隧道风险管理监理实施细则
一、工程概况
.老房子隧道工程简介
老房子隧道进口段里程为d4k248+323~d4k252+465,长4142m。线路等级为客运专线,设计行车速度250km/h,按双线隧道设计,线间距为4.6m,最大坡度20‰,最小曲线半径7000m,电力牵引。于d4k248+317~d4k252+025段线路前进方向左线线路中心右侧35m处设平行导坑一座,全场3696m。平导设9各横通道与隧道相连。
本隧道所处的地层为ⅲ、ⅳ、ⅴ级围岩,地质条件较差。最大隧道埋深为400m。
老房子隧道具体支护参数及衬砌类型见下表:
老房子隧道衬砌类型及施工辅助措施表
序号
围岩分类
衬砌类型代号
超前支护
预注浆
施工方法
钢架形式及间距
地形、地质条件
1
ⅴ
ⅴb
ф108大管棚
注浆
台阶法,设置临时仰拱
工20b钢架,间距0.8m
洞口浅埋
2
ⅴ
ⅴb
ф42导管超前
注浆
台阶法,设置临时仰拱
工20b钢架,间距0.8m
洞口浅埋
3
ⅳ
ⅳ风机过度段
ф42小导管超前
注浆
台阶法,设置临时横撑
格栅钢架,间距1m
4
ⅳ
ⅳd
ф42小导管超前
注浆
台阶法
格栅钢架,间距1m
含瓦斯深埋段
5
ⅳ
ⅲc
ф25锚杆
注浆
台阶法
格栅钢架,间距1。5m
缓倾岩层段
6
ⅴ
ⅲe
ф25锚杆
注浆
台阶法
格栅钢架,间距1。5m
缓倾岩层段
7
ⅳ
ⅲ风机段
ф25锚杆
注浆
台阶法
格栅钢架,间距1。5m
岩性接触带
8
ⅲ
ⅲb
ф25锚杆
台阶法
拱部格栅钢架,间距1.2m
9
ⅳ
ⅳd
ф42小导管超前
注浆
台阶法
格栅钢架,间距1m
含瓦斯深埋段
9
ⅳ
ⅳd下锚段
ф42小导管超前
注浆
台阶法
格栅钢架,间距1m
含瓦斯深埋段
2.技术标准2.1铁路等级:客运专线。
2.2正线数目:双线。
2.3旅客列车设计行车速度:250km/h。
2.4正线线间距:4.6 m。
2.5最大坡度:14.5‰。
2.6最小曲线半经:9000m。
2.7牵引种类:电力。
2.8到发线有效长:650m。
2.9列车运行控制方式:自动控制。
2.10行车指挥方式:调度集中。
3.风险评估监理实施依据
3.1中铁第二勘察设计院《老房子隧道设计图》
3.2《铁路隧道工程施工技术指南》(tz204-2008)
3.3《铁路隧道施工安全技术规程》(tb10304-2009)
3.4《高速铁路隧道施工安全技术规程》(铁建设(2010)241号)
3.5中铁第二勘察设计院《老房子隧道风险评估报告》
、工程特点
4.1.工程地质与风险隧道洞身穿越岩性接触带、褶皱构造带、节理密集带及浅埋沟谷带、灰岩岩溶发育地段,岩体破碎,节理发育,局部含水,施工中可能会出现坍塌、变形、涌水、瓦斯涌出等风险。页岩具弱膨胀性,遇水易软化,岩体强度降低,存在发生大变形、坍塌风险。老房子隧道为ⅱ级风险隧道,围岩级别及所占比例:(包括平导、横通道)ⅲ级围岩6701m、iv级围岩1246m、ⅴ级围岩224m。。
4.2.地质与地层对隧道施工产生的风险
序号
起讫里程
成因
风险事件
风险等级
1
d4k248+348~d4k248+455
洞身通过浅埋沟地段,施工中易坍塌冒顶
坍塌
高度
2
d4k248+455~d4k252+465
深埋,岩性以砂岩地层含煤层为主,岩层平缓,其侵水易软化,岩性软,施工开挖洞顶易发生塌方
坍塌
中度
3
d4k248+323~d4k252+325
非可溶岩地层,地下水发育较好
突泥、涌水
低度
4
d4k248+252~d4k252+170
可溶岩地层,岩溶弱发育
突泥、涌水
中度
5
d4k248+323~d4k252+515
