是顺利施工和保证安全,因此本次评估重点是施工阶段安全评估。本阶段风险评估以定量、半定量为主,结合现有统计数据及现行规范、规定进行,根据现场调查和设计资料,分析确定各风险因素导致的风险事件可能发生的概率和可能产生的后果。
各种风险因素导致相应事故发生的概率及后果的划分标准见表4.5.1、表4.5.2、表4.5.3、表4.5.4、表4.5.5、表4.5.6、表4.5.7、表4.5.8、表4.5.9a-c、表4.5.10、表4.5.11。
表4.5.1 隧道工程施工安全总体风险分级标准
风险等级
计算分值R
等级Ⅳ(极高风险)
22分及以上
等级Ⅲ(高度风险)
14-21分

等级Ⅱ(中度风险)
7-13分
等级Ⅰ(低度风险)
0-6分

表4.5.2 事故可能性等级标准
概率范围
中心值
概率等级描述
概率等级
>0.3
1
很可能
4
0.03～0.3
0.1
可能
3
0.003～0.03
0.01
偶然
2
<0.003
0.001
不太可能
1

表4.5.3 人员伤亡等级标准
后果定性描述
特大
重大
较大
一般
后果等级
4
3
2
1
人员伤亡数量(人)
F=死亡人数
SI=重伤
F≥30或
SI≥100
10≤F<30或
50≤SI<100
3≤F<10或
10≤SI<50
F<3或SI<10

表4.5.4 直接经济损失等级标准
后果定性描述
一般
较大
重大
特大
后果等级
1
2
3
4
经济损失Z
(万元)
Z<10
10≤Z<50
50≤Z<500
Z≥500

表4.5.5 风险接受准则与处理措施
风险等级
接受准则
处理措施
低度
可忽略
不需采取风险处理措施和监测。
中度
可接受
一般不需采取风险处理措施,但需予以监测。
高度
不期望
必须采取风险处理措施降低风险并加强监测,且满足降低风险成本不高于风险发生后的损失。
极高
不可接受
必须高度重视,采取切实可行的规避措施并加强监测,否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。

表4.5.