矿山隧道施工安全风险评估.docx

鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道施工安全风险评估报告二一六年九月鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道施工安全风险评估报告编制单位：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx评估小组负责人：编制日期：2016年9月10日评估小组人员名单序号姓名职 务职称/专业资格专业工作经验人员签名备 注1xxx组长高级工程师注册安全工程师桥隧工程从事施工12年2xxx副组长高级工程师桥隧工程从事监理13年3xxx组员高级工程师桥隧工程从事施工11年4xx组员工程师桥隧工程从事施工11年5xx组员工程师桥隧工程从事施工11年6xxx组员工程师桥隧工程从事施工11年7xx组员工程师桥隧工程从事施工11年目 录编制说明- 1 -1概述- 2 -1.1评估目的- 2 -1.2评估依据- 2 -1.2.1法律法规及政府文件- 2 -1.2.2技术标准及规范- 3 -1.2.3建设项目相关文件- 3 -1.3评估范围- 4 -1.4评估原则- 4 -2工程概况- 4 -2.1工程规模- 4 -2.2工程自然条件- 5 -2.2.1地形地貌- 5 -2.2.2地层岩性- 5 -2.2.3地质构造- 5 -2.2.4地震参数- 5 -2.2.5不良地质- 6 -2.2.6水文地质条件- 6 -2.2.7沿线电资源情况- 6 -2.2.8周边农田水利情况- 6 -2.3围岩级别分类- 6 -2.4隧道设计概况- 10 -2.4.1技术标准- 10 -2.4.2隧道平面及纵断面设计- 10 -2.4.3隧道内轮廓设计- 11 -2.4.4洞口及洞门设计- 11 -2.4.5衬砌结构设计- 12 -2.4.6紧急停车带和人行、车行横洞- 13 -2.5隧道施工- 13 -2.5.1隧道施工方法- 13 -2.5.2施工通风- 13 -2.5.3施工排水- 14 -2.5.4隧道安全施工组织- 15 -2.6工程特点和难点- 15 -3评估过程和方法- 15 -3.1评估过程- 15 -3.1.1前期准备- 16 -3.1.2风险源辨识- 16 -3.1.3风险分析- 16 -3.1.4风险估测- 16 -3.1.5风险控制- 16 -3.2评估方法- 16 -编制说明1、鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道风险评估是按照公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（中华人民共和国交通运输部）（2011.5）内容和湖南省公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估实施细则（2011.9）的相关要求进行编制。2、鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道风险评估是进行施工阶段总体安全风险评估、专项风险评估和重大风险源评估。1概述鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道起讫里程为LK40+111LK40+786（RK40+120RK40+726），临近村屯，为双洞单向交通隧道，左（L）右（R）洞测设线分离，属分离式隧道。隧道平面左右线均位于曲线段内，左右洞路面横坡均为-2%；隧道纵面左线位于-0.961%的下坡段、隧道纵面右线位于-1.722%的下坡段。隧道施工便道为既有乡村道路，便于机械及材料等运输。鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道洞口端位于山坡下部，坡度较陡，坡面以粉质粘土（含碎石）为主，但未发现滑坡、泥石流等不良地质，边坡稳定性较好。洞内围岩普遍存在埋置深、地质条件较差（隧道区存在3条断层），隧道区虽未见不良地质现象和特殊岩土，但受断层影响局部岩体完整性较差，岩体呈散体-碎裂或破碎结构，局部坍塌、突水、突泥的风险相对较高。加强隧道施工风险管理，根据不同的风险等级采取相应的措施，是安全顺利的通过不良地质段的重要保障。1.1评估目的对鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道施工可行性、充分性、有效性进行评价，通过对该隧道施工风险的识别、估计和评价，确定风险等级。合理使用多种管理方法和技术手段对项目风险实行有效控制，将各类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、提高效益、实现建设项目的总目标。