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1、宁杭铁路客运专线长岭隧道施工阶段风险评估报告同济大学杨新安教授课题组2009 年 7 月宁杭铁路客运专线长岭隧道施工阶段风险评估报告目录1. 编织依据11.1.业主制订的风险管理方针及策略11.2.相关的国家和行业标准、规范及策略11.3.隧道基础资料12. 宁杭客运专线长岭隧道工程概况12.1.隧道概况12.2.工程地质与水文地质22.2.1.地层22.2.2.地质构造22.2.3.水文地质条件32.3.不良地质32.4.隧道施工方案与施工方法32.4.1.施工方案32.4.2.施工方法33. 宁杭客运专线长岭隧道施工风险评估程序和评估方法43.1.风险评估程序43.2. 隧道风险评估方法4
2、3.2.1. 层次分析法44. 宁杭客运专线长岭隧道风险评估内容74.1.隧道风险因素核对与风险源分析74.1.1.隧道风险识别74.1.2.施工阶段隧道风险因素核对84.1.3.施工阶段隧道风险源分析104.2.隧道风险评价104.3.隧道风险评价层次分析法124.4.安全风险评估记录155. 宁杭客运专线长岭隧道风险对策措施及建议161 编织依据1.1. 业主制订的风险管理方针及策略1.2. 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2007200 号）；铁路建设工程安全生产管理办法（铁建设2006179 号）；铁路隧道设计规范（TB10003-2005）；铁路
3、隧道施工规范（TB10204-2002）；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）；煤矿安全规程（国家安全生产监察管理局第 16 号）。1.3. 隧道基础资料长岭隧道设计文件新建南京至杭州客运专线工程施工图-长岭隧道宁杭客专NHZQ-3标施工相关合同文件；宁杭客专 NHZQ-3 标实施性组织设计等。2.宁杭客运专线长岭隧道工程概况2.1. 隧道概况长岭隧道位于浙江省湖州市长兴县长岭村，起止里程为DK1
4、48+535DK151+050，全长2515m，隧道最大埋深约为170m。出口轨面设计标高为26.912m。DK150+386.42至隧道出口段左、右线分别位于R卄= 9000m、R =左右8995m的右偏曲线上，其余段位于直线上。隧道内坡度为单面下坡，从进口到出 口纵坡为8.7%o单面下坡，其坡长为3142.2m,设置竖曲线里程范围为 DK148+535DK148+933.81,曲线半径为 35000m。长岭隧道隧址区为低山丘陵区，相对高差100200m,地形起伏较大，自然 坡度为 2050，植被发育，多为松林和杂木。长岭最高峰 240.0m。长岭隧道为客运专线双线隧道，设计行车速度350k
5、m/h。洞内采用CRTSII 无碴轨道结构。进出口均采用 1:1.25斜切式洞门；洞口边、仰坡采用方格式浆砌 片石截水骨架护坡。2.2. 工程地质与水文地质2.2.1. 地层 表层为第四系残坡积粉质黏土，褐黄色，硬塑，夹碎石。下伏基岩主要为志 留系上统唐家坞组石英砂岩、粉砂岩夹薄层泥质砂岩，泥岩，见图 1 、2。图 1 长岭隧道进口地层剖面图 2 长岭隧道进口掌子面岩层根据基岩饱和抗压强度实验结果，（4）3层砂岩为硬岩极硬岩，强度变化 幅度较大；（5）3 层粉砂岩灰岩为硬岩。本隧道均采用复合式衬砌。施工中斜切洞口 34m，V级路堑式明洞34m，V 级衬砌329m, IV级衬砌850m,III级
6、衬砌1336m。2.2.2. 地质构造 隧道隧在大地构造位置上位于扬子地块江南台背斜与下杨子台褶带的过渡 带，处在太湖西侧，隧址区地层岩性相对单一，无大的区域地质构造，物探揭示 有五处低速异常带。其中,F1破碎带影响范围约20m,F2破碎带影响范围约20m。2.2.3. 水文地质条件 地表水主要为雨季降水，汇集于沟谷，水量不大。 地下水主要为基岩裂隙水，地下水稍发育，构造带中裂隙水较发育，隧址区 地下水无硫酸盐侵蚀、酸性。长岭隧道涌水量分析计算结果见表 1。表 1 长岭隧道预测涌水量起点里程终点里程正常涌水量Q (m3/d)DK148+535DK149+400682DK149+400DK150
7、+300508DK150+300DK151+050268合计14582.3. 不良地质根据钻探、物探资料及调查测绘资料，长岭隧道隧址区内有五处低速异常 带，物探低速异常带与隧道交角较小，对工程建设有一定影响，须进行工程处 理。2.4. 隧道施工方案与施工方法2.4.1. 施工方案长岭隧道采用双向掘进方式施工，当隧道距贯通 50m 左右，爆破作业时互 相提前1 小时通知；当距贯通 15m 时，采用独头掘进方式。2.4.2. 施工方法明洞衬砌段采用明挖法施工，隧道正洞III级围岩采用台阶法施工，W级围岩 采用三台阶及三台阶临时仰拱法施工，V级围岩采用三台阶四步法和三台阶临时 仰拱法施工。3. 宁杭
8、客运专线长岭隧道施工风险评估程序和评估方法3.1. 风险评估程序长岭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，具体详见长岭隧道设计中的“附表 2 长岭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。
9、长岭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。本项目为铁道部与浙江省投资建设，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。长岭隧道风险评估与管理按照图 3、4的流程图进行。3.2. 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。3.2.1. 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
10、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图 3 风险评估流程图图 4 施工阶段风险评估流程图4. 宁杭客运专线长岭隧道风险评估内容4.1. 隧道风险因素核对与风险源分析4.1.1. 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。长岭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 25。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
11、 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 施工管理风险因素施工管理培训情况检测情况应急预案情况人员管理情况施工队伍状况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 隧道特征风险因素隧道特征埋深断面大小长度坡度辅助坑道其他4.1.2. 施工阶段隧道风险因素核对长岭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 长岭隧道施工风险因素核对表风险事件 风险因素塌方大变形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地下水处理爆破方法隧道超挖情况进洞落底挑顶工法转化处施工期防排水注浆堵水措施排水措施
12、降水措施其他支护及衬砌情支护刚度超前支护预注浆预留变形量地层加固与改良支护时机况支护方法支护质量闭合成环周期其他防护 情况机械设备防护人员防护其他监控量测水量水压掌子面稳定情况量测器材与布置量测频率规范要求监测项目监控量测制度信息反馈与处理其他表 7 长岭隧道洞口段施工风险因素核对表风险事件 风险因素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量测器材与布置监控量测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。长岭隧道施工风险评估指标体系框架见表 8。表 8 长岭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明挖法 矿山法安全、环境、 质量、投资、 工期、第二方山体开裂突水突泥坍塌洞口浅埋垮塌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。1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
