渝利铁路方斗山隧道风险评估报告

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1、新建铁路重庆至利川线4标方斗山隧道施工阶段风险评估报告中国中铁隧道集团有限公司渝利铁路项目部二OO九年八月目录一、风险评估报告的主要编制依据2二、隧道概况2三、设计阶段风险评估的结论9四、风险识别10五、风险评估19六、风险对策措施23七、残留风险评估25八、风险评估结论28一、风险评估报告的主要编制依据1、国家和行业的规范、轨道及标准铁路隧道设计规范(TB10003-2005，以下简称隧规)铁路隧道防排水技术规范(TB10119-2000 )铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002 )铁路工程抗震设计规范(GB50111-2006 )铁路隧道辅助导坑技术规范(TBJ10109 - 95

2、 )(6) 铁路工程施工安全技术规程(TB10401.1-2003J259-2003 )(7) 铁路工程建设项目水土保持方案技术标准(TB10503-2005 )铁路钻爆法施工工序及作业指南(TZ231-2007 )(9)铁路基本建设项目预可行性研究、可行性研究和设计文件编制办法 (铁建设2007152号)铁路隧道风险评估与管理暂行规定(铁建设2007 200号文)铁 路钻爆法施工工序及作业指南( TZ231-2007)2、渝利公司渝利铁路隧道风险管理办法(暂行)3、方斗山隧道施工图设计阶段风险评估审查意见二、隧道概况(一) 、概况方斗山隧道为双线隧道，按设计时速200km/h且满足开行双层集

3、装箱列 车的客货共线标准设计。隧道全长4 9 1 8m ，洞身最大埋深7 1 4m ，进口轨面设 计高程286.852m，出口轨面设计高程261.40m，人字坡，隧道进口至DK160+750 段上坡坡度 6%。，坡长 2450m，中间段 DK160+750 至 DK161+500 段 下坡坡度6%,坡长750m, DK161+500至出口段下坡坡度18%,坡长1930m。(二) 、气候与水文沿线气候属亚热带季风气候类型，具有冬暖春旱、夏热秋凉、无霜期长、 多云多雾及雨量充沛等特点，冬季很少严寒。多年平均气温15.016.5 C, 最高气温41.9 C,极端最低气温-2.7 C。隧址出口均临近龙

4、河，地表发育小型河流，其次地表零星分布池塘，地 表水相对较发育，主要为大气降雨补给。斜坡地形利于地表水排泄，加之第 四系覆盖层粘性土透水性较差，大气降水大部分沿坡面流汇入沟槽排走，少 部分顺节理裂隙入渗补充为地下水。（三）、地层岩性隧址区内出露的地层主要为二叠系下统长兴组（P2c）三叠系上统须 家河组（T3xj）的一套浅海相、内陆河湖相的碳酸盐岩和碎屑岩系地层，零 星覆盖第四系。隧址区主体构造为方斗山背斜。（四）、地质构造及地震动参数隧址区构造简单，地层单斜，岩层倾角较小，走向变化较大，岩层产状N65 WN48 EZ525 N。区内构造节理较发育，主要有两组：N3543 E Z90、N5070

5、 WZ6070 S,节理间距0.52m，延伸长度25m，裂隙面 平直、微张，未充填或泥质半充填。根据国家地震局中国地震动参数区划图（GB18306-2001 ）,地震动峰 值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期值为0.35s。（五）、水文地质条件1 、地表水隧址出口均临近龙河，地表发育小型河流，其次地表零星分布池塘，地 表水相对较发育，主要为大气降雨补给。斜坡地形利于地表水排泄，加之第 四系覆盖层粘性土透水性较差，大气降水大部分沿坡面流汇入沟槽排走，少 部分顺节理裂隙入渗补充为地下水。2、地下水隧道穿越一系列不同时代的地层，根据隧址区地层岩性及其组合特征、 地下水赋存条件、水理性质和水力

6、特征，将地下水类型划分为：松散岩类孔 隙潜水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和碳酸盐岩类溶洞水等三种类型。2.1 相对隔水层隧址区内的二叠系上统龙潭组（P21）、三叠系下统飞仙关组第一段 （Tlfl）、第四段（Tlf4）、中统雷口坡组（T21）中部及上部等因透水性差、 层位稳定，均属相对隔水层。2.2 松散岩类孔隙潜水 主要赋存于隧道进口的第四系残坡积层、坡崩积层中，该类地下水分布面积小，富水性差，水量贫乏，对隧道影响较小。2.3 碳酸盐岩类岩溶水 分为浅层的岩溶裂隙水及深层岩溶管道水。根据深孔勘探揭示，隧道主要位于岩溶垂直带。2.4 岩溶裂隙水 主要赋存于方斗山山脉主脊一带，含水岩组主要由二叠系上统长