地层中夹灰岩页岩和煤层,为高瓦斯段落,d4k248+725~d4k248+250+600段为揭煤段,可采煤层1~4层
瓦斯爆炸
高度
风险处理措施:(1)、编制有可操作性的专项施工技术方案和技术交底,组织相关人员对方案进行论证、审批,并对所有管理人员及操作工人进行交底并形成文字记录。(2)、编制专项安全制度和交底,并对所有管理人员及操作工人进行交底并形成记录。(3)、重大危险源告知牌设立于隧道入口处醒目位置,并在员工食堂利用黑板报形成宣传告知。(4)、加强超前地质预报和监控量测资料,及时分析并反馈指导施工。隧道地质水文情况的变化调查施工方案并告知所有管理人员及操作工人。(5)、必须根据地质情况严格控制开挖长度,及时施做初期支护进行封闭成环。上下半断面施工时,下半断面“接腿”视地质情况控制在1~2榀,仰拱开挖长度要严格控制,最长不得超过6m,二次衬砌要紧跟。(6)、加强安全巡查,及时发现隐患,纠正违规操作。 (7)、编制应急预案,配备应急物资,组织应急预案演练。
注意事项:(1)浅埋地段,应加强洞内及地表变形观测,施工中应注意控制爆破,短进尺,加强超前支护、预注浆毒水措施,严格控制开挖后位于暴露时间,尽快进行初期支护和二次衬砌封闭,衬砌背后回填密实,避免围岩变形失稳,危及施工安全,步步为营,避免坍方冒顶,有异常情况应立即停止施工,采取应对措施。(2)穿越岩性接触带开挖采取预裂爆破,严格控制超欠挖,以达到开挖轮廓线圆顺,开挖面平整。隧道爆破应减少对围岩的扰动,开挖后及时找顶、支护。施工时应注意公布易坍落,施工时应科学控制药量,严禁放大炮。施工中应按照“先探测、管超前、短进尺、弱爆破、快支护、紧封闭、勤量测”的原则进行。(3) 隧道穿越背斜、向斜核部、褶皱地带、灰岩段岩溶及节理密集岩体破碎带地段施工时,应及时监测围岩渗漏水情况,做好超前小导管注浆止水措施,并在施工中增加抽排水设施。施工时应“短进尺、弱爆破、勤支护、及时衬砌,确保施工安全。”(4)隧道通过煤层瓦斯的原则:短进尺,弱爆破、强支护,勤监测,加强,瓦斯监测,瓦斯检测,通风,快喷锚。
二、监理工作范围及风险因素分析、控制重点
监理工作范围
(1)老房子隧道的瓦斯监控、明挖施工、明挖暗埋施工,初期支护,二衬施工的风险源控制、对策及处理。
(2)施工过程到结束期间的洞内、地表的变化监控量测对风险控制的预报评估。
2.老房子隧道风险因素分析
2.1风险因素分析
(1)开挖隧道风险因素
序号
风险事件
风险产生的原因
险源类别
后果
备注
1
变形塌方
围岩级别、岩性、全风化地层、地下水、施工方法、监控量测
地质、地形因素
人员伤亡、耽误工期
2
涌(突)水
断层破碎带、地下水
地质因素
人员伤亡、耽误工期
3
瓦斯爆炸
地层中夹含有煤层,由于断层构造作用,可能出现沙泥岩夹煤及灰岩交互半生形象
地质因素
设备损毁、人员伤亡
4
环境
长时间排放地下水
地质因素与设计因素
可能引发环境灾害
(2)明挖施工风险因素
序号
风险事件
风险产生的原因
险源类别
后果
备注
1
基坑坍塌
1.基坑深度很深2.地下水位高、透水性强3.软土地层4.支撑不及时
地质、地形因素
人员伤亡、耽误工期
2
管涌
1.基坑深度很深2.地下水位高、透水性强3.承压水头过大
地质因素
耽误工期
3
渗漏水
1.基坑深度很深2.地下水位高、透水性强3.主体结构接缝防水不足
地质因素、施工因素
耽误工期、影响运营安全
4
环境影响
1.基坑深度很深2.地下水位高、透水性强3.软土地层4.支撑不及时5.监控量测不到位
地质因素、设计因素、施工因素
耽误工期、第三方损失
2.2风险等级分析
序号
风险地段
风险事件
塌方
