（风险管理）长边隧道风险评估.pdf

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险评估
土状,岩芯呈土柱状,遇水易软化,崩解,在DSZ-CB--
-,其中,全风化层中孤石含量比例约为
15%。属Ⅲ级硬土,C组填料。
<17-2>花岗闪长岩W3(γ52(3)):强风化,黄褐色,中粒结构,块状构造,
主要矿物成分由石英、长石、角闪石及少量黑云母等组成,裂隙很发育,岩芯呈
碎块状,锤击易碎,属Ⅳ级软石,A组填料。
<17-3>花岗闪长岩W2(γ52(3)):弱风化,灰白色,中粒结构,块状构造,
岩质新鲜,成分以长石、石英、黑云母为主,岩体裂隙较发育,岩芯呈短柱~柱
状,锤击声较脆,较难碎,属Ⅴ级次坚石,A组填料。
(3)地质构造
根据本次工程地质测绘、钻探及区域性地质资料,隧道区未发现有断裂带通
过。
(4)地震动参数
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)以及“关于贯彻执行《中
国地震动参数区划图》的通知”(闽建设[2002]37号),测区内地震动峰值加速度
,。
(5)水文地质特征
1)地表水
测区地表水主要为冲沟水,主要接受大气降水补给,地表水多沿沟槽排泄,
沟槽内地表水流量随季节变化,雨季时较大,可增大数倍。
2)地下水
测区表层第四系覆盖层较薄,以粉质黏土为主,孔隙水不发育;地下水主要
为基岩裂隙水,赋存于花岗闪长岩的裂隙中,主要接受大气降水及地下水侧向补
给,水量变幅较大,由于上覆粉质黏土为较好的隔水层,地形坡度较大,大气降
水多沿坡面往下径流,入渗水量较小,基岩裂隙水发育程度受基岩风化程度、裂
隙发育程度、裂隙贯通性的影响,全风化岩属弱含水层,富水性差,强风化岩和
弱风化岩的导水性和富水性主要受构造裂隙控制,具各向异性,总体地下水量不
大。地下水运动主要受地形、地貌控制。
3)水化学特征及其侵蚀性
测区段内采取地下水进行水质简分析,水质类型为HCO3-·SO42-—Na+型,水
质呈弱酸性,根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157号),
在环境作用类别为氯盐环境和化学环境环境时,地下水对钢筋混凝土不具侵蚀性。
4)隧道涌水量预测
采用大气降水入渗法预测隧道涌水量。
大气降水入渗法:Q=
式中:
W—隧址区多年平均降水量(mm),。
F—隧道通过各含水岩体地段的渗入补给面积(km2),本隧道集水面积为
×1km2。
a—入渗系数(根据含水岩组岩性、入渗能力取地区经验值,花岗岩类取
)
Q—涌水量(m3/d)
隧道正常涌水量为:
Q==××1××=(m3/d)
(6)不良地质
测区内无不良地质及特殊岩土发育。
(7)气象特征
测区属亚热带海洋性季风气候区,常年气候温和湿润,阳光充足,雨量充沛,
℃,,四至九月暴雨较为集中,为汛
期,降雨量占全年的70%~80%。沿线各地每年不同程度地受台风袭击,7~9月
台风威胁最大。
三、隧道地质情况调查
根据中铁二院武汉勘测设计研究院有限责任公司提供的《港尾铁路长边隧道
工程地质说明》及《长边隧道钻孔资料柱状图》,我部对本隧道的SDK1+10中心、
SDK1+60右10米、SDK1+861中心位置的地质情况进行了现场实地勘察、调查。
调查结果与设计院勘测结果基本一致。长边隧道上覆第四系全新统坡残积层
(Q4dl+el),下伏燕山早期侵入花岗闪长岩(γ52(3)),隧道进出口段埋深浅,
且隧道进口段穿越W4全风化层较厚;SDK1+530~SDK1+700段整体埋深较浅、较偏,
岩体破碎,裂隙发育,且SDK1+530~SDK1+700左侧有一采石场,存在一临空面,
易发生塌方掉块风险。进出口分布有村庄,地表多为山林地。因此,隧道主要风
