隧道工程施工安全风险评估

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1、一、工 程 概 况一、工程地质条件王家寨隧道位于织金县牛场镇北东方向约4.0km，有乡村道路通到距隧道300m处，交通不方便。区内地势起伏大，最低海拔：1207.4m,最高海拔：1516.5m,相对高差为309.1m,隧道通过段高程：1320.361482.66m,相对高差162.3m。隧道入口位于孤立山体斜坡上，前半段坡度平缓，地表为耕地和果园，出口位于山体斜坡上，坡度较陡，覆盖层较薄，植被发育多为灌木。属于高原型溶蚀型低中山地貌。王家寨隧道为分离式双洞单线公路隧道，单洞长度1776m(左线895，右线881)。级围岩共940m(左线470，右线470)，采用S-a初衬型式，全断面开挖；级围

2、岩共400m，其中左洞进口端160m出口端40m, 右洞进口端160m出口端40m，分为SX-a、SX-b、S-c三种衬砌型式，根据级围岩的特性及复合式衬砌结构要求，采用正台阶开挖法；级围岩:共396m,其中左洞进口端175m出口端30m, 右洞进口端171m出口端20m，分为SX-Va、SX-Vb、SX-Vc三种衬砌型式，洞口段衬砌采用S-Ma型式。王家寨隧道左线起讫里程ZK42+945ZK43+840，最大埋深146m；右线起讫里程为YK42+949YK43+830，最大埋深146m.隧道位于S型曲线上，左右幅隧道平面线形进口段分别位于半径1800m、1910m的圆曲线上，出口分别位于半径

3、为1410m、1415m的圆曲线上。左右幅隧道均为下坡，左幅隧道纵坡为-2.9%和-2.398%，右幅隧道纵坡分别为-2.9%和-2.426%。开挖时洞室稳定性差，极易坍塌，甚至塌至地表。二、围岩级别王家寨隧道围岩级别构成表隧道名称明洞长度(m)比例(%)长度(m)比例(%)长度(m)比例(%)进口出口王家寨隧道左线895m47052.520022.320522.954王家寨隧道右线88147053.320022.719121.754三、水文气象条件隧址区降水少，昼夜温差大，冬季寒冷干燥、秋季凉爽、夏季炎热、春旱频繁。区内一月份最冷，七月份最热，年均气温9.3，年均降雨量483mm。隧址区内冲

4、沟仅在雨季有汇集的地表水流，其它季节干涸无水。根据地质调查及钻探揭示，隧道洞体埋深范围内未见地下水分布。隧址区地下水主要来自大气降水，由于区内降水稀少，坡面陡峭，大气降水入渗深度不大，且水量较小。因此，土体内可能赋存少量滞水，在施工时造成洞体内产生滴渗现象。四、隧道设计概况1、坡头隧道为一座上、下分离式四车道高速公路隧道，隧道位于山西省永和县西南约1km。坡头隧道左线起讫桩号ZK124333ZK124740段，长407m；右线起讫桩号K124306K124728段，长422m；隧道左右线均位于平曲线上，曲线半径分别为左R=948 m和右R=1100 m；隧道左线纵坡-2.587%，右线纵坡为-

5、2.5%。隧道最大埋深为53.7m。隧道净宽10.25m、净高5m。全隧道暗洞结构设计为级、级浅埋、级三种类型复合式衬砌结构。2、隧道洞身衬砌洞身段衬砌按新奥法原理设计，根据隧道埋深、围岩级别、地质条件设计了相应的衬砌断面形式。初期支护采用喷、钢拱架支护；进出洞口段采用大管棚、洞身采用超前小导管等预加固措施；二次衬砌采用钢筋混凝土衬砌。3、洞口防水采用隧道洞外坡顶设置截水沟；洞身防水采用EVA复核防排水层，在初期支护外侧设置纵、环向盲沟，纵向排水沟设置在边墙底部，沿隧道全线贯通，环向盲沟沿隧道拱部环向布置，每15m一道。及拱脚处设置纵向排水沟，初期支护与二次衬砌之间设置EVA复合式防水层。二次

6、衬砌采用防水混凝土，抗渗等级S8以上。全隧道二次衬砌施工缝设膨胀止水条、沉降缝设止水带。路面水通过两侧边沟排出。4、隧道内设置通风、照明、消防、通信等运营设施，在土建施工中预埋管线、预留孔洞等。5、主要技术标准（1）主要技术标准（2）设计速度：80kmh（3）建筑界限：10.255m（4）行车方向：单项行驶，双洞四车道。（5）汽车荷载等级：高速公路五、施工组织概况 1、开挖和支护 V级、IV级围岩段均采用上、下台阶法开挖。 坡头隧道开挖支护及衬砌参数表2、监控量测隧道施工过程中主要采用以下监控量测方法。 坡头隧道监控量测项目及量测方法六、风险评估依据 1、交通运输部公路桥梁和隧道工程施工安全风

7、险评估管理指南（试行）； 2、公路工程技术标准（JTG B01-2003）； 3、公路隧道设计规范（JTG D70-2004）； 4、公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）； 5、公路工程地质勘察规范(JTG C20-2011) 6、公路工程抗震设计规范(JTJ 004-89) 7、锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB 50086-2001) 8、射混凝土结构设计规范(GB 50010-2002) 9、建筑地基处理技术规范(JTJ 79-2002) 10、建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011) 11、建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2002) 12、公路隧道交通工程设

