三淅高速公路隧道风险评估与管理.doc
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1、隧道风险评估与管理一、总则1.1编织目的为掌握隧道施工的风险状况,有针对性地对施工中的安全风险进行预防,最大限度减少人员伤亡和财产损失,结合隧道的实际情况对隧道进行安全、质量、环保风险评估。1.2编制依据1、公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南(试行); 2、国家现行公路施工规范及公路工程质量评定验收标准、技术安全规则、以及有关规定,如公路桥隧工程风险评估、中华人民共和国安全生产法、国家突发事件总体应急预案、国务院关于进一步加强安全生产工作的决定、公路工程施工安全技术规范和隧道施工安全作业手册等有关规定;3、中交第二公路勘察设计研究院三淅高速卢西段工程施工设计图;4、三淅高速卢西段第四标工程
2、“总体实施性施工组织设计”以及 各单位工程实施性施工组织设计。1.3风险评估与管理方针关口前移、评估为先、管理为重、预防为主。管理目标:实现安全风险、环境风险、工期风险、投资风险、第三方风险安全可控。风险评估和管理在实施中应动态调整,以保证风险评估得以顺利进行。根据隧道施工图风险评估表和对策措施,结合地质专业提出的地质资料,深入研究地质调查和收集资料,资料不足时认真补充或得到相关信息后,再进行讨论。1.4风险评估内容1、建设条件,包括工程地质、水文地质及特殊地下环境调查、分析深度及方法可靠性等;2、结构方案,包括结构受力复杂程度等;3、施工,包括施工方案、主要施工技术和设备等;4、运营管理,包
3、括通风、救援等。1.5、评估方法与步骤 1、通过对类似结构工程的安全风险发生情况的调查,以及专家的现场或书面调查,在研究分析设计、施工、运 营阶段可能发生安全风险诱因的基础上,确定关键风险源及次要风险源。 2、采用定性与定量相结合的方法,对风险源的风险发生概率及损失进行分析和评估,确定其发生的可能性及严重程度。3、根据已确定的风险发生概率等级和风险损失等级,按照指南中风险等级确定的相关要求,确定安全风险等级。 4、针对不同的安全风险等级,研究提出相应的应对措施。 二、工程地理概况及自然特征2.1、工程地理位置西安岭隧道所在地位于卢氏县横涧乡和双槐树乡。所穿的大部分区域无道路通往,在进出口附近有
4、乡村机耕道路通往,总体交通条件较为便利。采用小净距隧道(测设线间距:进口21.77m,出口20.5m)。左线起讫桩号为:ZK16+721ZK20+335,长3614米,最大埋深约360m;右线起讫桩号为:YK16+700YK20+346,长3646米,最大埋深约360m。该隧道分为两个标段施工,本标段为第4标段,区间内左线起讫桩号为:ZK16+721ZK19+100,长2379米;右线起讫桩号为:ZYK16+700YK19+100,长2400米。2.2、自然特征2.2.1地层岩性从地表往下,按地层时代新老第1层 碎石、角砾(Q4pl):厚2.610.6m,分布于冲沟部位;中密密实状,隙间充填黏
5、性土。第2层 粉质粘土、碎石(Q4cl+dl):厚4.19.7m,主要分布于出口段和山坡表面;中密密实状,隙间充填大量粘性土,对边仰坡稳定性存在一定影响,建议加强对洞口仰坡的支护,应特别注意降雨时洞口上方可能出现覆盖层牵引式滑坡。第3层 石英细砂岩(Pz1h),为隧道围岩,主要分布于ZK20+120出口段,洞口段为强风化,深埋段为中风化,主要系较硬岩。强风化岩体极破碎;中风化岩体较完整,为镶嵌碎裂结构,隧道围岩多为较破碎较完整岩体,靠近洞口附近完整性差,岩石饱和抗压强度平均值Rc=42.26mMPa,地基承载力fao=18002500kPa。第4层 石英片岩夹云母石英片岩(Pt2s),分布较广