1.2评估依据1.2.1法律法规及政府文件1、中华人民共和国安全生产法（2014.12）2、中华人民共和国消防法（中华人民共和国主席令2008第6号）3、关于开展公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知交质监发2011217号文件4、公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（中华人民共和国交通运输部）（2011.5）5、公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估制度及指南解析（交通运输部工程质量监督局2011）6、湖南省公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估实施细则（2011.9）7、公路水运工程安全生产监督管理办法（中华人民共和国交通部令2007年第1号）1.2.2技术标准及规范1、安全防范工程技术规范（GB50348-2004）2、爆破安全规程（GB6722-2014）3、起重机械安全规程（GB6067.1-2010）4、高处作业分级（GB3608-83）5、中国地震动参数区划图（GB18306-2001）6、工程测量规范（GB50026-2007）7、公路工程施工安全技术规范（JTGF90-2015）8、施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）9、建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80-91）10、建筑施工土石方工程安全技术规范（JGJ180-2009）11、建筑施工安全检查标准（JGJ59-2011）12、建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）13、公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）14、公路水运工程施工安全标准化指南（2013.6）15、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）16、建筑地基处理技术规范（JTJ 79-2002）17、施工企业安全生产评价标准（JGJT77-2010）18、危险化学品与重大危险源辨识（GB18218-2009）19、建设工程施工现场消防安全技术规范（GB50720-2011）20、地下工程防水技术规范（GB50108-2008）21、地下工程质量验收规范（GB50208-2011）1.2.3建设项目相关文件1、鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段两阶段施工图设计设计文件，吉林省交通规划设计院，2015年5月2、矿山村隧道安全施工专项方案1.3评估范围评估范围为鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道所属工程施工阶段的风险评估，包括对隧道施工临建工程、施工过程中初期支护工字钢拱架或钢筋格栅加工使用管理、施工现场临时用电及氧气、乙炔的使用管理、施工火工品运输及使用管理、洞口边仰坡施工、明洞洞口施工、洞身开挖、初期支护、二次衬砌、洞门施工等方面进行评估。1.4评估原则工程施工危害在施工作业活动中，并且随着工程进展而动态变化，危害与作业活动特性相互影响。从现代系统安全工程角度，施工作业引发的事故是可以预测和预防的。施工安全评估即在施工过程中实施的风险评估，以提高施工安全水平。施工安全评估应遵循如下原则：1、严格执行国家、地方与行业现行有关劳动安全卫生方面的法律、法规和标准，保证评价的科学性与公正性2、采用可靠、先进适用的评价技术，确保评价质量，突出重点3、施工前期评估4、充分发挥专家优势5、优化评估效率6、系统化原则7、评估结果指导施工8、评估方法应易于操作9、遵循风险控制原则2工程概况2.1工程规模鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道起讫里程为LK40+111LK40+786（RK40+120RK40+726），为双洞单向交通隧道，左（L）右（R）洞测设线分离，属分离式隧道。2.2工程自然条件2.2.1地形地貌鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道位于吉林省东南部老岭山脉西南段的北侧，鸭绿江西北部。属侵蚀构造低山地貌。洞线与山坡坡向斜交，山顶高程613.532m635.527m，洞身前段地形坡度1015、洞身后段地形坡度2226。洞线区地形较完整，无沟谷切割。进、出口边坡未发现滑坡、泥石流等不良地质，边坡稳定性较好。2.2.2地层岩性基岩为下元古界新开河组（Pt1x）混合花岗岩，深灰色及肉红色为主，粒状结构，块状构造。主要矿物成分为石英、长石、黑云母，为坚硬岩石，破碎-较完整岩休。覆盖层为第四系坡积松散堆积物（Qd1），进、出口山坡以粉质粘土为主，厚度1.111m左右，土黄色，可塑，含35%左右碎石。2.2.3地质构造根据物探资料，在隧道区发现3 条断层。