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隧道-施工安全風險評估報告
納黔高速公路江門互通至興文石海一級公路(光明新城至宜敘高速興文石海互通段)
求雨山隧道
施工安全風險評估報告
宜賓建功路橋建設有限公司
江門至石海一級公路光明新城至石海互通段工程項目部
納黔高速公路江門互通至興文石海一級公路(光明新城至宜
敘高速興文石海互通段)
求雨山隧道
施工安全風險評估報告
編制單位: 宜賓建功路橋建設有限公司
評估小組負責人:
審 批 人:
編制日期: 2014年12月
評估小組名單及稱職表
概 述
此次安全風險評估根據《公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估指南》(試行)(交質監217號)的要求,由“宜賓建功路橋建設有限公司江門至石海一級公路光明新城至石海互通段工程項目部”組織,并負責收集、整理、提供資料,由“宜賓建功路橋建設有限公司、興文縣農村公路建設管理處”邀請并組成的安全風險評估小組參與,共同完成了“求雨山隧道”的總體風險評估和專項風險評估。通過評估小組成員的認真討論、聽取項目部評估領導意見,采用風險指標體系法定量評估,確定 “求雨山隧道”總體風險等級為Ⅳ(極高風險),采用定性與定量相結合的方法,對各分項工程、大型施工設施等重大風險源進行評估,確定了專項風險等級,制定了施工控制措施。采用定性估測法,對一般風險源進行了評估,分析了危害因素、事故類型,并依據指南及公司在類似工程中的施工經驗和相關工程的技術總結、工法成果等,特制定了本隧道的防控措施。
目 錄
第一章 編制依據................................................................................................... 1
第二章 工程概況................................................................................................... 1
2.1項目概況........................................................................ 錯誤!未定義書簽。
2.2地理位置.......................................................................................................... 2
2.3地形、地貌、區域地質構造.......................................................................... 2
2.4氣象、水文.................................................................... 錯誤!未定義書簽。
第三章 評估過程和評估方法............................................................................. 12
3.1評估過程........................................................................................................ 12
3.2.評估方法....................................................................................................... 13
第四章 評估內容................................................................................................. 14
4.1總體風險評估................................................................................................ 14
