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1、沪昆客专湖南段CKTJ-6标雪峰山3号隧道施工阶段风险评估报告中铁隧道集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部二一一年五月目 录一、编制依据1二、雪峰山3号隧道概况12.1工程概况12.2地层岩性22.3地质构造及地震动参数42.4水文地质特征62.5隧道洞身主要地质问题82.6人类工程活动的影响9三、风险评估程序及方法103.1风险评估程序103.2风险评估方法113.3 风险分级及接受标准11四、风险评估的内容134.1风险评估的对象及目标134.2安全风险评估因素144.3风险评估内容164.3.1安全风险情况分析174.3.2初始风险评估194.3.3残留风险评估22五、风险对策措施255.1
2、突泥突水风险控制措施255.2塌方风险控制措施285.3大变形风险控制措施295.4岩爆风险控制措施305.5洞口落石风险控制措施32六、评估结论34一、编制依据关于印发加强铁路隧道工程安全工作的若干意见通知（铁建设 【2007】102号）铁路隧道风险评估与管理暂行规定（铁建设2007200 号）铁路建设工程安全风险管理暂行办法（铁建设2010162号）基础资料：沪昆客专长昆湖南段CKTJ-标施工合同文件；CKTJ-6标实施性施工组织设计；设计院关于雪峰山3号隧道地勘报告资料；雪峰山3号隧道施工图；设计院针对雪峰山3号隧道施工图阶段风险评估报告相关国家和行业标准、规定：铁路隧道设计规范 （TB
3、10003-2005，以下简称隧规）铁路隧道防排水技术规范（TB10119-2000）铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）铁路隧道辅助导坑技术规范 (TBJ1010995）铁路工程施工安全技术规程（TB10301-2009TB10306-2009）铁路工程建设项目水土保持方案技术标准（TB10503-2005）铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）二、雪峰山3号隧道概况2.1工程概况雪峰山3号隧道位于湖南省溆浦县九溪江乡至北斗溪乡境内，线路于九溪江乡宝山村贺丰元南面，茅坳河西面沟谷山坡进入隧道，下穿宝山村、塘里、登天坡至北斗溪乡坪溪村的杉树湾。双线隧道，线间距5m，隧道进
4、口里程为DK264+402，出口里程为DK271+220，全长6818m。隧道洞内DK268+771.856361至DK271+260.881135位于R=9000m的曲线上，其余位于直线上；隧道内纵坡为20的单面下坡，隧道最大埋深约为713.6m。根据本线工期安排，本隧控制工期为33个月，其中施工准备期3个月，隧道土建工期30个月，为满足隧道工期要求，结合地形、地质条件，本隧道设置3座辅助坑道，辅助坑道参数详见下表。辅助坑道参数一览表斜井编号断面型式运输类型与线路交会里程长度（平距）最大坡度综合坡度平面夹角临时或永久工程1号斜井双车道无轨DK246+6001175m10%9.3%37临时1号
5、平导双车道无轨DK254+500370m3%3%45/147永久根据安排隧道施工组织，工期需要32.5个月，基本满足本线工期安排。2.2地层岩性根据现场调绘，结合区域地质资料，隧道范围地层主要地层为第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、坡洪积层（Q4dl+pl）、上更新统坡残积层（Q3dl+el）；出露或下伏志留系下统两江河组（S1L）、奥陶系上统五峰组统（O3w）、奥陶系中统烟溪组（O2y）、奥陶系下统桥亭子组（O1q）地层，其岩性现分别叙述如下表：第四系全新统（Q4）冲洪积层（Q4ai+pl）、坡洪积层（Q4dl+pl）粉质黏土：褐黄色，硬塑，土质不均。第四系上更新统（Q3）坡残积层（Q
6、3dl+el）粉质黏土：黄褐色灰褐色，硬塑。主要分布于隧道进出口。细角砾土：褐黄色，稍密中密，稍湿潮湿，颗粒成分主要为板岩、石英砂岩等。志留系（S）两江河组（S1L）砂质板岩：深灰色，强弱风化，变余砂质结构，薄层状、块状，岩体较破碎较完整，多与炭质板岩互层。炭质板岩：黑灰色，强弱风化，碎石结构，薄中厚层状，岩芯较破碎。粉砂岩：灰色深灰色，强弱风化，粉砂质结构，碎石状、块状，岩芯较破碎较完整，分布里程：石英砂岩：深灰色，变余细粒结构，薄中厚层状，岩芯较完整。奥陶系（O）上统五峰组统（O3w）砂质板岩：深灰色，强弱风化，变余砂质结构，薄层状、块状，岩体较破碎较完整。炭质板岩：黑灰色，强弱风化，碎石