产状如下:F1断层:走向N40W，倾向SW，左幅倾角66，右幅倾角74。F2断层:走向N19E，倾向NW，左幅倾角87，右幅倾角80。F3断层:走向N72W，倾向SW，左幅倾角82，右幅倾角79。节理:（1）走向EW，倾向N ，倾角77。（2）走向S36W，倾向SE，倾角85。（3）走向S10W，倾向SE，倾角45。（4）走向S82E，倾向SE，倾角22。2.2.4地震参数通化、集安地区地质环境属于构造稳定地区，虽然地震活动较为频繁，地质历史发生数次地震，但地震级别较低，均属微弱地震。根据2001年中国地震动峰值加速度区划图，地震动峰值加速度为小于O.05g，地震反应谱特征周期为O.35s，相应本区基本烈度小于度。2.2.5不良地质未见不良地质现象和特殊岩土。2.2.6水文地质条件工程区地下水按埋藏条件分为第四系松散地层孔隙潜水和基岩裂隙水。均受大气降水补给，向沟谷和下游河流排泄。矿山隧道水质分析成果，地下水化学类型为重碳酸钙型水及重碳酸硫酸钙型水，各项指标对混凝土结构均为微腐蚀；对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。左幅隧道内涌水量估算值为515m3/d；右幅隧道内涌水量估算值为448m3/d。2.2.7沿线电资源情况项目区临近村屯，沿线动力电接入点较多，电力资源较充足，施工用电可与当地电力部门联系、协商，就地搭接，施工用电方便。2.2.8周边农田水利情况项目区属侵蚀构造低山地貌，地形地貌较为复杂，隧道周边有部分农田，降水主要靠雨水补给，给隧道洞身开挖会造成一定的地表水渗入，可能造成坍塌事故。2.3围岩级别分类根据公路隧道设计规范（JTGD70-2004）综合考虑隧道底板标高以上洞身及三倍洞径范围内的围岩工程地质条件及水文地质条件，结合物探、波速测孔和岩土体物理力学性质等资料计算困岩质量指标BQ （BQ=90+3Rc+250Kv），采用修正的围岩质量指标BQ = BQ-100（K1+k2+k3）对隧道围岩进行详细的工程地质分级。修正值主要考虑地下水影响、软弱结构面产状影响和初始应力状态影响，参照现行公路隧道设计规范附录A中表A.0.2-1.2.3进行取值。1、左幅（1）进口段LK40+130LK40+184，长54m。1）桩号LK40+130LK40+160，长30m。上覆岩体厚度011m。为粉质粘土和强风化混合花岗岩，洞身岩体主要为粉质粘土、全风化及强风化混合花岗岩。岩土体呈散体及碎裂结构。地下水位高出洞顶2m至底板。为级围岩。2）桩号LK40+160LK40+184，长24m。上覆岩体厚度1124m。为粉质粘土、全、强、中风化混合花岗岩，洞身岩体为中-微风化混合花岗岩。参照CZK-1孔资料，由于上覆岩体厚度降低，预计Kv有所减小。地下水位高出洞顶2m11m。为进口段，为级围岩。（2）洞肉身段LK40+184LK40+685 ，长501m。1）桩号LK40+184LK40+235，长51m。上覆岩体厚度2447m。洞同身为微风化混合花岗岩，依据CZK-1孔资料，Kv=O.48，Rc=65.28MPa，BQ=90+365.28+2500.48=406，K1=0.2，K2=0.2，BQ=366。地下水位高出洞顶11m33m。为级围岩。2）桩号LK40+235LK40+245，长10m。上覆岩体厚度4750m。受F2断层影响，岩体完整性变差。地下水位高出洞顶3338m。为级围岩。3）桩号LK40+245LK40+273，长28m。上覆岩体厚度5061m。为F2断层破碎带，斜交洞线，向进口陡倾，岩体呈散体-碎裂结构。地下水位高出洞顶3847m。为级围岩。4）桩号LK40+273LK40+309，长36m。上覆岩体厚度6174m。受F2、F3断层影响，岩体完整性变差。地下水位高出洞顶4756m。为级围岩。5）桩号LK40+309LK40+323，长14m。上覆岩体厚度7480m。为F3断层破碎带，斜交洞线，向进口陡倾，岩体呈散体-碎裂结构。地下水位高出洞顶5661m。为级围岩。6）桩号LK40+323LK40+333，长10m。上覆岩体厚度8086m。受F3断层影响，岩体完整性较差。地下水位高出洞顶6165m。为级围岩。7）桩号LK40+333LK40+665，长332m。上覆岩体厚度11622m。洞身为微风化混合花岗岩，依据SZK-2孔资料，为较完整岩石，Kv=O.67，Rc=64.8MPa，BQ=90+364.8+2500.67=452，K1=0.2，K2=0.2，BQ=412。地下水位高出洞顶91m16m。为级围岩。8）桩号LK40+665LK40+685，长20m。上覆岩体厚度2218m。洞身为中-微风化混合花岗岩，参照SZK-2孔资料，为较破碎岩体，Kv=O.39，3组试验平均值Rc=64.8MPa，BQ=90+364.8+2500.39=382，K1=0.2，K2=0.2，BQ=342。地下水位高出洞顶16m12m。为级围岩。（3）出口段LK40+685LK40+790，长105m。1）桩号LK40+685LK40+728，长53m。上覆岩体厚度188m。