4.2專項風險評估................................................................................................ 16
4.3重大風險源事故可能性分析........................................................................ 21
第五章 對策措施及建議..................................................................................... 33
第六章 評估結論................................................................. 錯誤!未定義書簽。
6.1.隧道工程Ⅲ級及以上風險存在的部位、方式........................................... 37
6.2隧道工程評估結論........................................................................................ 39
6.3評估結果的科學性、可行性、合理性及存在問題.................................... 40
6.3.1科學性分析......................................................................................... 40
6.3.2可行性分析......................................................................................... 40
6.3.3合理性分析 ............................................ 40
6.3.4存在的問題 ............................................ 40
1. 編制依據
(1)《公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估指南》(試行)(交
質監217號)。
(2)合同文件、施工圖紙及技術規范。
(3)《公路工程技術標準》、《公路隧道施工技術規范》、《公路工
程施工安全技術規程》等相關規范。http://salifelink.com
(4)現場踏勘調查、搜集的實地資料。
(5)公司在類似工程中的施工經驗和相關工程的技術總結、工
法成果等。
(6)依據以上文件、規范、標準及工程實地勘察情況,結合我
公司現有技術裝備、施工能力、管理水平,以及多年從事復雜地形地質條件隧道施工的豐富經驗,并針對本工程施工特點,以“保安全、保質量、保工期、創精品”為目標,編制本評估報告。
(7)業主制定的風險管理方針及策略。
2. 工程概況
2.1. 隧道概況
納黔高速公路江門互通至興文石海一級公路光明新城至宜敘高速公路興文石海互通段全長5.377Km,大致呈西北—東南走向,分A、B兩個標段。A標段起于古宋鎮石灰窯村止于光明新城本項目與省道S309相交平交口處;B標段起于古宋鎮石灰窯村止于溫水溪加油站北側宜敘高速公路興文石海互通連接線與縣道X026相交平交口處。
求雨山隧道位于四川省興文縣古宋鎮境內,進口大禮端位于石灰窖村,出口久慶端久慶村。該隧道為分離式隧道,左線設計長度1176米、里程樁號K5+314~K6+490,瓦斯設防段長428米、里程樁號K5+525~K5+953,最大埋深218米;右線設計長度1154米、里程樁號Y2K5+310~Y2K6+464,瓦斯設防段長393米、里程樁號Y2K5+517~Y2K5+910,最大埋深226米。
隧道主要從川南古宋井田光煤礦﹑磺廠灣煤礦之間的礦權邊界煤柱區經,由南向北自矛口組灰巖進入地下,穿越龍潭組﹑長興組﹑飛仙觀組地層切出地表。隧道從煤層底板進入,穿越煤層3層,依次為4號煤層、9號煤層和11號煤層,其中11號煤層為該區域小煤窖主采煤層,隧道通過區存在采空區的可能性極大,通過區采空區厚度最大1.8米。此外,根據設計文件,在11號煤層采空區頂部可能還會揭穿一層煤層線,為11號煤層上分層。