8、计规范(JTG/T D 71-2004) 13、两阶段施工图设计 第四册第一分册 14、设计服务通用涵 编号;2011-(六总队）-005 15、坡头隧道阶段施工、设计变更等相关文件。二、总 体 风 险 评 估 隧道工程施工安全总体风险评估属于静态评估，主要根据隧道工程的地质环境条件、建设规模、结构特点、气候与地质条件等孕险环境与致险因子，评估隧道工程整体风险，估测其安全风险等级。一、建立风险评估体系 1、建立风险评估体系，见下表。 隧道工程总体风险评估指标体系表 2、计算隧道工程施工安全总体风险大小： 1) 隧道路线周围的地质所赋分值： 地质G=（a+b+c）=5分 （1）坡头隧道全隧左幅、

9、右幅均为级、级围岩。围岩情况a分值为45分，取5分。 （2）因坡头隧道施工区域不会出现瓦斯，故瓦斯含量b分值为0分。（3）因坡头隧道无涌突泥可能的地质。故富水情况c分值为0分。 2) 标准的开挖断面所赋分值： 隧道为单洞双车道隧道，开挖断面A为中断面，分值为2分。开挖断面A=2分。 3) 隧道入口到出口的长度所赋分值： 隧道左幅长407m，右幅长422m，隧道全长L分值为1分。隧道全长L=1分。 4) 成为通道的隧道入口形式所赋分值： 隧道洞口选用水平洞，洞口形式S分值为1分。洞口形式S=1分。 5) 隧道洞口地形条件所赋分值： 洞口级围岩，采用上下台阶法施工，进口施工较容易，洞口特征C分值为

10、1分。洞口特征C=1分。 6) 隧道工程施工安全总体风险大小计算公式：R=G（A+L+S+C）=5（2+1+1+1)=25分二、确定隧道工程施工安全总体风险等级隧道工程施工安全总体风险分级标准三、 坡头隧道工程施工安全总体风险等级为（极高风险），所以应纳入专项风险评估范围。安全总体风险R为25分，总体风险等级为（极高风险）。三、专 项 风 险 评 估隧道专项风险评估属于动态评估。将隧道总体风险评估等级为级（高度风险）及以上隧道工程中的施工作业活动（或施工区段）作为评估对象。根据其作业风险特点以及类似工程事故情况，进行风险源普查，并针对其中的重大风险源进行量化估测，提出相应的风险控制措施。一、风

11、险源辨识1、隧道施工作业程序分解参照公路工程质量检验评定标准（JTG - F180）、施工组织设计文件所确定的施工工艺及参照指南4.2.6节中作业工序分解情况，结合坡头隧道具体实际，经评估小组讨论后，将坡头隧道施工作业程序分解，明确单位作业主要工序、施工方法、作业程序、机械设备和建筑材料等特点：坡头隧道工程三台阶法施工作业程序分解表（一） 坡头隧道工程三台阶法施工作业程序分解表（二） 2、风险源普查根据设计说明中钻探、野外观察、孔内原位测试、室内岩石试验资料及地质测绘和物探结果，通过与现场施工作业人员座谈、评估小组讨论、专家咨询、工程类比等方式，结合上表中关于公路隧道工程施工作业活动与典型事故

12、类型对照表，分析得出风险源普查清单。隧道工程施工安全风险源普查清单 二、风险分析 采用系统安全工程的方法，从人、机、料、法、环五个方面分析导致事故的致险因子。见下表所述。风险源风险分析表 人员方面，未接受安全教育、未持证上岗、无相关证件等；机械方面，未经过安全检查、劳损严重等；原料方面，物料乱堆放、原材料不合格或不符合实际要求等；施工方法方面，未按设计施工、重大施工方案未经审查等；环境方面，主要是围岩情况复杂，给施工带来困难。 三、风险估测 1、风险估测方法 风险估测是采用定性或定量的方法对风险事故发生的可能性及严重程度进行数量估算。 指南4.4.3节中要求：一般风险源的风险估测，不宜过分强调

13、精确量化，评估小组可自行设计简单风险等级判定标准，或参考检查表法、LEC法，以相对风险等级来确定。坡头隧道风险估测采用LEC法进行风险估测：L为发生事故的可能性大小；E为人体暴露在这种危险环境中的频繁程度；C为一旦发生事故会造成的损失后果。风险分值D=LEC。2、量化分值标准为了简化计算，将事故发生的可能性、施工人员暴露时间、事故发生后果划分不同的等级并赋值。 事故发生可能性L 暴露频繁程度E 事故产生后果C 3、风险估测根据公式D=LEC就可以计算作业的危险程度，并判断评价危险性的大小。其中的关键还是如何确定各个分值，以及对乘积值的分析、评价和利用。对坡头隧道，经评估小组讨论，以及采用工程类

14、比等方法，得出如下图所示的LEC分值，并计算得风险大小。LEC法风险估测计算表4、确定评估结果LEC法评估结果分级 从计算结果可以看出，初期支护阶段最易发生坍塌事故；同时，在打设超前小导管、锁脚锚管、径向锚杆作业中，需加强监控，应采取必要的降低风险的安全措施。四、重 大 风 险 源 评 估 一、重大风险源评估思路1、重大风险源的确定：重大风险源指风险源相对比较复杂，存在较大的不可预见性，引发的事故严重性较大，必须从结构设计、环境因素、施工方法、安全管理等角度进行控制和防范的风险源。结合专项风险评估的结果，经评估小组讨论决定：坍塌和洞口失稳为坡头隧道重大风险源。2、风险矩阵的建立：采用风险矩阵法对重大风险源动态估测。按照指南5.1.5和5.1.6节中要求，用事故发生的可能性、事故后果严重程度建立风险矩阵表。下面三个表为事故可能性和后果等级分级法。事故可能性等级标准 人员伤亡等级标准直接经济损失等级标准 3、建立风险接受准则：专项风险等级标准 4、施工管理引发的事故可能