7、结构，薄中厚层状，岩芯较破碎。粉砂岩：灰色深灰色，强弱风化，粉砂质结构，碎石状、块状，岩芯较破碎较完整。中统烟溪组（O2y）炭质板岩：黑灰色，强弱风化，碎石结构，薄中厚层状，岩芯较破碎。下统桥亭子组（O1q）砂质板岩：灰绿深灰色，强弱风化，变余砂质结构，薄中厚层状，岩体较破碎较完整。绢云母板岩：深灰色，强弱风化，薄中厚层状，岩体较破碎较完整。2.3地质构造及地震动参数地质构造概况隧址区位于扬子板块与华夏板块拼贴、碰撞强烈作用地带的雪峰山隆起带（雪峰古陆）北缘，即雪峰山脉北段，区域构造隶属于新华夏构造体系，在扬子板块与华夏板块强烈作用下，经过了元古代雪峰运动、古生代的加里东运动及印支期运动，隧址
8、区可见奥陶系至志留系下统地层。受小横垄槐子冲变形区的影响，隧址位于槐子冲对江坪变形亚区（为一宽缓向斜）内，洞身穿过向斜核部，且穿越5条断层。各地质构造特征褶皱槐子冲对江坪变形亚区：总体为向NE扬起的宽缓向斜，南段为晚志留世和早三叠世花岗岩所侵吞，轴线位于DK266+600处，与线路呈约5 0相交，层间褶曲比较发育，核部为志留系下统两江河组（S1L），两翼为寒武-奥陶系，组成次级单斜构造，其北西翼岩层倾向约为SEE，倾角一般为1565，南东翼岩层倾向约WNWW，倾向一般1950，均表现为由轴部向两翼变陡的趋势。隧道即位于该向斜中部，穿过核部进入两翼。断层隧道区断裂构造较发育，发育断层共7条，其中
9、有3条为实测断层，1条为区域地质资料遥感推测断层，3条物探推测断层，其基本情况见断层一览表，主要断层情况分述为：a.拉溪江断层（F3）：位于槐子冲对江坪变形亚区S翼，在路线里程DK265+280处与路线呈约30斜交，平面上延伸长度大于10km，呈不规则波状轻微扭曲，为区域性逆断层，产状32055，以切割错动志留系下统两江河组和奥陶系为主，平面错距约1100m，断裂带宽度约3.518m，带内出露主要为碎裂岩，碎石成分为粉砂岩、石英砂岩、砂质板岩等，硅化强烈，硅质岩脉呈肠状、蠕虫状不规则分布，部分地段破碎带全部为硅化带。线路附近，上下盘皆为志留系下统两江河组（S1L），在线路以北约500m，上盘（
10、NW）为奥陶系上统五峰组统（O3w）、奥陶系中统烟溪组（O2y）炭质板岩和志留系下统两江河组（S1L）石英砂岩、粉砂岩、砂质板岩及炭质板岩，下盘（SE）为志留系下统两江河组（S1L）石英砂岩、粉砂岩、砂质板岩。该断层在区内地表多被第四系地层覆盖，在茅坳河谷和新筑村道的路堑边可见其出露。b.九溪江林场断层：位于槐子冲对江坪变形亚区NW翼，在DK269+550与路线呈约40斜交，其延伸方向与该变形区轴线基本平行，呈不规则的舒缓波状。该断层为区域性逆断层，产状约32025，切割错动奥陶系上统五峰组统（O3w）、奥陶系中统烟溪组（O2y）、下统桥亭子组（O1q）、志留系下统两江河组（S1L）地层，平面
11、错距约300m，破碎带宽度715m，带内为碎裂化板岩及构造角砾岩，并伴有大量石英脉穿插，具明显的挤压破碎之特征。上盘为奥陶系上统五峰组统（O3w）、奥陶系中统烟溪组（O2y）炭质板岩、砂质板岩和下统桥亭子组（O1q）深灰色含炭板岩、炭质板岩夹绢云板岩，下盘为志留系下统两江河组（S1L）石英砂岩、粉砂岩、砂质板岩和奥陶系上统五峰组统（O3w）、奥陶系中统烟溪组（O2y）炭质板岩、砂质板岩等。该断层在测线段多被第四系地层覆盖，在新建公路和路坎边见其有出露。c.根据GB183062001中国地震动参数区划图，隧道区为地震动峰值加速度0.05g(地震基本烈度0.31很可能50.030.30.1可能40
12、.0030.030.01偶然30.00030.0030.001不可能20.00030.0001很不可能1注：当概率值难以取得时，可用频率代替概率。 中心值代表所给区间的对数平均值。3.3.2 经济损失等级标准表3-2 经济损失等级标准后果定性描述灾难性的很严重的严重的较大的轻微的后果等级54321经济损失（万元）100030010010030030100303.3.3 风险等级标准后果等级“1”“5”分别代表“轻微的”、“较大的”、“严重的”、“很严重的”、“灾难性的”；并定义概率及后果的估值的乘积为风险指数，依据铁路隧道风险评估与管理暂行规定风险等级标准将风险指数分为“极高（级）、高度（级）
13、、中度（级）、低度（级）”四个等级。其事故发生概率、后果等级与风险等级（指数）关系如表3-3所示：表3-3 风险等级关系后果等级概率等级轻微的较大的严重的很严重的灾难性的12345很可能5高度（II级）高度（II级）极高（I级）极高（I级）极高（I级）可能4中度（III级）高度（II级）高度（II级）极高（I级）极高（I级）偶然3中度（III级）中度（III级）高度（II级）高度（II级）极高（I级）不可能2低度（IV级）中度（III级）中度（III级）高度（II级）高度（II级）很不可能1低度（IV级）低度（IV级）中度（III级）中度（III级）高度（II级）3.3.4 风险接受准则表3-
