建筑土木2正文象山隧道风险评估报告7

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1、目 录0 编制说明31 编制依据31.1 业主制订的风险管理方针及策略31.2 相关的国家和行业标准、规范及规定31.3 隧道基础资料41.4 各阶段审查意见41.5 上阶段评估结果42 隧道概况52.1 设计概况52.2 施工概况102.3 风险目标控制概况243 风险评估组织机构和相关人员283.1 风险评估组织机构283.2 风险评估相关人员294 风险评估计划和策略294.1 风险评估对象294.2 风险评估目标304.3 风险等级标准304.4 风险接受准则305 风险评估程序和评估方法315.1 风险评估程序315.2 风险识别方法325.3风险估计和评价方法326 风险评估内容3

2、36.1 风险识别336.2 风险估计406.3 风险评价426.3.1涌水突泥426.3.2地表失水456.3.3 软岩大变形466.3.4 塌方486.3.5 瓦斯506.3.6 岩爆526.3.7 斜井有轨运输溜车526.3.8其它风险因素527 风险对策措施及建议537.1 风险对策措施537.2 风险事件应急预案637.3 风险管理建议698 残留风险评价699 风险评估结论7210 附件及附录740 编制说明21 编制依据21.1 业主制订的风险管理方针及策略21.2 相关的国家和行业标准、规范及规定21.3 隧道基础资料31.4 各阶段审查意见31.5 上阶段评估结果32 隧道概

3、况42.1 设计概况42.2 施工概况92.3 风险目标控制概况223 风险评估组织机构和相关人员263.1 风险评估组织机构263.2 风险评估相关人员274 风险评估计划和策略274.1 风险评估对象274.2 风险评估目标284.3 风险等级标准284.4 风险接受准则285 风险评估程序和评估方法295.1 风险评估程序295.2 风险识别方法305.3风险估计和评价方法306 风险评估内容316.1 风险识别316.2 风险估计376.3 风险评价396.3.1涌水突泥396.3.2地表失水426.3.3 软岩大变形436.3.4 塌方456.3.5 瓦斯476.3.7 斜井有轨运输

4、溜车496.3.8其它风险因素497 风险对策措施及建议507.1 风险对策措施507.2 风险管理建议608 残留风险评价619 风险评估结论6310 附件及附录65龙厦铁路象山隧道施工阶段风险评估报告0 编制说明新建龙岩至厦门铁路ZD-标施工合同生效日期为2006年12月30日。鉴于铁道部铁路隧道风险评估与管理暂行规定（铁建设2007200号）发布与实施日期为2007年10月29日，本标段象山隧道工程可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段和施工初期均未能进行风险评估与管理。因此，本报告内容侧重于以隧道施工阶段的风险评估，在制订风险处理方案或措施时，兼顾设计措施和施工措施。2008年7

5、月45日，建设单位邀请史玉新、关宝树、林振球、赵勇等隧道专家及参建单位代表召开了象山隧道风险评估会。本报告根据评估会议意见做出了修订和完善。1 编制依据1.1 业主制订的风险管理方针及策略1.2 相关的国家和行业标准、规范及规定(1) 铁路隧道风险评估与管理暂行规定（铁建设2007200号）；(2) 铁路建设工程安全生产管理办法(铁建设2006179号);(3) 铁路隧道设计规范(TB10003-2005)；(4) 铁路隧道施工规范(TB10204-2002);(5) 铁路隧道防排水技术规范（TB10119-2000）；(6) 铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）；(7) 铁路隧道

6、喷锚构筑法技术规范(TB10108-2002);(8) 铁路工程施工安全技术规程（上册，TB10401.1-2003）；(9) 铁路工程施工安全技术规程（下册，TB10401.2-2003）；(10)煤矿安全规程(国家安全生产监察管理局令第16号)。1.3 隧道基础资料(1) 象山隧道设计文件新建龙岩至厦门铁路施工图象山隧道(龙厦施(隧)09)；(2) 龙厦铁路ZD-标施工相关合同文件；(3) 中铁隧道勘察设计院在施工前期对象山隧道隧址的水文地质勘察报告；(4) 龙厦铁路ZD-标实施性组织设计等；(5) 隧道已揭示段地质描述资料；(6) 实际揭示重大不良地质情况资料；(7) 已发生风险事件相关

