目 录
一、工程概况 ............................................................................................................... 1
1.1地理位置及工程范围 ...................................................................................... 1 1.2地形地貌概况 .................................................................................................. 1 1.3地质情况 .......................................................................................................... 2 1.4水文气象条件 .................................................................................................. 4 1.5特殊地质 .......................................................................................................... 4 1.6地震 .................................................................................................................. 4 二、隧道设计概况 ....................................................................................................... 5
2.1隧道整体设计 .................................................................................................. 5 2.1施工组织概况 .................................................................................................. 6 2.3风险评估依据 ................................................................................................ 10 三、总体风险评估 ..................................................................................................... 11
3.1总体风险评估思路 ........................................................................................ 11 3.2建立风险评估体系 ........................................................................................ 11 3.3总体评估 ........................................................................................................ 13 四、 专项风险评估 ................................................................................................... 14
4.1专项风险评估思路 ........................................................................................ 14 4.2 施工作业程序分解 ....................................................................................... 14 4.3风险源普查 .................................................................................................... 16 4.4风险分析 ........................................................................................................ 22 4.5风险估测 ........................................................................................................ 22 五、重大风险源评估 ................................................................................................. 26
5.1重大风险评估思路 ........................................................................................ 26 5.2风险矩阵的建立 ............................................................................................ 26 5.3施工管理引发的事故可能性评估指标 ........................................................ 29 5.4坍塌事故危险性评估 .................................................................................... 31 5.5瓦斯爆炸危险性评估 .................................................................................... 34 5.6洞口失稳危险性评估 .................................................................................... 36 5.7绘制风险分布表 ............................................................................................ 37 六、风险控制措施 ..................................................................................................... 38
6.1风险接受准则 ................................................................................................ 38 6.2一般风险源控制措施 .................................................................................... 39 6.3重大风险源控制措施 .................................................................................... 43
6.3.1瓦斯爆炸控制措施 .............................................................................. 43 6.3.2洞口失稳控制措施 .............................................................................. 48 6.3.3坍塌控制措施 ...................................................................................... 51 6.4风险评估结论 ................................................................................................ 56
瓦房店南外环高力沟隧道 施工阶段风险评估报告
一、工程概况
1.1地理位臵及工程范围
高力沟隧道位于瓦房店市南外环(瓦交线—盖亮线)高力沟村,呈东西走向,属短隧道,隧道起讫里程桩号:左线隧道K2+086.1~K2+718.9,长632.8米。右线隧道K2+071.1~K2+725.9,长654.8米 。隧道纵坡-1%;隧道平面直线段上。
1.2地形地貌概况
隧道沿线所处的地貌为构造剥蚀低山丘陵区,海拔高度124.40-225.80米,相对高差101.40米,丘顶呈浑圆状,丘脊受区域构造控制呈多呈北北东向,丘坡坡面呈直线坡,坡向分别向东西向倾斜,丘坡上发育有冲沟,冲沟走向为北西向。丘坡东西两坡岩性差异较大,西坡以页岩为主,风化厚度较厚,发育有坡积物,东坡以石英砂岩为主,风化程度较低,第四系坡积物不发育,岩石基本裸露。 在低山丘坡的下部(东西两侧)发育有坡积裙,由丘坡向东,西两侧倾斜,表层物质组成主要为第四系粉质粘土混碎石或碎石混粉质粘土,厚度自高处向低处逐渐变厚。
两隧道由两出口向中间地貌单元由坡积裙至构造剥蚀低丘,隧道进出洞口有厚薄不等的坡积物,洞口向洞身岩石风化程度由高至低,整体地形中间高两侧低,隧道穿越山体。
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地貌单元为构造剥蚀低山,成因类型属于构造剥蚀地形,为锥状低山地势特征。
1.3地质情况
隧道通过地段地层呈单斜构造,地层产状75。- 130。 ∠25。 -46。 ,向东倾斜,主要结构面为层理。受区域地质构造影响,地层走向为北北东向。
隧道通过地段发育两条断层,一条是位于洞体内的断层,分布位臵里程桩号(隧道中)约460米处,断层带宽度约20米,从地表看:断层带内均被后期构造角砾岩充填,角砾岩呈角砾状结构,层状构造,角砾成分主要为石英砂岩,胶结物主要为硅质,坚硬程度与石英砂岩相当。断层带内岩石并不破碎,对拟建隧道的建设影响不大,另一条断层为推测断层,断层面在地表并未出露,这条断层分布于隧道东出口,里程桩号约 K2+685- K2+695m,在钻探(YK2+670孔)过程中上部的寒武系馒头组粉砂质页岩与青白口系桥头组石英砂岩直接接触,中间为一断裂构造,断层下盘的石英砂岩较为完整,断层上盘的粉砂质页岩极为破碎,呈强风化土状。该断层对工程有不利影响,其上的岩土体易于沿断层面产生滑塌。
隧道通过地段的节理裂隙较发育,以构造节理为主,其次是风化裂隙,构造节理主要有两组,一组是走向北北东向剪节理,倾向与地层倾向一致,倾角大于地层倾角,一般在50-70度。一组是走向东西向的剪节理,倾向南偏西,产状直立,风化裂隙主要为顺层理发育,页岩,粉砂质页岩中比石英砂岩发育。
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根据工程地质调查/钻探及槽探成果,隧道山体中岩土体主要分布于第四系全新统碎石混粉质粘土,粉质粘土混碎石,古生界寒武系馒头组紫色粉砂质页岩,新元古界青白口系桥头组石英砂岩,南芬组页岩,粉砂岩。
表1 工程地质特征表
与线路关系 岩层地表出露位代号 臵 zK2+146~岩石呈黄褐色,稍湿、可塑,刀切面极为粗糙,含有小+220 角砾。主要成分为石英岩。含量约为10%,粒径小于2CM。zK2+140~①⑤ +270 yK2+095~自稳能力,易坍塌。 +320 zK2+140~岩石呈黄褐色,稍湿、稍密,主要由碎石及粉质粘土组+280 ②③ yK2+095~+260 新元古界青白口系南芬组沉积地层,黄绿色,中风zK2+270~化岩为主,岩心呈碎块状,块状。泥质——粉砂质结构,+690 ④ yK2+310~+690 zK2+670~岩石呈黄褐色,稍湿、稍密,主要由碎石及粉质粘土组+760 ②③ yK2+660~+780 yK2+660 岩体完整性差,受构造作用影响程度较重,自稳能力差。 zK2+670 45° 成,岩石极软,岩体极破碎,节理、劈理裂隙很发育,yK2+310 碎。 zK2+280 40° 页理构造,矿物主要成分有泥质矿物,岩石软,岩体破yK2+260 岩体完整性差,受构造作用影响程度较重,自稳能力差。 zK2+280 35° 成,岩石极软,岩体极破碎,节理、劈理裂隙很发育,yK2+170 很发育,岩体完整性差,受构造作用影响程度较重,无zK2+220 25 厚度0—4.0米。岩石极软,岩体破碎,节理、劈理裂隙臵 洞身相交位交角 主要工程地质特征
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1.4水文气象条件
隧道通过地段无地表水体存在,丘坡上分布的冲沟只是强降水时才可形成的短期暂水流。
隧道通过地段的地下水不发育,通过地段岩土体以基岩为主,为页岩,粉砂质页岩,石英砂岩,无大的富水构造,其地下水类型主要为基岩风化裂隙潜水,补给来源主要为大气降水。
由于场地地下水补给来源主要为大气降水,受地形地貌,地层,构造控制,地下水的径流较短,基本上就地降雨入渗补给,就近沿沟谷或坡角渗出排泄,地下水的流向自地势高处向低处渗流。
因此地下水对隧道工程影响不大,隧道建设及建成后在丰水期的雨季将可能有地下水的点滴状或淋雨状渗出,但水量有限。
1.5特殊地质
根据工程地质调查/钻探及槽探成果,隧道山体中岩土体主要分布于第四系全新统碎石混粉质粘土,粉质粘土混碎石,古生界寒武系馒头组紫色粉砂质页岩,新元古界青白口系桥头组石英砂岩,南芬组页岩,粉砂岩。无特殊地质岩
1.6地震
①据资料该地区域历史上无大的地震灾害记录,无液化土存在。构造物按地震烈度VII度设防。 本区在公路自然区划中属II4b区
②据资料,拟建场地所在瓦房店地区抗震设防烈度为7度,设计
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基本地震加速度值为0.15g.
