长边隧道风险评估

长边隧道施工阶段风险评估调查报告（第一期）一.编制依据(1)《关于印发加强铁路隧道工程安全工作的若干意见的通知》(铁建设【2007】102号)(2)《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》(铁建设【2007】200号)(3)《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)（4）《铁路建设工程安全风险管理暂行办法》（铁建设[2010]162号）。二、长边隧道概况1、隧道概况长边隧道位于漳州市龙海市境内，为单线电气化铁路，开行双层集装箱列车。隧道进口里程SDK1+010，隧道出口里程SDK1+861，隧道全长851m。2、自然特征（1）地形地貌长边隧道位于龙海市颜厝镇长边村，属低山丘陵地貌，地形起伏较大，地面高程为19.60～91.00m，区内最高点为大寨尾主峰，高程91.90m，最低点为隧道进口附近的鱼塘，高程8.50m，相对高差达83.4m。自然坡度为10～45°，偶见陡坎。山体覆盖层较薄，植被发育良好。出口左侧为一机砖厂，乱挖比较严重。隧道进出口附近分布村庄，进出口仅有小山路可抵达，交通条件差。（2）地层岩性区内地层由新到老依次出露有：第四系全新统坡残积层(Q4dl+el)，下伏燕山早期侵入花岗闪长岩（γ52（3）），各地层分述如下：15-2粉质黏土(Q4dl+el)：褐黄色、红褐色，硬塑，成份以黏粉粒为主，含有10%细砂，黏性一般。主要分布在隧道区域表层，属Ⅱ级普通土，C组填料。17-1花岗闪长岩W4（γ52（3））：全风化，黄褐色、灰黄色，中粒结构，矿物以长石、石英为主、含少量黑云母，除石英矿物外，其他矿物基本分化成黏土状，岩芯呈土柱状，遇水易软化，崩解，在DSZ-CB-05孔1.7-1.9m和9.5-11.2m处为弱风化花岗闪长岩孤石，其中，全风化层中孤石含量比例约为15%。属Ⅲ级硬土，C组填料。17-2花岗闪长岩W3（γ52（3））：强风化，黄褐色，中粒结构，块状构造，主要矿物成分由石英、长石、角闪石及少量黑云母等组成，裂隙很发育，岩芯呈碎块状，锤击易碎，属Ⅳ级软石，A组填料。17-3花岗闪长岩W2（γ52（3））：弱风化，灰白色，中粒结构，块状构造，岩质新鲜，成分以长石、石英、黑云母为主，岩体裂隙较发育，岩芯呈短柱～柱状，锤击声较脆，较难碎，属Ⅴ级次坚石，A组填料。（3）地质构造根据本次工程地质测绘、钻探及区域性地质资料，隧道区未发现有断裂带通过。（4）地震动参数根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）以及“关于贯彻执行《中国地震动参数区划图》的通知”（闽建设[2002]37号），测区内地震动峰值加速度为0.15g，地震动反映谱特征周期为0.35s。（5）水文地质特征1）地表水测区地表水主要为冲沟水，主要接受大气降水补给，地表水多沿沟槽排泄，沟槽内地表水流量随季节变化，雨季时较大，可增大数倍。2）地下水测区表层第四系覆盖层较薄，以粉质黏土为主，孔隙水不发育；地下水主要为基岩裂隙水，赋存于花岗闪长岩的裂隙中，主要接受大气降水及地下水侧向补给，水量变幅较大，由于上覆粉质黏土为较好的隔水层，地形坡度较大，大气降水多沿坡面往下径流，入渗水量较小，基岩裂隙水发育程度受基岩风化程度、裂隙发育程度、裂隙贯通性的影响，全风化岩属弱含水层，富水性差，强风化岩和弱风化岩的导水性和富水性主要受构造裂隙控制，具各向异性，总体地下水量不大。地下水运动主要受地形、地貌控制。3）水化学特征及其侵蚀性测区段内采取地下水进行水质简分析，水质类型为HCO3-·SO42-—Na+型，水质呈弱酸性，根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号），在环境作用类别为氯盐环境和化学环境环境时，地下水对钢筋混凝土不具侵蚀性。4）隧道涌水量预测采用大气降水入渗法预测隧道涌水量。大气降水入渗法：Q=2.74FaW式中：W—隧址区多年平均降水量（mm），本地区为1763.9mm。F—隧道通过各含水岩体地段的渗入补给面积（km2）,本隧道集水面积为0.851×1km2。