7、兴组上部（P2c）、三叠系下统飞仙关组中部（Tlf2+3）、中统雷口坡组（T21）下部 等岩溶化程度相对较低的厚层状灰岩、生物碎屑灰岩、含燧石结核灰岩、白 云岩等组成的碳酸盐岩类含水层组。由于上述可溶岩含水岩组出露区溶蚀现 象除地表的溶沟、溶槽、石芽等相对发育外，还有少量零星分布的落水洞、 竖井、溶蚀洼地、溶蚀裂隙等岩溶垂直形态，地下水主要沿溶蚀裂隙接受降 雨渗入式补给，地下水获得的补给量受到了一定的限制。该含水岩组地下水 接受降雨渗入式补给后，往往沿溶蚀裂隙运移，地下水露头数量较少，含水 岩组的富水性一般属弱中等富水，对隧道有一定影响。2）岩溶管道水在深部则以网络状岩溶裂隙、岩溶管道以及巨大

8、的溶蚀侵蚀洞穴为 主。地下水具有庞大复杂的运移赋存空间，地下水十分丰富，径流复杂，常 以岩溶大泉、暗河出露地表，该含水岩组地下水的富水性属富水，对隧道的 影响极大。隧道部分段落地下水具硫酸盐酸性侵蚀。3、水化学特性经过隧址区采集水样分析，根据铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 判定，隧道部分段落地下水具硫酸盐酸性侵蚀。4、隧道涌水量预测预测正常情况下最大涌水量为2.8万方/d,雨季最大涌水量为8.4万方 /d。（六）、区域稳定性评价隧址区内出露的地层主要为二叠系下统长兴组（P2c）三叠系上统须 家河组（T3xj）的一套浅海相、内陆河湖相的碳酸盐岩和碎屑岩系地层，零 星覆盖第四系。隧址区主体构造为

9、方斗山背斜。本区无灾害性地震发生历史 记载。根据国家地震局中国地震动参数区划图（GB18306-2001 ）,地震动 峰值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期值为0.35g。（七）、不良地质隧址区主要不良地质现象为岩溶、煤层瓦斯、断层和高地应力等。无特 殊岩土。1、岩溶方斗山背斜为一两侧被侏罗系三叠系砂泥岩隔水层围限的、主要由可 溶岩构成的一个相对独立的水文地质单元。背斜地下水的补给条件极好，岩 溶极为发育。2、煤层瓦斯隧道穿越的含煤地层为吴家坪组（P2w）。3、断 层隧址区分布有一条断层,均为高角度（约70）的走向逆断层,分布于 背斜轴部附近,断层走向与隧道洞身段呈大角度相交,有利于隧

10、道的穿越。 隧道洞室穿过破碎带时容易引起坍塌、冒落,施工时应引起重视。4、岩爆及地层变形据区域地质数据，本区地应力不高，隧区构造线呈 NE 向展布，推断最 大水平主应力呈 NW 向，与拟建隧道轴线小角度斜交，对隧道的建设有利。 隧道进、出口外侧均为相对开阔的槽谷地貌，其谷底标高均低于隧道标高， 地应力在近谷方向应有一定的释放。隧道中段埋深大，地应力相对较高，但 岩性主要为灰岩，为地形水活跃的岩溶裂隙含水层，对地应力的调整和释放 有利。综合分析认为地应力对隧道的影响主要以深埋段的岩体剥落为主。施 工时应引起重视。（八）、隧道不良地质地质条件评价通过对隧道区水文地质、工程地质条件的综合，隧道施工中

11、可能存在的 主要风险是突水（泥）、塌方、瓦斯、地表失水、岩爆。1、突水（泥）方斗山背斜为一两侧被三叠系砂泥岩隔水层围限的、主要由可溶岩构成 的一个相对独立的水文地质单元。东西两侧边界分别为T3xj、T21形成的悬 崖峭壁和陡坡，内部为 P2c、 T1d、 T1j、 T2l 灰岩形成的规模不一的槽谷与 洼地，背斜区域内的降水除蒸发外，几乎全部渗入地下。因此，背斜地下水 的补给条件极好。此外，不仅背斜内部各种成因、不同序次的构造形迹十分 发育，而且该区的新构造运动也比较活跃，这些因素的综合使得方斗山背斜 区碳酸盐岩的岩溶作用极为发育。隧道开挖可能会揭穿暗河，遇到较大的高 压岩溶水。故应加强预测预报

12、工作，作好突水、突泥等危害的应对措施。2、瓦斯隧道穿越煤系地层（P2w），最大埋深大于700m，隧道穿越含煤层段时， 可能产生瓦斯危害，因此，隧道在穿煤系地层段应按瓦斯设防段设计及施工， 施工中应加强监测及通风工作。3 、塌方当软质岩及软弱夹层为隧道围岩时，可导致冒顶、坍方、偏帮、坍塌等。 软质岩主要为二叠系上统吴家坪组下部（P2w）钙质泥土岩及黑色炭质页岩 夹煤层；中统雷口坡组（T21 ）薄层泥岩、页岩、钙质泥岩为主夹薄层灰岩、 泥质灰岩、粉砂岩等；软弱夹层主要为三叠系下统嘉陵江组（Tlj）上部的 盐溶角砾岩。断层造成的岩石破碎带，往往形成不稳定结构面，导致岩石松弛、岩石 强度下降，岩体的完