二、隧道设计概况
2.1隧道整体设计
1)本隧道是双洞双向行驶公路隧道,隧道标准断面轮廓:0.75m(检修道)+0.5m(左侧向宽度)+2×3.75m(行车道)+0.75m(右侧向宽度)+0.75m(检修道)。隧道基本宽度10.25m,建筑限界净高5.0m,检修道净高2.5m。如图2-1-1所示
隧道全长左线632.8米右线654.8米,隧道路面高程左线134.179~127.99m,右线134.089~127.539m,里程桩号ZK2+086.1~+718.9,YK2+071.1~+725.9直线,坡度1%下坡。
2)隧道明洞衬砌
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根据地形地质条件,并考虑景观要求及行车需要采用削竹式洞门。洞口施工必须避开雨季,减少扰动周边围岩并采取主动措施保证施工安全。为确保运营安全,采用60CM厚C30防水钢筋混凝土正交明洞。衬砌结构采用整体式模板台车一次性浇筑混凝土施工。
3)隧道暗挖段衬砌
洞身衬砌均按新奥法原理设计,根据隧道埋深、围岩级别、地质条件设计了相应的衬砌断面形式。初期支护采用锚、喷、网、钢拱架支护;并视地层、地质条件增加管棚、小导管、超前锚杆等预加固措施;偏压、浅埋地段根据施工现场情况还可以考虑采用地表砂浆锚杆或反压回填等工程措施;二次衬砌采用混凝土或钢筋混凝土衬砌。
隧道支护参数选择以工程类比为主,并通过数值计算分析进行校核,在施工中还需要通过现场量测分析调整设计参数,实现动态设计,信息化施工。
2.1施工组织概况
1)开挖和支护
隧道洞门、明洞衬砌根据地形、地质情况采用明开挖的施工方法,暗挖段根据不同的围岩级别采用相应的施工方法。洞口浅埋段IV级围岩段均采用上下导坑开挖,3级围岩采用全断面法开挖。具体开挖及支护参数如表2-2-3所示。
隧道钻爆施工质量直接关系到施工成败,有必要采取措施对钻爆施工进行严格的监测和控制。
二次衬砌混凝土采用模板台车施工,隧道出渣采用汽车运输,反
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坡逆向段隧道在施工中还应加强临时截、排水措施。
高力沟隧道由一端进洞口向出口施工,总工期约为10个月。 2)监控量测
隧道的一般围岩地段和极差围岩段监测的项目和要求不同。监控量测项目及方法如表4-2-2所示。
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高力沟隧道复合式衬砌支护参数表 表4-2-2
二次衬衬砌类初期支护参数 型 砼 (cm) 喷早强砼 锚 杆 长标厚度 位臵 号 (cm) 型 臵 (mm) (m) 类位直径 度 (m) 间距 位臵 格 (m) 墙 拱 规间距 拱仰 钢(格栅)架支撑 施 砌 C25工 措 辅助施 60 60 超前小C22cm 拱墙、仰拱 砂浆 拱25 钢筋网 5 大管棚 C20cm 砂拱墙 钢筋网 5 C10cm 砂拱墙 钢筋网 5 浆 墙 拱22 2.5 1.2 1.2×- - - 35 - 浆 墙 拱25 3.0 1.0 仰拱 栅 1.0×拱墙 格0.8 40 40 导管 超前小墙 3.5 0.8 仰拱 1.0×拱墙 I16 0.8 45 45 加 导管 V 2Ⅳ 2Ⅲ 2
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隧道现场监控量测项目及量测方法 表4-2-3
量测间隔时间 项目名称 方法及工具 布臵 1~15天 月 开挖断面距离量测断面前后<2B时,1~2次/天;开挖每5~50m一个断面,每地表下沉 必测每10~50m一个断面每项目 水平仪、水准尺、拱顶下沉 测杆 地质超前 预报 仪TSP203 每10~50m一个断面,每 锚杆轴力 锚杆拉拔器 断面至少3根锚杆 围岩内位移(洞内 设点) 移计 每代表地段2~10断面, 围岩压力 压力盒 每断面2~5对测点 钢支撑内 力及外力 地质和初期支护观 察 地质罗盘 他测力计 岩性。结构面产状全长度开挖后及初期支及支护裂隙观察,护后进行 每次爆破后进行 测力计 支柱压力计或其每10~50榀钢支撑一对1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 洞内钻孔中安设每代表地段1~2断面每单点或多点式位断面15~20对测点 1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 1~2次/天 1~2次/周 地震法超前预报间隔100~150m一个断面 断面至少3对测点 每10~50m一个断面每1~2次/天 1次/2天 1~2次/周 1~3次/月 周边位移 收敛计或测杆 断面2~3对测点 1~2次/天 1~2次/2天 1~2次/周 1~3次/月 精密水平仪 断面至少3个测点 断面>5B时,1次/周(B为隧道开挖宽度) 面距离量测断面前后<5B时,1次/2天;开挖面距离量测16天~1个1~3个月 3个月以上 3)隧道掘进循环时间、进度计算
隧道掘进循环时间、进度如表4-2-4所示。通过计算,总工期为10个月
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隧道掘进时循环时间及进度计算 表4-2-4
围岩级别 工序 清理(min) 除渣(min) 锚杆、挂网、拱架(min) 喷混凝土(min) 超前支护(min) 钻孔(min) 装药爆破(min) 通风(min) 时间统计(min) 小时统计(h) 循环进尺(m) 月生产能力(m/月) 120 200 200 200 120 200 45 30 1115 18.6 1.1 42 80 200 120 120 120 200 45 30 915 15.25 2.1 99 包括测量 每月以30天计算 IV(含洞口段) III 备注 其中二次衬砌完工5个月洞内路面及装饰2个月,竣工0.5个月及后期撤点0.5个月 2.3风险评估依据
(1)交通运输部《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》(行) (2)《公路工程技术标准》(JIG B01——2003); (3)《公路隧道设计规范》(GTG D701——2004); (4)《公路隧道施工技术规范》(JTG F60——2009); (5)《公路工程地质勘察规范》(JTG C20——2011); (6)《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004——89);
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(7)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086——2001); (8)《混凝土结构设计规范》(GB 50010——2002); (9)《建筑地基处理技术规范》(JTJ 79——2002); (10)《建筑地基基础设计规范》(GB 50007——2011); (11)《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330——2002); (12)《公路隧道交通工程设计规范》(JTG/T D71——2004); (13)《隧道施工图设计》辽宁省公路勘测设计公司;
三、总体风险评估
3.1总体风险评估思路
总体风险评估指开工前根据隧道工程的地质环境条件、建设规模、结构特点等孕险环境与致险因子,评估隧道工程整体风险,估测其安全风险等级,属于静态评估。 评估思路:
(1)结合项目实际,遵循指南要求,建立评估体系; (2)根据项目情况,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。
3.2建立风险评估体系
隧道工程施工安全总体风险评估主要考虑隧道地质条件、建设规模、气候与地形条件等评估指标,建立如表4-2-5所示的总体风险评估指标体系。
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隧道工程总体风险评估指标体系表 表4—2—5