隧道洞身于K5+550里程進入了龍潭組煤系地層,周邊煤礦的多年開采,煤層采空區等問題對隧道的施工和運營形成較大影響;同時,由于隧道直接穿越磺廠灣煤礦第9號和11號煤層,導致該隧道施工過程中,在穿越采空區和煤層段落時,根據設計地勘資料顯示,該隧道為高瓦斯隧道。
在隧道施工過程中,預計H2S,CO,CO2以及瓦斯濃度較大,局部地方可能會形成瓦斯突出。
主線技術標準:雙向四車道一級公路,設計速度60km/h,分離式隧道,單幅建筑界限凈寬9.75m。
隧道各級圍巖等級見表1。
表 1 求雨山隧道各級類型圍巖長度
本項目施工的重點、關鍵和難點工程是本隧道為高瓦斯長隧道工程。總合同工期為24個月。
2.2. 地理位置
項目位于四川省都宜賓市境內東南側,地理坐標位置為北緯28?16’—28?19’,東經105?11’—105?15’之間;起點位于古宋鎮大禮村,順接省道S309線K178+900,經溫水溪村、石灰窯村、星火村、撐腰巖村、民主村、清龍村、久慶村,止于久慶收費站前,順接省道S309線。
2.3. 隧道巖性和不良地質概況
2.3.1. 地層巖性
(1)第四系全新統(Q4)
區內第四系全新統地層主要為第四系殘坡積(Q4el+dl)以及第四系沖洪
積(Q4al+pl)堆積:
第四系殘坡積(Q4el+dl):
分布于斜坡區,第四系覆蓋層一般厚度0.3-1.1m,結構松散,孔隙度大,局部地段第四系覆蓋層后大,最大厚度3.8m。殘坡積堆積巖性分
為粘土夾碎石以及碎塊石土兩種類型。在飛仙觀(T1f)組地層出露區第
四系殘坡積層巖性為粘土夾碎塊石、粘土夾角礫,顏色紫紅色—暗紅色,稍濕,粘土夾碎石土主要分布于三疊系下統飛仙觀組地層中碎塊石土,紫紅色,粘土含量約30-40%,粉土含量約25-30%,碎石呈棱角狀,一般塊度2-16cm。
二疊系(P)灰巖出露區殘坡積堆積層巖性為粘土夾碎塊石和碎塊石土,粘土夾碎塊石顏色淺黃色,結構松散,粘土含量約70%;碎塊石土主要分布于由灰巖組成的斜坡區,碎塊石含量約60%,粘土含量30-40%,粘土灰黃色;碎塊石棱角狀,一般塊度2-50cm。
第四系沖洪積(Q4al+pl):
沖洪積發育于河流溝谷段,巖性主要為卵石土,稍密-中密,地下水豐富,地下水最小埋深0.0m;卵石多呈次棱角狀--次圓狀,卵石一般塊度10-20cm,飄石含量約14-16%;卵石巖性主要為灰巖和砂巖,砂含量約30-35%。該層厚度5.2m—9.2m。
(2)中生代
①三疊系下統嘉陵江組(T1j)
主要分布于礦區北東側,該組上部主要為淺灰色泥質白云巖、泥質灰巖, 下部主要為白云質灰巖、灰巖和鈣質泥巖。根據巖性特征可分為二段,總厚度412~570m。
第二段(T1j2):上部巖性為淺灰色中厚層狀白云質灰巖、夾灰質白云
巖及白云巖,頂部有一至二層鹽溶角礫巖;中下部為淺灰色中厚層狀灰質白云巖、白云質灰巖,夾薄層灰巖、鹽角礫巖;灰巖中常見蠕蟲狀構造,該段平均厚243m。
第一段(T1j1):巖性在地層頂部以一套厚約20m黃灰色鈣質粉砂質泥
巖、水云母粘土巖,夾薄層淺灰色泥質白云質蠕蟲狀灰巖、泥灰巖;中下
部為灰色中厚層細粉晶灰巖、白云巖,夾泥灰巖、生物碎屑灰巖和鮞粒灰巖。
② 三疊系下統飛仙關組(T1f)
為一套以濱海、淺海相為主的紫褐色陸源碎屑沉積,出露廣泛,平均厚度446~485.24米,根據其巖性特征不同可分為四段,本礦山范圍僅出露第一至三段。
第三段(T1f3):巖性以紫色、綠紫色薄~中厚層狀巖屑粉砂巖為主,
中、下部偶夾不穩定薄層生物碎屑灰巖,厚度168~>300m。
第二段(T1f2):巖性為紫灰、紫褐色薄~厚層狀石英、巖屑砂巖、中
厚層鮞粒狀灰巖等,按照其巖性特征不同可分為三個亞段:一亞段以綠灰色薄~中厚層狀砂質泥巖、泥質粉砂巖為主,夾薄層灰色細砂巖和粉砂巖,底部為一層約5m厚的灰色中厚層狀石灰巖。二亞段以淺灰色中厚層鮞粒狀灰巖、厚層狀粉晶灰巖為主,間夾灰綠色、紫灰色薄~中厚層狀砂質泥巖、薄層狀泥晶灰巖。三亞段以紫褐色、紫灰色砂質泥巖、泥質粉砂巖為主,夾泥巖、粉砂巖、細砂巖條帶,中下部偶夾薄層生物碎屑灰巖。該段厚50~70。
第一段(T1f1):巖性以灰綠色薄~中厚層狀粉砂質泥巖、泥質粉砂巖