7、资料；(8) 设计地质补勘资料；(9) 地质预报资料；(10）环境调查资料；1.4 各阶段审查意见因编制说明所述原因，施工阶段之前和施工阶段初期的风险评估审查意见均无。1.5 上阶段评估结果因编制说明所述原因，上阶段的风险评估未进行，无上阶段风险评估结果。2 隧道概况2.1 设计概况 隧道地质概况 地层岩性 象山隧道工程所处地区分布的地层较复杂，其中隧道穿越的岩层岩性主要为：卵石土（Q4al+pl）、粉质黏土（Qdl-el）、石炭系下统林地组（C1l）（黄白色石英砾岩、砂砾岩、砂岩及紫红色粉砂岩互层，岩石较软，裂隙发育，较破碎）、二迭系下统童子岩组（P1t）（煤系地层，灰黑色，中薄层粉砂岩、薄

8、层砂质泥岩夹煤层及煤线，岩石软硬变化大，裂隙发育，较破碎）、上统翠屏山组（P2CP）（灰白色-灰黄色、浅紫色，薄层状细砂岩、粉砂岩夹泥质粉砂岩，局部夹有煤线，岩石较软，假整合于童子岩组（P1t）之上）、大隆组（P2d）（灰黄色，薄层状泥质粉砂岩、砂质泥岩，岩石软）、三迭系下统溪口组（T1X）（灰青色，薄层状硅质灰岩夹薄层粉砂岩，底部夹厚层状灰岩，岩石硬，溶蚀强烈，岩溶发育）、大坑组（T3d）(灰色，中薄-中厚层石英粗砂岩、细砂岩，岩石硬，节理裂隙发育)、上部文宾山组（T3Wb）（灰-灰黄色，薄层中薄层状粉砂岩夹砂质泥岩，夹薄层细砂岩，强风化弱风化，岩石软）、下部文宾山组（T3Wa）（灰白色，中

9、薄层长石石英细砂岩、粉砂岩、中薄层石英细砂岩，强风化弱风化，岩石较硬）、上段梨山组（J1lb）（灰色深灰色，中层状石英砂岩、细砂岩、粉砂岩，弱风化，节理裂隙发育）、下段梨山组（J1la）（灰黄色，中厚层长石石英砂岩、细砂岩夹粉砂岩，弱风化，节理裂隙较发育）、侵入隧区的燕山早期黑云母花岗岩（52（3）C）和燕山晚期中细粒花岗斑岩（53（1）b）等。 地质构造：象山隧道隧址区位于大田-龙岩拗陷带之广平-龙岩复式向斜和政和-大埔深大断裂附近，在其影响下，隧址区地质构造复杂，褶皱、断裂极其发育。政和大埔大断裂在新祠村附近通过，隧址区主要发育北东北北东向新华夏系华夏系的次级断裂构造，对隧道施工有影响的断

10、裂主要有十条，即F7、F10、F12、F13、F14、F15、F16、F19、F20、F21断裂。隧址区沉积地层受到对闽西地区有强烈作用的印支、燕山和喜马拉雅构造运动的影响，褶皱、断裂极其发育，岩层破碎。隧道区花岗岩形成于燕山期，受到了对闽西地区有较强影响的喜马拉雅构造运动的作用，加之岩性较脆，其内构造节理较发育。由于隧址区地质构造复杂，沉积地层中褶皱、断裂极其发育，岩层破碎，花岗岩中构造节理发育。围岩中的断层破碎带、不整合接触带、构造节理等为地下水的流动提供了良好的渗流通道，加之隧址区雨量充沛，地下水水位较高，所以，隧道施工期间的洞内大量渗水或涌水非常普遍。 不良地质现象 隧址区特殊地质体有

11、：煤层瓦斯：隧道左、右线洞身DK（YDK）25225DK（YDK）26855段穿过中灰、低硫、低磷、高发热量的无烟煤层，隧道上方为正在开采的新祠煤矿。据煤矿监测资料，巷道空气瓦斯浓度最高为0.15%，一般为0.08%左右，说明煤层瓦斯在隧道开挖时涌出量较小，但不能排除局部密集的可能。在施工中应加强瓦斯含量的监测，并根据监测结果，采取工程处理措施。设计图纸指出，象山隧道本次暂未按瓦斯隧道设计，穿越煤层段衬砌本次暂未按瓦斯衬砌设计。根据2008年6月26日建设指挥部龙厦铁路象山隧道瓦斯评估专家会会议纪要(第34号)内容：确定象山隧道为瓦斯隧道，其中1#斜井工区为低瓦斯工区，2#斜井施工地段为瓦斯地