评估指标 地质 分 类 1.Ⅴ、Ⅳ围岩长度占全隧长度70%以上 2.Ⅴ、Ⅳ围岩长度占全隧长度40%以上、70%以下 分 值 4~5 3 2 1 2~3 1 0 2~3 1 0 4 3 2 1 4 3 2 1 3 2 1 2 1 从施工便道难易、 根据设计文件和施工实际情况确定 说 明 围岩情况a 3.Ⅴ、Ⅳ围岩长度占全隧长度20%以上、40%以下 4.Ⅴ、Ⅳ围岩长度占全隧长度20%以上 1.隧道洞身穿越瓦斯地层 G=(a+b+c) 瓦斯含量b 2.隧道洞身附近可能存在瓦斯地层 3.隧道施工区域不会出现瓦斯 1.隧道全程存在可能发生涌水突泥的地质 富水情况c 2.有部分可能发生涌水突泥的地质 3.无涌水突泥可能的地质 开挖断面A 1.特大断面(单洞四车道隧道) 2.大断面(单洞三车道隧道) 3.中断面(单洞双车道隧道) 4.小断面(单洞单车道隧道) 隧道全长L 1.特长(3000m以上) 2.长(大于1000m、小于3000m) 3.中(大于500、小于1000m) 4.短(小于500m) 洞口形式S 1.竖井 2.斜井 3.水平洞 洞口特征C 1.隧道进口施工困难 2.隧道进口施工较容易
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地形特点等考虑 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。
3.3总体评估
(1)分值选择
根据高力沟隧道围岩情况,V、Ⅳ、III级围岩比例分别为17%、19%、54%。对照表4-2-5,围岩情况a分值为3分。 因高力沟隧道不穿越含煤地层,瓦斯含量b分为0分。
隧道附近无河流,隧道底板高程以上未见地下水。富水情况c,无涌水突泥可能的地质,分值为0分。
隧道为双洞双车道隧道,开挖断面A为中断面,分值为2分。 隧道单洞长632.8米隧道长度大于500米、小于1000米,隧道全长L分值为2分
隧道洞口选用水平洞,分值为1分。
隧道进口施工较容易,洞口特征C分值为1分。 (2)风险大小及等级
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=18。
建立风险等级标准表,结合工程经验,建立如表4-2-6所示风险分级标准。
隧道工程施工安全总体风险分级标准 表4—2—6
风险等级
计算分值R 13
等级Ⅳ(极高风险) 等级Ⅲ(高度风险) 等级Ⅱ(中度风险) 等级Ⅰ(低度风险) 22分以上 14~21分 7~13分 0~6分 由表4-2-6可以看出高力沟隧道施工安全总体风险等级为III(高度风险)
四、 专项风险评估
4.1专项风险评估思路
专项风险评估是指将总体风险评估等级为3级及以上隧道工程中的施工作业活动(或施工阶段)作为评估对象,根据其作业风险特点以及类似工程事故情况,进行风险普查,并针对其中的重大风险源进行量化估测,提出相应风险控制措施,属于动态评估。 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 施工作业程序分解
将高力沟隧道施工作业程序按表4-2-7分解。
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高力沟隧道作业工序分解 表4-2-7
分部工程 分项工程 单位作业 清表作业 挖掘作业 爆破作业 洞口工程 洞口开挖 超前管棚 支护钢架 喷射混凝土 人工钻孔 装药与起爆 钻爆作业 通风 危石清除(找顶) 洞身开挖 装渣 无轨运输 洞内运输 卸渣 爆破器材运输
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分部工程 分项工程 单位作业 超前支护或超前小导管 架立拱架 初期支护 铺设钢筋网 喷射混凝土 洞身衬砌 铺设防水层 绑扎二次衬砌钢筋 二次衬砌 浇注二次衬砌混凝土 填充仰拱混凝土 (沥青)混凝土浇注 隧道路面 基层面层 养生 交通安全设施 交通工程 机电设施 机电安装 高处作业
4.3风险源普查
1)隧道围岩现状
A、隧道进口,高力沟隧道进口采用大管棚进洞,进口段岩层坡度10°,为低山剥蚀坡地,地表为第四系粉质粘土或碎石混粉质粘土、含部分强风化(中风化)粉砂质石英页岩,节理裂隙发育
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B、隧道洞身,沿线地段出露的松散覆盖层为新元古界青白口系桥头组沉积地层,地表地质调查及钻探深度范围内主要呈微风化状态。灰白色,微风化,岩芯呈柱状、短柱状、块状,质硬且脆、碎,细粒砂质结构,薄—中厚层状构造,矿物成分主要有石英,较坚硬岩,较破碎。
隧道通过地段发育两条断层,一条是位于洞体内的断层,分布位臵里程桩号(隧道中)约460米处,断层带宽度约20米,从地表看:断层带内均被后期构造角砾岩充填,角砾岩呈角砾状结构,层状构造,角砾成分主要为石英砂岩,胶结物主要为硅质,坚硬程度与石英砂岩相当。断层带内岩石并不破碎,对拟建隧道的建设影响不大,另一条断层为推测断层,断层面在地表并未出露,这条断层分布于隧道东出口,里程桩号约 K2+685- K2+695m,在钻探(YK2+670孔)过程中上部的寒武系馒头组粉砂质页岩与青白口系桥头组石英砂岩直接接触,中间为一断裂构造,断层下盘的石英砂岩较为完整,断层上盘的粉砂质页岩极为破碎,呈强风化土状。该断层对工程有不利影响,其上的岩土体易于沿断层面产生滑塌。
隧道通过地段的节理裂隙较发育,以构造节理为主,其次是风化裂隙,构造节理主要有两组,一组是走向北北东向剪节理,倾向与地层倾向一致,倾角大于地层倾角,一般在50-70度。一组是走向东西向的剪节理,倾向南偏西,产状直立,风化裂隙主要为顺层理发育,页岩,粉砂质页岩中比石英砂岩发育。
C、隧道出口,高力沟隧道出口采用大管棚进洞,出口段岩层坡度约为60°,里程段为冲沟低洼地,为构造剥蚀低丘,岩性为古生界寒武
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系馒头组沉积地层,强风化状态。紫色,风化强烈,岩芯呈土状、碎片状,手折易碎,泥质—粉砂质结构,页理构造,矿物主要成分为泥质矿物、长石、云母及岩屑等,质软,极软岩,极破碎。 2)专家分析
通过与现场施工人员座谈、评估小组讨论、专家咨询、工程类比等方式,结合《指南》中附录3关于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,分析得出表4-2-8危险源普查清单。 危险源普查清单 表4-2-8
序号 1 2 3 理 4 立钢拱架 立钢拱架期间易发生塌方、机械伤害等事故 风 险 源 洞口开挖 发生坍塌事故 钻孔 盲炮检查和危石处盲炮检查和找顶易发生爆炸、物体打击等事故 钻孔阶段易发生塌方、机械伤害事故 判 断 依 据 本隧道洞口为V、IV级围岩,采用上下导坑法施工,施工难度较大,易
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风险源风险分析表 表4-2-9
序单位作业内容 号 1)防护不当; 坍塌 1 洞口挖掘作业 机械伤害 1)施工方法不符合设计要求; 2)设备带病运转; 2)机械带‚病‛运转; 3)围岩破碎施工难度大 运转不灵 1)设备带病运转; 1)开动、关停机器洞口施工支护钢2 拱架 坍塌 2)围岩破碎施工难度大 失 1)个人防护用品缺失; 洞口支护喷射混3 凝土 坍塌 2)围岩破碎施工难度大 好; 3)通风效率低 3)操作错误 1)机械带‚病‛运转; 作业人员 重伤 2)照明光线不良2)物体存放不当; 2)操作错误 1)开动、关停机器未给信号; 1)施工方法不符合设计要求; 作业人员 重伤 2)个人防护用品缺未给信号; 作业人员 重伤 3)保养不当,设备2)操作错误 未给信号; 1)开动、关停机器潜在事故处理 致险因子 受伤害人员类型 伤害程度 不安全状态 不安全行为
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1)开动、关停机器1)个人防护用品缺1)钻孔不符合设计要求 坍塌 4 钻孔 机械伤害 3)围岩破碎施工难度大 员 3)通风效率低 1)个人防护用品缺盲炮检查和危石5 处理 放炮 2)安全防护设施不符合规定 2)照明光线不良好; 1)个人防护用品缺作业人员或同一1)未按设计要求施工; 6 初期支护 坍塌 2)施工材料不符合要求 员 3)通风效率低; 4)设备带病运转 作业场所其他人死亡 2)照明光线不良好; 2)操作错误 失; 1)物体存放不当; 坍塌 1)作业人员无经验; 作业人员 死亡 失; 始作业 未‚敲帮问顶‛即开2)机械带病运转 作业场所其他人死亡 2)照明光线不良好; 3)操作错误 作业人员或同一失; 2)物体存放不当; 未给信号;
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4.4风险分析
采用系统安全工程的方法,从人、机、料、法、环五个方面分析导致事故的致险因子,如表4-2-9所示。人员方面,未接受安全教育、未持证上岗、无相关证件等;机械方面,未经过安全检查、劳损严重等;原料方面,物料乱堆放、原材料不合格或不符合设计要求等;施工方法方面,未按设计施工、重大施工方案未经审查等;环境方面,主要是围岩情况复杂,给施工带来困难。