為主,夾薄層灰色粉砂巖,偶夾薄層紫褐色砂質泥巖。底部為厚約10m的灰色中厚層狀粉晶灰巖或泥灰巖,并具龍須狀方解石脈。該段平均厚約58m。
(3)古生代
①二疊系上統長興組(P2c)
巖性為灰~深灰色細~粉砂巖、粘土巖夾生物碎屑灰巖及煤線、炭質泥巖,含煤1~2層煤線,出露于兩座隧道的進出口段。
②二疊系上統龍潭組(P2l)
為區內的主要含煤地層,巖性為灰~深灰色砂質泥巖、泥巖、粘土巖、細砂巖、粉砂巖,含煤4~52層,煤層厚度0.4-2.2m。該套地層出露于隧道進出口段。
③二疊系下統毛口組(P1m):巖性為灰巖、泥質灰巖,中厚層狀—厚
層狀灰巖。在區內廣泛分布,地表溶蝕現象普遍,溶蝕溝槽最大發育深度
3.5m;溶蝕孔洞沿節理發育。該組灰巖強度高,完整性好,是線路區采石場主要的采石地層,用于當地工程建設。
④二疊系下統梁山組、棲霞組未分(P1q+L):其中梁山組地層巖性為:
灰色厚層狀粉晶灰巖,生物碎屑灰巖為主,夾砂屑灰巖、白云質灰巖和薄層狀泥質灰巖,局部含燧石結核。棲霞組地層巖性為灰黑色、深灰色砂質泥巖,粉砂巖及砂質粘土巖,含煤線或炭質泥巖。該組地層出露于溫水溪溝谷一帶,地表覆蓋層厚度較大,地表露頭少。
2.3.2. 地質構造及地震
線路區位于珙長背斜北東翼東段之次級褶皺銀光坪背斜北東翼。
珙長背斜長約80km,寬約20km,分布區域跨及高縣、珙縣、長寧縣、興文縣、江安縣、敘永縣等六縣境,主軸呈北西~南東向展布,北翼陡(40°~60°),南翼緩(10°~40°),是一個較復雜的不對稱短軸復式大背斜。軸部出露地層最老為寒武系中統高臺組。背斜軸部及其兩翼的次級褶皺和斷裂較發育,按方向可歸納為四個構造組,其中北東向構造組在大背斜西段較發育,近東西向和近南北向構造組在其中段至東段較常見,北西向構造組僅在大背斜東段少數地方可見。
漏風埡背斜也為一兩翼近于對稱的短軸狀復式背斜,由漏風埡背斜、銀光坪背斜組成,公路區位于銀光坪背斜北東翼。銀光坪背斜南西翼地層傾角14~17°,北東翼地層傾角13~30°。
區內構造簡單,為一單斜構造,褶皺和斷裂均不發育,巖層傾向26~31°,平均傾角約29°。屬中等傾斜地層,地質構造復雜程度屬簡單類型。區內巖石節理裂隙構造較為發育。
在線路約K3+030處,見一條壓性斷層通過,斷層傾向北東傾角45°~60°。據“大田灣煤硫礦2009年度礦山儲量年報”資料顯示,該斷層延伸長大于3.5km,最大錯距約35m。區內巖溶發育主要受節理和層間構造控制。
根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)及《中國地震參數區劃圖》(GB18306-2001)國家標準第1號修改單,興文縣位于建筑抗震設防烈度6度區第一組,設計基本地震加速度值為0.05g,特征周期值為0.35s。
2.3.3. 水文地質條件
(1)水文地質概況
區內地下水類型包括松散土類孔隙水和基巖裂隙以及管道型巖溶水。 松散巖類孔隙水:賦存于第四系沖洪積層以及坡洪積層土層,地下水的埋深0-4.9m(ZK-29),地下水的埋藏深度隨季節變化而出現變化,第四系沖洪積層地下水主要接受河流的補給,其次接受大氣降雨的補給。
基巖裂隙水:基巖裂隙水賦存于泥質粉砂巖、砂地層以及灰巖地層中,鉆孔鉆進過程中未見穩定的地下水。
巖溶水:巖溶水主要埋藏于巖溶現象較為發育的溶蝕地層中,項目區巖溶的發育主要有以下幾個特征:
①沿層面發育,巖溶主要沿不同巖性或灰巖層面發育;
②沿垂直節理發育,巖溶現象多沿垂直節理發育,并在出露斷面處形成最大1.2×1.8×2.3m的溶蝕空洞,孔洞長軸方向呈垂直于地面;
③發育深度小,溶蝕現象發育深度2.0-4.3m不等。巖體深部巖溶現
象不發育,巖溶水含量較小,主要受降雨控制,降雨時段溶蝕孔洞充水,降雨結束一段時間后溶蝕孔洞水消失。
(2)地下水的補給、逕流和排泄
調查區內地下水主要接受大氣降水和河流側向補給。補給徑流區為坡頂地段,排泄區主要為古宋河及其支流等較為低洼處,地下水補給區以該地區山脊為分水嶺,雨季接受大氣降雨下滲補給,并沿坡體松散堆積體孔隙或基巖裂隙通道向下游地勢低洼處排泄。
(3)地下水水質類型及腐蝕性
區內地表水化學類型均屬重碳酸鎂鈣型水,侵蝕性CO2含量極低(未
檢出)。故區內地表水源對混凝土無腐蝕性。
龍潭組底部與矛口組之間發育有一層硫鐵礦,地下水流經此層硫鐵礦時會產生腐蝕性。根據地勘單位判斷,求雨山此段落地下水呈弱腐蝕性。