突水、突泥
瓦斯爆炸
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
1
d4k248+348~d4k248+455洞身通过浅埋沟地段
坍塌
3
3
高度
2
d4k248+455~d4k252+465岩层平缓,其侵水易软化,岩性软,施工开挖洞顶易发生塌方
坍塌
2
2
中度
3
d4k248+323~d4k252+325非可溶岩地层,地下水发育较好
突水、突泥
2
1
低度
4
d4k248+252~d4k252+170可溶岩地层,岩溶弱发育
突水、突泥
2
2
中度
5
d4k248+323~d4k252+515地层中夹灰岩页岩和煤层,为高瓦斯段落,
瓦斯爆炸
3
3
高度
注:①风险等级:高度≥15,15>高度≥10,10>中度≥6,轻微<6
②计标:概率等级*后果等级
通过上述分析,老房子隧道存在高度的不可接收的施工风险。
2.3设计采取的风险处理措施
1. d4k248+323~d4k248+348
台阶法(临时仰拱)开挖,vb型复合(全封)衬砌:全环i20b钢架0.8m/榀,拱部φ89大管棚加强长20米,加强地质预报,加强施工管理。
2.d4k248+348~d4k248+455
台阶法(临时仰拱)开挖,vb型复合(全封)衬砌:全环i20b钢架0.8m/榀,拱部φ42超前小导管2.4m/环,加强地质预报,加强施工管理。
3.d4k248+455~d4k248+585
台阶法开挖,ivb型复合(全封)衬砌:拱墙格栅钢架1m/榀,拱部φ42超前锚管2m/环,加强地质预报,加强施工管理。
4.d4k248+585~d4k248+935
台阶法开挖,iiie型复合(全封)衬砌:拱部180o格栅钢架1.5m/榀,拱部φ25超前锚杆3m/环,加强地质预报,加强施工管理。
5.d4k248+935~d4k249+155
台阶法开挖,ivd型复合(全封)衬砌:拱墙格栅钢架1m/榀,拱部φ42超前锚管2m/环,加强地质预报,加强施工管理
6.d4k249+155~d4k249+390
台阶法开挖,iiie型复合(全封)衬砌:拱部180o格栅钢架1.5m/榀,拱部φ25超前锚杆3m/环,加强地质预报,加强施工管理。
7.d4k249+390~d4k249+440
台阶法开挖,ivd型复合(全封)衬砌:拱墙格栅钢架1m/榀,拱部φ42超前锚管2m/环,加强地质预报,加强施工管理
8.d4k249+390~d4k249+900
台阶法开挖,iiie型复合(全封)衬砌:拱部180o格栅钢架1.5m/榀,拱部φ25超前锚杆3m/环,加强地质预报,加强施工管理。
9.d4k249+900~d4k249+950
台阶法开挖,ivd型复合(全封)衬砌:拱墙格栅钢架1m/榀,拱部φ42超前锚管2m/环,加强地质预报,加强施工管理
10.d4k249+950~d4k250+530
台阶法开挖,iiie型复合(全封)衬砌:拱部180o格栅钢架1.5m/榀,拱部φ25超前锚杆3m/环,加强地质预报,加强施工管理。
11. d4k250+530~d4k250+580
台阶法开挖,ivd型复合(全封)衬砌:拱墙格栅钢架1m/榀,拱部φ42超前锚管2m/环,加强地质预报,加强施工管理
12. d4k250+580~d4k251+075
台阶法开挖,iiie型复合(全封)衬砌:拱部180o格栅钢架1.5m/榀,拱部φ25超前锚杆3m/环,加强地质预报,加强施工管理。
13.d4k251+075~d4k251+125
台阶法开挖,ivd型复合(全封)衬砌:拱墙格栅钢架1m/榀,拱部φ42超前锚管2m/环,加强地质预报,加强施工管理。