洞身为中-微风化混合花岗岩，参照SZK-2孔资料，为较破碎岩体，预计Kv有所下降，地下水位高出洞顶11m2m。为级围岩。2）桩号LK40+728LK40+790，长52m。上覆岩体厚度80m。洞身为粉质粘土、全、强风化混合花岗岩，岩体呈散体-碎裂结构，地下水位高出洞顶2m 至洞底板，为级围岩。2、右幅（1）进口段RK40+125RK40+197，长72m。1）桩号RK40+125RK40+170，长44m。上覆岩体厚度08m。为粉质粘土和强风化混合花岗岩，洞身岩体主要为粉质粘土、全风化及强风化混合花岗岩。岩土体呈散体及碎裂结构。地下水位高出洞顶2m至底板。为级围岩。2）桩号RK40+170RK40+197，长27m。上覆岩体厚度824m。为粉质粘土、全、强、中风化混合花岗岩，洞身岩体为中-微风化混合花岗岩。参照CZK-1孔资料，Kv=O.48，Rc=65.28MPa，BQ=90+365.28+2500.48=406，K1=0.2，K2=0.2，BQ=366。地下水位高出洞顶7m至低于底板2m。为级围岩。（2）洞肉身段RK40+197RK40+650 ，长453m。1）桩号RK40+197RK40+244，长47m。上覆岩体厚度2449m。洞身为微风化混合花岗岩，依据CZK-1孔资料，为较破碎的坚硬岩。地下水位高出洞顶7m27m。为级围岩。2）桩号RK40+244RK40+254，长10m。上覆岩体厚度4953m。受F2断层影响，岩体完整性变差。地下水位高出洞顶2732m。为级围岩。3）桩号RK40+254RK40+284，长30m。上覆岩体厚度5369m。为F2断层破碎带，斜交洞线，向进口陡倾，岩体呈散体-碎裂结构。地下水位高出洞顶3247m。为级围岩。4）桩号RK40+284RK40+322，长38m。上覆岩体厚度6987m。受F2、F3断层影响，岩体完整性变差。地下水位高出洞顶4763m。为级围岩。5）桩号RK40+322RK40+332，长10m。上覆岩体厚度8790m。为F3断层破碎带，斜交洞线，向进口陡倾，岩体呈散体-碎裂结构。地下水位高出洞顶6365m。为级围岩。6）桩号RK40+332RK40+342，长10m。上覆岩体厚度9095m。受F3断层影响，岩体完整性较差。地下水位高出洞顶6573m。为级围岩。7）桩号RK40+342RK40+629，长287m。上覆岩体厚度10725m。洞身为微风化混合花岗岩，依据CZK-2孔资料，为较完整岩石，Kv=O.67，Rc=64.8MPa，BQ=90+364.8+2500.67=452，K1=0.2，K2=0.2，BQ=412。地下水位高出洞顶89m20m。为级围岩。8）桩号RK40+629RK40+650，长21m。上覆岩体厚度2518m。洞身为中-微风化混合花岗岩，参照CZK-2孔资料，为较破碎岩体。地下水位高出洞顶20m13m。为级围岩。（3）出口段RK40+650RK40+730，长80m。1）桩号RK40+650RK40+690，长40m。上覆岩体厚度186m。洞身为微风化混合花岗岩，参照CZK-2孔资料，为较破碎岩体，Kv=O.39，3组试验平均值Rc=64.8MPa，BQ=90+364.8+2500.39=382，K1=0.2，K2=0.2，BQ=342。地下水位高出洞顶13m0m。为级围岩。2）桩号RK40+690RK40+730，长40m。上覆岩体厚度60m。洞身为粉质粘土、全、强风化混合花岗岩，岩体呈散体-碎裂结构，地下水位位于洞顶以上，为级围岩。隧道围岩分级统计表隧道名称位置隧道长度围岩级别矿山隧道左线675m长度（m）139153383百分比（%）20.5922.6756.74右线606m长度（m）126146334百分比（%）20.7924.0955.122.4隧道设计概况2.4.1技术标准1、公路等级：双向四车道高速公路2、设计速度：80km/h3、隧道建筑限界：0.75（左侧检修道）+0.5（左侧路缘带）+23.75（行车道）+0.75（右侧检修道）+0.5（右侧路缘带）=10.25m建筑限界高度为5.0m4、经济停车带建筑限界：0.75（左侧检修道）+0.5（左侧路缘带）+23.75（行车道）+3.5（紧急停车带）+0.75（右侧检修道）=13.0m建筑限界高度为5.0m5、车行横通道建筑限界：高度为5.0m，宽度为4.5m6、人行横通道建筑限界：高度为2.5m，宽度为2.0m7、汽车设计荷载：公路-级 2.4.2隧道平面及纵断面设计该隧道平面设计综合考虑了地形、地质因素，在满足路线总体走向的前提下结合隧道区的工程地质、水文地质条件及洞口地形条件等因素综合确定。隧道纵断面设计综合考虑了隧道长度、行车安全性、营运通风规模、施工作业效率、主要施工方向、排水、洞口位置以及隧道进、出口接线等因素。隧道平纵面线形顺适，指标均满足规范要求。