13、整性及均一性极差，隧道围岩稳定性变差，隧道洞室穿 过破碎带时容易引起坍塌、冒落，施工时应引起重视。4、地表失水 区内岩体大部分出露，且可溶岩出露长度已占隧道总长度的 80以上， 特别是背斜北西翼大部分隧道洞身段的岩溶较为发育。在隧址区地表仅有少 量泉点及部分地表溪沟水。这些水库、泉点及地表溪沟等水文点，现流量及 水位均较为稳定，尚无漏失现象。由于可溶岩的两侧为较多的非可溶岩隔水 层夹持，其地下水的横向运移相对较差，而纵向的水力联系相对较强，因而， 其地下水位相对较高，如在背斜北西翼地表的嘉陵江组（Tlj ）灰岩中发育 有部分泉水点。由于这部分地表的水点处于埋深相对较浅，且地表岩溶相对 较为发育

14、的地段，隧道施工将对这些地表水的漏失产生一定的影响。隧址区地下水主要为岩溶裂隙水，其补给来源主要为大气降水。隧道开 挖将形成较大的集水廊道，势必对隧址区水文地质条件产生影响，在影响半 径范围内可能出现地下水水位降低、地表部分井、泉干枯及地表岩溶塌陷等 现象，进而影响隧道地表村民的生产及生活用水。5、岩爆隧道洞身将穿越大量灰岩、白云岩等硬质岩地层，具备了发生岩爆的岩 性条件。隧道在D8K160+950D8K162+100段埋深在485710m,超过可能发 生岩爆的临界埋深，具备了发生岩爆的埋深条件。施工时更应采用合理的开 挖和支护方法,以尽量减少岩爆发生的可能性。（九）、隧道涌水量预测1、计算原

15、则对水文地质条件、隧道充水条件和结合区域水文地质数据的综合分析， 认为大气降水、地表水的直接入渗是地下水的主要补给来源。隧道穿越三个 不同性质的含水岩系，地下水位不一，地下水渗透性亦存在一定差异。因此， 根据地形地貌、地层岩性、构造及水文地质条件等进行隧道涌水量预算时， 采取分段预算方法。2、预算方法及公式的选择由于隧道位于岩溶垂直循环带内，因此不适合用狭长水平廊道法计算， 选用大气降水入渗系数法计算。3、参数选用及预算结果大气降水入渗系数法：Q=F X a/TQ隧道正常涌水量，m3/d;F 汇水面积，由 1： 1 万平面图量测；X 多年平均降雨量;T 年时间， 365d;入渗系数，根据区域数

16、据采用经验值计算参数及计算结果表下表编号12地表里程D8K158+525D8K161+500D8K161+500D8K163+425地层T j T fP c T jcr U分段汇水面积F(km2)272 114多年平均降雨量X(m)1.0811.081月最大降雨量X(m)0.16760.1676入渗系数a0.230.16正常涌水量Q(m3/d)1.839X 1040.954X104正常情况下，总涌水量Q总二2.793X104(m3/d)，取2.8X 104(m3/d)。雨季最大涌水量可以是正常涌水量的数倍。参考高速公路方斗山隧道及鱼剑口水电站施工数据，最大涌水量按3倍正常涌水量，取Q最大=8.

17、4 x 104(m3/d)。隧道在可溶岩段遇暗河、溶洞、溶缝、溶隙时可能发生突水，在不同岩 性接触带可能发生股状涌水，施工时应加强水文地质观测，采取有效措施及 时对围岩进行封堵。（十）、环境工程地质1、环境对修建铁路的影响隧道穿越一山脊地貌，坡体表面为大量基岩出露。隧道出口洞口位于省 道边，交通较为便利，同时洞口紧邻龙河，驻地附近有泉水丰富，且水质较 好，能满足隧道施工的生产及生活用水。总体来看环境对修建铁路较为有利。2、修建铁路对环境的影响隧址区山体稳定，地表基岩大量出露，仅局部沟谷及平缓地区有厚度不 等的块（碎）石、粉质粘土覆盖，隧道建设不会对山体稳定造成大的影响。 但开挖弃碴应定点有序堆

18、放，以预防引起人为地质灾害。由隧址区水文地质 条件及隧道涌水量预测可知，隧址区地下水主要为岩溶水，其补给来源主要 为大气降水。隧道开挖将形成较大的集水廊道，对隧址区水文地质条件产生 影响。在影响范围内可能出现地下水水位降低、地表井、泉干枯及地表塌陷 等现象，进而影响当地村民的生产及生活用水。三、设计阶段风险评估的结论通过对方斗山隧道设计阶段初始风险等级进行统计，该隧道 15.25段 落突水（泥）初始风险等级判定为“高度”，84.75段落突水（泥）初始风 险等级判定为“中度”；21.21段落塌方初始风险等级判定为“中度”；2 瓦斯初始风险等级判定为“高度”, 35.6瓦斯初始风险等级判定为“中度