14、4 风险接受准则风险等级接受准则处理措施低度（级）可忽略此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测。中度（级）可接受此类风险次之，一般不需采取风险处理措施，但需予以监测。高度（级）不期望此类风险较大，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。极高(级）不可接受此类风险最大，必须高度重视并规避，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。四、风险评估的内容4.1风险评估的对象及目标评估对象：雪峰山3号隧道在施工过程中可能造成的人员伤亡、工程经济损失、工期延误、环境破坏等风险事件。评估目标：通过对风险评估，识别所有潜在的风险因素，确定风险等级，提出风险处理措
15、施，将各类风险降到可接受水平，从而达到保障安全、保护环境、保证建设工期、控制投资提高效益的目的，后果或损失与评估目标关系见下表4-1。表4-1 后果或损失与评估目标关系评估目标后果或损失安全风险人员伤亡、经济损失、第三方人员伤亡、第三方经济损失、工期延误工期风险工期延误、经济损失投资风险经济损失、第三方经济损失环境风险环境破坏、经济损失、第三方经济损失4.2安全风险评估因素雪峰山3号隧道工程地质极为复杂，隧道地质灾害性不良地质地段长，合同工期紧迫，施工组织管理难度大。在施工高峰期，组织平行作业面多达26个(其中开挖作业面5个)、参建人员达1000余人、施工机械达300余台套。按隧道地形、地质、
16、设计情况，隧道进行风险因素识别，雪峰山3号隧道风险因素核对如下表4-2。 表4-2 雪峰山3号隧道施工风险因素核对表风险事件 塌方瓦斯突水突泥大变形岩爆风险因素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瓦斯预抽放爆破器材检查和落实预留变形量掌子面减压措施应力释放措施地下水处理爆破方法隧道超挖情况进洞落底挑顶断面变化处或工法转化处通风情况通风系统通风设备通风质量施工期防 排水注浆堵水措施排水措施降水措施其他火源控制 措施洞口火源检查焊接切割等危险作业规章制度及执行进洞人员禁穿
17、化纤服装支护及衬 砌情况支护刚度超前支护预注浆隔离措施气密性混凝土施工缝沉降缝处理地层与加固与改良支护时机支护方法支护质量闭合成环周期防护情况机械设备防护人员防护电器设备 与作业 机械电缆选型设备选型电器与保护情况风电闭锁监控量测水量水质水压掌子面稳定情况量测器材及布置量测频率规范要求监测项目监控量测制度信息反馈及处理瓦斯（浓度、压力）施工管理培训情况监测情况应急预案情况人员管理情况施工队伍状况机械装备程度施工质量施工经验辅助工法的掌握与应用监理情况隧道特征埋深断面大小长度坡度辅助坑道注：其中打“”表示该风险因素对风险事件有影响。根据以上分析，本隧道施工中存在的主要风险为：突水、岩爆、塌方、大
18、变形，4大主要风险；识别结果见表4-3。并存在地表失水、洞口危岩落石等风险。4.3风险评估内容根据铁路隧道风险评估与管理暂行规定，施工阶段风险评估应在施工图阶段风险评估的基础上，结合实施性施工组织设计对所有隧道进行评估，主要侧重于施工安全，重点对塌方、瓦斯、突水突泥、岩爆、大变形等典型风险进行评估。表4-3隧道风险清单序号风险事件风险产生的原因险源类别后果备注1掉块、塌方断层、软岩变形、地质构造、地下水、初支失效和施工质量地质、地形、施工因素可能引发重大安全事故2突泥、突水富水、断层等地质构造地质、地形等因素可能引发重大安全事故3大变形施工方法不当或施工质量因素顺层、浅埋等地形地质因素可能引发
19、重大安全事故4岩爆施工方法不当地质、地形、施工因素可能引发重大安全事故4.3.1安全风险情况分析突水雪峰山3号隧道区隧道区发育有7条断层，其中3条为实测，4条为推测断层，断层在平面上延伸较长，切割错动地层，为良好的地下水导水带和富水带，长期接受大气降水和地下水的下渗补给，含水量较丰富。隧址区沟谷切深较大，泉水多呈渗出状，虽然流量较小，但多为常年流水，可见隧道区基岩裂隙水补给较稳定，节理、裂隙较发育，且连通性较好。地下水对隧道围岩及施工有一定的影响，隧道通过基岩裂隙水中等富水区时，预计洞身及宝山斜井、1号斜井开挖时，可能发生集中突水、渗漏水等危害；隧道穿越基岩裂隙水弱富水区时，施工中可能发生渗漏
20、水、滴渗水等危害，局部段落也不排除有突水的可能性。洞内在施工断层地段时，有突然涌水的可能，在穿越断层前后100200m范围做好超前地质预报工作。表4-4 雪峰山3号隧道分段正常、最大涌水量表分段编号起点里程讫点里程LKH正常Qs最大Qa(m)(m/d)(m)(m/d)(m/d)1DK264+400DK264+490900.1550761.281299.652DK264+490DK265+0805900.0180569.59922.233DK265+080DK265+1801000.151302366.693750.454DK265+180DK265+7806000.011401016.5316