隧道长度、平、纵面指标见下表:隧道路线平、纵面指标表隧道名称线位起讫桩号长度（m）洞内路线线性纵坡（%）平面曲线半径（m）进口出口进口出口矿山隧道左线LK40+111LK40+786675-0.625-0.96114002600右线RK40+120RK40+7266062.489-1.722260026002.4.3隧道内轮廓设计该隧道按路线总体设计采用设计速度80km/h的净空断面形式，隧道净空断面的确定不仅要满足隧道建筑限界的要求，还要满足隧道通风、照明、运营管理设施及洞内装饰等附属设施所占空间及施工误差。同时还应对衬砌结构受力特性、工程造价等因素进行分析、比较，使采用的净空断面满足功能要求，受力均匀、经济合理。通过对单心圆、扁平三心圆和三心圆儿种断面形式进行比较，结合项目设计原则要求，该隧道选择采用设双侧检修道的单心圆曲墙式衬砌断面。拱墙半径为5.50m，仰拱半径为15m。紧急停车带采用三心圆曲墙式衬砌断面，车行横洞采用三心圆曲墙式衬砌断面，人行横洞采用直墙拱形衬砌断面。2.4.4洞口及洞门设计隧道洞口设计按照“安全性、自然性、协调性、地区特性”原则，以“零埋深”或提早施作明洞进洞，杜绝对山体的大挖大刷， 一般情况下控制中心挖深小于8m，最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定， 同时减小对洞口自然景观的破坏。对于洞口处于偏压地形地段，设计中为了降低路堑高边坡、保持山体稳定，采用了明洞支挡结构物和反压回填施工措施，保护了自然生态环境。在进行洞门位置与形式的选择过程中注意结合隧道的特点进行，如洞口地形地貌、地质、水文条件以及结构形式等。该隧道采用削竹式洞门，该种洞门形式具有行车条件好， 与周围环境结合自然等特点；洞门与洞口的地形、地貌应结合良好，并与洞口地形、地貌协调一致。结合结构特点与周围地形地貌种植树木和植草。隧道洞口工程设置临时边坡， 本项目临时边坡高度一般不超过20m，设两级边坡， 采用喷锚网防护。基坑开挖顺做，喷锚网防护逆做，边开挖边防护。临时边坡开挖根据岩土体风化程度不同分别采取1:0.3、1:0.5（岩质）和1:O.75 （土质）的边坡坡率。考虑基坑开挖、地基处理、明洞回填，养护、覆土等的工期安排、防护结构的经济性，根据“时空效应”理论，采用的喷锚网防护加强了施工扰动后坡面的稳定情况，起到了预防深层滑动破坏和杜绝浅层失稳破坏的作用，并且临时边坡施工前须做好坡口外和基坑内的截排水工作， 并应在开挖开始时就被刷坡山体的控制点进行观察、监测，实现信息化设计、动态施工，避免出现坡体深层失稳。隧道洞口段结合地形、地质情况，保障行车安全和洞口山体稳定，在隧道暗洞口分别设置长度不等的明洞，明洞衬砌采用钢筋混凝土结构。明洞段落洞顶中心回填土石高度控制在5m 以内。矿山隧道右幅入口穿过断层破碎带， 为保证基础稳定性，洞口段5m范围内对基础采用碎石换填。要求换填后地基承载力不小于350Kpa 。2.4.5衬砌结构设计隧道暗洞衬砌按新奥法原理设计，采用柔性支护体系的复合式衬砌，即以喷、锚、网、拱架等为初期支护，以钢筋混凝土或模注素混凝土为二次衬砌， 并视地层、地质条件增加超前小导管注浆或超前锚杆等超前强预支护措施来配合隧道按新奥法施工，确保施工安全。隧道各级围岩复合式衬砌设计支护参数选择以工程类比为主，通过理论计算进行检验校核，施工中还要注意通过现场监控量测分析，及时调整设计支护参数，实现动态设计、信息化施工。明洞衬砌用于进出口明挖段，按结构荷载法进行计算， 采用C30钢筋混凝土结构，明洞结构主要分为偏压式和一般式两种结构形式。明洞边坡临时防护采用喷锚防护，回填坡面应尽量与原地形顺接，明洞顶植草防护。复合式衬砌按照新奥法原理进行设计和施工，以锚杆、喷混凝土或钢筋网喷混凝土、钢拱架为初期支护，模筑混凝土或钢筋混凝土为二次支护，共同组成永久性承载结构。初期支护：对于级围岩由工字钢拱架（钢筋格栅），径向锚杆，钢筋网及喷射混凝土组成，而对于级围岩则由径向锚杆，钢筋网及喷射混凝土组成。钢拱架之间用纵向钢筋连接，并与钢筋网焊为一体，与围岩密贴，形成承载结构。洞口浅埋段或断层带以大管棚或小导管预注浆作为超前预支护措施。二次衬砌：一般情况下采用素混凝土，以方便施工，当设计荷载较大，特别是在浅埋软弱围岩地段后期荷载较大时则采用钢筋混凝土，以确保隧道支护结构的安全。二次衬砌施作的合理时间应根据施工监测数据确定，尽可能发挥初期支护的承载能力，但又不能超过其承载能力。2.4.6紧急停车带和人行、车行横洞人行、车行横洞的设置按照规范要求并结合紧急停车带布置统一考虑，一般在左右洞室之间间750m左右设置一处联络两主洞的车行横洞，在两车行横洞之间设置一二处联络两主洞的人行横洞，人行横洞布置一般与隧道轴线正交，车行横洞考虑车辆转弯及结构受力条件一般采用60与隧道轴线相交。横洞应尽可能设置在围岩较好地段，当实际地质情况有变化时，可适当调整横洞位置。横洞与主隧道连接处施工时，应注意施工方法，尽量减少对围岩的扰动。2.5隧道施工2.5.1隧道施工方法隧道明洞段采用明挖法施工，施工前应首先对坡面上的不稳定岩石进行清除并对不稳定坡体作必要的加固，洞口禁止大开挖。隧道暗洞均采用新奥法施工，具体方法如下:1、对级围岩偏压浅埋及浅埋加强段，施工开挖应先做好超前支护，隧道采用单侧壁导坑法开挖，左右断面间距不小于15m。