12、段。采空区：隧址区出露有童子岩组煤系地层（P1t）（DK25+500DK26+700），适中镇象山公祠煤矿正在开采，根据煤矿提供的开采巷道平面图，隧道轴线在煤矿开采范围右侧。公祠煤矿始采于1993年，开采面主要位于海拔560m以上，但最低储水仓底面为海拔标高441.20m，目前计划开采到300m。根据隧道纵断面图，对照所收集的象山公祠煤矿采掘巷道分布图，隧道通过煤矿部位的标高为380370m，即隧道低于目前采空区和采煤储水仓区，且在空间上隧道顶低于煤矿储水仓60m左右。就目前开采现状而言，该煤矿的采空区对隧道影响不大，但下伏地层易产生涌水、突水、坍塌等问题。岩溶: 适中镇象山村-下隔村的河流及

13、低洼地带（即隧道轴线上），里程DK24+070DK24+280、DK27+080DK27+170、DK28+250DK29+240、DK32+310DK33+380，三叠系下统溪口组底部夹有石灰岩，层位稳定，厚度30m。含裂隙溶洞水，富水性不均一，单孔涌水量一般小于1000天/日，泉流量一般560升/秒，最大可达276.689升/秒，地表溶蚀现象较严重，溶洞发育一般。但隧道开挖过程中可能遇到局部的溶蚀空洞及岩溶突水、突泥。高地温: 据公祠煤矿地温测量资料，采煤巷道标高520m处（距地面230m）地温为22C，标高590m处（距地面160m）为20C，增温梯度为1C/35。根据计算，隧道开挖洞体

14、内最高地温为37.5C，大于我国矿山劳动条例规定的保证工人的身心健康和工作效率的上限温度值28C。本隧址区埋深大于456m的地段(DK26+160DK28+420、DK30+850DK33+440)的地温温度28C，属存在地温危害区域，设计施工时应采取通风降温措施。该隧址区的其余地段的地温均小于该上限温度，不存在地温危害。高地应力（岩爆和软岩大变形）：隧址区主要构造线呈NESW，推断最大水平主应力方向为NWSE，与隧道轴线夹角60左右斜交,为N94W。本地区地应力强度属中等应力场地区，隧道洞身（DK27+080DK27+170、DK28+250DK29+160、DK32+310DK34+040

15、）埋深大于350米地段（硬质岩）有发生岩爆的可能。隧道除进出口外，洞身大面积出露粉砂岩、砂岩、砂质泥岩等软质岩地层， DK25+040DK33+350段隧道埋深200m，最大埋深780m。隧道洞身在软质岩的开挖过程中， DK25+040DK33+350段围岩可能会发生大变形,需加强支护。本次除DK（YDK）28+315+355段和DK（YDK）30+865+915段共计90米采用了软岩大变形衬砌外，其余地段本次设计暂未按软岩大变形设计。 岩石放射性异常段：通过对隧道区域的测量，隧道轴线上未见放射性异常，辐射剂量率在221247nGY/h间，线路附近基岩出露部位辐射剂量率在351410nGY/h

16、间，对过往旅客影响较小，但对施工工人有明显影响，同时有放射性异常。 隧址区域性水文地质 地表水发育特征：隧址区地表水以公祠自然村为分水岭（DK27+500），分南东、北西两侧排泄。北西侧为龙岩龙津河支流水系，南东为闽南漳州九龙江西溪水系。由于地形高差大，冲沟坡度陡，水流较急，排水通畅。旱季流量小，雨季流量增大数倍数十倍。地表水受大气降水补给，向两侧坡脚排泄，由于隧址区岩石裂隙较发育，地表水的下渗是地下水的主要补给源。 地下水的赋存条件：隧道区地下水类型有孔隙水、沉积岩层间裂隙水、基岩裂隙水和构造裂隙水、岩溶水，受大气降水补给。（a）孔隙水：主要分布于新祠、象山一带的山间盆地冲洪积砂、卵石土空隙