19、”，环境影响初始风险等级判定为“中度”，工期延误初始风险等级为“中度” 综合考虑各风险因素，方斗山隧道初始风险等级为“高度”。方斗山隧道风险等级评定统计表低度中度高度塌方长度（m）38751043-百分比78.79%21.21%-1极高长度（m）4168750百分比84.75%15.25%项目阶段施工方法目标风险风险因素或风险事件突水（泥）根据初设及施工图设计阶段提供的方斗山隧道的地质环境条件、工期等 因素对该隧道在可能出现的各种风险进行了分析和评估，并提出了相应的规 避风险的技术措施。施工过程中，隧道洞身穿越含有丰富地下水的可溶性岩 可能引起的突水、突泥及地下水渗漏是影响方斗山隧道安全风险和

20、环境风险 的主要因素。针对这一主要风险因素，在确定最终的施工方案时，施工单位 从施工方案、综合地质超前预测预报、超前探水、注浆堵水、地表水环境监 测、高水压地层的支护结构等各个方面入手，确立了各项施工原则和施工措 施，从而使风险降到可接受的范围。另外隧道穿越煤系地层，且存在发育断 层，有深部天然气沿断层带或构造裂隙向浅部运移可能，施工到煤层地段时， 将按照瓦斯隧道进行施工。四、风险识别 1、风险指标体系通过对勘测资料、地勘报告、施工图及施工现状等进行分析，将方斗山 隧道施工阶段风险因素归纳为表61所示；塌方突水矿广山法突水瓦斯施工阶段矿山法安全风险瓦斯丄赤护穴变形甘右石其他明挖法丄右卜TP列亦

21、形山体开裂变形坍塌其他表61方斗山隧道施工阶段风险因素体系表表61 1方斗山隧道施工风险因素核对表风险因素风险事件塌方瓦斯突水（泥、石）岩爆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其他施工地质勘察资料收集情况常规地质法情况（地质素描）超前地质预报其他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通风情况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其他资料收集情况常规地质法情况（地质素描）超前地质预报情况石门开启方法安全岩柱留设震动或远距离爆破瓦斯泄压与排放注浆封闭瓦斯其他通风系统通风设备通风质量其他

22、注浆堵水措施排水措施降水措施其他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化纤服装其他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加固与改良支护时机支护方法支护质量比合成换周期揭煤、防突情况施工期防排水火源控制措施支护及衬砌情况其他防护情况机械设备防护人员防护其他电器设备与 作业机械电缆选型设备选型电器与保护情况风电闭锁其他监控量测水量水质水压掌子面稳定情况量测器材与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）其他施工管理培训情况检测情况应急预案情况人员管理情况施工队伍情况机械装备程度施工质量施工经验辅助工法的掌握与运用监理情况其他

23、隧道特征埋深断面大小长度坡度辅助坑道表61 2 方斗山隧道洞口段施工风险因素体系表-M险事件 风险因素山体开裂变形坍塌其他施工准备气象调查情况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其他施工地质 勘察资料收集情况常规地质法情况（地质素描）超前地质预报其他施工组织施工顺序开挖情况开挖速度地下水处理爆破方法爆破器材检查和落实弃渣堆放其他施工期防 排水排水措施降水措施其他支护情况支护强度支护形式其他监控量测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其他施工管理培训情况检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

24、情况其他隧道特征开挖跨度开挖深度其他表61 3 方斗山隧道其他风险因素体系表.-展险事件风险因素安全环境工期投资第三方交通事故司机运输设备交通管理道路状况通风照明情况洞外天气其他用电事故用电设计施工组织设备状况用电管理其他火灾事故火源及传播途径消防教育消防措施消防器材人员管理其他注：其中打“”表示该风险因素对风险事件有影响，以下表同。2、隧道基本风险因素单元识别与划分隧道进行基本风险因素单元划分方法很多，针对本隧道从便于理解和管 理的角度，本次评估以隧道岩性、地质构造为主要依据，以隧道长度里程为 分段单位，对全隧道进行基本风险因素单元划分，划分结果见表62：表62 方斗山隧道施工阶段风险评估单

25、元划分表序 号段落风险事件成因1D8K158+512D5K158+600塌方、突水隧道主要穿越可溶岩地段，岩性主要为中厚层状灰岩、白云质灰 岩、泥质灰岩、盐溶角砾岩等，夹少量薄层钙质泥岩、页岩等，地 表岩溶较为发育，岩体中发育有23组构造节理，隧道位于岩溶水 垂直循环带。T 1、T j4、T j2、P w低部地下水具弱中等侵蚀性，T j42 112 1 及T j2为泥质胶结的盐溶角砾岩、T f4页岩、T f页岩、P w底部煤层，1 1 1 2这些界面容易产生崩塌、冒落、涌水等现象，也可能发育溶洞及产 生岩溶突水，另外，在靠近背斜轴一隧道埋深已在710m左右，有发 生岩爆现象的可能。预计正常情况