2、对于级围岩浅埋、深埋段、级围岩浅埋段，施工开挖应先做好超前支护，隧道施工采用微台阶留核心土的方法开挖，上、下断面间距不大1.5倍洞径尺寸。3、级围岩深埋段，施工开挖应先做好超前支护，隧道施工采用上下断面法开挖，上、下断面间距为35m。4、级围岩段隧道施工推荐采用大断面法开挖。5、车、人行横洞与主洞交叉口段施工，先施工主洞断面，待主洞支护稳定后，再进行横洞开挖。2.5.2施工通风隧道施工通风的目的是为了更换和净化洞内空气，供给洞内足够的新鲜空气，并冲淡、排除有害气体和降低粉尘浓度，降低洞内温度，以改善劳动条件，保障施工作业人员身体健康、保证正常的安全生产， 并提高劳动生产率。通风方式可根据隧道施工长度、施工方法和设备条件等确定，应优先考虑混合通风方式。当主机通风不能保证隧道施工通风要求时，应设置局部通风系统、风机间隔串连或加设另一路风管增大风量，尽量采用两根大口径风管进行施工通风。进风管或排风管应设在洞外，并作成烟囱式，防止污染空气回流进洞。隧道进行凿岩、爆破和装渣运输的同时，伴有大量粉尘产生，尤其是凿岩作业，它占洞内空气中含尘量的85%，其次是爆破产生的，约占10%，装渣运输只占5%。因此推行“湿式凿岩”是防尘工作的最主要措施。当水源缺乏或岩石性质不适于湿式凿岩时，也可采用“干式凿岩孔口捕尘”法。此外，还应采取综合措施，作到防尘“四化”，即：湿式凿岩标准化、机械通风经常化、喷雾洒水正规化、人人防护普遍化。隧道施工时应采取通风、防尘等措施，定期检测通风的风量、风速、风压，检查通风设备的供风能力和动力消耗，并定期测试粉尘和有害气体的浓度。严格执行公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）的有关规定。2.5.3施工排水洞内施工排水不良会造成支撑基底下沉，开挖断面不易稳定，作业效率低下，隧道环境恶劣，道路泥泞，影响路面施工质量。因此，无论是顺坡排水还是反坡排水都要求开挖面不积水，隧底无水漫流。1、洞内顺坡排水，其坡度应与路面坡度一致，并满足下列要求：（1）水沟断面应满足排除隧道渗漏水和施工废水的需要。（2）水沟位置宜结合结构排水工程设在隧道两侧或中心，并避免妨碍施工。（3）经常清理排水设施，确保水路畅通。2、洞内反坡排水时，应采取下列措施：（1）必须采用机械抽水。（2）排水方式可根据距离、坡度、水量和设备等情况选用排水管路或集水坑（槽），集水坑采取分段接力将水排出洞外。（3）排水管断面、集水坑的容积按实际排水量确定。（4）抽水机的功率应大于排水量所需功率的20%以上，并有备用抽水机。（5）做好停电时的应急排水准备工作。（6）根据地质超前预报结果做好隧道大量涌水时的紧急排水准备工作。2.5.4隧道安全施工组织隧道作业队成立了以项目经理为组长的隧道施工安全领导小组，全面负责隧道施工生产安全。项目部成立了专门的安全组织机构，建立了安全保证体系、安全检查制度，设立应急组织机构并制定了施工现场应急预案。2.6工程特点和难点1、洞口浅埋偏压段部分隧道洞口轴线与地形线斜交，存在轻微偏压，偏压状态一般多出现在洞口，容易出现开裂。洞口浅埋偏压段施工时应在超前长管棚或双层小导管注浆等辅助措施加固地层后方可进洞，且洞口段衬砌采用钢筋混凝土衬砌结构确保隧道结构物稳定、安全。施工时，应尽快完成仰拱施作，与拱墙极早形成封闭式承载体系， 避免因施工工艺不当导致地面下沉、开裂和二衬产生纵、斜向裂缝及拱脚错位。2、断层破碎带该隧道构造发育，构造带岩体挤压严重，节理、裂隙极为发育，且地下水位线高于隧道顶板，断层破碎带会成为地下水的通道，施工过程中可能会出现涌水、涌泥现象。为防止开挖引起围岩坍塌，对地下水丰富的断层段，应采用双层小导管注浆超前预加固措施，加强初期支护措施，通过加固破碎带岩体，提高其自身承载力及防水能力；二衬采用钢筋混凝土结构，在断层破碎带处加密沉降缝设置间距，严格控制隧道防水层的铺设工艺，确保不渗不漏。3、该隧道施工受雨季影响较大，应采取措施，合理安排工期和工作面，在非雨季增加机械设备，突击施工；做好防倒灌渗降雨水工作，保证施工质量；加强安全管理，杜绝安全事故发生。3评估过程和方法3.1评估过程3.1.1前期准备1、成立施工阶段风险评估工作小组xxxxxxxxxxxxxxxxxxx高度重视安全风险评估活动，于2016年8月15日宣布正式成立了安全风险评估小组，评估小组由所总工为负责人，调用全所经验丰富的工程技术人员作为小组成员。2、评估小组成员进行隧道现场勘查，收集隧道设计文件等相关资料。3.1.2风险源辨识1、评估小组成员认真核对了设计图纸，搜集施工资料并整理。2、对施工作业程序进行分解，结合隧道设计文件、总体施工组织设计，分析施工作业过程中存在的主要事故类型和可能存在的安全风险隐患。3、对各单位作业的风险进行分析，确定了各单位作业施工的风险源，建立了风险源普查表。3.1.3风险分析风险分析采用系统安全工程的方法，通过评估小组讨论会的形式实施，分析事故发生的位置、时间、可能受害人员、致害物等。3.1.4风险估测风险估测是采用定性或定量的方法对事故发生的可能性及严重程度进行估算。根据工程施工的内容，考虑事故特点、安全管理需要来选取风险估测方法。