6、泛,主要分布于进口ZK17+800、ZK18+070ZK18+300段。洞口段为强风化,为破碎状结构;深埋段为中微风化,主要系较软岩。强风化岩体极破碎,中微风化岩体较破碎较完整,岩体结构为片状结构。岩石饱和抗压强度平均值Rc=29.6MPa,地基承载力fao=10002500kPa。第5层 云母石英片岩夹石英片岩(Pt2s),为隧道主要围岩,分布于ZK17+800ZK18+070、ZK18+300ZK20+100段。山坡表层为强风化层,极破碎,破碎状镶嵌结构;隧道深埋段为中微风化层,灰绿色,细软岩。岩石饱和抗压强度平均值Rc=14.2MPa,地基承载力fao=10002000kPa。隧道单轴抗
7、压试验成果见表2.2.1。表2.2.1岩石试验统计表层号岩石名称统计指数天然密度g/cm天然单轴极限抗压强度MPa饱和单轴极限抗压强度MPa岩块波速垂直VPPz1h石英系砂岩样本数1010最大值2.8648.1最小值2.5736.6平均值2.6642.2标准差0.084.0变异系数0.030.09修正系数0.980.94标准值2.6139.9Pt2s石英片岩夹云母石英片岩样本数1111最大值43.14643最小值15.73914平均值29.64255标准差7.9214变异系数0.270.05修正系数0.850.97标准值25.24137Pt2s 石英片岩夹云母石英片岩样本数20208最大值2.
8、8919.04875最小值2.5210.13673平均值2.7614.24121标准差0.092.6355变异系数0.030.180.09修正系数0.990.930.94标准值2.7313.238812.2.2地形地貌隧道区为低中山地貌,拟建隧道穿越西安岭主峰,沿路线中心海拔高程一般约为9551330m,最大埋深约375m。ZK16+721ZK17+750段为单向陡坡地形,地势东北低,西南高,坡度约3555,整体坡向约30。ZK17+750ZK18+900段为下坡段,陡坡地形,地势东北高,西南低,坡度约3555,整体坡向约220。ZK18+900ZK20+350段为陡坡冲沟地形,线路平行王家沟
9、于其西侧50100m展布。隧道区植被茂密。2.2.3地质构造隧址区出露岩层主要为(Pz1h)石英细砂岩、(Pt2s)石英片岩夹云母石英片岩及云母石英片岩夹石英片岩,小型的褶皱和断层发育,其中ZK16+700K18+200段见一背斜,背斜两翼产状分别为1886和18080,隧道走向与背斜走向呈大角度斜交或近似垂直。隧址区分布多条断层、断裂构造,经本次勘察及地质调绘查明,隧址区地表桩号YK16+910和ZK16+931附近发育F7断层,为压扭形断层,产状为387,可见长度0.4Km,宽15m,由10条平行宽约0.20.5m的小型断裂组成,断裂结构面平直,倾角陡,断裂带中可见断层泥化带,黄褐色,为强
10、风化云母石英片岩,呈砂土状,遇水易软化。受构造挤压影响,断层附近构造裂隙发育,岩体破碎,对拟建隧道断层附近稳定性造成一定影响,工程地质条件差。隧址区周边岩体节理裂隙发育,进口主要节理裂隙产状及特征为:岩层产状1886,L1产状6556,密度3条/m;L2产状260小于35,密度2条/m,均为闭合裂隙面。2.2.4水文地质根据地表水文点观察,结合地形地貌,岩性和构造条件判断:隧道进出洞口坡脚下沟谷中见地表溪流,水量小,属山体渗水,位于隧道设计标高以下,影响不大。地表水总体不慎发育。雨季由于山体较陡,降雨多沿坡面急流而下,对进出洞口冲刷作用较强,部分深入地下。隧道区钻孔基本未揭露到地下水,其中SZ
11、K137-1揭露水位埋深约14m,水位标高与旁边王家沟沟底平齐,为地表溪流渗入蓄积的地表浅水,水量贫乏。隧址地下水基本贫乏,仅进出洞口及王家沟附近局部浅埋段接受大气降雨的补给。按照隧道涌水量分类标准(参见新版铁路工程地质手册),进出口V级围岩范围内,由于岩体极破碎,雨水会沿裂隙下渗,出现淋雨状,当岩体较完整时,出水状态属于渗滴涌水。本次涌水量估算方法采取极限状态下(多年日最大降水量)降水入渗法:Q=2.74aFP式中:a为降水入渗系数();F为计算块段汇水面积(K),从平面图中按汇水面积量取;P为年最大降水量(mm),本区取845mm。本隧道SZK137-1孔深115.0125.0m、121.
