颜春岭隧道安全风险评估报告.docx
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1、新建海南西环铁路海口至凤凰机场段XHZQ-2标段 颜春岭隧道安全风险评估新建海南西环铁路XHZQ-2标段颜春岭隧道安全风险评估报告 中铁xxxx集团新建海南西环铁路XHZQ-2标二一三年十一月一. 编制说明11、编制依据12 评估对象及范围1二.工程概况21. 基本概况22主要技术标准23线路概况24施工组织概况3三. 工程地质及水文61地层岩性64地震动参数65水文地质特征76气象77不良地质现象及特殊岩土78. 工程地质条件评价8四风险管理组织机构及职责81.风险管理领导小组组织机构82职责分工93.风险评估与管理小组办公室9五. 风险评估程序及方法111.风险评估程序112.风险评估方法
2、123.风险分级及接受标准13六. 风险评估内容151.风险评估对象及目标152.风险评估内容153.颜春岭隧道风险分析184.施工风险因素分析核对195.基本风险点清单246.初始风险评估及对应的处理措施247.残留风险评估278.风险评估记录29七. 隧道施工风险预估及应对措施581. 隧道进、出口级围岩浅埋段边仰坡溜坍的风险控制措施582. 隧道洞身风险控制措施603. 隧道洞身坍塌风险控制措施604.基底沉降风险控制措施705.隧道突水突泥风险控制措施706.第三方损失风险控制措施717.工期风险控制措施718.辅助坑道风险控制措施72八.风险评估结论和风险的管理75颜春岭隧道安全风险
3、评估一. 编制说明1、编制依据1).中华人民共和国安全生产法(主席令第70号)2).建筑工程安全生产管理条例(国务院令第393号)3).铁路建设工程安全生产管理办法(铁建设2006179号)4).铁路隧道风险评估与管理暂行规定(铁建设2007200号)5).铁路建设工程安全风险管理暂行办法(铁建设2010162号)6).铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10301TB10306-2009)7).铁路隧道监控测量技术规程(TB10121-2007)8).新建铁路海南西环铁路海口至凤凰机场段铁路工程设计施工图9).新建铁路海南西环铁路海口至凤凰机场段XHZQ-2标段施工相关合同文件10).新建铁路
4、海南西环铁路海口至凤凰机场段XHZQ-2标段实施性施工组织设计2 评估对象及范围 1) 评估对象 评估对象:新建海南西环铁路海口至凤凰机场段颜春岭隧道 。2) 评估范围 评估范围为新建海南西环铁路海口至凤凰机场段颜春岭隧道所属施工阶段的风险评估,包括对安全、工期、环境及第三方风险进行评估。风险评估及管理必须本着安全第一的原则,环境、质量、投资、工期等都应服从于安全。尤其要重视可能导致突发性、灾害性的风险事件。3) 评估目的 对新建海南西环铁路海口至凤凰机场段颜春岭隧道进行可行性、充分性、有效性进行评价,通过对该工程施工风险的识别、估计和评价确定其风险等级。合理使用各种管理方法和技术手段对项目风
5、险实行有效控制将各种风险降到可接受水平,达到保安全、保护环境、保证建设工期、控制投资、提高经济效益、实现建设项目的总目标。二.工程概况1. 基本概况 建设单位:海南东环铁路有限公司;设计单位:中国中铁二院工程集团有限责任公司;监理单位:华南铁路建设监理公司;施工单位:中铁二十一局集团有限公司。颜春岭隧道计划2013年9月30日开工,2015年12月30日竣工,共计27个月。2主要技术标准铁路等级:I级;正线数目: 双线 ;限制坡度:20 ;速度目标值: 200km/h ;最小曲线半径:一般地段4000m,困难3500m.牵引种类:电力,单项工频25KV交流制到发线有效长度: 650m; 列车运
6、行控制:自动控制行车指挥方式:综合调度3线路概况颜春岭隧道位于海南省海口市老城镇。隧道进口里程D2K14+640,出口里程D2K17+500,全长2860m,共设2处斜井辅助施工。线路纵坡为3%,10.6,-3的人字坡;本隧道除进口端182.393m位于半径为5500m的左偏曲线、520.679m位于直线上外,其余洞身段均位于半径为5500m的右偏曲线上。全隧埋藏较浅,属于浅埋隧道,上覆土层及基岩全风化层(W4)具有弱膨胀性,差异风化明显,柱状节理发育。D2K14+400D2K15+790、D2K15+860D2K16+680、D2K16+750D2K17+400段隧道埋藏浅,全、强风化层较厚
