《隧道风险评估方案》word版.doc

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1、新建铁路西成客运专线西安至江油段（陕西境内）XCZQ-8标段房家湾隧道风险评估方案编制： 审核： 批准： 中铁二十局西成客专项目部二一三年四月目 录一、编制依据1(一) 相关的国家和行业标准、规范及规定1（二）隧道设计基础资料1（三）主管单位批复文件1二、风险评估2（一）房家湾隧道概况2（二）房家湾隧道风险分析8（三）房家湾隧道初始风险评价9（四）风险控制措施11（五）残留风险风险评估13三、评估结论15房家湾隧道风险评估方案一、编制依据（一）相关的国家和行业标准、规范及规定1、铁路基本建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法（铁建设2007152号）2、铁路隧道设计施工有关标准补充

2、规定（铁建设200788号）3、铁路隧道风险评估与管理暂行规定（铁建设2007200号）4、铁路隧道设计规范（TB10003-2005）5、地下工程防水技术规范（GB50108-2008）6、铁路隧道防排水施工技术指南（TZ331-2009）7、铁路隧道辅助坑道技术规范 (TBJ1010995）8、铁路隧道监控量测技术规程（TB10121-2007）9、混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476-2008）10、铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设2007140号）11、铁路工程施工安全技术规程（TB10401.1-2003）12、铁路工程建设项目水土保持方案技术标准（TB10503-2

3、005）13、铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）（二）隧道设计基础资料1、西成铁路初步设计线路资料2、西成隧道工程地质说明3、房家湾隧道设计图设计说明 图号西成客专施隧234、本标段设计文件（三）主管单位批复文件1、西成客专可研评审意见（初稿）2、关于新建西成铁路客运专线西安至江油段(陕西境内)可行性研究报告评估的专家组意见二、风险评估本阶段风险评估以定性、半定量为主，结合现有统计数据及现行规范、规定，通过工程类比进行。评估方法以专家调查法为主，根据已掌握的勘测、设计资料分析确定各风险因素可能导致的风险事件的概率大小和后果严重程度。在综合考虑了地形地质条件、勘测、设计有关资料后，

4、根据铁路隧道风险评估与管理暂行规定，将各种风险因素导致相应事故发生的概率及后果分别用15五个数值来表示，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”，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，风险分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。按照不同的等级确定风险接受准则，铁路隧道风险评估与管理暂行规定中推荐的风险接受准则如下表所示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

5、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。（一）房家湾隧道概况1、工程概况房家湾隧道位于大巴山低中山区，为双线隧道，总体地形北高南低，地形险峻，沟壑交织，沟谷多呈狭窄的V型。隧道起讫里程为：DgK286+028.206- DgK289+708，全长8561m。隧道最大埋深约444m。隧道位于区域内无较大褶皱，断裂构造，平均海拔630-1300m。隧道穿越区域以第四系全新统

6、冲积、洪积膨胀土、圆砾土、卵石土、奥陶系下统砂岩夹砾岩、砂岩与页岩互层、灰岩夹砂岩夹页岩、寒武系下统页岩夹灰岩地层分布为主要特征，具有溶蚀槽谷地貌特点。地表分布有沟谷等地貌。隧道进口DgK281+300段范围内发育有溶洞，溶洞内为角砾土和粘性土充填，呈半充填状，DgK281+115右30 m段有一溶洞出口，洞内常年流水，洞身穿越超膨胀土、卵石土、细圆砾土、粗圆砾土、碎石土、漂石土、块石土、弱风化层、奥陶系下统砂岩夹砾岩、奥陶系下统砂岩白云岩、奥陶系下统砂岩与页岩互层、奥陶系下统灰岩夹砂岩夹页岩为本隧道基本地质情况。其中：项目第十工程队施工段：DgK281+147DgK283+911；项目第十一

7、工程队施工段：DgK283+911DgK286+961；2、地层岩性隧址区基岩为第四系全新统冲积、洪积膨胀土、圆砾土、卵石土、奥陶系下统砂岩夹砾岩、砂岩与页岩互层、灰岩夹砂岩夹页岩、寒武系下统页岩夹灰岩地层，地层分述如下：膨胀土（Q4a19 Q4d19）：棕红色、以粘性为主。卵石土（Q4a17 Q4p17）：青灰色、卵石成分以砂岩，灰岩和砾岩为主。细角砾土（Q4a16）：灰褐色，成分以灰岩、砂砾岩为主。粗角砾土（Q4a16）：灰褐色，成分以灰岩、砂砾岩为主。碎石土（Q4a17）：灰褐色，成分以灰岩、砂砾岩为主。块石土（Q4a18）：灰褐色，成分以灰岩、砂砾岩为主。志留系下统页岩（S1）页岩(S

