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⑤施工方法E:施工方法基本适合水文地质条件的要求,E=1;
⑥施工步距F:a,Ⅴ级围岩衬砌到掌子面距离在70m以下或全断面开挖衬砌到掌子面距离在120m以下。b、一次性仰拱开挖长度在8m以下。a=1,b=1,F=a+b=2;
⑦折减系数γ为:1.0
可以确定出垟头山隧道工程施工区段坍塌事故可能性为:
P=γ×(C×A+B+D+E+F)=1×(1.2×4+1+1+1+2)=9.8,等级属于3,为可能发生坍塌事故。
⑵隧道涌水突泥事故的可能性估测
可从施工区段的岩溶发育程度、断层破碎带、外水压力水头等指 标进行估测,具体评估指标见下表
隧道施工区段涌水突泥事故可能性评估指标 评估指标 分类 岩溶极发育,有宽大岩溶洞穴、地下河、塌陷坑等 岩溶发育,有宽大岩溶发育带和大岩溶洞穴 岩溶较发育,有岩溶裂隙、小溶洞发育 岩溶不发育,有岩溶裂隙、小溶洞发育 施工区段及附近存在断层破碎带或较大裂隙 施工区段不存在断层破碎带或较大裂隙 隧道上方存在湖泊、河流、水库等水体 周围情况C 隧道附近存在补给性水体 隧道周围不存在补给性水体 分值 4-5 说明 岩溶发育程度A 3 根据设计文件和超前预报结果判定 2 0-1 2-3 根据设计文件和超前预报结果判定 0-1 断层破碎带B 3 2 0-1 根据现场调查情况确定 隧道施工区段涌突泥事故可能性分值计算公式为:P=γ×B×(A+C) 分值大小确定后,对照下表确定涌水突泥事故可能性等级。如果施工区段存在盆状地形,同时施工期间有大雨、暴雪等强降水天气时, 则事故可能性等级为
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4级。
隧道施工区段涌水突泥事故可能性等级标准 计算分值 12-16 6-8 2-4 1 事故可能性描述 很可能 可能 偶然 不可能 等级 4 3 2 1 根据本标段垟头山隧道工程施工区段涌水突泥事故可能性实际情况如下: ①岩溶发育程度A:不存在岩溶,A=0;
②断层破碎带B:施工区段存在岩脉入侵带,保守取B=1; ③周围水体情况C:隧道裂隙水受降雨控制,保守取C=2; 折减系数γ为:1.
可以确定出垟头山隧道工程施工区段涌水突泥事故可能性为: P=γ×B×(A+C)=1×1×(0+2)=2
根据隧道施工区段涌水突泥事故可能性等级标准等级为2,为偶然发生涌水突泥事故。
7对策措施及建议
7.1风险对策措施
按照评估的结果,垟头山隧道涌水突泥分值为2,风险等级为2,为偶然发生涌水突泥事故,属于中度(2级)的风险类别为可接受风险。坍塌分值为9.8,很可能发生塌方事故,属于高度(3级)的风险类别为不期望风险。此类风险较大,必须采取风险处理措施降低风险并加强监测,且满足降低风险的成本不高于风险发生后的损失。相关对策见下表,并在施工过程中细化处理措施并认真落实,以期最大程度的降低风险至可接受范围。
垟头山隧道坍塌事故控制措施对策表 事故控制措施 ⑴前期调查 ①资料收集 ②洞口段 ③断层、破碎带 收集垟头山隧道地质资料及周边工程施工记录、事故记录(包括自然灾害)等。 对有关滑坡、岩体崩塌进行观测。洞口围岩级别低。增设仰拱、工字钢,支护多用长管棚、小导管注浆 接近断层、破碎带时,应采用超前地质预报等方式进行确认。 23 等级Ⅲ 浙江省大成建设集团有限公司