7、,隧道围岩岩体破碎,完整程度差,全隧道围岩级别V级。隧道段内上覆地层为第四系全新统坡残积层(Q4d1+e1)膨胀土;岩芯呈土柱状,土质不均,自由膨胀率Fs=2958%,具有弱膨胀性。普遍主要分布于隧道地表,一般厚17m,属II普通土。下伏基岩为第四系上更新统玄武岩(Q3);具有弱膨胀性,厚0-6m,强风化带(W3)岩芯较破碎,多呈块状、碎块状及短柱状,气孔发育强烈,厚1-16m,属IV级软石;弱风化带(W2)岩芯较完整,多呈柱状,岩质坚硬,属V级次坚石。隧道穿越区域地质资料显示,隧道范围内发育一隐伏断裂:颜春岭道崖断裂,走向大致为N64W,倾向北东,倾角不详,地貌上表现为一系列火山口的线状排列
8、,控制了晚更新世的多次火山喷发。线路在约D1K16+100处与断层相交,交角约为56,测区内分布的上更新统玄武岩掩盖了断层的行迹。本隧道明洞长度420m(里程为D2K14+640D2K14+820,D2K17+260D2K17+500),采用明挖法,隧道洞身2440m,采用台阶法+临时横撑及CRD法开挖。根据颜春岭隧道设计图纸,将隧道围岩级别划分汇入下表表1:表1:围岩级别划分围岩级别隧道名称级(米)路堑式明洞级(米)级(米)总长(米)颜春岭隧道42026002602860各类围岩比例(%)14.7%76.76%9.07%100%斜井一号斜井190520二号斜井3304施工组织概况(1)开挖和
9、支护本隧道由进口、出口、一号斜井、二号斜井四个工作面进行开挖。D2K14+640D2K14+820,D2K17+260D2K17+500段采用明挖法施工。洞身采用台阶法加临时横撑施工,首先进行上台阶开挖,并及时施作初期支护;上台阶施工至适当距离后开挖中台阶并及时施作初期支护,在中台阶设置15cm厚临时仰拱进行临时支撑,中台阶施工至适当距离后开挖下台阶并及时施作初期支护,下台阶施工至适当距离后开挖仰拱,进行仰拱及填充施工,拆除临时支撑。施工采用挖掘机配合装载机装碴,自卸汽车运输。 (2)监控量测本隧道的监控量测主要以围岩与支护状态观察、拱顶下沉、周边位移及收敛以及洞口浅埋段的地表下沉,断面测量为
10、必测项目。正洞测量选择洞内观察,水平净空变化值以及拱顶下沉量测三个必测项目,为日常施工管理提供有关数据资料,在进、出洞口段及改移线路与建筑物处选择地表下沉量测项目。表2:隧道量测项目及量测方法序号项目名称方法及工具测 点 布 置量测间隔时间115d15d1个月13个月大于3个月1支护状况观察支护裂缝观察或描述初期支护后进行第一次爆破后进行2周边位移隧道净空变化测定收敛仪根据不同围岩级别确定间距(级围岩30m,级围岩10m,级围岩5m)12次/天1次/天12次/周13次/月3拱顶下沉水准仪、水准尺、或收敛仪或全站仪根据不同围岩级别确定间距(级围岩30m,级围岩10m,级围岩5m)12次/天1次/
11、天12次/周13次/月4地表下沉水准仪、水准尺浅埋段每10m50m一个断面,每断面至少7个测点,中线每5m52m一个测点点位(量测断面距开挖面)频次(0-1)b2次/d(1-2)b1次/d;(2-5)b1次/2-3d;5b1次/7天。(其中:b=1150cm为隧道开挖宽度)5支护及衬砌裂缝量测测缝计每代表性地段一个断面,每断面宜设11个测点12次/天1次/2天12次/周13次/月 (3)隧道掘进循环时间 ()级围岩七步开挖法掘进喷锚作业循环图作业名称作业时间min循环时间(min )60120180240300360420480540600660720上弧导开挖测量放线30超前小导管支护210
12、上弧导开挖180架格栅拱架60挂网喷锚支护180出碴60中部台阶开挖测量放线30左右侧开挖180架格栅拱架60挂网喷锚支护180核心土开挖120出碴60下部台阶开挖测量放线30左右侧开挖180架格栅拱架60挂网喷锚支护120核心土开挖60仰拱初期支护210出碴60分项工程施工进度指标 序号工程项目循环进尺(m)日进度(m/循环)月进度(m/月)备注1正洞开挖及初期支护级围岩0.61.5/2.53545每月按29个有效工作日计算级围岩2.04.0/260802正洞二次衬砌9/24.5平均月进度:117米3斜井级围岩13/390级围岩26/3160三. 工程地质及水文1地层岩性上覆第四系全新统坡残