2.3.4. 隧道不良地質概況
(1)煤層瓦斯
求雨山隧道主要從川南古宋井田光明煤礦、磺廠灣煤礦之間的礦權邊界煤柱區經過,由南向北自茅口組灰巖進入地下,穿越龍潭組、長興組、飛仙觀組地層切出地表。隧道洞身于K5+550里程段進入了龍潭組煤系地層,因該區歷史小窯,周邊煤礦的多年開采,煤層采空區、瓦斯問題對隧道的安全生產造成重大影響
(2)隧址區周邊煤礦生產現狀
①光明煤礦
礦井始建于1984年,1985年12月正式投產,原核定生產能力6萬t/a。礦井于2010年1月獲得技改擴能開工令,至2010年以來,礦井一直處于技改擴建工作,生產暫停,井型升至21kt/a,許可開采標高+500m~
-200m。
光明煤礦為原光明煤礦、大彎頭煤礦整合而成,其中原大彎頭煤礦礦權緊鄰求雨山隧道線位區,是本次工作的主要調查和評價對象,原光明煤礦礦權則位于大彎頭煤礦的西側,其采空區遠離隧道,對隧址區無直接影響。
光明煤礦主采9、11號煤層,斜井開拓,根據《四川省興文縣光明煤業有限公司光明煤礦2012年礦山儲量年報》核實信息,截止2012年12月底,在原光明煤礦礦區范圍內+250m以上水平9、10號煤層采完,91號勘探線以西+205m標高以上部分開采(采空區東距隧址區1.3km);原大彎頭煤礦11號煤層采空至+300m標高,+256m水平局部開采,9號煤層未采。
②磺廠灣煤礦
磺廠灣煤礦的前身為流水溝煤礦,99年正式建井生產,可以探訪得到的最早開采時期可追溯至建國初期,但主要是淺部的小窯開采,其具體的分布位置和范圍早已無法得知。據查,該礦于2005年轉手一次,業主更換,05年原準確的采掘資料丟失。2007年礦井技改整合,按規定,對原采空區進行了封閉,巷道改造,以往采空區情況僅能通過歷年的儲量年報和調訪獲知,準確性無法保證。本次工作調查期間,適逢瀘縣煤礦瓦斯爆炸重大事故后的全省煤礦整改期,至2013年9月,已停產3月,綜合市場、煤礦安全、以及四川新出臺的小煤窯關閉政策,經各方面研究,擬定該礦于2013年因服務年限到期自然閉坑,不在進行生產,礦技術管理領導已經離開礦井,給調查復核工作帶來了極大的困難。
經查2007年、2013年礦山儲量年報,允許開采區內9號、11號煤層,允許開采標高+415~+200m,生產規模為6萬噸/年。該礦與光明煤礦相鄰,其間為50m寬煤柱相隔,未有巷道聯通等事件。
該礦為斜井開拓,原開采+293m水平上山煤層,該水平上山煤層已全部采空。目前最低開采標高約為+218m,開采煤層為11號煤層,開采水平為+218~+283m,工作面斜長平均約110m。采空區邊界距 西側礦權1~2號拐點連線約有5~10m,由于9號煤層厚度較薄,平均只有約0.45m,故礦山至今尚未開采9號煤層。
(3)煤層瓦斯評價
根據初堪階段的大地音頻成果,求雨山隧道于K5+710處穿越該采空區,根據《磺廠灣煤礦2012年度瓦斯等級鑒定報告》,“該礦瓦斯來源情況如下:礦井鑒定月最大絕對瓦斯涌出量為2.864m?/min,平均絕對瓦斯涌出量為2.715m?/min,掘進區平均涌出量為0.561m?/min,占平均涌出量的20.66%;已采區平均瓦斯涌出量為1.50m?/min,占平均涌出量的55.25%;備采區平均瓦斯涌出量為0.653m?/min,占平均涌出量的24.05%。礦井鑒定月平均絕對二氧化碳涌出量為0.742m?/min,掘進區平均二氧化碳涌出量為0.281m?/min,占平均涌出的37.87%,已采區平均二氧化碳涌出量為0.134m?/min,占平均涌出量的18.06%。回采區平均二氧化碳涌出量為0.327m?/min,占平均涌出量的44.07%。
通過以上瓦斯來源計算分析,瓦斯涌出量的主要來源是已采區,其次是回采區;二氧化碳涌出量的主要來源是回采區。
根據“2010年4月“四川省煤炭產品質量監督檢驗站”提供的煤樣檢測報告:該礦井煤層無爆炸危險性。礦井未發生過煤塵爆炸事故。”
根據“2010年4月“四川省煤炭產品質量監督檢驗站”提供的煤樣檢測報告:該礦井煤層自燃發火傾向性鑒定為不易自燃。”
根據2012年8月24日四川省宜賓市興文縣礦山救護隊的礦井瓦斯等級鑒定報告,興文縣光明煤業有限責任公司礦井絕對瓦斯壓力為1.7Mpa,為煤與瓦斯突出礦井。