8、1sh):青灰色、黄绿色为主，成分以黏土矿物为主，泥质胶结，页理面极发育，岩体一般较破碎。奥陶系中上统（02+3）灰岩夹页岩（02+3Ls+Sh）:以灰岩为主，灰岩多呈青灰色，成分以方解石为主，隐晶质结构，中厚层状构造，节理一般发育岩体一般较完整，页岩为灰岩夹层，以黄绿、灰绿色为主，局部呈紫红色，成分以黏性矿物为主，页理极发育，节理较发育，岩体一般较破碎。奥陶系下统（01）砂岩夹砾岩（01Ss+Cg）：以砂岩为主，多呈青灰色，成分以石英、长石等为主。砂质白云岩（01 Ss+Cg）：浅红褐色，岩体成分以白云石为主。砂岩与页岩互层（01 Ss-Sh）：青灰色，砂岩成分以石英、长石为主，粉砂桩结构，

9、薄层状构造，页岩成分以黏性矿物为主，页理极发育，与砂岩呈互层状，锤击易沿页岩部位裂开。灰岩夹砂岩夹页岩（0Ls+ Ss +Sh）:以灰岩为主，灰岩，多呈青灰色，成分以方解石为主，隐晶质结构，中厚层构造，节理一般发育，岩体较完整；砂岩为灰岩夹层，多呈青灰色，成分以石英，长石为主，中细粒结构，节理一般发育，岩体较完整；页岩条带状分布其中以黄绿色，灰绿色为主，局部呈紫红色，成分以黏土矿物为主，页理极发育，节理较发育，岩体一般破碎。3、地质构造及地震动参数隧址区的无较大的褶皱，断裂构造，次级褶曲较发育。根据中国地震动参数区划图（1/400万）（GB18306-2001）划定，测区地震动峰值加速度为0.

10、10g，地震动反应谱特征周期为0.40s。4、水文地质（1）、地表水隧道穿越区地表水水量丰富，且雨季水量增加显著。（2）、地下水本区地下水类型主要赋存有碳酸盐岩岩溶裂隙水和碎屑类裂隙孔隙水。1）、受地形地貌、岩性、构造、植被降水量等多种因素控制和影响。特别是在构造、岩溶发育带、断层碎裂带、岩性接触带2）、水化学特征地表及地下水质化学类型为HCO3Ca及HCO3 SO4Na+KCa型水，PH值大于7，呈弱碱性。（5）、隧道涌水量预测本隧预测正常涌水量Q正4456m3/d；预测最大涌水量Q最大=22280m3/d5、不良地质不良地质现象主要为灰岩条带中的岩溶。（1）、岩溶隧址区可溶岩地层受区域构造

11、影响，岩体节理裂隙发育。据地表调绘资料，灰岩条带岩溶形态发育，主要表现为溶洞等。（2）、膨胀岩隧址区膨胀岩主要为膨胀土及膨胀岩(页岩);膨胀土具弱-中等膨胀性;页岩具有弱膨胀性.综上所述，根据本阶段地质勘测资料，本隧不良地质为岩溶，据钻探资料，隧道场地范围内的灰岩不同程度的都存在溶蚀现象，主要表现为溶隙、溶孔等，隧道开挖可能会遇到溶洞，多为地下水富集区，易发生突水突泥。因此本隧主要风险为塌方，突水突泥，危岩落石风险。本隧各级围岩级别及所占比例如下所示：各级围岩分布如下：级围岩：长度：421m;所占比例：6。级围岩：长度：3360m; 所占比例：39。级围岩：长度：4780m; 所占比例：55。

12、房家湾隧道围岩分级如下表：房家湾隧道起讫里程长度(m)围岩级别隧道西安段口-DgK281+147DgK281+1525DgK281+152 DgK281+158.336.33DgK281+158.33 DgK281+1656.67DgK281+165 DgK281+24580DgK281+245 DgK281+28742DgK281+287 DgK281+31730DgK281+317 DgK281+665348DgK281+665 DgK281+70540DgK281+705 DgK282+505800DgK282+505 DgK282+605100 DgK282+605 DgK282+80