17、中，水量丰富，透水性好。（b）裂隙水：主要分布于岩石的裂隙中。其中侵入岩体裂隙不发育，地下水量贫乏；隧道左侧童子岩组煤系地层及断层及断层所影响裂隙较发育部位透水性好，地下水量较丰富。 （c）岩溶水：新祠村和象山、下隔村低洼地段的三叠系下统溪口组底部夹有一层石灰岩，溶洞发育，推测深部岩溶水较丰富，透水性好，可能产生涌水或突水。、隧道设计概况象山隧道为龙厦铁路的控制性工程。隧道采用双洞单线方案，最大埋深830m。左线隧道起始里程为DK19+690DK35+588，隧道长15898m，右线隧道起始里程为DK19+690DK35+607，隧道长15917m。隧道设计有5座斜井(其中2#、3#、4#斜井

18、为有轨运输)。隧道采取钻爆法施工，初期支护为喷锚网喷+拱架等形式，隧道衬砌采用复合式衬砌。2.2 施工概况(1) 施工组织概况龙厦铁路ZD-标合同工期35个月，要求象山隧道右线21个月内贯通、28个月内达到铺轨条件。龙厦铁路ZD-标项目部下设六个作业工区，项目部成立有专家顾问组、通风瓦检组、地质组、注浆组、试验室和监控量测组等专业技术科研组，以解决施工中的技术难题，为快速施工提供有力的技术保障。施工时，通过利用象山隧道进口、出口及5座斜井组织施工，在正常施工期间组织24个掌子面平行施工。其中，每座斜井进入正洞后开辟4个开挖掌子面，组织平行作业，实现长隧短打、快速施工的目标。隧道全工序施工期间，

19、参建人员达5000余人。(2) 总体施工进展情况截至2008年6月10日，施工时间累计529天，占合同总工期的52.2%。开累完成实物量情况：除4#斜井正进行建井未进入正洞外，其它斜井与进出口正进行正洞施工；共计完成正洞开挖支护13380米，占隧道总长的42.1%。(3) 实际揭示地质概况 实际揭示地质情况综合描述 按照设计，目前隧道已开挖段、级围岩各占61.9%、22.8%、7.3%、8.0%（而整个象山隧道、级围岩各占28.4%、50.1%、14.5%、7.0%），岩性主要为地质条件相对较为简单的花岗岩及砂泥岩，一些工区刚刚进入煤系、灰岩地层，穿越了十个主要断裂带中的两个（F7、F21）。

20、依据设计，结合目前的地质情况，在未来的隧道施工中还将要遇到更多更为复杂的不良地质现象，施工难度将会更大，面临的风险也将会更大。各施工面实际揭示地质情况如下。 进口：YDK19+740+877.5段地层为第四系坡残积粘土层，密实程度为稍密松散，围岩软弱，自稳能力差，地下水发育，易变形、坍塌；在洞口地表曾开采过锰矿，存在一露天的采空区，填有人工回填土，对隧道施工有较大影响，当隧道开挖至YDK19+831时，洞内地下水很发育，土层呈饱和流塑态，围岩级别为级，造成掌子面坍塌。YDK19+877.5YDK20+270段地层为石炭系林地组粉砂岩、砂岩，受风化作用严重，岩体整体较破碎破碎，节理裂隙发育杂乱无

21、序，大多为张开微张开型，充填岩屑、粘土，胶结程度差。地下水较发育。 1#斜井工区：在YDK20+954YDK24+004段非煤系地层黑云母花岗岩的开挖过程中，几次出现放炮后掌子面燃烧现象，通过瓦斯检测得其浓度最高达0.56%（瓦斯涌出量达5.5m3/min），在此段施作超前水平探孔兼作瓦斯气体排放孔，未发现煤层，但均有瓦斯气体。YDK20+954+968段花岗岩为全风化强风化，部分岩体弱风化，岩石较破碎破碎，属软岩极软岩，地下水发育，普遍渗水，围岩软弱极易垮塌。YDK24+004+098.5段为三迭系溪口组地层，为硅灰岩夹粉砂岩，围岩节理裂隙发育，构造面有溶蚀现象，少量黄泥充填，地下水发育，Y

22、DK24+098.5掌子面中部股状突水，水量约100 m/h。在YDK24+098.5掌子面往前钻探，探得前方岩溶发育，地下水极发育，钻孔内出水，初始为黄色泥浆水，后水变清，水量最大约800m3/h。 2#斜井工区：已施工段受构造影响围岩整体较破碎，裂隙发育，地下水发育。其中X2DK0+085、+068、+048、+035发育顺层滑动带，多挤压擦痕，影响宽度0.41.0m，地下水发育。X2DK0+015+013为断层带，破碎带内岩体破碎，泥质胶结，胶结程度差，X2DK0+013+000段为其影响带,段内挤压面发育，岩体较破碎，地下水发育，普遍渗水、滴水、股状水。正洞右线小里程方向即将进入灰岩段