12、5131.5m段做了压水试验,由于岩体完整性相对较好,加压至0.6mPa时,水表读数仍为零,显示孔底不漏水。考虑到总体岩体裂隙发育不均匀,本隧道a扔按区域资料选25。左、右幅隧道涌水量预测如表2.2.4所示。按照隧道涌水量分类标准(参见新版铁路工程地质手册)。本隧道左右线ZK18+400ZK200+335、YK18+400YK20+346段涌水量超过100m/d。由于上表计算的涌水量是该段的平均值,隧道内具体出水量还与局部地貌及地表透水性关系密切。其中ZK18+900ZK19+950、YK18+950YK19+300段位于王家沟附近,离沟底距离、高差均较小,强降雨或长时间降雨时发生小涌水的可能
13、性较大,其它段落雨水渗透到隧道路径较长,不易发生小涌水。总体地下水对隧道洞身施工有一定影响。表2.2.4隧道涌水量预测起讫桩号ZK16+721ZK17+750YK16+700YK17+730ZK17+750ZK18+400YK17+730YK18+400ZK18+400ZK20+355YK18+400YK20+346参数选用a=25 P=845mma=25 P=845mma=25 P=845mm汇水面积F=148580F=93400F=528800涌水量估算85.9/(m/d)54/(m/d)306/(m/d)2.2.5地震及区域稳定性据中国地震烈度区划图(1990)和中国地震动参数区划图(G
14、B18306-2001),本区属地震烈度6度区,地震动峰值加速度为0.05g,地震反应谱特征周期值为0.45s。2.2.6不良地质现象勘察表明,隧址覆盖层较薄,岩体结构及岩体质量总体较差,自然山坡处于稳定状态;进出洞口开挖边仰坡会发生崩塌、掉块现象,但规模较小。YK16+800YK17+100段右侧分布有铅矿采空区,距离隧道中心线最近约40m,附近为宽约2.4*2.0m的巷道,对本隧道无影响。2.3主要工程数量表2.3隧道工程数量隧道名称长度(m)围岩级别及长度(m)洞门形式备注三门峡端淅川端西安岭隧道左线23799612551020斜交进洞、730740设偏压护拱、740755反压回填分离式
15、隧道右线24005513201025端墙式、700712为Smb、712720坡面加固2.4 隧道工程概况本合同段共有一座隧道为西安岭隧道(左洞长2379m,右洞长2400m)。西安岭隧道为分离式隧道,隧道左线隧道平面位于R-直线接RL-4000圆曲线接RL-6000圆曲线上,纵坡为+2.500/1200,ZK17+000、H=965.994,1.200/3490,ZK20+490,H=1007.874;右线隧道平面位于RL-4000圆曲线接R-直线接RR-3000圆曲线接R-直线上,纵坡为+2.500/1180,YK17+000、H=966.47,1.200/3500,YK20+900,H=
16、998.29.-2.500/400。左线起讫里程为ZK16+721ZK19+100,长2379m,。III级围岩1020m, IV级围岩1255m,V级围岩104m,洞门型式进口为斜交进洞、ZK16+730ZK16+740设偏压护拱、ZK16+740ZK16+755设反压回填。右线起讫里程为YK16+700YK19+100,长2400m;III级围岩1025m, IV级围岩1320m,V级围岩55m,洞门型式进口为端墙式、YK16+720 YK16+712为Smb, YK16+712YK16+720坡面加固。隧道限界净宽10.25米,其中行车道宽度7.5米,左侧向宽度0.5米,右侧向0.75米
