八苏木隧道施工阶段安全风险评估8.9

新建铁路京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道施工阶段风险评估中铁四局集包增建第二双线工程八苏木隧道项目部2009年08月目录一、编制依据··························································································1二、评估对象及目标·················································································1三、八苏木隧道概况················································································11（一）地层岩性··················································································2（二）地质构造··················································································2（三）不良地质与特殊岩土··································································2（四）隧道施工中的主要地质问题·························································3（五）水文地质概况···········································································3四、风险评估程序、方法及流程·································································4（一）风险评估程序···········································································4（二）风险评估方法···········································································4（三）风险评估流程···········································································5五、风险评估内容····················································································5（一）风险指标体系···········································································5（二）风险因素核对···········································································6（三）初始风险等级表········································································91、八苏木隧道正洞分段风险识别··························································872、八苏木隧道正洞初始风险等级··························································11（四）风险识别及降低风险的对策························································14（五）残余风险等级表·······································································19六、风险评估结果······················································································七、风险管理应急预案·············································································26京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道隧道风险评估及安全应急预案设计—1—一、编制依据（一）《京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道设计图》（集包施隧02）。（二）《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》(铁建设【2007】200号)。（三）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204—2008）（四）依据相关国家和行业标准、安全规程，如《中华人民共和国安全生产法》、《国务院关于进一步加强安全生产工作的决定》、《关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》（铁建设[2007]102号）、《铁路工程施工安全技术规程》(TB10401)、《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)、《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231—2007）等有关规定。二、评估对象及目标评估对象：集包第二双线八苏木隧道施工过程中可能出现人员伤亡、环境破坏、工期延误等各方面的风险。评估目标：通过对施工阶段各种风险（安全风险、环境风险、工期风险）进行评估，提出风险因素等级，采取合理的施工措施降低风险，将各类风险降到可接受水平，以达到保障安全、保护环境、保证建设工期，并明确残留风险。