23、，通过超前水平钻孔探得前方岩溶发育，钻孔内出水，初始为黄色泥浆，水量约100m3/h。YDK24+422YDK25+513段二迭系翠屏山组地层为中薄层状泥质粉砂岩夹砂质泥岩，间断夹有煤线，存在瓦斯气体。其中YDK24+810+840发育三条风化破碎带，地下水发育；YDK24+860附近发育一条挤压破碎带，地下水发育； YDK24+960YDK25+009发育一条顺层断层，地下水发育；YDK25+481附近发育一条断层，顺破碎带出水，水量约80m/h。YDK25+513+671段为二迭系下统童子岩组煤系地层，区域地质资料中该组地层含有51层煤，其中可采煤层达十层。从YDK25+554后间段含煤层

24、，属软质岩，层厚不稳定，从几厘米至2m不等，围岩较破碎，地下水发育，夹煤层地段由于地下水作用，围岩极为软弱，掌子面自稳能力差，极易坍塌。 3#斜井工区：原设计三号斜井在施工准备过程中发现位于滑坡体上，后经踏勘选择在现三号斜井位置施工。斜井段地层为三迭系溪口组粉砂岩、细砂岩夹硅灰岩，强弱风化，中厚薄层，以薄层为主，层间胶结程度差，围岩节理发育，节理面胶结差。由于构造面发育且胶结差，地下水发育，水质清，为裂隙水。在斜井施工过程中，经检测存在瓦斯气体。 4#斜井工区：斜井段岩性为灰白色变质花岗斑岩和青灰色蚀变正长斑岩，强弱风化，变质花岗岩和蚀变正长斑岩接触带频繁出现，且接触带两侧岩体大多破碎，全段节

25、理裂隙十分发育，节理杂乱无续，间断出现胶结程度差的宽张节理发育段，岩体较破碎破碎，围岩变化频繁；其中X4DK0+777+775发育一断层，夹糜棱岩、少量断层泥，透镜体发育，岩体破碎。地下水十分发育，几次出现股状大突水。斜井继续向前开挖还将会遇到设计中的一岩性接触带及一断层破碎带。在进入正洞后，隧道还将以断层三次穿越地表水库、河流。 5#斜井工区：在5号斜井及正洞的开挖过程中几次出现放炮后瓦斯燃烧，经检测存在瓦斯气体；在5号斜井底部X5DK0044+027发育一挤压破碎带，受其影响有花岗斑岩绿泥石蚀变，岩体易掉块，挤压破碎带宽度约为1m，两侧34m的岩体受其影响严重，裂隙发育，岩体破碎。X5DK

26、0+027+000发育断层破碎带，岩体破碎，断层带内含碎裂岩、糜棱岩,少量断层泥，断层带内节理裂隙发育杂乱无序,挤压擦痕明显,透镜体发育,局部发育全风化强风化带,绿泥蚀变普遍，地下水发育，X5DK0+013处涌水，水量约35m3/h。YDK32+960YDK33+130段为花岗斑岩与三迭系溪口组硅灰岩、粉砂岩岩性接触带，由于构造作用及岩浆侵入作用，围岩较破碎，节理裂隙发育，且多不规则，结构面间胶结程度差。此段埋深650m左右，地下水极发育，此段左右线涌水共约1300m3/h，且水压约23MPa，围岩变形严重，最后造成边墙及拱顶垮塌。YDK33+130YDK35+080花岗斑岩段围岩完整性变化频

27、繁，地下水发育，其中YDK33+250+273.3围岩相对完整性差，岩体较破碎；其中YDK34+000+120段内发育两条强风化带，岩体破碎；YDK34+203、+226有股状出水，水量分别为15、100m/h；YDK34+580YDK35+080岩体在断层破碎带及影响带内，岩体强全风化，部分岩体弱风化，岩体较破碎极破碎，地下水发育，全风化岩体呈饱和态，局部随地下水流出呈流塑态,自稳能力极差，极易变形、坍塌、突泥。+685.5、+683.5、+737段有股状出水，水量分别10、8、3m/h，YDK34+788+795段在F21断层破碎带及f2破碎带内，YDK34+802+846段普遍线状、股状