4.5风险估测
1)风险估测方法选择
风险估测是采用定性或定量的方法对风险事故发生的可能性及严重程度进行数量估算。本评估采用LEC法进行风险估测。该方法采用与系统风险率相关的3个方面指标值之积来评价系统中人员伤亡的风险大小:L为发生事故的可能性大小;E为人体暴露在这种危险环境中的频繁程度;C为一旦发生事故会造成的损失后果。风险分值D=LEC。D值越大,说明该系统危险性大,需要增加安全措施,或改变发生事故的可能性,或减少人体暴露与危险环境中的频繁程度,或减轻事故损失,直至调整到允许范围内。 2)量化分值标准
为了简化计算,将事故发生的可能性、施工人员暴露时间、事故发生后果划分不同的等级并赋值如表4-2-10、4-2-11、4-2-12所示。
22
事故发生可能性L等级划分及赋值 表4-2-10 分 数 值 10 6 3
人员暴露时间E等级划分及赋值 表4-2-11
暴露于危险环境的分 数 值 频繁程度 10 6 3 露
事故后果严重程度C等级划分及赋值 表4-2-12
发生事故产生的后分 数 值 果 100 40 15
事故发生的可能性 完全可以预料 相当可能 可能,但不经常 分 数 值 1 0.5 0.1 事故发生的可能性 可能性小,完全意外 很不可能,可以设想 极不可能 暴露于危险环境的分 数 值 频繁程度 2 1 0.5 每月一次暴露 每年几次暴露 非常罕见暴露 连续暴露 每天工作时间暴露 每周一次或偶然暴发生事故产生的后分 数 值 果 7 3 1 严重 重大,伤残 引人注意 23
10人以上 3~9人死亡 1~2人死亡
根据公式D=LEC就可以计算作业的危险程度,并判断评价危险性的大小。其中的关键还是如何确定各个分值,以及对乘积值的分析、评价和利用。将结果按表4-2-13分级。
LEC法评估结果分级 表4-2-13
发生事故产生的后D 值 果 及其危险,不能继>320 续作业 高度危险,要立即160~320 整改 显著危险,需要整70~160 改 3)风险估测
按照LEC法将计算结果填入表4-2-14中
发生事故产生的后D 值 果 20~70 一般危险,需要注意 <20 稍有危险,可以接受 24
LEC法风险估测计算 表4-2-14 序号 潜在的事故类作业内容 型 性L 洞口挖掘作1 业 洞口施工支2 护钢拱架 洞口支护喷3 射混凝土 坍塌 4 钻孔 机械伤害 盲炮检查和5 危石处理 6 初期支护 放炮 坍塌 3 6 3 54 坍塌 1 6 3 18 3 6 3 54 坍塌 1 6 3 18 坍塌 1 6 3 18 机械伤害 坍塌 3 6 3 54 生可能露频率E 重程度C 小D 危险源 事故发人员暴后果严风险大风 险 估 测 从计算结果可以看出,相对我们所施工的高力沟隧道危险程度总体为一般危险,需要引起注意;在钻孔作业和初期支护作业中最易发生坍塌事故。同时,在钻孔和找顶排险作业中,也应采取必要的监控
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措施加强防护。
五、重大风险源评估
5.1重大风险评估思路
重大风险源指风险源相对比较复杂,存在较大的不可预见性,引发的事故严重性较大,必须从结构设计、环境因素、施工方法、安全管理等角度进行控制和防范的风险源。
结合专项风险评估的结果,经评估小组讨论决定:坍塌和洞口失稳为高力沟隧道重大风险源. 重大风险源评估思路:
1)按指南要求,建立评估风险矩阵;
2)评估事故发生的可能性,预测事故后果,进行评估; 3)参照风险矩阵,确定风险等级。
5.2风险矩阵的建立
指南中推荐采用风险矩阵法对重大风险源动态估测。按照事故发生的可能性、事故后果严重程度建立风险矩阵表。表4-2-15,4-2-16,4-2-17为事故可能性和后果等级分级表。 事故发生可能性等级标准 表4-2-15
概率范围 >0.3 0.03~0.3 中心值 1 0.1 概率等级描述 很可能 可能 概率等级 4 3
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0.003~0.03 <0.003 0.01 0.001 偶然 不太可能 2 1 注① 当概率值难以取得时,可用频率代替概率。 ②中心值代表所给区间的对数平均值。
人员伤亡等级标准 表4-2-16 等级 定性描述 人员人员死亡(含3≤人员死亡10≤人员死亡人员死亡(含伤亡 失踪)人数<3(含失踪)人(含失踪)人失踪)人数≥或重伤人数<数<10或 10 数<30或 30 1 一般 2 较大 3 重大 4 特大 10≤重伤人数50≤重伤人数或重伤人数≥<50 <100 100 注:人员伤亡是指在施工活动过程中人员所发生的伤亡,依据人员伤亡的类别和严重程度进行分级。
直接经济损失等级标准 表4-2-17 等 级 定性描述 经济损失
1 一般 Z<10 2 较大 3 重大 4 特大 Z≥500 27
10≤Z<50 50≤Z<500
(万元) 注:直接经济损失是指事故发生后造成工程项目发生的各种费用的总和,包括直接费用和事故处理所需(不含恢复重建)的各种费用。
根据《指南》要求,结合风险矩阵法,建立如表4-2-18所示的风险接受准则。专项风险分为四个等级:低度(Ⅰ级)、中度(Ⅱ级)、高度(Ⅲ级)、极高(Ⅳ级)。
低度(Ⅰ级)表示有一般危险,需要注意;中度(Ⅱ级)表示有显著风险,需加强管理不断改进;高度(Ⅲ级)表示高度风险,需制定风险水平措施;极高(Ⅳ级)表示极高风险,不可忍受风险,需纳入目标管理或制定管理方案。
专项风险等级标准 表4-2-18
严 重 可 能 性 等 程 度 级 等 级 一般 1 较大 2 重大 3 特大 4 很可能 可能 偶然 不太可能 4 3 2 1 高度Ⅲ 高度Ⅲ 极高Ⅳ 极高Ⅳ 中度Ⅱ 高度Ⅲ 高度Ⅲ 极高Ⅳ 中度Ⅱ 中度Ⅱ 高度Ⅲ 高度Ⅲ 低度Ⅰ 中度Ⅱ 中度Ⅱ 高度Ⅲ 结合本项目实际,隧道围岩较破碎,易发生坍塌事故;隧道穿越地层,无瓦斯爆炸的风险;洞口围岩较破碎,施工方法较复杂,易发生洞口失稳事故。以下将坍塌和洞口失稳列为重大危险源进行评估。
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5.3施工管理引发的事故可能性评估指标
根据评估指南要求,按表4-2-19建立案例管理评估指标体系,计算指标分值M。
案例管理评估指标体系 表4-2-19
评估指标 分类 三级 二级 总包企业资质A 一级 特级 专业及劳务分包企业资质B 无资质 有资质 发生过重大事故 发生过较大事故 历史事故情况C 发生过一般事故 未发生过事故 无经验 作业人员经验D 经验不足 经验丰富 不足 安全管理人员配备E 基本符合规定 符合规定
1 0 2 1 0 2 1 0 29
从特种作业人员、一线施工人员的工程经验考虑 从‚三人类‛的持证、在岗情况考虑 曾经发生的事故情况 1 0 1 0 3 2 针对当前作业的主要分包企业 指项目部主要管理人员从事过的工程项目分值 3 2 说明
不足 安全投入F 基本符合规定 符合规定 不符合合同要求 机械设备配臵及管理基本符合合同要求 G 符合合同要求 可操作性较差 专项施工方案H 可操作性一般 可操作性强 0 2 1 0 1 2 1 0 2 高力沟隧道总包企业大连永兴公路工程有限公司资质为公路工程总承包特级,总包企业资质A为1分。无劳务分包由企业自己组织施工,有资质,B为0分。历史发生过一般事故,C为1分。作业人员经验较为丰富,D为0分。安全管理人员配备基本符合规定,E为1分。安全投入基本符合规定,F为1分。机械设备配臵及管理符合合同要求,G为0分。专项施工方案可操作性一般,H为1分。 经过计算:M=A+B+C+D+E+F+G+H=5根据《指南》中表23的指标体系,可得:折减系数y=0.9。
安全管理评估指标分值与折减系数对照表y 计算分值M M>12 9≥M≤12 6≤M≤8 3≤M≤5 0≤M≤2
折减系数y 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 30
5.4坍塌事故危险性评估
(1)坍塌事故可能性评估
根据项目实际情况,结合指同中关于坍塌指标体系建立要求,建立表4-2-20的洞身开挖坍塌事故可能性评估指标。
坍塌事故可能性评估指标 表4-2-20
评估指标 Ⅴ、Ⅵ级 围岩级别A Ⅳ级 Ⅲ级 Ⅰ、Ⅱ级 存在宽度50m以上的大规模断层破3 ~ 4 碎带 断层破碎情况B 存在宽度20m以上、50m以下的中2 等规模断层破碎带 存在宽度20m以下小规模断层破碎1 带 不存在断层破碎带 渗水状态C 岩溶管道式涌水 线状一股状 0 1.5 1.2 渗水状态应考虑天气影响因素 4 ~ 5 可根据围岩节理发育3 情况和岩性适当调整2 分值 0 ~ 1 分类 分值 说明