根據2012年8月20日四川省宜賓市興文縣礦山救護隊的礦井瓦斯等級鑒定報告,興文縣中城鎮磺廠灣煤礦礦井相對瓦斯壓力為0.76Mpa,為煤與瓦斯突出礦井。
以上評價結論說明,煤層采空區有利于瓦斯積聚,隧道穿煤區為高瓦斯隧道~突出工區,危險性高。
(4)采空區
根據在興文縣國土局搜集的2012~2013年各礦的礦山儲量年報,結合調訪信息,求雨山隧道處兩側各200m范圍內主要發育四處采空區,分別為氧化帶采空區、Ⅰ采空區、Ⅱ采空區和Ⅲ采空區。與初堪的勘察結果是基本一致的,分別闡述如下:
①氧化帶采空區:氧化帶采空區位于求雨山隧道通過區,采空區呈條狀展布,采空區投影寬度100-120m,走向130°--135°,與煤層的走向一致。采空區的分布標高為397m-468m,采空區的地面投影區對應隧道里程(求雨山隧道右中線)為K5+600-K5+710m。該采空區的形成歷史較早,建國初期礦產管理尚未有序化,當地煤礦私挖亂采現象較為嚴重,采礦設備簡陋,開采深度小,所采礦層均位于氧化帶內。所采煤層主要為厚度大并相對穩定的11號煤層,由于9號煤層薄,厚度在橫向上變化大,一般未開采該層。該采空區最大厚度1.8m。采空區最小標高397.0m,最大標高467.0m,采空區最小標高大于求雨山隧道標高,高差約35.0m。
②Ⅰ號采空區:位于求雨山隧道西側,采空區東側邊線距離求雨山隧道左線中軸線直線最小距離179m。從該采空的地面投影圖分析,采空區最低海拔高度224m,最高海拔高程397.0m。該采空區是光明煤礦在正常的生產活動中形成的,采煤對象為9號和11號煤層,采空區總厚度2.7m,最大厚度4.5-5.0m。
③Ⅱ號采空區:位于求雨山隧道西側,Ⅰ號采空區北側(下方),采
空區東邊線距離求雨山隧道左線中軸線直線最小距離177m。從該采空的地面投影圖分析,采空區最低海拔高度175m,最高海拔高程220.0m。該采空區是光明煤礦在正常的生產活動中形成的,采煤對象為9號和11號煤層,采空區總厚度2.7m,最大厚度4.5-5.0m。
Ⅲ號采空區:位于求雨山隧道東側,距離求雨山隧道右線中軸線直線最小距離20.0m。從該采空的地面投影圖分析,采空區最低標高至218m,最高海拔高程353.0m。該采空區是磺廠灣煤礦在正常的生產活動中形成的,采煤對象為11號煤層,采空區最大厚度1.8m。
(5)礦窯水
物探顯示,異常低阻有可能是采空區積水的反應,故隧道在穿煤區有遭遇老空水的可能,應結合瓦斯超前探孔,進行老空礦窯水超前探測預報。采用物探超前探水結合超前探測鉆孔,綜合確定采空區的準確位置,采取合理的方式疏排老空水,并嚴格做好防范瓦斯涌出的應對預案,加強隧道通風和瓦斯監測,當濃度異常時,應立即按照預案進行處治。
(6)地下水腐蝕性
龍潭組底部與矛口組之間發育有一層硫鐵礦,地下水流經此層硫鐵礦時會產生腐蝕性。根據地勘單位判斷,求雨山此段落地下水呈弱腐蝕性。由于求雨山進口段為上坡,因此從進口段至硫鐵礦所在里程,即左線K5+314~+667、右線Y2K5+310~+645段落襯砌采用防腐蝕性處理,與地下水接觸的部分(初襯、排水溝)均采用防腐蝕性砼。
(7)巖溶
①二疊系茅口組灰巖(P1m)
根據施工的K5+480R15m鉆孔揭露,在標高390m~400m段小型溶洞發育,沖洗液全漏失,鉆進中存在間斷性掉鉆和垮孔現象,巖芯成碎塊狀,完整性差,采取率低,可見黃泥狀充填物,采取水泥砂漿護壁后,漏水停
止,說明在隧道洞身淺埋段段茅口組灰巖小型溶洞、順層溶縫發育,主要分布于K5+347~K5+580m里程段。
②二疊系長興組灰巖(P2c)
長興組灰巖為11號煤層的直接頂板充水含水層,根據煤礦水文地質工作多年經驗,在含隔水層的分界界面,具備流動水、CO2氣體條件,十分有利于巖溶發育,從初勘的物探大地音頻試驗中也清晰的反應出長興組灰巖的低阻反應,也可認為是長興組灰巖發育的順層溶縫富水的反應。同時,根據磺廠灣煤礦井下+218m水平西二采區揭露的地質情況也能說明長興灰巖地層巖溶發育特征,在1號塊段區發育有較大的巖溶陷落柱。
(8)危巖體
進口段仰坡部位發育有危巖一處,因灌木林遮掩而隱蔽,該危巖體離地高約7m,圍巖體自高約3m,成大塊狀砌體結構,危巖下緣形成深約0.3~0.5m凹腔,發育傾角近水平,走向NE的節理一條,側緣受240°∠90°節理分割,形成孤巖,后緣因土層、灌木掩蓋,卸荷裂隙是否貫通不明,該危巖自重較大,對洞口施工開挖威脅極大。