3.1.5风险控制根据风险评估结果，按照风险接受准则，对专项风险等级在级（高度风险）及以上的施工作业活动（施工区段），制定了相应的安全管理方案和措施。3.2评估方法识别风险的思路很多，本次风险识别主要以评估小组成员收集资料、现场勘查、召集小组人员开会为主。根据该项目提供的资料、地质报告及水文地质条件，结合施工设计、施工方案、施工方法和施工工艺进行综合类比分析，并对照国家标准、部门及行业规章进行识别分析。综合两阶段施工图设计图纸、地质、施工工艺等相关资料，采用风险评价矩阵法及指标体系法定量分析的办法来对本项目进行风险评估。本次安全风险评估具体程序流程图如下：图3.2.1安全风险评估具体程序流程图4评估内容4.1总体风险评估根据隧道施工的建设规模、地质条件、气候环境条件、地形地貌、施工特征及施工工艺成熟度等，梳理鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道总体风险评估思路并建立评估体系。4.1.1总体风险评估思路1、根据鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道设计文件、现场勘察情况、施工图纸等资料，遵循指南要求，建立评估体系；2、根据施工图纸围岩划分等级、评估小组成员现场勘察及参照钻探芯样，参照评估体系，选择合适的分值；3、建立评估等级，并确定本项目的等级。4.1.2建立风险评估体系总体风险评估指标体系（表1）评估指标分 类分 值说明地质G=(a+b+c)围岩情况a1、围岩长度占隧道长度70%以上34根据设计文件和施工实际情况确定2、围岩长度占隧道长度40%以上，70%以下23、围岩长度占隧道长度20%以上，40%以下14、围岩长度占隧道长度20%以下0瓦斯含量b1、隧道洞身穿越瓦斯地层232、隧道洞身附近可能存在瓦斯地层13、隧道施工区域不会出现瓦斯0富水情况c1、隧道全程存在可能发生涌水突泥可能的地质232、有部分可能发生涌水突泥可能的地质13、无涌水突泥可能的地质0开挖断面A1、特大断面（单向四车道隧道）42、大断面（单洞三车道隧道）33、中断面（单洞双车道隧道）24、小断面（单洞单车道隧道）1隧道全长L1、特长（3000米以上）42、长（大于1000米，小于3000米）33、中（大于500米，小于1000米）24、短（小于500米）1洞口形式S1、竖井32、斜井23、水平洞1洞口特征C1、隧道进口施工困难2便道难易、弃渣、地形2、隧道进口施工较容易1注：1、指标的取值针对单洞2、表中“以上”表示含本数，“以下”表示不含本数，下同。4.1.3风险赋值1、分值选择（1）根据鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道施工图纸围岩设计情况，左右线、围岩比例分别为43.26%和44.88%。对照表1，围岩情况a分值为2分。（2）根据施工图纸设计情况及现场勘查地质、隧道地质钻探芯样分析，施工区域内存在瓦斯情况很小或者根本无瓦斯地层，因此b取值为0。（3）根据设计文件及地质勘测资料情况表明：该隧道构造发育，构造带岩体挤压严重，节理、裂隙极为发育，且地下水位线高于隧道顶板，断层破碎带会成为地下水的通道，施工过程中可能会出现涌水、涌泥现象，对照表1,c分值为1分。（4）根据隧道设计情况隧道开挖断面为中断面（单洞双车道隧道），对照表1，A分值为2分。（5）根据鹤大高速公路集安至双辽联络线集安至通化段JTL03标矿山隧道施工图纸，该隧道左线长为675m、右线全长606m，对照表1，L取值为2分。（6）根据隧道设计文件及施工图纸：该隧道洞口形式为水平洞，S值为1。（7）根据现场地形勘测及施工场地实际情况：隧道进口施工困难，对照表1，C取值为2分。2、风险大小及等级总体风险评估指标体系（表2）评估指标分值地质G=(a+b+c)围岩情况a2瓦斯含量b0地质变化情况c1开挖断面A2隧道全长L2洞口形式S1洞口特征C2总分R=G（A+L+S+C）21隧道工程施工安全风险R=G（A+L+S+C）=(a+b+c)(A+L+S+C)，代入数值，得R=21。4.1.4风险等级按照公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（中华人民共和国交通运输部）（2011.5）中3.3.3条规定，隧道工程施工安全总体风险等级划分如下：隧道工程施工安全总体风险分级标准（表3）风险等级计算分值R等级（极高风险）22分及以上等级（高度风险）1421分等级（中度风险）713分等级（低度风险）06分由表3可以看出，该隧道施工安全总体风险等级为级（高度风险），需要进行专项风险评估。4.2专项风险评估4.2.1专项风险评估思路1、将某一阶段的施工工序分解；2、结合分解的工序，进行危险源普查，列出风险源普查清单；3、用系统安全方法对辨识出的危险源进行定性评估；4、选用合适的评估方法，对辨识出的危险源进行定量评估。4.2.1风险辨识风险源辨识是风险评估的基础，包括3个步骤：工程资料的收集整理、施工作业程序分解、施工作业可能发生的安全事故辨识。