26、下，隧道最大涌水量为2.8万m3/ 天，雨季最大约8.4万m3/天。围岩中段的Pw为隧道穿越的主要含2煤地层，其下部含有薄煤层，并含有瓦斯、一氧化碳等有毒有害气 体，为低瓦斯隧道。隧道为高地应力地区，施工可能产生岩爆。断 层附近岩体较破碎，工程地质条件较差。2D8K158+600D8K158+700塌方、突水3D8K158+700D8K158+800塌方、突水4D8K158+800D8K158+825塌方、突水5D8K158+825D8K158+900塌方、突水6D8K158+900D8K158+975塌方、突水7D8K158+975D8K159+000塌方、突水8D8K159+000D8K1

27、59+200塌方、突水9D8K159+200D8K159+250塌方、突水10D8K159+250D8K159+300塌方、突水11D8K159+300D8K159+450塌方、突水12D8K159+450D8K159+475塌方、突水13D8K159+475D8K159+625塌方、突水14D8K159+625塌方、突水D8K159+750D8K159+75015D8K159+800塌方、突水D8K159+80016D8K160+050塌方、突水D8K160+05017D8K160+125塌方、突水D8K160+12518D8K160+550塌方、突水D8K160+55019D8K160+6

28、00塌方、突水D8K160+60020D8K160+650塌方、突水D8K160+650塌方、突水、21D8K160+700瓦斯D8K160+700塌方、突水、22D8K161+035瓦斯D8K161+035塌方、突水、23D8K161+050瓦斯24D8K161+050塌方、突水、D8K161+205瓦斯隧道主要穿越可溶岩地段，岩性主要为中厚层状灰岩、白云质灰25D8K161+205塌方、突水、岩、泥质灰岩、盐溶角砾岩等，夹少量薄层钙质泥岩、页岩等，地D8K161+250瓦斯表岩溶较为发育，岩体中发育有23组构造节理，隧道位于岩溶水26D8K161+250塌方、突水、垂直循环带。T 1、T

29、j4、T j2、P w低部地下水具弱中等侵蚀性，T j42 112 1D8K161+300瓦斯及T j2为泥质胶结的盐溶角砾岩、T f4页岩、T f1页岩、P w底部煤层，1 1 1 227D8K161+300塌方、突水、这些界面容易产生崩塌、冒落、涌水等现象，也可能发育溶洞及产D8K161+350瓦斯生岩溶突水，另外，在靠近背斜轴一隧道埋深已在710m左右，有发D8K161+350塌方、突水、生岩爆现象的可能。预计正常情况下，隧道最大涌水量为2.8万m3/28D8K161+530瓦斯天，雨季最大约8.4万m3/天。围岩中段的Pw为隧道穿越的主要含2D8K161+530塌方、突水、煤地层，其下

30、部含有薄煤层，并含有瓦斯、一氧化碳等有毒有害气29D8K161+900瓦斯体，为低瓦斯隧道。隧道为高地应力地区，施工可能产生岩爆。断D8K161+900层附近岩体较破碎，工程地质条件较差。30突水、瓦斯D8K162+450D8K162+45031D8K162+500突水、瓦斯D8K162+50032D8K162+800塌方、突水D8K162+80033D8K162+850塌方、突水34D8K162+850D8K162+950塌方、突水35D8K162+950D8K162+975塌方、突水36D8K162+975D8K163+000塌方、突水37D8K163+000D8K163+150塌方、突水

31、38D8K163+150D8K163+250塌方、突水39D8K163+250D8K163+275塌方、突水隧道主要穿越可溶岩地段，岩性主要为中厚层状灰岩、白云质 灰岩、泥质灰岩、盐溶角砾岩等，夹少量薄层钙质泥岩、页岩等， 地表岩溶较为发育，岩体中发育有23组构造节理，隧道位于岩溶 水垂直循环带。Tl、T j4、T j2、P w低部地下水具弱中等侵蚀性，2 112T j4及T j2为泥质胶结的盐溶角砾岩、Tf4页岩、Tfi页岩、Pw底部11 112煤层，这些界面容易产生崩塌、冒落、涌水等现象，也可能发育溶 洞及产生岩溶突水，另外，在靠近背斜轴一隧道埋深已在710m左右， 有发生岩爆现象的可能。

32、预计正常情况下，隧道最大涌水量为2.8 万ms/天，雨季最大约8.4万ms/天。围岩中段的Pw为隧道穿越的主2要含煤地层，其下部含有薄煤层，并含有瓦斯、一氧化碳等有毒有 害气体，为低瓦斯隧道。隧道为高地应力地区，施工可能产生岩爆。 断层附近岩体较破碎，工程地质条件较差。40D8K163+275D8K163+350塌方、突水41D8K163+350D8K163+375塌方、突水穿越可溶岩地段，岩性主要为中厚层状灰岩、白云质灰岩、泥质 灰岩、盐溶角砾岩等，夹少量薄层钙质泥岩、页岩等，地表岩溶较 为发育，可能发育溶洞及产生岩溶突水，并应注意在此段的含、隔 水层接触带及附近，可能产生一般性的涌水，局部