3. 評估過程和評估方法
3.1. 評估過程
根據《公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估指南》,結合實際情況,本隧道的風險評估程序為:
(1)對施工階段的初始風險進行評價,分別確定各風險因素對安全風險發生的概率和損失值。
(2)分析各風險因素的影響程度,確定主要風險因素對施工安全的影響。
(3)根據評價結果制定相應的管理方案或措施。
3.2. 評估方法
根據《公路橋梁和隧道工程施工風險安全評估指南》、《隧道設計施工有關標準補充規定》等的有關內容及實施性施工組織設計,建立本隧道工程風險指標體系。
(1)事故發生概率的等級分成四級,見表2。
注:①當概率值難以取得時,可用頻率代替概率。②中心值代表所給區間的對數平均值。
(2)事故發生后果的等級分成四級
人員傷亡是指在參與施工活動過程中人員所發生的傷亡,依據人員傷亡的類別和嚴重程度進行分級,見表3。
注:F=死亡人數(含失蹤)SI=重傷
(3)經濟損失等級標準
經濟損失是指風險事故發生后造成工程項目發生的各種費用的總和,包括直接費用和事故處理所需的各種費用,見表4。
(4)專項風險等級標準
根據事故發生的概率和后果等級,將風險等級分為四級:極高(Ⅳ級)、
高度(Ⅲ級)、中度(Ⅱ級)和低度(Ⅰ級),見表5。
4. 評估內容
4.1. 總體風險評估
根據《公路梁和隧道工程施工安全風險評估指南》中的表(隧道工程總體風險評估指標體系)進行評估,總體評估指標主要考慮地質、開挖斷面、隧道全長、洞口形式、洞口特征。
注:1.指標的取值針對單洞。
2.表中“以上”表示含本數,“以下”表示不含本數,下同。
求雨山隧道工程施工安全總體風險大小計算公式為:R=G(A+L+S+C):
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求雨山隧道R=G(A+L+S+C)=5×(2+3+1+1)=35>22,即等級Ⅳ(極高風險),其中G=1+3+1=5
根據《指南》總體風險等級在Ⅲ(高度風險)及以上的隧道工程,應納入專項風險評估范圍。
以下為求雨山隧道施工安全專項風險評估。 4.2. 專項風險評估
專項風險評估是將總體風險等級為Ⅲ級及以上隧道工程中的施工作業活動(或施工區段)作為評估對象。
按照施工組織設計所確定的施工工法,分解施工作業程序,一般分解到分項工程。本標段公路隧道工程主要分項工程見表6。
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施工作業程序分解后,通過相關人員調查、評估小組討論等方式,分析評估單元中可能發生的典型事故類型,并形成公路隧道風險源清單,見表7。
評估小組從人、物、環境因素等方面對可能導致事故的致險因子進
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行分析,致險因子分析應采用系統安全工程的方法,通過評估小組討論會的形式實施,并采用魚刺圖法進行分析。圖1為采用魚刺法分析可能導致物體打擊事故類型的危險因素示例。
圖 1 魚刺圖法進行事故致因分析
分析致險因子時應找到可能導致事故發生的物的不安全狀態和人的不安全行為,并結合以往施工中發生的典型事故得出風險源風險分析表(見表8)
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風險估測是采用定性和定量的方法對風險事故發生的可能性及嚴重程度進行數量估算。風險估測方法應結合工程施工內容、安全管理方案、可能發生的事故特點等因素確定。評估小組通過風險矩陣法和指標體系法對公路隧道進行風險估測,形成風險估測匯總表(見表9)。
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4.3. 重大風險源事故可能性分析
隧道工程重大風險源風險估測采用定性與定量相結合方法。事故嚴重程度的估測采用調查法,事故可能性的評估采用指標體系法。
事故嚴重程度,主要從人員傷亡、直接經濟損失兩個方面進行估算,見表1,表2。
人的因素及施工管理引發的事故可能性的評估指標體系,見表12。將評估指標分值通過公式M= A+B+C+D+E+F+G+H進行計算。根據分值對照表13找出折減系數γ,再計算事故可能性。