险为塌方,并存在地表失水风险
四、安全风险评估
1、主要风险:
根据现场情况和地质勘查资料分析,本隧道中的主要典型风险事件类型为洞
口失稳、塌方掉块风险,并存在地表失水风险。
2、主要风险:
全隧各段落中存在的风险和可能发生的典型风险事件分析如下:
长边隧道进出口段穿越全风化层较厚,且埋深浅,发生塌方的可能性较大;
SDK1+010~SDK1+055段隧道进口穿越粉质黏土(Q4dl+el)及W4全风化花岗闪
长岩,该段采用明挖法施工,围岩自稳能力差,遇水易软化,开挖后发生明洞开
挖边坡垮塌、洞口失稳的风险较大;
SDK1+530~SDK1+700段整体埋深较浅、较偏,岩体破碎,裂隙发育,且
SDK1+530~SDK1+700左侧有一采石场,存在一临空面。由于隧道埋深较浅、较偏,
如支护不及时或支护强度不够,发生塌方掉块的可能性较大;
隧道进出口及洞身段分布部分村庄及山林,由于该段隧道裂隙较发育,隧道
施工可能引起该段落及附近产生地表失水风险。
3、长边隧道初始风险评价
通过风险分析,长边隧道各段落中存在的初始风险评价。经评估,本隧道中
的主要典型风险事件类型为洞口失稳、塌方掉块风险;初始风险为高度及以上的
有4处。具体情况如下:
(1)、塌方风险为高度的段落共有2段,分别为:
SDK1+055~SDK1+085段为V级浅埋;
SDK1+826~SDK1+861段为V级浅埋。
(2)、塌方风险为极高的段落共有2段,分别为:
SDK1+010~SDK1+055段为V级明挖段;
SDK1+581~SDK1+654段为V级浅埋、偏压段。
(3)、地表失水风险
该类风险主要为地表有村庄、山林段,生产生活用水为地下水,隧道建设可
能会引起地下水漏失,对居民生产及生活用水造成影响,该类风险等级为中度。
4、初始风险调查表
里程范围初始风险
序长度风险
号起始里程终止里程(m)事件概率等级后果等级风险等级
1SDK1+010SDK1+05545垮塌53极高
2SDK1+055SDK1+08530垮塌42高度
3SDK1+085SDK1+14055垮塌32中度
4SDK1+560SDK1+58121垮塌32中度
5SDK1+581SDK1+65473垮塌53极高
6SDK1+654SDK1+68026垮塌32中度
7SDK1+800SDK1+82626垮塌32中度
8SDK1+826SDK1+86135垮塌42高度
五、隧道风险事件的技术对策
根据铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施之规定,中度风险是可接
受的,相应的处理措施为“不需采取风险处理措施,但需予以监测”;高风险、
极高风险“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”。为此,项目部确定如下风险技术对策:
1、长边隧道地质条件一般,岩性以花岗闪长岩为主,地形浅埋段落较多。
SDK1+530~SDK1+700段整体埋深较浅、较偏,岩体破碎,裂隙发育,且
SDK1+530~SDK1+700左侧有一采石场,存在一临空面,易发生塌方掉块风险。以
地质资料所反映的情况看,本隧道中存在有风险等级为高度及极高的初始风险。
其中塌方风险较突出,部分段落穿越IV、V级的浅埋地段及全风化花岗岩段时的
塌方风险为高度风险。施工中应加强防护工作,严格按《铁路隧道工程施工技术
指南》及相关规范文件的要求施工,做好施工组织工作;隧道施工应根据《铁路
隧道监控量测技术规程》的规定开展监控量测工作,监控量测工作应纳入正常施
工工序,编入施工组织,监控量测结果应及时反馈。如发现施工实际揭示地质或
地形情况与设计不符情况,及时反应设计。
2、加强施工工艺管理与工序衔接控制,确保工程质量和工序紧跟;
3、根据设计方案,采取积极措施,有效规避风险;加强监控量测。编制隧