1、施工作业程序分解经过工程资料的收集整理并结合现场实际，经过评估小组调查讨论，该隧道工程施工作业程序分解包括分部分项工程及工序（单位）作业划分。隧道工程施工作业程序分解简表（表4）分部工程分项工程单位作业分部工程分项工程单位作业洞口工程洞口开挖清表作业洞身开挖洞内运输装渣挖掘作业渣土运输爆破作业卸渣超前管棚爆破器材运输支护钢拱架洞身衬砌初期支护超前支护或超前小导管喷射混凝土立拱架洞口边仰坡防护地锚布设铺设钢筋网混凝土隔框施工喷射混凝土危石清理二次衬砌铺设防水层截水沟施工绑扎二次衬砌钢筋边坡植被浇筑二次衬砌混凝土洞身开挖钻爆作业人工钻孔填充仰拱混凝土装药与起爆隧道路面基层面层混凝土浇筑养生通风交通工程交通安全设施高处作业危石清除机电设施机电安装2、施工作业程序分解后，通过相关人员调查、评估小组讨论等方式，分析评估单元中可能发生的典型事故类型，并形成风险源普査清单。公路隧道工程钻爆法施工作业活动与典型事故类型对照表。隧道工程施工安全风险源普查清单（表5）序号风险源判断依据1洞口开挖可能导致坍塌、机械伤害、粉尘、物体打击、高处坠落2洞口边、仰坡防护可能导致坍塌、物体打击、高处坠落3洞内运输可能导致车辆伤害、物体打击4钻爆作业可能导致坍塌、物体打击、机械伤害、粉尘、天然气泄漏5初期支护可能导致坍塌、机械伤害、物体打击6仰拱施工机械伤害，车辆伤害等7防水层施工高空坠落、火灾、车辆伤害等8二衬施工高空坠落，物体打击等9施工用电触电10隧道通风气体中毒3、风险源普查按照公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南（中华人民共和国交通运输部）（2011.5）中附录表3，关于公路隧道工程施工作业活动与典型事故类型对照表分析得出危险风险源普查清单。风险源也称致险因子，是指可能导致事故发生的直接因素，它的类型很多，如施工方案、作业活动、施工设备、危险物资、作业环境等。一般而言，导致事故发生的风险源都不是单一的，而是各类致险因子的综合。为便于风险分析的开展，下表中列举的各类风险源均为同一事故中最有可能导致其发生的直接因素，与该事故发生的关联性最大。隧道工程施工安全风险源普查清单（表6）作业内容潜在事故类型（存在此类伤害在空格中中标注0）物体打击高处坠落触电起重伤害瓦斯爆炸冒顶片帮涌水突泥放炮火灾机械伤害车辆伤害坍塌其他一、临时工程1、场地平整a便道施工及危险点处理0002、施工场地布置a临时建筑000b混凝土拌合站000c钢拱架、锚杆等加工场00d弃渣场00e重型机具进场00二、洞口边坡工程1.边坡开挖及防护a地表淸除淸表）00b坡面开挖0000c弃土运输00d打设锚杆0e喷射混凝土0f截水沟开挖02.洞口施工a洞口测量b架设钢拱架0000c洞口管棚或小导管施工000d注桨0e洞口开挖（爆破或机械开挖）00000f锚喷支护00g明洞工程0000隧道工程施工安全风险源普查清单（表6）作业内容潜在事故类型（存在此类伤害在空格中中标注0）物体打击高处坠落触电起重伤害瓦斯爆炸冒顶片帮涌水突泥放炮火灾机械伤害车辆伤害坍塌其他三、洞身开挖1.隧道开挖a中心线及髙程測量00b布孔000c钻孔000000d装药及结线000e起爆0000f通风0g盲炮检査和危石清理找顶）00000h出渣000002初期支护a初喷000000b立钢拱架0000000c钢筋网铺设000000d打锚杆00000e喷射混驀土000003仰拱施工a仰拱幵挖00b仰拱钢拱架施工0000c绑扎钢筋0d混凝土浇筑00004监控量测a监測仪器装设及量測00隧道工程施工安全风险源普查清单（表6）作业内容潜在事故类型（存在此类伤害在空格中中标注0）物体打击高处坠落触电起重伤害瓦斯爆炸冒顶片帮涌水突泥放炮火灾机械伤害车辆伤害坍塌其他四、二次衬砌1.防水层工程a搭设施工台车000b初支表面处理00c土工布铺设000d防水板铺设0002. 二衬工程a钢筋绑扎0000b模板架设00c混凝土浇筑0000d养生00e拆模00五、其它工程1.管沟施工a管沟混凝土工程002.路面工程a沥靑或混凝土路面,0003交通工程a机电工程000b安全设施0004.2.2风险分析1、评估小组从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析，重点分析：（1）致险因子，包括：1）人员活动、作业能力及其他因素；2）作业场所内设施、设备及物料等；3）作业场所外对施工人员安全的影响。（2）可能受到事故伤害的人员类型，包括：1）作业人员本身；2）同一作业场所的其他作业人员；3）周围其他人员。（3）事故发生的原因，包括：1）机械设备故障；2）人为失误；3）自然灾害等。（4）人员伤害程度，包括：1）死亡；2）重伤；3）轻伤。致险因子分析采用系统安全工程的方法，通过评估小组讨论会的形式实施，并采用鱼刺图法进行分析。图4.2.2鱼刺图法进行事故致因分析2、分析致险因子时应找到可能导致事故发生的物的不安全状态和人的不安全行为，并结合以往施工中发生的典型事故得出如下风险源风险分析表隧道风险源风险分析表（表7）