何家梁隧道施工阶段风险评估报告

新建西安至成都铁路西安至江油段（陕西境内）站前工程XCZQ-9标段何家梁隧道施工阶段风险评估报告编制：审核：审批：中铁隧道集团公司西成客专项目部二〇一三年一月1目录一、编制依据......................................................1二、何家梁隧道概况................................................12.1工程概况.....................................................12.2地层岩性.....................................................32.3地质构造及地震动参数.........................................32.4水文地质特征.................................................32.5隧道洞身主要地质问题.........................................42.6人类工程活动的影响...........................................7三、风险评估程序及方法............................................73.1风险评估程序.................................................73.2风险评估方法.................................................93.3风险分级及接受标准..........................................9四、风险评估的内容...............................................114.1风险评估的对象及目标........................................114.2安全风险评估因素............................................124.3风险评估内容................................................144.3.1安全风险情况分析..........................................154.3.2初始风险评估..............................................174.3.3残留风险评估..............................................20五、风险对策措施.................................................235.1突泥突水风险控制措施........................................235.2塌方风险控制措施............................................265.3大变形风险控制措施..........................................275.4岩爆风险控制措施............................................285.5洞口落石风险控制措施........................................30六、评估结论.....................................................321一、编制依据⑴《关于印发加强铁路隧道工程安全工作的若干意见通知》（铁建设【2007】102号）⑵《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设[2007]200号）⑶《铁路建设工程安全风险管理暂行办法》（铁建设[2010]162号）⑷基础资料：①新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-9标段《招标文件》、《合同文件》；②新建西安至成都铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-9标段《实施性施工组织设计》；③设计院关于何家梁隧道地勘报告资料；⑸何家梁隧道施工图；⑹设计院针对何家梁隧道施工图阶段风险评估报告⑺相关国家和行业标准、规定：①《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005，以下简称隧规）②《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119-2000）③《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）④《铁路隧道辅助导坑技术规范》(TBJ10109－95）④《铁路工程施工安全技术规程》（TB10301-2009～TB10306-2009）⑥《铁路工程建设项目水土保持方案技术标准》（TB10503-2005）⑦《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）二、何家梁隧道概况2.1工程概况何家梁隧道位于大巴山区陕西省勉县和宁强县境内，进口位于勉2县漆树坝乡大水沟内的山坡上，出口位于宁强县铁锁关镇附近山坡上。隧道起讫里程为DgK297+190～DgK309+593，DgK300+002.519=DgK300+000.000长链2.519m，全长12405.519m，为双线隧道。洞身DgK297+890.458～DgK299+739.484段1849.026m位于R-8004.6m的曲线上，其余位于直线上，纵坡为20‰的单面下坡。进口与大水沟大桥相连，下方有便道引入，场地开阔，出口下方有水泥路引入，交通条件良好，但施工场地较狭窄。