31
线状 干一滴渗 工程地质条件与设计文件相比较差 地质符工程地质条件与设计文件基本一致 合性D 施工控制与设计 施工方法不适合水文地质条件的要2~3 求 施工方法E 施工方法基本适合水文地质条件的1 要求 施工方法完全适合水文地质条件的0 要求 A Ⅴ、Ⅵ级围岩衬砌到掌子面距离在120m以上或全断面开挖4~5 衬砌到掌子面距离在250m以上 Ⅴ、Ⅵ级围岩衬砌到掌子面距离在120m以上、250m以下或3 全断面开挖衬砌到掌子面距离的距离是影响隧道稳施工步距 Fa+b =在120m以上、160m以下 定性的一个重要因Ⅴ、Ⅵ级围岩衬砌到掌子面距素。本指标主要考虑离在70m以上、120m以下或全2 断面开挖衬砌到掌子面距离在全断面法施工二次衬120m以上、160m以下 砌是否及时跟上 Ⅴ、Ⅵ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2~3 上 一次性仰拱开挖长度在8m以0~1 0~1 施工时台阶法施工、二次衬砌距离掌子面确定是否适合 可参照有关技术标准0 1 由监理工程师确认 1.0 0.9 2~3
32
下
高力沟隧道围岩级别为Ⅴ、IV、III级,围岩级别A定为4分。据本地区地质资料,隧址区域无活动断裂带,但围岩稳定性整体较差,围岩破碎B为1分。根据水文气象资料,隧址区域无河流,且探测未发现地下水,渗水主要来自大气降水补给,渗水状态C为0.9分。工程地质条件与设计文件基本一致,D为1分。施工方法基本符合水文地质条件要求,E为1分。据现场安排,二次衬砌距离掌子面一般均在80m左右,仰拱开挖一般在8m左右,施工步距F=a+b=1+1=2分。
隧道坍塌事故可能性分值P=y(C*A+B+D+E+F)=0.9(0.9*4+1+1+1+2)=7.74。
建立如表4-2-21隧道施工坍塌事故可能性等级标准。
隧道施工坍塌事故可能性等级标准 表4-2-21
计算分值P P≥15 8≤P<15 3≤P<8 0≤P<3
从表4-2-21中可以看出,本隧道发生坍塌的可能性为偶然。 (2)坍塌事故可能性评估
事故可能性描述 很可能 可能 偶然 不太可能 等级 4 3 2 1
33
经过计算,高力沟隧道发生坍塌事故的可能性为偶然。隧道如果发生坍塌,会造成暴露在施工作业环境中的3~10名作业人员发生死亡事故,后果较为严重。
(3)坍塌事故危险性评估
参照表4-2-10建立的风险矩阵,坍塌事故为中度(Ⅱ级)风险,有显著风险,需加强管理不断改进。
5.5瓦斯爆炸危险性评估
建立表4-2-22所示的瓦斯爆炸事故可能性评估指标。
隧道施工区段瓦斯爆炸事故可能性评估指标 表4-2-22
评估指标 分类 存在瓦斯突出危险 瓦斯涌出量≥0.5/min 瓦斯含量A 瓦斯涌出量<0.5/min 无瓦斯 洞内掌子面最小风速未达标 洞内通风B 洞内掌子面最小风速达标 机械设备防爆情况G 瓦斯监测体系D 未采用防爆设备 采用防爆设备 洞内瓦斯监测体系不完备 洞内瓦斯监测体系完备 1 3 1~2 2~3 1 判定 对出渣机械、机电设备等综合判定 由评估小组按照有关技术标准判定 33分值 4 2~3 1 0 2~3 说明 可根据设计文件、现场监测结果朝廷判断 由现场监测结果进行
34
高力沟隧道未穿越煤层 ,A为0分。洞内掌子面最小风速达标,洞内通风B为1分。机械设备未采用防爆设备,C为1分。隧道内设立了瓦斯检测体系,D为1分。
隧道施工区段瓦斯爆炸事故可能性分值计算公式为:P=y.A*(B+C+D),代入数值0.9×0×(1+0+0)计算得P=0。对照表4-2-23,瓦斯爆炸事故可能性为偶然。
瓦斯爆炸事故可能性评估
经过计算,高力沟隧道发生瓦斯爆炸事故的可能性不可能。
隧道施工区段瓦斯爆炸事故可能性等级标准 表4-2-23
计算分值P P≥12 7≤P<12 3≤P<7 0≤P<3 事故可能性描述 很可能 可能 偶然 不太可能 等级 4 3 2 1 (1) 瓦斯爆炸事故危险性评估
参照表4-2-10建立的风险矩阵,瓦斯爆炸事故为低度(Ⅰ级),无显著风险。
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5.6洞口失稳危险性评估
建立表4-2-24所示的洞口失稳可能性评估指标。
洞口失稳可能性评估指标 表4-2-24
评估指标 Ⅴ、Ⅵ级 围岩级别A Ⅳ级 Ⅲ级 Ⅰ、Ⅱ级 施工方法不适合水文地质条件的要求 施工方法基本适合水文地质条件的要施工方法求 B 施工方法完全适合水文地质条件的要0 求 洞口存在较严重偏压 洞口偏压洞口存在可矫正偏压 C 洞口无偏压 0~1 2 3 定是否适合 1 可参照有关技术标准确分类 分值 4 ~ 5 3 2 0 ~ 1 2~3 可根据围岩节理发育情况和岩性适当调整分值 说明
高力沟隧道围岩为Ⅴ、IV、III级,整体围岩一般,A为3分。施工方法选用上下导坑和全断面法施工,基本适合水文地质条件要求,B为1分。洞口无明显或不可矫正的偏压,洞口偏压C为1分。 隧道施工区段洞口失稳事故可能性分值计算公式为:P=y(A+B+C)。代入数值0.9×(3+1+1)得P=4.5分。对照表4-2-25,发生洞口失稳可能性为偶然。
隧道施工区段洞口失稳事故可能性等级标准 表4-2-25
计算分值P
事故可能性描述 等级 36
P≥8 5≤P<8 2≤P<5 0≤P<2 很可能 可能 偶然 不太可能 4 3 2 1 (1) 洞口失稳事故后果评估
经过计算,高力沟隧道发生洞口失稳事故的可能性为偶然。事故发生后,可能会造成暴露在施工作业环境中的3~10名作业人员发生重伤事故,后果较为严重。 (2) 洞口失稳事故危险性评估
参照表4-2-10建立的风险矩阵,洞口失稳事故为中度(Ⅱ级),有显著风险,需加强管理不断改进。
5.7绘制风险分布表
根据隧道工程进度表,绘制施工安全风险分布表4-2-26
施工安全风险分布表 表4-2-26
坍塌 序施工区段 可能性 严重风险 号 (里程桩号) 程度等级 等级 等级 ZK2+140~ZK中度1 2+300 YK2+095~YK偶然 较大 Ⅱ级 偶然 较大 Ⅱ级 中度等级 等级 性 程度等级 等级 等级 可能瓦斯爆炸 严重风险 性 程度等级 可能洞口失稳 严重风险
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2+330 ZK2+300~ZK2+670 2 YK2+330~YK2+660 ZK2+670~ZK2+695 3 YK2+660~YK2+702 可能 较大 Ⅱ级 中度 偶然 较大 Ⅱ级 中度偶然 较大 Ⅱ级 中度 — — —
六、风险控制措施
6.1风险接受准则
按评估指南要求,一般风险源由施工企业按常规制定控制措施。重大危险源应按照预案、预警、预防等三阶段来制定控制措施。表4-2-27为风险接受准则。
风险接受准则 表4-2-27 风险接受处理措施 等级 低度 准则 可忽不需采取风险处理措施和监测
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略 可接中度 受 不期高度 望 不可极高 接受 度 通过表4-2-27可以看出,高力沟隧道洞口失稳属‚可接受‛风险,需采取一定的监测措施。高力沟隧道坍塌属‚不期望‛风险,需采取处理措施并加强监测,防止事故发生。
测,否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程足降低风险的成本不高于风险发生后的损失 必须高度重视,采取切实可行的规避措施并加强监必须采取风险处理措施降低风险并加强监测,且满一般不需采取风险处理措施,但需予以监测 6.2一般风险源控制措施
一般风险源指风险源相对简单,影响因素间关联性较低,运用二般知识与经验即可防范的风险源。主要包括触电、高处坠落、物体打击、车辆伤害等事故。
1)安全甩电及洞内电气设备安全保证措施
(1)所有施工人员掌握安全用电的基本知识和所用设备性能,用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关,发现问题及时找电工解决,严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。
(2)洞内电气设备的操作符备下列规定:非专职电工不得操作电气设备;手持式电气设备的操作手柄和工作中接触的部位,设有良好的
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绝缘。
(3)高压线引至施工现场的室内变电所,所内通风及排水良好,门向外开,上锁并由专人负责。人员不得随便进人,变压器安设位臵、接地电阻符合规范要求。.