14.d4k251+125~d4k252+325
台阶法开挖,iiie型复合(全封)衬砌:拱部180o格栅钢架1.5m/榀,拱部φ25超前锚杆3m/环,加强地质预报,加强施工管理。
15.d4k251+325~d4k252+465
台阶法开挖,ivd型复合(全封)衬砌:拱墙格栅钢架1m/榀,拱部φ42超前锚管2m/环,加强地质预报,加强施工管理。
16.dk248+323~d4k252+325
突泥、突水加强地质遇到,加强施工管理
17.dk252+323~d4k252+426
突泥、突水加强地质遇到,加强施工管理
18.d4k248+323~d4k252+426
加强地质预报,设超前钻孔,加深炮眼等措施:增加平行导坑探明前方地质,满足施工通风要求,建立瓦斯检测,报警系统、保证施工安全:各种电气设备和施工机械均采用防爆型:二衬与初支设全环瓦斯隔离板,并设置水气分离装置,二衬掺加气密剂。
2.4经设计加强措施后的风险残留等级分析
序号
风险地段
风险事件
塌方
涌水
岩爆
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
1
d4k248+348~d4k248+455洞身通过浅埋沟地段
坍塌
2
2
中度
低度
2
d4k248+455~d4k252+465岩层平缓,其侵水易软化,岩性软,施工开挖洞顶易发生塌方
坍塌
2
1
低度
低度
3
d4k248+323~d4k252+325非可溶岩地层,地下水发育较好
突水、突泥
2
1
低度
4
d4k248+252~d4k252+170可溶岩地层,岩溶弱发育
突水、突泥
2
1
低度
5
d4k248+323~d4k252+515地层中夹灰岩页岩和煤层,为高瓦斯段落,
瓦斯爆炸
低度
2
2
中度
经设计采取措施后,各种工法施工均处于可接受范围。
3.监理工作重点
3.1严格控制施工通风管理、瓦斯防突、电气设备防爆管理、瓦斯监测、控防治煤尘综合措施
3.2严格按设计工法施工
按照设计图分段工法,严格控制台阶法(临时仰拱)、台阶法(临时横撑)、台阶法、进行监理。
3.3严格控制初期支护措施的实施,防止偷工减料。
3.4严格控制辅助支护措施的实施,加强围岩加固和超前管棚施工质量,进一步降低开挖风险。
3.5加强超前地质预报及预警控制,防止突发事件,以便采取适当措施。
3.6严格控制施工步距,临时仰拱、仰拱、二衬距掌子面的距离不得超过设计及验标安全距离。
3.7加强洞内外监控量测,按要求时间、距离及时布点和设计频率进行观测。对达到预警值的必须停工处理,并且及时向上级相关部门进行汇报。
3.8做好应急预案和物资准备工作。
三、风险管理监理工作流程
监理控制要点
1.1防员止坍塌(人伤亡)
(1)浅埋段:径向注浆堵水,超前小导管作辅助措施,必要时设大管棚,弱爆破,快封闭,及时衬砌。监控重点:
①加固效果,加固后的围岩28d无侧限抗压强度≥2mpa,
②长管棚施工质量,搭接长度≥3m,小导管搭接长度≥1m。
(2)隧道通过断裂构造带:径向注浆堵水,洞内大管棚、超前小导管辅助措施,采用三台阶法,设置临时仰拱、横向支撑。监控重点:
1加固后的七体28d无侧限抗压强度≥2mpa,
②长管棚施工质量,搭接长度≥3m,超前小导管搭接长度≥1m。
(3)监控量测
地表和洞内的监测断面,布点位置,初始测量时间和沉降速率是监控的重点。
(4)施工工法和一次开挖长度,ⅳ级围岩不超过2榀架长度,ⅴ级围岩上台阶不超过一榀钢架长度,仰拱距掌子面长度≤35m,ⅴ级围岩二衬距掌子面距离≤70m,ⅳ级围岩二衬距掌子面距离≤90m,