三、八苏木隧道概况八苏木隧道地处内蒙古高原低中山区，位于既有京包兰铁路右侧，是双线隧道，隧道穿越印河与大黑河的分水岭，隧道里程DK525+046～DK533+230（全长8184m），隧道在既有八苏木车站西北方向西沟村东南约900m处一山坡进洞，进口斜坡较平缓，自然坡度约5º左右，洞身穿越西沟京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道隧道风险评估及安全应急预案设计—2—（DK526+100、埋深80m）、南梁子沟（DK527+100、埋深40m）,在南营子村东南山坡出洞，自然坡度约15º左右，隧道最大埋深约130m。（一）地层岩性本区地层岩性较为复杂，在入隧道前行进于洪积地层及坡积层之上，穿越花岗岩及玄武岩，出隧道后走行于大黑河阶地上迂回至既有线。隧道洞身通过地层主要有第四系全新统洪积层及坡积层，上第三系上新统玄武岩、泥岩夹砾岩、华力西中晚期花岗岩等。八苏木隧道围岩分级统计见表4-1。八苏木隧道围岩分级统计表表3-1线别围岩级别长度（m）所占比例（％）双线Ⅱ138516.9Ⅲ409050Ⅳ242529.6Ⅴ2843.5小计8184100（二）地质构造八苏木隧道位于华北地台内蒙台隆之凉城断隆中，沿线断裂褶皱构造不发育，但新生代火山活动频繁，以基性喷发为特点，形成了大面积的玄武岩覆盖层，具有典型的桌状地貌形态；并伴生有角度不整合，主要表现为：玄武岩与花岗岩、泥岩夹砾岩与花岗岩的角度不整合。第四纪表现为强烈的下切与侧向侵蚀。花岗岩体中节理较发育，主要有以下几组：J1：N40°W/40°～50°S，J2：N60°E/30°～45°S，J3：SN/90°,张开－微张。（三）不良地质与特殊岩土根据试验结果阳离子交换量CEC(NH4+)为267~320(mmol/Kg)，蒙脱石京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道隧道风险评估及安全应急预案设计—3—含量（M）为8.8~14.6(%)，自由膨胀率(Fs)为31.0~49.0(%)，判定第三系泥岩具弱膨胀性，隧道洞身DK533+180~+230通过该地层，对工程有一定影响。（四）隧道施工中的主要地质问题八苏木隧道最大埋深约130m，岭脊为坚硬的玄武岩和花岗岩，Ⅱ、Ⅲ级围岩占67％左右。洞身通过的富水带、风化破碎带、岩性接触带，岩性软弱，存在软弱结构面、节理密集带等，可能出现围岩失稳、突然涌水等地质灾害。1、围岩失稳：隧道进出口通过第四系地层及风化玄武岩泥岩、花岗岩地层，岩体破碎－极破碎，并可能富含地下水，施工时可能出现脆性岩体的破裂、沿结构面产生的岩块松弛、滑移、坠落等变形破坏现象和破碎松散岩土（体）的坍塌等围岩失稳现象。另外，在通过节理密集带以及花岗岩与玄武岩不整合接触带时，也易出现围岩失稳现象，泥岩为极软岩，具弱膨胀性，岩体成岩作用差，容易产生较大的塑性变形，造成隧道拱顶下沉或侧壁产生大的收敛，影响隧道的稳定。2、突、涌水：八苏木隧道地表沟谷切割较深，玄武岩垂直节理发育，有利于地表水补给地下水，但该区降雨量相对较小，蒸发量相对较大，隧道洞身通过玄武岩、花岗岩不整合接触面时，仅局部可能出现突然涌水现象，在节理裂隙发育区，施工时亦有可能出现突然涌水现象。在玄武岩与泥岩的接触面附近，由于透水性能的差异，可能存在地下水的富集。（五）水文地质概况八苏木隧道区地下水以基岩裂隙水为主，基岩裂隙水的赋存条件和富水程度受地形地貌、地层岩性及地质构造影响，具有明显的不均匀性；由京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道隧道风险评估及安全应急预案设计—4—于该隧道埋深不大（最大埋深仅为130m），含水岩体有限，本区断裂褶皱构造不发育，故水文地质条件较为简单。综合分析隧道通过含水岩组类型，富水性分区及隧道埋深等因素，采用降水入渗法，预测该隧道正常涌水量和最大涌水量，隧道涌水详见表4－2。八苏木隧道涌水统计表表3-2序号隧道里程长度（km）富水性分区降水入渗法正常涌水量(m3/d)最大涌水量(m3/d)1DK525+046～DK526+8001.754弱富水579.711739.132DK526+800～DK530+4253.625弱富水1167.473502.413DK530+425～DK533+2302.805弱富水903．372710．12总长8.1842650.557951.66四、风险评估程序、方法及流程（一）风险评估程序（1）对初始风险进行识别；（2）对初始风险进行评价，分别确定各风险因素对目标风险发生的概率和损失。风险概率难以取得时，可采用风险频率代替；（3）分析各风险因素对目标风险的影响程度；（4）评价初始风险等级；（5）根据评价结果制定相应的风险处理方案或措施；（6）对风险进行再评估，提出残留风险等级。（二）风险评估方法由于铁路隧道风险评估刚刚起步，在缺少足够数据的情况下，本报告主要采用主观估计的方法（专家调查法），先由评估单位或专家对风险因素的发生概率和权重做出一个主观估计，然后通过隧道专家委员会对评估报告进行评审，对隧道的风险等级及风险应对措施提出指导性意见。京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道隧道风险评估及安全应急预案设计—5—（三）风险评估流程图4－1风险评估与管理基本流程图五、风险评估内容（一）风险指标体系八苏木隧道风险指标体系见表5－1。京包线集宁至包头段增建第二双线工程八苏木隧道隧道风险评估及安全应急预案设计—6—八苏木隧道风险评估指标体系表5－1项目阶段施工方法目标风险风险因素或风险事件施工阶段矿山法安全、工期环境、质量塌方突水（泥）大变形洞口失稳相邻构筑物开裂或沉降地下水位下降其他（二）风险因素核对八苏木隧道施工风险因素核对表见表5－2。八苏木隧道施工风险因素核对表表5－2风险事件风险因素洞口失稳塌方突水（泥、石）大变形地下水位下降其他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★★★★★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★★★★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★掌子面减压措施★地下水处理★★★★爆破方法★★★★隧道超挖情况★★★★进洞★★京包线