13、5200DgK282+805 DgK282+955150DgK282+955 DgK283+405450DgK283+405 DgK283+575170DgK283+575 DgK283+865290DgK283+865 DgK284+085220DgK284+085 DgK284+405320DgK284+405 DgK284+737332DgK284+737 DgK284+76730DgK284+767 DgK284+84578DgK284+845 DgK285+145300DgK285+145 DgK285+775630DgK285+775 DgK285+975200DgK285+975

14、 DgK286+445470DgK286+445 DgK286+825380DgK286+825 DgK288+0051180DgK288+005 DgK288+275270DgK288+275 DgK288+715440DgK288+715 DgK288+815100DgK288+815 DgK289+425610DgK289+425 DgK289+525100DgK289+525 DgK289+59570DgK289+595 DgK289+66671DgK289+666 DgK289+69630DgK289+696 DgK289+70812隧道成都端口-（二）房家湾隧道风险分析根据本阶段工

15、程地质概况可知，房家湾隧道存在的主要风险类型有：塌方、突水突泥、危岩落石风险。对房家湾隧道中各段落中存在的风险因素及可能发生的典型风险事件进行分析：进口段，洞口仰坡基岩裸露，风化松动严重，岩性为奥陶系中上统（O2+3）中厚层状构造，岩石表面地盐酸冒气泡，主要矿物为方解石，节理较发育，岩层产状为N70W/55N，岩质较硬，性脆，隐晶质结构在重力作用下易沿坡面塌落，形成危岩落石，落石大小、数量和发生时间无一定的规律。对隧道洞口影响较大，存在危岩落石的隐患，评估认为，该段危岩落石的风险为中度。DgK273+380 DgK276+060段，本段岩性为砂岩砂砾岩，围岩级别为级，强风化层；评估认为，该段塌

16、方的风险高；DgK279+415 DgK280+950段，本段岩性为灰岩层，围岩级别为级，岩溶地段评估认为，该段塌方的风险高，该段突水突泥的风险高；DgK271+980 DgK272+135段，本段岩性为灰岩夹页岩，埋深浅，节理较发育，评估认为，该段塌方的风险高；综上所述，阜川隧道存在的风险类型有：塌方、突水突泥、危岩落石。本隧不良地质主要为岩溶，突水突泥风险在隧道岩溶段均有分布；塌方风险主要集中在隧道进出口段落及浅埋段。建立房家湾隧道风险评估指标体系如下表所示：房家湾隧道风险评估指标体系 风险事件风险因素塌方突水突泥危岩落石地形浅埋进出口陡峻地质岩性（岩溶，风化厚度）构造（单斜）地下水不良地

17、质岩溶危岩落石设计情况常规设计特殊设计监控量测设计隧道断面长度埋深（三）房家湾隧道初始风险评价通过风险分析，对阜川隧道各段落中存在的初始风险评价结果见下表。房家湾隧道正洞初始风险等级表序号风险事件成因初始风险风险处理措施残余风险残余风险风险处理负责人填写日期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突水灰岩、节理发育44极高超前水平钻孔、全断面帷幕注22中度施工中超前水平钻孔， 加强超前地质预报张晓利2013-4-112涌泥灰岩、节理发育44极高超前水平钻孔、全断面帷幕注22中度2013-4-113塌方断层、岩溶44极高超前水平钻孔、超前管棚12低度超前钻孔、超前地质预报2013-4-

18、114爆破深埋、挤压性灰岩42高超前应力释放、掌子面喷水11低度超前钻孔、加强应力监测、超前地质预报 2013-4-11经评估，本隧道中的主要典型风险事件类型为塌方、突水突泥及危岩落石风险；塌方初始风险为高度的段落全隧共有1处，突水突泥初始风险为高度、极高的段落全隧共有1处。具体情况如下：1、塌方初始风险正洞塌方初始风险为高度的段落共1处：此段为第四系土层，施工中易产生掉块、坍塌其里程为：（DgK289+595 DgK289+666）。2、突水突泥初始风险正洞突水突泥初始风险为极高的段落共3处： 灰岩岩溶（DgK281+147 DgK281+685；DgK281+685 DgK286+100；