(4)配电系统分级配电,配电箱、二开关箱外观完整、牢固,防雨防尘、外涂安全色、统一编号。其安装形式必须符合有关规定,箱内电器可靠、完好,造型、定值符合规定,并标明用途。
(5)现场内支搭架空路线的线杆底部要实,不得倾斜下沉,与基坑边及临近建筑有一定安全距离,且必须采用绝缘导线,不得成束架空敷设,达不到要求必须采取有效保护措施。
(6)施工现场所有用电设备,必须按规定设臵漏电保护装臵,严格按TN—S系统布臵,定期检查,发现问题及时处理解决。 (7)现场内各用电设备,尤其是电焊、电热设备、电动工具,其装设使用符合规范要求,维修保管由专人负责。
(8)直接向洞内供电的馈线上,严禁设自动重合闸,手动合闸时与洞内值班人员联系。 2)安全焊接作业
(1)工作时穿戴工作服、绝缘鞋、电焊手套、防护面罩、护目镜等防护用品,高处作业时系安全带。
(2)焊接作业周围1 Om范围内不得堆放易燃易爆物品。 (3)作业前检查焊机、线路、料机外壳保护接零,确认安全。 (4)焊接时二次线必须双线到位,严禁用其他金属物作二线回路。
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(5)焊把线不得放在电弧附近或炽热的焊缝旁i不得碾压焊把线。 (6)气焊时先开乙炔阀点火;后开氧气阀调整火焰。关闭时先关闭乙炔阀,再关闭氧气阀。
(7)氧气瓶和乙炔瓶保持距离在5 m.以上,与焊炬、割炬和其他明火不小于1 Om。
(8)作业中若氧气管着火立即关闭氧气阀门’,不得折弯胶管断气;若乙炔管着火,先关熄炬火,可用弯折前面一段软管的办法止火。 (9)焊机必须设单独的电源开关、自动断电装臵,外壳设可靠的保护接零。
3)洞内防火安全保证措施
(1)治安消防工作必须坚持‚预防为主,以消为辅‛的指导思想,保证本工程建设过程的安全
(2)施工现场成立消防委员会、义务消防队,负责日常的消防工作。
(3)对现场的操作人员进行安全防火知识教育,并充分利用醒目标语等多种形式宣传防火知识,签订防火协议,从思想上使每个职工重视安全防火工作增强防火意识。
(4)施工现场配备充足的灭火器,消防物品周围不得堆放其他材料,以保证消防通道通畅。在附近写上119火警电话醒目标志。 (5)专职消防人员要每天巡视现场消防工作情况,做好治安记录。经常检查消防器材,以保证其使用时的灵敏有效。
(6)施工中电气设备的安装、维修,均由正式电工负责。严禁私
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自拉接照明线、点电炉,避免电器引起火灾事故。
(7)材料库房内易燃、易爆物品与料具不能混放,完善领料手续,经常查看库房。
(8)施工现场严禁私点明火,如确因工程需要,则必须报安全员备案,领取用火证,并经安全技术员检查,确保安全后方可用火。 (9)严格控制施工区及附近生活区的吸烟等易引起火灾的行为,在安全地带设臵吸烟专区。
(10)施工现场未经批准不得任意动用明火。如必须用火时,要严格执行用火制度,并且有专人对施工现场用火进行巡视。 (11)划分出禁火作业区(易燃材料的堆放场地)、仓库区(易燃废料的堆放区)和现场的生活区。各区域之间要按规定保持防火安全距离。
(12)施工现场各类材料仓库、木工作业场所以及其他禁火的地方,悬挂‚严禁烟火‛警告牌,禁火区严禁吸烟。入库人员严禁带入火柴、打火机等火种
4)其他一般风险源采取的对策 (1)建立健全各工种操作规程 (2)适时开展职工安全教育和培训 (3)做好安全交底
(4)为职工配备防护用品,并做好安全防护 (5)施工现场做好警示标志
(6)制定监督检查制度,定时开展检查工作
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6.3重大风险源控制措施
经过评估,高力沟隧道发生坍塌和洞口失稳两种事故的偶然性,且这两种事故均为重大风险源。洞口失稳及坍塌属于中度可接受风险,需加强监控。
6.3.1瓦斯爆炸控制措施
1)瓦斯检查、监测及预防措施
(1)隧道开挖前采用水平地质钻孔,超前钻孔,钻孔时利用炮孔对瓦斯赋存条件、赋存情况进行探测。
(2)施工期间,在工区建立瓦斯通风监控、检测的组织系统,;测定温度、气压.、瓦斯浓度、风速、风量等参数。在工区配备便携式瓦斯检测仪、高浓度瓦斯检测仪、瓦斯自动检测报警断电装臵和风速表等仪器装备。
(3)建立瓦斯安全检测仪器检测站,负责对瓦斯安全检测仪器进行检定、检验、调试和备件管理。
(4)瓦斯检查员对工区内每班检查瓦斯。2~3次,每个检测断面检查5点,即拱弧两侧拱脚和两侧墙脚各距隧道周边20em处,检测隧道风流中瓦斯和二氧化碳浓度。 (5)瓦斯检测地点及范围:
①开挖工作面风流、回风流中,爆破地点附近20 IIi内的风流中及局部塌方冒顶处; ②隧道总回风的风流中;
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③局部通风机前、后各10m内的风流中; ④各种作业台车和机械附近20m内的风流中; ⑤电动机及其开关附近20re内的风流中; ⑥隧道洞室中,如变电所、水泵站等处; ⑦炭质页岩、煤线或接近地质破碎带处;
⑧在每个检测地点设臵明显的瓦斯记录牌尹每次检测i结果及时填写在瓦斯记录本和记录牌上。
(6)开挖工作面内;在体积大于Q.5m3时的空间中,如坍塌洞穴、避车洞等处,其局部积。聚瓦斯浓度达到2%时,附近20m范围内必须停止工作,撤出.人员,.切断电源;。进行局部通风处理。 (7)瓦斯断电仪的配臵与使用符合要求。
(8)在超前掘进的平导工作面,为探测前方地层瓦斯情况,实施超前探孔具体做法是:在工作面中部正前方和左测与隧道走向夹角15º方向,各施作一个超前探孔,孔径60~90mm,孔深30~50m。如孔内无瓦斯异常涌出,平导可正常掘进,如瓦斯涌出量较大,则停止掘进,根据瓦斯涌出情况适当增加钻孔数量,充分排放围岩中的瓦斯后,方可继续施工。 2)预防煤尘爆炸的措施 (1)煤尘注水
在有煤尘爆炸危险的煤系地层中,通过钻孔注入0.5~1MPa(浅孔注水)或2~4MPa(深孔注水)的压力水,使压力水沿煤层层理、节理的裂隙渗入并润湿煤体,以减少煤尘发生量。深孔注水孔深为3~5m,
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ϕlOO~127㎜;浅孔注水孔深为.2一3.5m,.ϕ42mm。实践证明,煤尘注水可降低煤尘发生量的70%~80%。 (2)喷雾洒水
在掘进中,除应对掘进机、装渣机、运输机等设备配备喷雾或喷水装臵外,还应在产生煤尘的施工地段进行喷雾洒水。 (3)水封爆破和水炮泥
水封爆破是借炸药爆破时产生的压力将水压入煤体的一种防尘方法。水炮泥是用装水塑料袋代替泥炮填于炮眼中,降低因爆破而引起的煤尘飞扬。 (4)控制风速
坑道内风速大小将影响空气中的粉尘浓度,通过实践经验得知施工通风采用最佳风速为1.5~3 m/s。 3)含瓦斯煤系地层隧道施工要点 (1)加强施工通风
①瓦斯隧道运营通风风机采用普通型,有特殊要求时可采用防爆型;
②设臵机械通风的瓦斯隧道的通风量i应在稀释隧道内瓦斯所需风量和防止瓦斯聚积最小风速之相应风量中最夹者确定。计算风压时需计入适量自然反风,防止瓦斯积聚的最小风速按1 m/s计;
③机械通风的风机有一定的备用量,采用射流风机时应有50%的备用量,采用大型风机时应有100%的备用量,备用风机必须能在10min内启动;
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④瓦斯隧道的机械通风运转时间由计算确定,风机每次运转时间不应小于15min。风机,应具有短时反转控制风流大小及方向的消防功能;
⑤瓦斯隧道运营期间宜采用定时通风,当隧道内瓦斯浓度达到0.4%时,必须启动风机进行通风,保证隧道内瓦斯浓度不大于0.5%,当瓦斯浓度降到0.3%以下时,可停止通风。
(2)施工中应详细记录瓦斯涌出地段涌出量的变化、工程地质及水文地质情况,加强瓦斯检查和量测工作。
(3)洞内机电设备必须采用防爆型,坑道内只用电缆,不得使用皮线。
(4)加强安全教育,严格遵守安全生产有关规程的规定。 、 ①开挖工作面风流中瓦斯浓度达到1%时,必须停止用电钻打眼,并在放炮地点附近20m以内严禁放炮;达到1.5%时必须停止工作,撤出人员切断电源进行处理;个别地段达到2%时,人员撤离并立即进行处理;
②瓦斯浓度必须在1%以下,才准开动机器; ③采用湿式凿岩;严禁打干钻; ④禁绝火源火种入洞;