21、29.785DK265+780DK265+860800.151201751.562769.726DK265+860DK266+3705100.01150922.621483.347DK266+370DK266+5001300.152505641.869373.078DK266+500DK266+7102100.01275661.651115.319DK266+710DK266+9001900.152809124.8815342.4110DK266+900DK267+6507500.013002553.084343.6311DK267+650DK267+725750.0353601049.491
22、818.212DK267+725DK267+8751500.01370614.31070.5413DK267+875DK267+950750.0353801100.451919.1114DK267+950DK268+1502000.01385848.091485.0415DK268+150DK268+3401900.154001249.612195.9316DK268+340DK268+6503100.014101388.862450.7717DK268+650DK268+725750.0354151188.562095.6918DK268+725DK268+8751500.01420686.
23、311214.6919DK268+875DK268+950750.0354151188.562095.6920DK268+950DK269+3253750.014001644.222892.5621DK269+325DK269+400750.153854770.498326.5822DK269+400DK270+51511150.012403109.755171.723DK270+515DK270+6501350.1516038936230.7224DK270+650DK271+1304800.01100584.32934.825DK271+130DK171+220-999100.154562
24、9.831104.92塌方隧道以砂岩和板岩为主，并且穿越的7条主要断层破碎带，断层破碎带内，岩体普遍为粉砂岩、炭质板岩，岩体破碎，裂隙发育，地下水发育，易发生突水、突泥并引起坍塌。同时，因雪峰山3号隧道工期极其紧张等因素影响，也是隧道塌方风险影响因素。大变形DK265+250DK265+780段、DK266+900DK267+650段、DK268+340DK268+650段、DK268+950DK269+325段、DK269+400DK270+515段为炭质板岩区和炭质板岩与砂质板岩互层，施工时易发生大变形，应加强超强地质预报和支护。辅助坑道与正洞交叉口，跨度大，角度一般在45，容易形成锐角处
25、支护集中受力，引发初期支护大变形。岩爆隧道洞身深埋地段砂质板岩、石英砂岩、粉细砂岩、炭质板岩、绢云母板岩等，根据岩性分布，结合隧道埋深，推测DK266+820DK267+560段粉砂质板岩、石英砂岩、粉细砂岩和DK267+960DK269+730段粉砂质板岩、粉细砂岩有发生岩爆的4性，但岩爆规模及危害程度均较小。4.3.2初始风险评估通过风险分析，对雪峰山3号隧道各段落中存在的初始风险评价结果见下表4-5。表4-5雪峰山3号隧道初始风险等级表典型风险 风险段落长度突水、突泥岩爆塌方大变形瓦斯起讫里程概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级概率等级后果等级风险等级
26、概率等级后果等级风险等级DK264+400DK264+490901111534311DK264+490DK264+8003101111421311DK264+800DK265+0922921111111111DK265+092DK265+137453311322311DK265+137DK265+180433411433311DK265+180DK265+234543211322311DK265+234DK265+8165821111114232DK265+816DK265+860445311544341DK265+860DK266+3705101111311311DK266+370DK266
27、+440705211523311DK266+440DK266+500605111422211DK266+500DK266+8083081111111111DK266+808DK266+862544311421311DK266+862DK266+900385211523311DK266+900DK267+6817811111324341DK267+681DK267+725444112333332DK267+725DK267+8751501131311111DK267+875DK267+925504112333311DK267+925DK268+1402151131321311DK268+140DK268+200604211333311DK268+