19、289+708）。3、危岩落石风险该类风险为中度，位于隧道洞口范围。风险等级为中级。其余地段各类风险均为中度及以下。（四）风险控制措施由风险分析及初始风险评估结果可知，本隧不良地质主要为灰岩条带中的岩溶，特殊岩土为膨胀土及膨胀岩（页岩）。为减缓本隧道中的危岩落石、塌方及突水突泥风险，降低风险危害程度，本隧采用了以下风险控制措施： 1、塌方风险控制措施（1）、施工方法调整为三台阶+临时横撑、临时仰拱法施工，减少一次开挖断面；（2）、设置超前支护，采用超前小导管或超前锚杆进行预支护，同时对支护及衬砌结构加强，采用型钢钢架加强支护，根据结构受力对二衬进行结构加强，防止塌方事件发生。（3）、及时施作初

20、期支护，采用喷射混凝土进行封闭施工。（4）、细化施工工法设计（5）、实施全隧超前地质预测预报， 岩溶带采取常规地质法+物探法（TSP203+红外探水+地质雷达等）+超前钻探法（超前钻孔3孔+加深炮眼）开展超前地质预报，其余一般地段采用常规地质法+物探法（地质雷达等）+超前钻探法（加深炮眼）开展超前地质预报，根据预测及预报结果对围岩进行预加固处理。（6）、施工中加强系统支护监控量测，特别是本隧进出口浅埋段的监控量测，通过监控量测反应的信息指导施工，及时调整初期支护及施作二次衬砌。2、突水突泥风险控制措施（1）、本隧不良地质为岩溶，满足排水条件，保证施工安全。（2）、采用多种超前预报手段，以地质调

21、查法为基础，以超前钻探法为主，结合多种物探手段进行综合超前地质预报，对本隧溶岩与非可溶岩接触带采取常规地质法+物探法（TSP203+红外探水+地质雷达等）+超前钻探法（超前钻孔3孔+加深炮眼）开展超前地质预报，其余一般地段采用常规地质法+物探法（地质雷达等）+超前钻探法（加深炮眼）开展超前地质预报，根据预测及预报结果对围岩进行预加固处理。3、危岩落石风险控制措施对危岩落石采用清危及被动防护网进行防护。4、工期控制措施隧道洞身所处地层岩性较为复杂，隧道地质条件有可能发生较大变化。为保证施工工期，施工中应加强施工管理，注意各工序之间的衔接。5、防排水控制措施隧道洞门做好防排水系统，隧道内施工有需要

22、时开挖积水坑，及时排出积水，防止围岩遇水风化。加强现场管理，做到洞内无积水。6、隧道爆破防护措施成立隧道爆破防护小组，加强警戒，禁止外来人员及施工人员在爆破时随意进入爆破施工区域，确保施工爆破安全。施工中发现围岩情况与设计有出入或其他异常情况应及时反馈，采取相应措施，防止发生突泥突水、塌方等事故而延误隧道工期的情况。（五）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所示房家湾隧道正洞初始风险等级表序号风险事件成因初始风险风险处理措施残余风险残余风险风险处理负责人填写日期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突水灰岩、节理发育44极高

23、超前水平钻孔、全断面帷幕注22中度施工中超前水平钻孔， 加强超前地质预报张晓利2013-4-112涌泥灰岩、节理发育44极高超前水平钻孔、全断面帷幕注22中度2013-4-113塌方断层、岩溶44极高超前水平钻孔、超前管棚12低度超前钻孔、超前地质预报2013-4-114爆破深埋、挤压性灰岩42高超前应力释放、掌子面喷水11低度超前钻孔、加强应力监测、超前地质预报 2013-4-11三、评估结论结合本阶段工程地质资料和相关设计文件，对房家湾隧道进行风险评估得出如下结论：1、该隧道地质条件复杂，不良地质有危岩落石，岩溶、岩溶水。隧道最大埋深约444m。以目前的地质资料所反映的情况看，本隧道中存在有风险等级为高度及极高的初始风险，以塌方和突水突泥风险尤为突出。2、在本阶段地质资料基础上，在兼顾了投资和工期的前提下，针对各种风险均采用的合理措施以有效降低隧道中各种风险的等级，残留风险等级已降至中度以下。因此房家湾隧道在安全、工期、环境等多个目标风险方面都是可以接受的，设计方案可行。3、施工过程的管理施工中加强风险管理，全面防范高度以上风险事件的发生。