(5)施工材料:规格、型号、数量、材质必须满足设计要求。
1.2防止涌水(人员伤亡)
(1)洞身穿越背斜核部,隧道穿越该地段及其他节理密集带及岩体破碎带地段:双层超前小导管辅助措施,采用三台阶法,设置临时横向支撑,监控要点是检查加固效果。
(2)洞身位于岩性接触带,隧道穿越该地段及其他节理密集带及岩体破碎带地段时:单层超前小导管辅助措施,采用三台阶法,设置临时横向支撑,监控要点是检查加固效果。。
1.3防止环境风险(地面沉降、建筑变形、坍塌、人员伤亡)
(1)浅埋地段、断层带:径向注浆堵水,洞内大管棚、超前小导管辅助措施,采用三台阶法,设置临时仰拱、横向支撑。监控要点是
①加固效果,加固后的围岩28d无侧限抗压强度≥2mpa;
②长管棚施工质量,搭接长度≥3m,小导管搭接长度≥1m。
(2)监控量测要求。
(3)选择合理设备和技术参数,防止初支、二衬侵限。
1.4防止瓦斯爆炸。
(1)督促施工单位所有现场作业管理人员进行防治瓦斯及防突专业知识和安全知识的培训,掌握煤与瓦斯突出预兆、预防突出的基本知识。
(2)隧道掌子面坚持先探后掘,掌握煤层及瓦斯赋存情况,进行突出危险性预测预报。
(3)严格放炮管理,使用三级煤矿许可炸药,使用煤矿许可毫秒延期电雷管,总延期不超过130毫秒,炮眼封泥符合规程要求。放炮前将所有人员全部撤出隧道,起爆点设在隧道口处两侧不小于30米处。
(4)严格电器管理,隧道内所有电器设备、机械设备的选用必须是矿用防爆型,且有安全标志。
(5)严禁隧道内明火作业,严禁携带烟草及点火物品进入隧道。洞口20米范围内严禁明火。
(6)配备相应的安全防护用具及应急救援物质。
(7)加强顶板管理,坚持敲帮问顶,及时清除浮渣,对松散体及时进行注浆固结,以防倾出造成垮帮垮顶。
(8)建立以项目总监为首的瓦斯煤系地层地段施工管理领导小组,全面监管该地段的安全施工和施工管理工作。
2.监理风险管理目标
按照设计残留风险等级(低度或轻微)的标准,由于施工不规范,使用不合格的设备和材料,使用不合格的操作人员,或管理混乱,使风险等级超出低度的因素增加。通过施工风险管理,使风险度降低至低度,以确保施工阶段的安全和主体结构运营100年的标准。
3.监理对风险管理的手段
(1)对施工单位风险管理实行动态评估,综合监理日常巡查、试验、旁站等检查意见及数据,进行风险预评估发出风险预警,并且在日报、周报中反映出来。
(2)对消除或减小风险的重大措施实施监督,对违规行为发出监理整改指令。
(3)对出现的重大风险管理失控部分,责令暂时停工,整改合格后再复工。
(4)对风险管理不重视,措施不力,整改无效的向上级部门反映,建议清除和调整人员。
五、监理工作方法和措施
施工单位工作内容
可能出现的问题
监理拟采取的措施
风险管理方案
项目不全或无针对性
要求补充
风险处置措施操作性不强
要求重新研究,找出可靠的操作方法
风险管理机构不健全
要求建立健全
风险管理实施
风险源及措施未向施工班组交底
查记录,补充交底
未按要求采取降低风险的施工方法
责令停工
未使用合格的设备和材料
责令返工
重大风险处存在质量隐患
责令返工,并进行停工整治
风险管理人员和操作人员不负责任或不称职
责令更换
未对风险变化及时跟进,进行再评估和处理
对重大变化未及时纳入部分暂停工程施工,待措施到位后再施工
对监理发出风险预警通知单处置不力,或不予处置的
责令停工,并向上级部门报告,防止出现重大事故
六、其他
风险监理包括了施工的全过程和全环节、监理单位、设计单位、施工单位全员共同参与的综合性,系统性工作,由总监负责,适时对风险源进行动态评估,指导监理对实施降低风险措施的监督力度,以确保风险处于轻微等级以下。