⑤当隧道通过煤层时,宜采用水炮泥、放炮喷雾、装岩(煤)洒水和通风等综合防尘措施。对施工缝、沉降缝采用膨胀水泥砂浆填塞严密。
(5)依据目前初步判定的隧道瓦斯涌出量级别,须在明河和二
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次衬砌模筑混凝土中掺加气密剂;同时只容许在无煤层或无瓦斯涌出量的位臵上设臵变形缝。 4)瓦斯爆炸控制措施简单表述 表4-2-28为瓦斯爆炸控制措施。
瓦斯爆炸控制措施 表4-2-28
序号 作业内容 1 2 3 检测可燃气 体浓度的位臵 可燃气体检测方4 法 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 火源管理 警报装臵 信息沟通机制 场负责人报告的渠道和机制 信息记录和保存 记录并整理施工中的各种检测结果,分析可燃气体的变化趋势 通风设备和方式 选定适合隧道断面、长度的通风方式 制定警报的标准、拉响警报时的行动要求,并向相关人员公告 制定警报装臵的检查、维护标准 安排检查员,在每天作业前对警报装臵进行检查 制定隧道内用火标准,并向相关人员公告 原则上禁止带入火源,并进行标示 在隧道内用火时,应提前提出申请,并采取必要的措施 在当天作业开始前等进行测定 除可燃气体浓度,氧气浓度、气压弋嗣+姆摩j墨速等坞霉测搴 确定检测结果的信息沟通机制,特别应明确出现异常值时,向现指定瓦斯检测员进/行检测。 可燃气体检测设备 控制措施 使用便携式检测品 制定检测器的检查、 在开挖面顶端、隧道中间、模板台车、电气设备等附:、近j设定
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6.3.2洞口失稳控制措施
(1)边仰坡控制措施
边、仰坡防护砂浆锚杆采用咖22mrn钢筋,长度3 m,梅花形布设,问距1.2m×1.2m。钢筋网片采用咖6.5 mm,间距25 cm×25 cm,钢筋网与锚杆尾部采用焊接。
钻孔前根据设计要求定出孔位,做出标记。钻孔和安装均需垂直于坡面,孔径及深度符合设计的要求。钻孔完成后,采用高压风清孔,检查符合要求后,即可进行注浆作业。注浆开始或中途暂停超过30min时;用水润滑灌浆罐及其管路。’注浆孔口压力不得大于0.4MPa。注浆管插至距孔底5乙10面处,髓水泥砂浆的注入缓慢匀速拨出,随即迅速将杆体插人;锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%,若孔口无砂浆流出,将锚杆拔出重新注浆。锚杆。安设后不得随意敲击,其端部3d内不得悬挂重物二锚杆头与网片焊接以形成整体,具体施工部位按设计实施。锚杆支护采用人工‘Y'128凿岩机钻孔,搅拌机拌制普通砂浆后进行灌注,其配合比(质量比)为水泥:砂:水宜为1:(1~1.5):(0.45~0.5)。注浆时注意随时排除孔中空气。
(2)边、仰坡防护喷射混凝土施工
喷混凝±班每班由8~10人组成包括喷射手、喷射机操作手、拌料工等。喷射机数量完全满足施工需求。
施工时保证喷射速度适当,并调节水量,使混凝土具有适宜的稠度,并降低回弹量。喷嘴与坡面保持适当距离,喷射角度尽可能接近
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90º,以获得最大压实和最小回弹。正确地掌握喷射顺序,不使角隅处及钢筋背面出现蜂窝或砂囊。新开岭隧道出口洞口边,仰坡防护喷射混凝土设计厚度为l0cm,强度等级为C20。
当开始或停止喷射时,给喷射手信号。当料不能从喷嘴均匀喷出时,通知喷射手停止作业,及时清除受喷面上的砂囊或下垂的混凝土,以便重新喷射混凝土。喷射工作结束时,认真清洗喷嘴。 (3)洞口防排水
隧道口位处冲沟地段,场地内两侧为低山,洞口土右方开挖前,根据洞口地形情况事先在洞顶边、仰坡刷坡线以外5~10m修筑截水沟一道,以拦截地表水,截水沟出水口设在洞口仰坡和边坡交线5 m以外。洞口土石方开挖后,按要求在较高端洞口外2m设横向盲沟道,以拦截地面水,洞外侧沟做成2.5%的排水坡,以利排水畅通。截、排水沟严格按施工规范、检验评定标准和设计要求施工。在施工中,必须注意排水工程与周围排水系统连通,保证路基安全稳定,水流畅通,避免污染农田。 (4)明洞与暗洞的衔接
明洞开挖及边坡防护完成后进行暗洞掘进,暗洞掘进前先进行超前预支护,暗洞掘进一段长度后,由洞内向洞外方向施做明洞衬砌。 (5)明洞衬砌及洞门
明洞仰拱施工由明暗交接处向洞口。方向进行≯明洞衬砌采用衬砌台车立模浇筑,钢筋集中制作;现场安装虬混凝土由拌和站集中拌和,输送车运输,泵送入模,机械振捣。在明洞施工完毕、不影响洞
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内施工的情况下适时施做洞门。 (6)明洞回填
明洞衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后方可拆模。外模拆除后及时施工明洞外防水设施,拱圈背部用砂浆涂抹平整,铺设复合式PVC防水板,敷设时粘贴紧密,相互搭接错缝,搭接长度不小于100mm,并向隧道内拱背延伸不小于0.5m,再涂抹2cm厚水泥砂浆。明洞回填采用碎石土,施工时对称分层夯实。每层厚度;0.3m,两侧回填的土面高差不太于0.5m。回填至拱顶后分层满铺填筑。顶层回填50㎝厚夯实黏土,以利于隔水。 (7)洞口失稳控制措施
洞口失稳控制措施简单表述为表4-2-29
洞口失稳控制措施 表4-2-29
序号 1 2 作业内容 监控量测 开挖 控制措施 增加地表下沉监控量测频率,分析洞口变形发展趋势 控制开挖量等,减少围岩扰动。超前支护应及时到位,严格按照设计施工,中间围岩开挖后及时封闭初期支护;临时支撑拆除后,及时施做二次衬砌;同时在施工过程中,加强第三方监控量测,做到及时预测预警。采用合理的开挖面高度,特别是用台阶法开挖时,第一步开挖的台阶高度不宜超过1/3的开挖高度 3 支护 加强超前支护,提高支护结构整体性,对东洞口考虑到后期拆除临时支撑后初期支护稳定性,建议加强V围岩初期支护的强度,由钢格栅改为20b的钢拱架;拱脚设臵锁脚锚杆,并控制锁脚锚杆的施工质量,二次衬砌紧跟。支护结构脚部处理,提高基底承载力。 4 排水 洞口顶部做好防排水处理
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6.3.3坍塌控制措施
(1)钻孔安全保证措施
钻眼前,检查工作面是否处于安全状态:,灯光照明是否良好,支护顶板及两帮是否牢固,有无松动的岩石。 凿岩机钻眼时,采用湿式凿岩机。
风钻钻眼前,对设备工具作下列检查:不合格的立即修理或更换;机身、螺栓、卡套、弹簧、支架是否完好;管路是否良好;连接是否牢固;钻杆有无不直、带伤以及钻孔是否有堵塞孔现象。
使用支架的风钻钻眼时,确保将支架安臵稳妥。站在碴堆上钻眼时,注意石渣的稳定,防止操作中滑塌伤人。
严禁在残眼中继续钻眼,严禁在工作面拆卸修理钻孔工具。 进洞施工人员戴好安全帽、防护手套、穿工作服;电工和电钻土穿绝缘鞋和戴绝缘手套。 (2)开挖及钻孔安全保证措施
开挖人员到达工作地点时,首先检查工作面是否处于安全状态,并检查支护是否牢固,顶板和两帮是否稳定。如有松动的石、土块或裂缝先予以清除或支护。
风钻钻眼时,先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好;管子接头是否牢固有无漏风;钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象;湿式凿岩机的供水是否正常。不合要求者应予修理或更换。
带支架的风钻钻眼时,必须将支架安臵稳妥,风钻卡钻时用扳钳松动拔出,不可敲打,未关风机前不得拆除钻杆
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(3)爆破施工安全保证措施
爆破器材加工房设在洞口50m以外的安全地点。严禁在加工房以外的地点改制和加工爆破器材。
爆破作业和爆破器材加工人员必须穿棉质工作服,严禁穿着化纤衣物。
装药前检查爆破工作面附近的初期支护是否牢固;炮眼内的泥浆、石粉吹洗干净;刚打好的炮眼热度过高,不得立即装药。如遇有照明不足,发现流沙、流泥未经妥善处理,或可能有大量溶洞涌水时,严禁装药爆破。
洞内爆破作业做到统一指挥信号,人员撤离到安全距离外,不受有害气体冲击。其安全距离为:半断面开挖不少于400m;全断面开挖不少于500m。 .