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根據安全管理評估指標分值公式:
M=A+B+C+D+E+F+G+H=0+0+0+0+0+0+1=1
因為人的因素及施工管理能引起風險的抵消,所以根據安全管理評估指標分值M找出與之對應的折減系數γ,見表13。
得出本項目的安全管理折減系數γ=0.8
典型重大風險源事故可能性等級標準劃分見表14,其中P=γ×R,其中R為典型重大風險源評估指標分值累加,按四舍五入計算取整。
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物的不安全引起的事故可能性評估指標選取時,主要考慮某些典型事故類型,如坍塌事故、起重事故等可能導致重大人員傷亡及財產損失的事故類型。
物的不安全狀態引發的事故可能性評估,按照《指南》主要建立以下典型重大風險源評估指標體系。
(1)隧道施工區段坍塌事故可能性評估指標
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根據公式隧道施工區段坍塌事故可能性分值P=γ×(C×A+B+D+E+F),計算情況見表33.
(2)隧道施工區段瓦斯爆炸事故可能性評估指標
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根據公式隧道施工區段瓦斯爆炸事故可能性分值P=γ×A×(B+C+D),計算結果見表33。
(3)隧道施工區段涌水突泥事故可能性評估指標
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根據公式隧道施工區段涌水突泥事故可能性分值P=γ·B×(A+C),計算結果見表33。
根據事故發生的可能性和嚴重程度等級,采取風險矩陣法確定隧道具體施工作業活動的風險等級,形成重大風險源等級匯總表。見表33。
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5. 對策措施及建議
為創造安全穩定的施工環境并保證項目管理目標的順利實現和項目施工過程中方案的科學化、合理化、有效化,降低各種經濟風險、技術風險、決策風險等不穩定因素,結合本項目的特點,針對可能存在的重大風險源編制了相對應的專項防護措施。措施如下:
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6. 評估結論
6.1.隧道工程Ⅲ級及以上風險存在的部位、方式
6.2隧道工程評估結論
通過隧道風險評估,認識到求雨山隧道存在坍塌、瓦斯爆炸、涌水突泥等典型風險,在施工過程中可能發生坍塌風險、高空墜落風險、物體打擊風險、觸電風險、機械傷害風險,這些風險事件均可能對隧道建設的安全、工期、投資及第三方造成不利影響,但通過一系列對策措施,可將風險降至可接受區域。
6.3評估結果的科學性、可行性、合理性及存在問題
6.3.1科學性分析
本次評估是在項目風險交底的基礎上,根據我施工單位實施性施工組織設計的內容,采用指標體系法和定性與定量相結合的評估方法進行的評估,并結合以往施工經驗、積極采納項目部各個部門的建議,完成了總體風險、專項風險、一般風險、重大風險的安全評估。
6.3.2可行性分析
本次評估是在重大風險施工前進行的評估,為現場施工各分項工程的施工提供了具體的控制要素,為專項施工方案的編制及現場施工控制要點提供了理論基礎,技術要點鮮明,措施合理。
6.3.3合理性分析
本次評估的整個評估內容涵蓋了求雨山隧道施工過程中各分項工程、大型施工設施等危險性施工工序易出現的安全隱患,并提出了針對性的控制措施。
6.3.4存在的問題
(1)本項目隧道存在瓦斯突出、坍塌風險,在施工過程中應提前做好檢查與勘探,加強安全巡檢,把可能出現的事故消除掉,使風險在可控范圍內。
(2)大型施工設施多,使用頻率高、使用周期長,施工應加強
專項安全檢查,包括材質的變形、焊縫質量、疲勞損傷等方面的檢查,執行使用前簽證制度。
(3)加強作業人員的體檢、特種作業人員的持證上崗、安全教育培訓及應急救援預案的編制與演練工作。
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