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④浅埋段 ⑵开挖作业 ①开挖方式 隧道V级围岩段采用上下台阶留核心土开挖方法,IV级围岩采用上下台阶开挖法,Ⅲ级围岩采用全断面开挖法。洞口施工前应先施做改沟工程及截水沟,保证洞口安全。洞口段均采用管棚超前支护,保证安全进洞。 a)分段仔细检查爆破段并清除危石。 b)钻孔作业前后、爆破后、废渣处理时及处理后,应进行仔细检查并去除。 c)地震后应检查以上地点。 a)开挖后迅速喷混凝土。 b)对掌子面喷射混凝土。 c)对二次衬砌混凝土厚度符合设计。 d)采用钢筋网。喷射混凝土进行加固。 a)锚杆根据地质条件,采用固结性好并便于施工的方式打设。 b)施工时,进行拉拔试验确认其性能。 a)缩小钢拱架的间隔 b)扩大钢拱架在不良地质路段的断面。 c)在不良地质路段使用合适的底板、垫板。 d)在钢架拱脚处前后各设置两根锁脚错杆。 a)根据地质条件和施工情况进行适当的监控测量。 b)在不良地质路段应缩小监控测量的间隔。 c)在不良地质路段应增加监控测量的频度。 d)根据监控测量、观察的结果,初期支护发生变形时,应采取有效的加固措施。 a)在不良地质路段应采用仰拱进行断面闭合及尽早浇筑衬砌。 b)根据情况,可考虑采用临时性衬砌,并对临时衬砌进行讨论应对以下内容进行相关培训。 a)坍塌事故的危险性。 b)防止事故发生的对策及注意事项。 c)检查方法(检查内容及时间)。 d)发生险情时的应急措施。 进行地表沉降、拱顶下沉等观测 ②危石 ⑶支护 ① 喷射混凝土 ②锚杆 ③钢拱架支护 ⑷监控测量 ⑸二次衬砌 ⑹防坍塌的培训 垟头山隧道涌水突泥事故控制措施对策表 事故控制措施 ⑴前期资料收集 ⑵施工计划 ⑶开挖作业 ①水平钻孔 进行短距离钻孔。 等级Ⅱ 收集项目周围已完工和在建隧道工程出现涌水状况的资料。 在前期调查的基础上,选择适合地质条件的辅助施工方法,如钻排水孔、设置集水坑,降低地下水位,止水施工方法。 24 浙江省大成建设集团有限公司
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②集水坑 ③止水施工法 ④测量管理 ⑤信息沟通机制 ⑥记录及保存 讨论集水坑是否设置。 根据需要,部分地段进行帷幕注浆。 测量洞内涌水量、地下水位、水质变化等。 采用洞外现有水井或设置观测井的方式,测量地下水位及水质。 根据需要连续调查开挖面的地层变化并进行图示。 明确测量结果的联络和报告机制。 记录并整理施工中各项测量结果、根据数据把我涌水的危险度。 a)应设置发生紧急情况的警报装置。 b)发出警报的标准、警报的种类、警报后的应急行动等应提前确定,并通知到相关人员。 c)应确定警报装置检修及维修标准。 ⑷警报装置 ⑸应急措施 ①应急器械 ②排水设备 ③避难训练 ④救护训练 应将紧急情况下使用的器械设置在必要的位置上,并将其位置及使用方法通知相关人员。 根据预测涌水量、隧道断面积、隧道长度、坡度等因素,设置有充分排水能力的排水设备。 进行紧急情况的避险训练。 进行紧急情况的人员救护训练。 培训围绕下列内容: 涌水的危险性 防止事故发生的措施及注意事项 检查方法 发生紧急情况时的对策 ⑹防涌水培训 7.2隧道易坍塌区段对策措施 ⑴加强超前地质预报工作。对开挖面前方地层进行探测预报,判明地层和含水情况,为超前支护和止水提供依据,及时修改或加强超前支护和支护参数。尤其是施工开挖接近设计探明的富水带时,要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化,遇有探孔突水、突泥、
渗水增大和整体性变差等现象,及时调整施工方法。
⑵加强施工监控量测,实行信息化施工。对地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛进行量测,及时对数据进行整理分析,及时反馈于设计和施工,及时优化设计参数和施工方法。当量测数据表明围岩收敛变形接近控制标准的警戒值时,尽快采取加强措施进行加固,抑制变形,防止因变形突变引起坍塌。
⑶据不同地质情况和开挖方式,采用超前小导管预注浆加固地层的超前支护
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措施,注浆选材视不同岩层和地下水情况分别采用水泥浆、水泥—水玻璃双液浆,通过注浆加固周边围岩,提高其自承能力,减少围岩松弛变形。