a—入渗系数（根据含水岩组岩性、入渗能力取地区经验值，花岗岩类取0.15）Q—涌水量（m3/d）隧道正常涌水量为：Q=2.74FaW=2.74×0.851×1×0.15×1763.9=616.95(m3/d)（6）不良地质测区内无不良地质及特殊岩土发育。（7）气象特征测区属亚热带海洋性季风气候区，常年气候温和湿润，阳光充足，雨量充沛，年平均气温约21.2℃，年平均降水量1763.90mm，四至九月暴雨较为集中，为汛期，降雨量占全年的70%～80%。沿线各地每年不同程度地受台风袭击，7～9月台风威胁最大。三、隧道地质情况调查根据中铁二院武汉勘测设计研究院有限责任公司提供的《港尾铁路长边隧道工程地质说明》及《长边隧道钻孔资料柱状图》，我部对本隧道的SDK1+10中心、SDK1+60右10米、SDK1+861中心位置的地质情况进行了现场实地勘察、调查。调查结果与设计院勘测结果基本一致。长边隧道上覆第四系全新统坡残积层(Q4dl+el)，下伏燕山早期侵入花岗闪长岩（γ52（3）），隧道进出口段埋深浅，且隧道进口段穿越W4全风化层较厚；SDK1+530~SDK1+700段整体埋深较浅、较偏，岩体破碎，裂隙发育，且SDK1+530~SDK1+700左侧有一采石场，存在一临空面，易发生塌方掉块风险。进出口分布有村庄，地表多为山林地。因此，隧道主要风险为塌方，并存在地表失水风险四、安全风险评估1、主要风险：根据现场情况和地质勘查资料分析，本隧道中的主要典型风险事件类型为洞口失稳、塌方掉块风险，并存在地表失水风险。2、主要风险：全隧各段落中存在的风险和可能发生的典型风险事件分析如下：长边隧道进出口段穿越全风化层较厚，且埋深浅，发生塌方的可能性较大；SDK1+010～SDK1+055段隧道进口穿越粉质黏土(Q4dl+el)及W4全风化花岗闪长岩，该段采用明挖法施工，围岩自稳能力差，遇水易软化，开挖后发生明洞开挖边坡垮塌、洞口失稳的风险较大；SDK1+530~SDK1+700段整体埋深较浅、较偏，岩体破碎，裂隙发育，且SDK1+530~SDK1+700左侧有一采石场，存在一临空面。由于隧道埋深较浅、较偏，如支护不及时或支护强度不够，发生塌方掉块的可能性较大；隧道进出口及洞身段分布部分村庄及山林，由于该段隧道裂隙较发育，隧道施工可能引起该段落及附近产生地表失水风险。3、长边隧道初始风险评价通过风险分析，长边隧道各段落中存在的初始风险评价。经评估，本隧道中的主要典型风险事件类型为洞口失稳、塌方掉块风险；初始风险为高度及以上的有4处。具体情况如下：（1）、塌方风险为高度的段落共有2段，分别为：SDK1+055～SDK1+085段为V级浅埋；SDK1+826～SDK1+861段为V级浅埋。（2）、塌方风险为极高的段落共有2段，分别为：SDK1+010～SDK1+055段为V级明挖段；SDK1+581～SDK1+654段为V级浅埋、偏压段。（3）、地表失水风险该类风险主要为地表有村庄、山林段，生产生活用水为地下水，隧道建设可能会引起地下水漏失，对居民生产及生活用水造成影响，该类风险等级为中度。4、初始风险调查表序号里程范围长度（m）风险事件初始风险起始里程终止里程概率等级后果等级风险等级1SDK1+010SDK1+05545垮塌53极高2SDK1+055SDK1+08530垮塌42高度3SDK1+085SDK1+14055垮塌32中度4SDK1+560SDK1+58121垮塌32中度5SDK1+581SDK1+65473垮塌53极高6SDK1+654SDK1+68026垮塌32中度7SDK1+800SDK1+82626垮塌32中度8SDK1+826SDK1+86135垮塌42高度五、隧道风险事件的技术对策根据铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施之规定，中度风险是可接受的，相应的处理措施为“不需采取风险处理措施，但需予以监测”；高风险、极高风险“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”。