根据何家梁隧道所处地形，地质条件，考虑施工工期，洞口施工条件及运营期间救援疏散要求，设2座斜井+2座横洞。辅助坑道设计概况见表2-1-4。表2-1-4何家梁隧道辅助坑道设置表辅助坑道名称1号斜井2号横洞3号斜井4号横洞里程DK301+000DK303+600DK307+200DK308+850综合坡度(%)9.67-0.469.53-1.00平面交角85°00＇00＂56°00＇00＂64°30＇00＂68°55＇20＂坑道与线路相对位置右右左右断面形式单车道+错车道单车道+错车道单车道+错车道单车道运输方式无轨无轨无轨无轨辅助坑道长度(m)612.151440482.38265后期用途-避难所紧急出口正洞排水斜井、横洞单车道净空尺寸5.0×5.9m(宽×高)。间隔不大于250m长度设错车道一处。错车道长20m，并在两端各5m范围内与单车道断面过渡，错车道断面净宽按在单车道断面基础上加宽2.3m，净空尺寸7.3×6.5m(宽×高)。32.2地层岩性隧道涉及地层主要为第四季全新统坡积膨胀土，洪积，坡积粗角砾士，志留系下统页岩，奥陶系中上统灰岩夹页岩，奥陶系下统纱岩夹砾岩。岩性特征详述如下：（1）第四系全新统（Q4）膨胀土(Q4dl9):主要分布于4号横洞口地表，厚约5m，浅红褐色，黄褐色，以粘粒为主，尚紧密，硬塑为主，Ⅱ级普通土,σ0＝150kPa洪积,坡积粗角砾士,(Q4p17+d17):浅黄色;粒径不均，形壮呈凌角和尖凌角，成份以页岩为主，粒径为40~60mm,约占15%，粒径为20~40mm,约占35%，粒径为2~20mm,约占20%，余为土质充填；潮湿，中密。σ0=350~400kPa。（2）志留系下统（S1）页岩(S1sh):黄绿色，灰绿色，页理发肓，层间结合力较差，层壮构造，岩体局部揉皱发肓，节理教发肓，强风化-弱风化，强风化，厚约，8~13mm；3级硬士，σ0=250kPa；弱风化，4级软石，σ0=500kPa。页理产壮：N42*E/35*N，N89*W/77*S。（3）奥陶系中上统(O2+3)灰岩夹页岩(O2+3)：条带壮分布于隧道洞身部分段落，灰岩，红褐色，灰白色，隐晶质结构，块壮构造，泥，钙质胶结，层理软发肓，层间结合力一般，节理软发肓；页岩，黄绿色，浅灰色，页理发肓，层间结合力较差，层壮构造，岩体局部揉皱发肓，节理较发肓。以上两种岩性为软硬岩相间，以灰岩为主，综合分析，风化层厚3~8mm，级软石σ0＝400~500kPa；弱风化层，级软石σ0=600~800kPa。层理产壮：N84*E/41*N。（4）奥陶系下统(O1)砂岩夹砾岩(Q1Ss+C9):为隧道洞身穿越的主要岩层，砂岩，浅红色，局部浅灰色，成份为石英，长石为主，粗细粒结构，铁，钙质胶结，块壮构造，层理发肓，层间结合力一般，节理软发肓，岩砾，浅红色，浅灰色，砾石直径以2~10mm为主，砾石含量约占60~75%，泥，钙质胶结，层理发肓，层间结合力一般，块壮构造，节理软发肓，以上两种岩性以砂岩为主，呈互层状，相间出现，风化层厚3~8mm，级软石σ0=500~600kPa，弱风化层，级软石σ0=800~1000kPa。层理产状：N82*E/58*N，N54*W/14*S。2.3地质构造及地震动参数（1）褶皱构造隧道区内主要的构造为褶皱构造，该褶皱为钢厂-黄坝驿倾伏背斜，4向西倾伏-南西西向，西向倾伏，倾伏角7-10（由东向西变大），由震旦，寒武，奥陶，志留，二送系等地层组成，北斜南翼为小李家坝，龙头山向斜的部分北翼（即从李家坝-石马山一带）的产状一致，倾角略大，为40°--10°，北翼产状倾向北---北西355°倾角40—20°。褶皱翼部次一级褶皱发肓，随背斜的倾伏，震旦系，寒武及奥陶系地层分别在元坝，黄坝驿一带，逐成封闭，且在寒武，震旦系地层封闭地层常伴有次一级褶皱，且由东到西，褶皱由开阔变为陕长。隧道与背斜轴部在DK303+760附近相交，夹角约15°，褶皱核部出露地层为奥陶系下统砂岩夹砾岩，由于岩层倾角及褶皱轴部的多变性，褶皱核部地层受挤压，地下水等作用的影响，岩体较为破碎。（2）节理由于测区内褶皱构造较为发肓，岩层产状多变，岩体节理裂隙较发肓。J1:N82*W/67*S,d=0.30-0.40m,1=1.0-1.5m,平值，密闭；J2:N5*E/86*N,d=0.40-0.50m,1=0.5-1.0m,平值，密闭；J3:N30*W/71*N，d=0.20-0.30m,1＞10.0m,平值，张开；2.4水文地质特征（1）地表水特征何家隧道进口为大水沟，出口为玉带河，均为常年流水，水量丰富，且雨季水量增加显著，隧道顶部较大的沟谷有郑家湾，李家沟，何家梁上沟等，据调查，枯水期流量郑家湾约5336m3/d,李家沟约357m3/d，何家梁上沟约为1708m3/d。水质分析结果显示，地表水水化学类型主要为HCO3－Ca及HCO3，SO4－No+K.Ca,矿化度小于0.3g/l,PH值大于7，呈弱碱性，水质良好，无侵蚀性。（2）地下水特征隧道分段通水量预测结果表里程长度km富水性分区单位长度可能最大涌水量qo隧道可能最大涌水量Qo隧道正常涌水量Qs单位长度正常涌水量qsm3/d.kmm3/dm3/dm3/d.kmDgk297+190~Dgk298+1500.960弱822.5765153164.4Dgk298+150~Dk301+1002.952519中等61651818536371233Dk301+100~5.600弱4046.5226604532809.35Dk306+700Dk306+700~Dk309+5932.893弱822.52375475164.4合计12.405519439858797隧址区地下水的形成，分布受地形地貌、岩性、构造、植被、降水量等多因素控制和影响。特别是构造，岩溶作用下，岩溶发肓带、断层碎裂带、岩性接触带、节里密集带等，为地下水贮存和运移创造了良好的地质条件，地下水赋存类型主要有碳酸盐岩岩溶裂隙水和碎屑岩类裂隙孔隙水。本区地下水化学类型单一，主要为HCO3-Co型水，矿化度小于0.3g/l,PH值大于7，呈弱碱性。（3）隧道涌水量预测；隧道正洞及辅助坑道涌水量预测结果见表1-1，表1-2。辅助坑道涌水量预测结果表表1-2辅助坑道隧道可能最大涌水量Qo（m3/d.）隧