33、有涌、突水现象42D8K163+375D8K163+430边仰坡滑坍3、小结根据以上分析及基本单元识别，本隧道存在的主要风险为：（高压）突 水、突泥风险、瓦斯、岩爆、塌方风险等；此外，隧道在施工至可溶性围岩 段的向斜核部位臵、围岩破碎段及可溶性岩与非可溶性岩接触带，可能因隧 道水源与地下水系贯通，隧道施工对地下水产生袭夺，从而导致环境风险及 第三方风险；综上所述，对隧道主要存在的（高压）突水突泥、岩爆、瓦斯及塌方风 险、环境风险因素进行识别，识别结果见表63：表63方斗山隧道风险清单表序号风险事件风险产生的原因险源类别后果1突水 （泥、石）1、断层破碎带2、地层不整合接触带、侵入岩与围岩接触地

34、带3、可溶岩与非可溶岩接触带4、岩溶管道水，充水溶洞G人员伤亡 工期延误 投资增加2瓦斯1、封闭条件2、地下水位3、煤质4、吨煤瓦斯含量5、瓦斯压力6、瓦斯涌出量G人员伤亡3塌方1、围岩级别2、断层破碎带3、岩层产状，层间结合力4、节理等结构面产状及结构力学性质5、岩溶发育带6、埋深G人员伤亡4岩爆1、埋深2、岩石的单轴抗压强度3、岩体结构特征4地应力，主应力方向及大小G人员伤亡5地下水侵蚀1、地下水水质2、地下水的循环条件G结构耐久性差6地表失水1、地表水与地下水的贯通性2、地下水位3、地貌G第二方 损失7洞口 失稳1、土的性质与土层厚度2、岩层风化程度及厚度3、不良地质G人员伤亡五、风险评

35、估本阶段风险评估以定量、定性为主，结合现有统计数据及现行规范、规 定进行，根据已掌握的勘测、设计、施工各方面资料分析确定各风险因素导 致的风险事件可能发生的概率和可能产生的后果。在综合考虑了地形地质条件、原勘测、设计有关资料后，将各种风险因 素导致相应事故发生的的概率及后果分别用15五个数值来表示，其中，概 率等级 “1”“5”分别代表“很不可能”、“不可能”、“偶然”、“可能”、“很 可能”，各概率等级所对应的概率大小和等级标准见表7-1表71 事故发生概率等级标准概率范围中心值概率等级描述概率等级0.31很可能50.030.30.1可能40.0030.030.01偶然30.00030.00

36、30.001不可能20.00030.0001很不可能1注：中心值代表所给区间的对数平均值施工阶段风险较大，尤其是安全风险，在条件允许时应尽量进行较为全 面的风险评估。由于施工阶段最主要目标就是顺利施工和保证安全，因此评 估重点应放在安全上，以按安全风险事故为主要评估目标。方斗山隧道的初始风险等级评定见表7-2。表72 方斗山隧道初始风险等级表序 号段落风险事件成因初始风险概 率 等 级后 果 等 级风 险 等 级1D8K158+512D5K158+600塌方、突水隧道主要穿越可溶岩地段，岩性主要为 中厚层状灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、盐 溶角砾岩等，夹少量薄层钙质泥岩、页岩等， 地表岩溶较为发

37、育，岩体中发育有23组 构造节理，隧道位于岩溶水垂直循环带T 1、2T j4、T j2、P w低部地下水具弱中等侵蚀1 1 2性，T1j4及T1j2为泥质胶结的盐溶角砾岩、Tf4页岩、Tf1页岩、Pw底部煤层，这些界1 1 2面容易产生崩塌、冒落、涌水等现象，也可 能发育溶洞及产生岩溶突水，另外，在靠近 背斜轴一隧道埋深已在710m左右，有发生 岩爆现象的可能。预计正常情况下，隧道最 大涌水量为2.8万m3/天，雨季最大约8.4 万m3/天。围岩中段的P w为隧道穿越的主要2含煤地层，其下部含有薄煤层，并含有瓦斯、 一氧化碳等有毒有害气体，为低瓦斯隧道。 隧道为高地应力地区，施工可能产生岩爆。

38、 断层附近岩体较破碎，工程地质条件较差。32中 度2D8K158+600D8K158+700塌方、突水23中 度3D8K158+700D8K158+800塌方、突水33高 度4D8K158+800D8K158+825塌方、突水32中 度5D8K158+825D8K158+900塌方、突水32中 度6D8K158+900D8K158+975塌方、突水33高 度7D8K158+975D8K159+000塌方、突水32中 度8D8K159+000D8K159+200塌方、突水23中 度9D8K159+200D8K159+250塌方、突水32中 度10D8K159+250D8K159+300塌方、突水

39、33高 度序 号段落风险事件成因初始风险概率等级后果等级风 险 等 级11D8K159+300D8K159+450塌方、突水33高 度12D8K159+450D8K159+475塌方、突水33高 度13D8K159+475D8K159+625塌方、突水23中 度14D8K159+625D8K159+750塌方、突水隧道主要穿越可溶岩地段，岩性主要为 中厚层状灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、盐 溶角砾岩等，夹少量薄层钙质泥岩、页岩等， 地表岩溶较为发育，岩体中发育有23组 构造节理，隧道位于岩溶水垂直循环带T 1、2T j4、T j2、P w低部地下水具弱中等侵蚀1 1 2性，T j4及T j2为泥