为此，项目部确定如下风险技术对策：1、长边隧道地质条件一般，岩性以花岗闪长岩为主，地形浅埋段落较多。SDK1+530~SDK1+700段整体埋深较浅、较偏，岩体破碎，裂隙发育，且SDK1+530~SDK1+700左侧有一采石场，存在一临空面，易发生塌方掉块风险。以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。其中塌方风险较突出，部分段落穿越IV、V级的浅埋地段及全风化花岗岩段时的塌方风险为高度风险。施工中应加强防护工作，严格按《铁路隧道工程施工技术指南》及相关规范文件的要求施工，做好施工组织工作；隧道施工应根据《铁路隧道监控量测技术规程》的规定开展监控量测工作，监控量测工作应纳入正常施工工序，编入施工组织，监控量测结果应及时反馈。如发现施工实际揭示地质或地形情况与设计不符情况，及时反应设计。2、加强施工工艺管理与工序衔接控制，确保工程质量和工序紧跟；3、根据设计方案，采取积极措施，有效规避风险；加强监控量测。编制隧道监控量测方案，认真实施监控量测，通过记录、分析，反馈，判识围岩稳定状态；必要时与设计单位配合，利用实测数据，预测围岩变形或进行力学反分析，及时修改设计参数，确保施工安全。4、、加强施工监管，确保措施到位；加强工序管理，确保工序紧跟，尤其是开挖与初支、初支与衬砌以及仰拱超前施做与拱墙二次衬砌工序间的合理步距控制。5、洞口及明洞工程段防护技术措施隧道洞口段工程包括洞口土石方开挖、边仰坡防护及洞口段衬砌、洞门施工等。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑到施工开挖边坡的稳定性，本着“早进晚出”、“减少开挖”的原则，洞口采用明挖法或拱部明挖边墙暗挖法施工。及时进行边仰坡防护施作并加强对山坡稳定情况的监测、检查，确保施工安全。具体施工工艺分述如下：（1）洞口排水首先施工隧道洞顶截水沟，截水沟距坡顶开挖线不小于5m，其坡度根据地形设置，但不应小于3‰，以免淤积。（2）洞口边仰坡开挖与防护根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样边坡控制桩。开挖洞口时以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则，按设计坡度一次性整修到位，围岩破碎的部位用网喷锚杆加固。洞口场地用装载机辅以推土机整平压实；遇坚硬石质地层人工钻眼小炮爆破。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。6、软弱围岩及浅埋段预防坍塌的其它技术措施(1)施工中遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、早衬砌”的施工原则；调整开挖方法，优化爆破设计，强调光面爆破或预留光爆层爆破，严格控制单响药量，减小爆破震动，爆破排烟后，视围岩稳定情况，决定喷砼封闭与出碴的先后顺序。对IV、Ⅴ级围岩浅埋段，在掘进施工中很有可能出现塌方，为保证施工安全和质量，首先按设计图纸要求施工，做到短进尺，弱爆破，勤支护。及时施作小导管超前支护，如果小导管注浆压力和注浆量与设计要求相差太多，应停止施工，超前探孔，如实掌握隧道围岩情况，根据超前探孔地质资料，上报设计院，变更施工方案。开挖后，对掌子面及拱顶初喷封闭，并及时施作钢架，锚喷支护。钢架间距严格按设计要求施做，必要时缩小钢架间距，钢架连接板处设置锁脚钢管。系统锚杆交错布置于钢架两侧并与钢架焊接牢固，钢筋网片紧贴初喷面，纵环向搭接至少一个网格长度，加强支护，确保施工安全。仰拱紧跟掌子面，距离保持在40m以内，使初期支护尽早封闭成环。(2)加强监测，留足沉降量，保证施工安全和二次衬砌的设计厚度。(3)加强超前地质预报，并结合监控量测分析，及时调整设计参数。(4)有仰拱地段，须考虑超前施作开挖掌子面与仰拱，严格控制仰拱、回填及二次衬砌各工序间的步距，严格按规范作业，尽早完成二次衬砌浇筑。(5)施工作业期间，值班技术24小时值守，随时记录工作掌子面的情况，遇到问题，及时汇报，防止错过最佳处理时间。(6)进洞前，应对洞口段以及浅埋段的纵横断面进行测量，并绘制纵