⑷对不同围岩,分别采取上部弧形导坑预留核心土法、短台阶法、全断面法等开挖方法。上部预留核心土法分步开挖时,支护要及时闭合成环,每一环支护均施作锁脚锚杆,加强支护,防止拱脚下沉和内移,引起过大变形,导致拱部岩层坍塌。
⑸严格控制开挖工序,尤其是一次开挖进尺,杜绝各种违章施工。控制爆破装药量,减小对软弱破碎围岩的扰动。
⑹保证施工质量。超前预注浆固结止水、钢架制作、支护和衬砌混凝土质量必须符合设计及规范要求。
⑺施工期间,洞口应常备一定数量的抢险材料,如方木、型钢钢架等,以备急用。
7.3隧道涌水突泥区段对策措施
⑴加强超前地质预报工作。对开挖面前方地层进行探测预报,判明含水情况,及时调整施工方法。
⑵据不同地质情况和开挖方式,采用帷幕注浆,提高其止水能力。 ⑶采用水平钻孔进行涌水调查及排水。
⑷施工期间,洞口应常备一定数量的抢险材料,如水泵、水管等,以备急用。
7.4洞口危石地段对策措施
洞口段施工遵循先防护后开挖的原则。施工过程中加强对边仰坡的监测,在异常时立即停止施工,对坡面危石进一步处理。施工顺序:
清除坡面危石→加固坡面→评估加固措施→防护→施工。
7.5其它措施
⑴本标段隧道灾害性地质区段长,根据施工信息,及时做好动态变更设计。综合考虑施工过程所揭示的工程水文地质,从设计角度深入提供施工阶段安全风险管理措施;
⑵对断层破碎带、软岩大变形等不良地质地段,以朝前超前预注浆为主,后注浆为辅,预防突水突泥和塌方安全风险。
⑶做好断层富水地段地表水的监测,施工现场储备足够能力的排水设备。
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8 风险评估结论
经风险评估,垟头山隧道的塌方属于高度风险。为确保安全风险得到有效控制和管理,我部将隧道施工作业按照本次评估的风险对策措施并制订专项安全施工方案进行重点管理及和控制。
垟头山隧道重大风险源风险等级表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 坍塌 施工区段 K52+155~K52+185 ZK52+150~ZK52+170 K52+185~K52+215 ZK52+170~ZK52+215 K52+215~K52+540 ZK52+215~ZK52+540 K52+540~K52+630 ZK52+540~ZK52+630 K52+630~K53+445 ZK52+630~ZK53+455 K53+445~K53+870 ZK53+455~ZK53+870 K53+870~K53+940 ZK53+870~ZK53+930 K53+940~K54+005 ZK53+930~ZK53+995 K54+005~K54+065 ZK53+995~ZK54+065 可能性等级 3 2 1 2 1 2 3 2 3 严重程度等级 3 2 1 2 1 2 3 2 3 风险等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ 可能性等级 2 1 1 1 1 1 2 1 2 涌水突泥 严重程度等级 2 1 1 1 1 1 2 1 2 风险等级 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 通过本次风险评估,可预估垟头山隧道洞口Ⅳ、Ⅴ围岩容易塌方,施工难度大,在施工过程过程中可能发生高空坠物风险、人员高空坠落风险、触电风险、机械伤害风险、坍塌风险,这些风险事件均可能对隧道建设的安全、工期、投资及第三方造成不利影响。垟头山隧道总体评估风险为Ⅲ级(高度)风险,但可以通过一系列对策措施,可将风险将至可接受区域。此次风险评估仅是风险管理与控制的开始,在下一步的施工过程中还要加强监控,对风险做好动态管理,从而达到控制风险、减少损失、确保施工安全。
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