40、质胶结的盐溶角砾岩、1 1Tf4页岩、Tf1页岩、Pw底部煤层，这些界 1 1 2面容易产生崩塌、冒落、涌水等现象，也可 能发育溶洞及产生岩溶突水，另外，在靠近 背斜轴一隧道埋深已在710m左右，有发生 岩爆现象的可能。预计正常情况下，隧道最 大涌水量为2.8万m3/天，雨季最大约8.4 万ms/天。围岩中段的P w为隧道穿越的主要2含煤地层，其下部含有薄煤层，并含有瓦斯、 一氧化碳等有毒有害气体，为低瓦斯隧道。 隧道为高地应力地区，施工可能产生岩爆。 断层附近岩体较破碎，工程地质条件较差。32中 度15D8K159+750D8K159+800塌方、突水33高 度16D8K159+800D8K

41、160+050塌方、突水32中 度17D8K160+050D8K160+125塌方、突水23中 度18D8K160+125D8K160+550塌方、突水23中 度19D8K160+550D8K160+600塌方、突水23中 度20D8K160+600D8K160+650塌方、突水33高 度21D8K160+650D8K160+700塌方、突水、瓦斯33高 度22D8K160+700D8K161+035塌方、突水、瓦 斯、岩爆32中 度23D8K161+035D8K161+050塌方、突水、瓦 斯、岩爆32中 度24D8K161+050D8K161+205塌方、突水、瓦 斯、岩爆32中 度25D

42、8K161+205D8K161+250塌方、突水、瓦 斯、岩爆32中 度26D8K161+250D8K161+300塌方、突水、瓦 斯、岩爆43高 度27D8K161+300D8K161+350塌方、突水、瓦 斯、岩爆32中 度28D8K161+350D8K161+530塌方、突水、瓦 斯、岩爆32中 度29D8K161+530塌方、突水、瓦32中序 号段落风险事件成因初始风险概 率 等 级后果等级风 险 等 级D8K161+900斯、岩爆度30D8K161+900D8K162+450突水、瓦斯、岩爆32中 度31D8K162+450D8K162+500突水、瓦斯23中 度序 号段落风险事件成

43、因初始风险概率等级后果等级风 险 等 级32D8K162+500D8K162+800塌方、突水隧道主要穿越可溶岩地段，岩性主要 为中厚层状灰岩、白云质灰岩、泥质灰 岩、盐溶角砾岩等，夹少量薄层钙质泥 岩、页岩等，地表岩溶较为发育，岩体 中发育有23组构造节理，隧道位于岩 溶水垂直循环带。Tl、T j4、T j2、Pw2 112 低部地下水具弱中等侵蚀性，Tij4及 T j2为泥质胶结的盐溶角砾岩、T f4页岩、 1 1Tfi页岩、Pw底部煤层，这些界面容易 1 2产生崩塌、冒落、涌水等现象，也可能 发育溶洞及产生岩溶突水，另外，在靠 近背斜轴一隧道埋深已在710m左右，有 发生岩爆现象的可能。

44、预计正常情况下， 隧道最大涌水量为2.8万m3/天，雨季最 大约8.4万m/天。围岩中段的Pw为隧2道穿越的主要含煤地层，其下部含有薄 煤层，并含有瓦斯、一氧化碳等有毒有 害气体，为低瓦斯隧道。隧道为高地应 力地区，施工可能产生岩爆。断层附近 岩体较破碎，工程地质条件较差。23中 度33D8K162+800D8K162+850塌方、突水23中 度34D8K162+850D8K162+950塌方、突水23中 度35D8K162+950D8K162+975塌方、突水22中 度36D8K162+975D8K163+000塌方、突水23中 度37D8K163+000D8K163+150塌方、突水33高

45、 度38D8K163+150D8K163+260塌方、突水23中 度39D8K163+260D8K163+275塌方、突水23中 度40D8K163+275D8K163+350塌方、突水23中 度41D8K163+340D8K163+375塌方、突水穿越可溶岩地段，岩性主要为中厚层 状灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩、盐溶 角砾岩等，夹少量薄层钙质泥岩、页岩 等，地表岩溶较为发育，可能发育溶洞 及产生岩溶突水，并应注意在此段的含、 隔水层接触带及附近，可能产生一般性 的涌水，局部有涌、突水现象23中 度42D8K163+375D8K163+430边仰坡滑坍23中 度交通事故、用电事故、火灾事故等其他

46、风险因素的初始风险等级均判定 为III级。通过分析，对隧道施工安全风险为本隧道主要风险。在安全风险中对隧 道威胁最大的是可溶性围岩的塌方、突水风险；影响隧道施工安全的第二大 风险是瓦斯；影响安全的两个相对次要的风险为岩爆和侵蚀性地下水。施工 时需高度重视，超前地质预报、开挖方式、衬砌支护参数、施工通风等均需 严格按设计及规范要求进行，以将施工安全风险降低到最小。侵蚀性地下水 尽管不会对隧道施工造成大的安全风险，但可能影响隧道衬砌结构的耐久 性，施工时必须按设计要求采取相应的耐腐蚀措施。六、风险对策措施1、 落实超前地质预测预报工作根据地质资料，本隧通过可溶岩地段且洞身发育多条断层，可能遇大型