道监控量测方案,认真实施监控量测,通过记录、分析,反馈,判识围岩稳定状
态;必要时与设计单位配合,利用实测数据,预测围岩变形或进行力学反分析,
及时修改设计参数,确保施工安全。
4、、加强施工监管,确保措施到位;加强工序管理,确保工序紧跟,尤其是
开挖与初支、初支与衬砌以及仰拱超前施做与拱墙二次衬砌工序间的合理步距控
制。
5、洞口及明洞工程段防护技术措施
隧道洞口段工程包括洞口土石方开挖、边仰坡防护及洞口段衬砌、洞门施工
等。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件,并考虑到施工开挖边
坡的稳定性,本着“早进晚出”、“减少开挖”的原则,洞口采用明挖法或拱部明
挖边墙暗挖法施工。及时进行边仰坡防护施作并加强对山坡稳定情况的监测、检
查,确保施工安全。具体施工工艺分述如下:
(1)洞口排水
首先施工隧道洞顶截水沟,截水沟距坡顶开挖线不小于5m,其坡度根据地形
设置,但不应小于3‰,以免淤积。
(2)洞口边仰坡开挖与防护
根据设计图纸和施工现场布置,在洞口范围内测量放样边坡控制桩。开挖洞
口时以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则,按设计坡度一次性整修到位,围岩
破碎的部位用网喷锚杆加固。洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石
质地层人工钻眼小炮爆破。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,合理布置供风、
供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。
6、软弱围岩及浅埋段预防坍塌的其它技术措施
(1)施工中遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、早衬砌”的施工原则;
调整开挖方法,优化爆破设计,强调光面爆破或预留光爆层爆破,严格控制单响
药量,减小爆破震动,爆破排烟后,视围岩稳定情况,决定喷砼封闭与出碴的先
后顺序。对IV、Ⅴ级围岩浅埋段,在掘进施工中很有可能出现塌方,为保证施工
安全和质量,首先按设计图纸要求施工,做到短进尺,弱爆破,勤支护。及时施
作小导管超前支护,如果小导管注浆压力和注浆量与设计要求相差太多,应停止
施工,超前探孔,如实掌握隧道围岩情况,根据超前探孔地质资料,上报设计院,
变更施工方案。开挖后,对掌子面及拱顶初喷封闭,并及时施作钢架,锚喷支护。
钢架间距严格按设计要求施做,必要时缩小钢架间距,钢架连接板处设置锁脚钢
管。系统锚杆交错布置于钢架两侧并与钢架焊接牢固,钢筋网片紧贴初喷面,纵
环向搭接至少一个网格长度,加强支护,确保施工安全。仰拱紧跟掌子面,距离
保持在40m以内,使初期支护尽早封闭成环。
(2)加强监测,留足沉降量,保证施工安全和二次衬砌的设计厚度。
(3)加强超前地质预报,并结合监控量测分析,及时调整设计参数。
(4)有仰拱地段,须考虑超前施作开挖掌子面与仰拱,严格控制仰拱、回填
及二次衬砌各工序间的步距,严格按规范作业,尽早完成二次衬砌浇筑。
(5)施工作业期间,值班技术24小时值守,随时记录工作掌子面的情况,遇
到问题,及时汇报,防止错过最佳处理时间。
(6)进洞前,应对洞口段以及浅埋段的纵横断面进行测量,并绘制纵横断面
图,确认浅埋情况,做到随时掌握洞顶覆岩土层的厚度,并据此调整支护参数和
作业工序部署。
(7)做好进出洞人员登记,严格进洞资格控制管理,减少不必要的损害发生。
(8)做好应急预案,配备必备的抢险物资。
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