17、,左侧检修道宽0.75米,右侧检修道宽0.75米,限界净高5.0米。隧道衬砌内净空采用单心圆曲墙式,隧道紧急停车带衬砌内净空采用三心圆曲墙式,隧道车行横道、人行横道衬砌内净空采用直墙拱式。2.5工程施工条件2.5.1 交通与运输隧道施工道路主要为自修便道,并尽量利用既有乡村道路,对既有乡村道路作适当的加宽、加固处理。2.5.2 水源隧址区范围内共流经两条溪流洛河、横涧河,并伴随附近高山汇水,涵盖整条线路,施工管段内的施工用水和生活用水较为方便。对浅层地下水有侵蚀性的、地表水有一定程度污染的地段,可采用深井取水或与地方供水单位联系解决。2.5.3 电力隧址区施工用电采用永临结合的方式,进场采用自
18、发电;前期就近借用现有的地方电力;高速专用线具备条件后,从架设的电力干线就近接入施工现场,现场施工用电采用变压器输出方式。为了保证施工的正常进行,根据现场情况设发电机备用。2.5.4 建筑材料根据对我项目部施工管段周边石场考察,将运距、单价及生产规模综合考虑,我标段石料采用河口村志刚砂厂、庄前砂厂及八区砂厂,生产碎石的杜关镇和平石料厂、马院村石料厂。2.5.5 进场困难、施工条件差隧址区所处地方,原有村村通道路狭窄,进出施工现场无道路进场,需扩建既有路、修筑进场便道,进场十分困难;施工条件差,山高、坡陡、谷深,地形陡峭,施工场地狭窄,临建布置困难。2.5.6 通讯沿线大多地段有线通信网络较多、
19、移动通信盲区较少。2.6 工程特点及重、难点分析2.6.1 工程特点1、设计标准高设计结构的稳定性要求高,设计寿命长。隧道采用耐久性混凝土,保证结构物的耐久性。2、技术难点多西安岭隧道施工技术难度较高,斜交入洞、洞口偏压,施工组织及质量控制工作量大;协调配合要求高。3、环保要求高隧址区植被发育,风景优美,同时临近村庄,环保要求高。4、控制性工程任务重、工期紧西安岭隧道施工为全线控制性工程,工作量大,技术、质量要求高。2.6.2 工程重难点分析1、工程组织管理是本隧道的难点本隧道工程量大,隧道进口与涵洞相距近、施工干扰大。合理组织好工序衔接,协调结构物施工是本隧道的又一特点。按工程量、工期、技术
20、质量要求配置生产要素,使人员、设备、资金资源投入既满足工程要求,又做到不窝工、不闲置、不浪费。施工中需科学组织、妥善处理工程衔接及为后续工程创造良好条件。保证各阶段各工序安全质量和施工管理有序可控是本工程项目的主要管理控制的重难点。2、材料的组织供应是本隧道的重点当地砂石等地材资源基本能满足本工程需要的数量和质量要求。合格充足的地材是保证本工程按期、优质完成的关键。它直接影响施工进度和工程质量。主材尤其钢材供应可能很紧张,必须引起高度重视,提前作好材料储备。3、生态环境保护是本隧道的重点本隧道位于卢氏县山区,施工过程中需要加强对当地居民建设及周围环境进行保护,实行最严格的施工环境保护管理,制定
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