47、溶洞、大段溶蚀破碎带、大型贮水岩溶管道。隧道施工时，应通过综合超前 地质预报手段探明掌子面前方地质条件，以便采取有效的施工措施，避免施 工突发灾害的发生。2、 实施监控量测工作，及时反馈施工情况，验证设计和预防风险事件 在施工过程中，应按照设计文件中的监控量测要求对洞内围岩和支护结 构的位移、变形、受力情况以及地表水、地表建筑等进行施工过程的完整监 测，提供及时、可靠的信息、评定施工期间围岩和支护结构的稳定性及对周 边环境的影响，避免施工安全事故、支护结构破坏、第三方损失等风险的发 生。3、岩溶或断层破碎带富水区超前探水措施（1）在接近岩溶或断层破碎带富水区时，采用地震波探测仪对掌子面 前方3

48、0m100m范围内的不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报， 粗略的预报围岩级别和地下水情况，每100m施作一次，当有异常情况时适 当加密。（2）在地震波探测仪的基础上采用超前探测验证。对掌子面前方30m 左右范围的地质情况作更准确的预报，先进行红外超前探测（每掘进循环一 次），然后每个断面布设2 个探测孔（其中一孔取岩芯），对掌子面前方地下 水、地温及围岩情况进行探测，探测孔25m 一个循环，单孔长度为30m左右， 相邻探测孔之间的搭接长度为5m。当有异常情况时，结合预测结果判释，可 加密钻孔或加深部分爆眼孔，钻孔布置应针对物探异常进行调整。对多项预 测预报手段所得的资料进行综合分析与

49、评判，相互印证，并结合掌子面揭示 的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，根据超前地质预测预 报结果，相应优化调整措施，以确保施工安全及结构安全。（ 3）对多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证， 并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断，根 据超前地质预测预报结果，相应优化调整措施，以确保施工安全及结构安全。4、通过煤层防瓦斯措施D8K161+035 +205、 D8K161+530 +900、 D8K161+260 +270 段隧道穿越 煤系地层， D8K161+260+270 段发育高角度的走向逆断层，存在深部天然气 沿断层带或构造裂隙向浅部

50、运移可能时每个断面设3个89瓦斯探测孔，瓦 斯探测孔每25m 一个循环，30m/孔，搭接5m。5、断层带、浅埋破碎带及洞口破碎带塌方风险减缓措施洞身破碎段及进出口段大拱脚台阶法开挖，采用V级加强II型复合衬 砌，初期支护采用108大管棚超前支护，帷幕注浆或堵水注浆治水，全环 工20b型钢钢架0.6m/榀加强支护。6、岩爆地段风险减缓措施七、残留风险评估通过对方斗山隧道初始风险等级评定，对安全风险等级为“高度”的风 险事件必须采取有效的措施，使风险降低到可以接受的范围。对初始风险采 用相应的工程措施处理以后，进行残留风险评估，残留风险等级见表9-1。表 9-1 方斗山隧道洞内残留风险等级表序 号

51、段落风险事件风险处理措施残留风险概 率 等 级后 果 等级风 险 等 级1D8K158+512D5K158+600塌方、突水大拱脚台阶法开挖；进口 40m申146大管棚加强；全环 工20b钢架0.6m/榀,拱部设申42超前小导管2.4m/环； 综合超前地质预报，可溶岩接触带超前预注浆，径向注 浆及局部注浆堵水。22中 度2D8K158+600D8K158+700塌方、突水台阶法开挖；拱墙工18钢架lm/榀；拱部设申42超前 小导管2.0m/环进行支护；综合超前地质预报，可溶岩 接触带超前预注浆，径向注浆及局部注浆堵水。22中 度3D8K158+700D8K158+800塌方、突水台阶法开挖；全

52、环工20b钢架0.8m/榀；拱部设申42超 前小导管2.4m/环进行支护；综合超前地质预报，可溶 岩接触带超前预注浆，径向注浆及局部注浆堵水。22中 度4D8K158+800D8K158+825塌方、突水台阶法开挖；拱墙格栅钢架1.0m/榀；拱部设申42超前 小导管2.0m/环进行支护；综合超前地质预报，可溶岩 接触带超前预注浆，径向注浆及局部注浆堵水。22中 度5D8K158+825D8K158+900塌方、突水台阶法开挖；综合超前地质预报，可溶岩接触带超前预 注浆，径向注浆及局部注浆堵水。22中 度6D8K158+900D8K158+975塌方、突水台阶法开挖；拱墙格栅钢架1.0m/榀；拱部超前申42小 导管2.0m/环进行支护；综合超前地质预报，可溶岩接 触带超前预注浆，径向注浆及局部注