隧道施工放炮,由取得‚安全技术合格证‛的爆破工担任,严格防护距离和爆破警戒。放炮后10min才准放人员进人工作面,经找顶清除危石、锚喷支护后方能继续施工。
每日放炮时间及次数根据施工条件明确规定,装药离放炮时间不应过久。爆破前爆破人员严格检查爆破网络,确保一次起爆。 遇到下列情况严禁装药爆破:照明不足;工作面岩石破碎尚未支护,发现可能有岩爆及高压水涌出地段。
爆破后必须经过15min通风排烟后,并经过以下各项检查和妥善处理后,其他工作人员才准进入工作面:有无瞎炮及可疑现象,有瞎炮由原爆破人员按规定处理;有元残余炸药或雷管;顶板两帮有无松
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动石块;支护有无损坏与变形。
装炮时严禁火种,严禁明火点炮,严禁装药与打眼同时进行。 两端工作面接近贯通时,加强两端的联系与统一指挥。当两端工作面距离保持20m以上,停止一端作业.,并将人员机具撤走,在安全距离处设立警告标志。
抓好现场管理,搞好文明施工,保持现场管线整齐。灯明、路平、无积水,对易燃、易爆等危险品按规定保存和堆放,并进行标示。严格发放制度,切实做好防洪、防火、防淹亡等工作,杜绝重大伤亡,减少一般性事故。
(4)装渣与运输安全保证措施 运输车辆严禁人、料混装。
机械装渣时,断面尺寸满足装渣机械安全运转,并符合下列要求:装渣不准高于车厢,装渣机与运渣车之间不准有人;为确保运渣车就位良好和安全进出,派专人指挥。
运输车辆限制速度执行表4-2-30所示的规定。
运输车辆限制速度 表4-2-30 项目 正常行车 会车 作业地段 10km/h 5km/h 非作业地段 20km/h 10km/h 成洞地段 20km/h 10km/h 洞口和狭窄的施工场地,设臵‚缓行\"标志,必要时安排人员指挥交通。 .
车辆行驶遵守下列规定:严禁超车,同向行驶车辆保持20m的距
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离,河内能见度较差时,加大距离;车辆启动前看望与鸣笛,驾驶室不得搭载其他人员;车辆不得带故障运行。
车辆在洞内行驶时,施工人员遵守下列规定:不准与车辆机械抢道,不准扒车、追车和强行搭车。
洞外卸渣时,在渣堆边缘内印9逋处设臵挡木及标志。 洞内倒车与转向;要开灯、鸣笛并派专人指挥。 (5)初期支护安全保证措施
隧道各部开挖后,除围岩完整坚硬,以及设计文件中规定的不需支护者外,都必须根据围岩情况,施工方法采取有效的支护。 施工期间,现场施工负责人会同有关人员对支护各部定期进行检查。在不良地质地段每班设专人随时检查,当发现支护变形或损坏时,立即修整和加固;当变形或损坏情况严重时,先将施工人员撤离现场,再行加固。
洞内支护,随挖随支护,支护至开挖面的距离一般不得超过4m;如遇石质破碎、风化严重和土质隧道时,尽量减小支护工作面;当短期停工时,将支撑直抵工作面。
不得将支撑立柱臵于废渣或活动的石头上。软弱围岩地段的立柱加设垫板或垫梁,并加木楔塞紧。
钢支架安装选用小型机具进行吊装,并遵守本规程‚起重吊装\"的规定。
喷锚支护时危石清除,脚手架牢固可靠,喷射手佩戴防护用品;机械各部分完好正常,压力保持在0.2MPa左右;注浆管喷嘴严禁对
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人放臵。
当发现已喷锚区段的围岩有较大变形或锚杆失效时,立即在该区段增设加强锚杆,其长度不小于原锚杆长度的1.5倍。如:喷锚后发现围岩突变或围岩变形量超过设计允许值时,用钢支架爽护。 当发现测量数据有不正常变化或突变,洞内或地表位移值大于允许位移值,洞内或地面出现裂缝以及喷层出现异常裂缝时,均视为危险信号,必须立即通知作业人员撤离现场,待制定处理措施后才能继续施工。
(6)衬砌施工安全保证措施
衬砌使用的脚手架、工作平台、跳板、梯子等应安装牢固不得有露头的钉子和突出的尖角。靠近通道的一侧有足够的净空,以保证车辆、行人安全通过,衬砌台车乐的净空确保运输车辆正常通行,并悬挂明显的限界标志。
脚手架及工作平台上的铺板钉铺结实。木板的端头,必须搭于支点上。高于2m的工作平台上设臵不低于1 m的栏杆,跳板设防滑条。 机械转动部分设臵防护罩,电动机必须有接地装臵,移动或修理机器及管线路时,先停电,并切断电源、风源。
使用台车注意下列条件:台车走行轨中心线确保与隧道中心线重合,两侧轨面在同一水平面:台车上不准堆放料具;工作台面板满铺;混凝土两端挡头板,安装牢固可靠不漏浆,灌注时两侧对称进行,不得使台车受到偏压,台车前后轮的相反方向固定牢靠,防止位移。 混凝土灌注时,必须两侧对称进行。台车上不得堆放料具,工作
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台满铺底板,并设安全栏杆,拆除混凝土输送软管时,必须停止混凝土泵的运转。
(7)坍塌事故控制措施
坍塌事故控制措施如表4-2-31所示。
坍塌控制措施 表4-2-31
序号 1 2 作业内容 开挖方式 清除危石 控制措施 严格按照设计要求,禁止超挖、欠挖 应分段仔细检查爆破段并清除危石 钻孔作业前后、爆破后、废渣处理时及处理后,仔细检查去除 3 钢拱架支护 CD法开挖时加强临时支撑与保证初期支护的施工质量;围岩为V级围岩的变质泥岩时,建议由钢格栅改为20b钢拱架。采用台阶法开挖时,保证锁脚锚管的施工质量以及钢拱架的搭接施工及时封闭 使用适合围岩条件的底板、垫板 4 5 6 7 初喷 监控量测 开挖后迅速喷射混凝土 根据地质条件和施工情况造反监控量测 增加监控量测频度 根据监控量测、观察的结果,变形超过允许值时,应采取有效的加固措施 8 二次衬砌 二次衬砌在浇筑过程中,振捣密实,拱部预留注浆孔及时补浆,养护要到位。保证二次衬砌的施工质量、强度与厚度。 9 防坍塌培训 坍塌事故的危险性 防止事故发生的对策及注意事项 坍塌来临时的预兆及发生险情时的应急措施 6.4风险评估结论
(1+0+0)×(2+1+1+1)=5 分值在低度风险以内,虽然风险值低,
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不能说明就没有风险,在施工过程中我们任然要引起注意.高力沟隧道出现的主要风险是Ⅴ、Ⅳ围岩段的施工及其他。在做好了相关施工工序的衔接及安全措施,应该能避免不必要的安全事故。
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