13、积层(Q4dL+eL)膨胀土,下伏基岩为第四系上更新统玄武岩(Q3)。(1)粉质黏土(Q4dL+eL):棕红色、黄褐色、灰褐色,硬塑半干硬状。主要由粉、黏粒组成,含少量植物根系级粉细砂,多为玄武岩风化而成。土质不均,自由膨胀率Fs=2958%,具有弱膨胀性。普遍主要分布于隧道地表,一般厚17m,属II普通土。(2)玄武岩(Q3):灰黑色、青灰色,多呈气孔状结构、局部为致密结构,接力裂隙较发育,气孔中可见粉质黏土充填,差异风化明显。全风化带(W4)岩芯多呈土柱状,具有弱膨胀性,厚0-6m,强风化带(W3)岩芯较破碎,多呈块状、碎块状及短柱状,气孔发育强烈,厚1-16m,属IV级软石;弱风化带(W
14、2)岩芯较完整,多呈柱状,岩质坚硬,属V级次坚石。3地质构造隧道穿越区域地质资料显示,隧道范围内发育一隐伏断裂:颜春岭道崖断裂,走向大致为N64W,倾向北东,倾角不详,地貌上表现为一系列火山口的线状排列,控制了晚更新世的多次火山喷发。线路在约D1K16+100处与断层相交,交角约为56,测区内分布的上更新统玄武岩掩盖了断层的行迹。4地震动参数根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)(1:400万)及海南西环铁路地震动参数区划报告:划定及地震安评成果报告结果,测区地震动峰值加速度为0.20g(对应地震基本烈度为VIII度),地震动反应谱特征周期为0.35s。5水文地质特征隧址区地表水
15、不发育。地下水主要为第四系孔隙水和裂隙水,水量较小,由大气降雨补给。根据在隧道进出口附近取钻孔水分析,段内地下水水质HCO2C1Ca2Mg2+Na+型水,在环境作用类别为化学侵蚀环境、氯盐环境时,水对混凝土结构无侵蚀性。沿线穿越的地层主要为滨海第四系松散堆积层、中生界岩浆岩。根据含水层的岩性、地下水的赋存条件和水力特征,沿线地下水可划分为第四系松散层类孔隙潜水和基岩裂隙潜水等两大类型,部分具承压性。按铁路混凝土结构耐久性设计规范(TB10005-2010)判定:全线水质普遍在环境作用类别为化学侵蚀环境时,水中SO42-、Mg2+对混凝土结构无侵蚀性,酸性侵蚀性等级为H1,CO2侵蚀等级为H1H
16、2。6气象 隧道所在地为在北回归线以南,为热带气候,日照时间长、平均气温高、蒸发量大、平均风速大,旱季较长、全年无霜。夏秋炎热多雨,冬春温暖干旱偶有阵寒。全岛多年平均气温24.1,北部海口市为23.8,西部东方市为24.0,南部三亚市25.5;四季温差变化不大,最低为1月份,最高为7月份,极端最高气温41.5,出现于昌江地区;昼夜温差也较小,一般小于10,最大温差20。以季风为主,强热带风暴和台风多出现在夏秋季,热带风暴影响本区,台风最大风力12级以上,但较少出现,一般在12级以下。年平均风速3.2m/s,最大风速25.3m/s。511月均有台风侵袭,尤其89月最多。台风常伴有雷击、暴雨,全年
17、雷暴多达130天以上。海南岛降雨量充沛,多年平均降雨量为1759.8mm,北部海口市降雨量为1639mm,西部东方市降雨量为950mm,南部三亚市降雨量为1317.9mm,日最大降雨量达518mm(叉河);一般510月为雨季,占全年降雨量8090%。11月至次年4月为旱季,降雨量占全年降雨量的1020%。7不良地质现象及特殊岩土(1)不良地质古火山口级熔岩通道:D2K15+715- +860段线路左侧420m及D2K16+900右侧约1000m分别有一古火山口,为晚更新世火山喷发遗留。D2K15+715- +860段左侧火山口近似圆形,直径200-230m,坑口标高约82m,坑底标高约73m;
18、D2K16+900右侧火山口呈椭圆形,长径125m,短轴约90m,坑口标高约88,坑底标高约81m,火山口对到工程无大影响。 (2)特殊岩土隧区内特殊岩土主要为膨胀土。膨胀土:隧区内地表的坡残积粉质黏土多为玄武岩风化残积而成呈棕红色、黄褐色、灰褐色,硬塑半干硬状。主要由粉、黏粒组成,含少量植物根系级粉细砂,多为玄武岩风化而成。土质不均,自由膨胀率Fs=2958%,具有弱膨胀性。普遍主要分布于隧道地表,一般厚17m,在隧道进出口埋藏较强。8. 工程地质条件评价(1)、全隧埋藏较浅,属于浅埋隧道,上覆土层及基岩全风化层(W4)具有弱膨胀性,差异风化明显,柱状节理发育。(2)、D2K14+400D2
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