28、出水，总水量约60m/h。 出口：为全风化灰黄色花岗斑岩，夹花岗斑岩球状风化后残余的球状岩体，直径在10150cm不等。地下水发育，全风化岩体呈饱和态，局部随地下水流出呈流塑态,为级围岩，自稳能力极差，极易变形、坍塌、溜塌。 瓦斯检测情况象山隧道在实际施工过程的瓦检情况表明，目前1#、2#、3#、5#斜井工区正洞已发现爆破后存在较高浓度瓦斯，且已出现5次炮后掌子面或碴堆上不明气体燃烧的现象，详细情况见下表。象山隧道瓦斯设计与实际监测情况表名称设计情况瓦斯监测结果燃烧事件(次)备注最大瓦斯浓度(%)一般瓦斯浓度(%)1#斜井工区不经过煤系地层，无瓦斯。0.560.080.2922#斜井工区经过煤

29、系地层，存在瓦斯0.320.080.251隧道开挖五次穿过煤线3#斜井工区0.140.080.14正进行井底车场建设4#斜井工区不经过煤系地层，无瓦斯暂无暂无尚未进入正洞5#斜井工区0.140.080.142 洞内涌水情况统计与推算根据掌握的相关资料，预计整个象山隧道正常涌水量为23491m3/d，最大涌水量为51560m3/d。根据2008年4月20日的统计，象山隧道总涌水量已达85680 m3/d。综合考虑隧道进度、揭示的地质条件与洞内涌水等综合因素，根据水均衡原理，采用降水入渗法（Qs=2.74aWA），按不同岩性含水层分段计算其正常涌水量，雨季涌水量按最大年降水量估计，未考虑隧道瞬时突

30、涌水时的最大涌水量。通过计算得全隧（含斜井）正常涌水量为141186 m3/d,雨季涌水量为164175m3/d，为设计相应数量的6.0倍、3.2倍。象山隧道各工区排水量统计与推算涌水量 (单位：m3/d) 名称一工区二工区三工区四工区五工区六工区合计当前排水量720204001344011040108002928085680推算正常涌水量96282267313430320702133142054141186推算雨季涌水量114082375915913379952575249348164175（注：以上值均未考虑隧道瞬时突涌水时的最大涌水量。）异常大的隧道涌水严重危及象山隧道5座斜井(尤其是3

31、座有轨运输斜井)与反坡开挖正洞的施工安全和施工顺利进行。 出口大变形情况描述隧道出口DK35+380DK35+578段实际揭露为级围岩。地层为花岗斑岩（53（1）b）全风化强风化带，厚1020m；岩层内夹杂大量孤石（风化残留的石核），孤石单个体积大、数量多，错乱分布；地下水发育，围岩极不稳定，易坍塌，地下水从围岩临界面渗出，凝聚成股状水流，坍塌松散体遇到渗水或流水很快呈流塑状，并且从高处流向低处形成泥石流，无法形成开挖台阶，初期支护收敛变形及下沉严重，洞顶地表下沉较大。 围岩级别调整情况 象山隧道已开挖段围岩级别总体较预计的差，特别是进出口、2#、4#、5#斜井围岩级别普遍降低。(4) 地质预

32、报工作开展情况象山隧道地质条件极其复杂，集岩溶、煤层瓦斯、采空区、宽大断层破碎带、高地应力（可能产生硬岩岩爆和软弱围岩塑性变形）及放射性于一体，地质因素可能严重危及施工安全，制约工期，因此要认真开展施工超前地质预报工作，并将其作为一道工序，以获取开挖面前方的地质信息，及时调整隧道施工方案，指导隧道安全施工，避免发生地质灾害。象山隧道超前地质预报据地质灾害分级分段采取A级预报（地质情况复杂）、B级预报（地质情况较为简单）、C或D级预报（地质条件简单）四个级别进行。随着实际揭示地质情况的复杂性，出现了前期没有预计到的、隐伏的重大地质问题，地质预报工作在实际施做过程中根据业主、设计和监理的要求，结合

33、现场需要进一步加强开展了以下工作，这虽大大增加了地质预报工作量，但却为避免大的地质灾害、为隧道施工安全提供了强有力的保证。 针对揭露围岩地质情况较预计的差，大大增加了A级预报段长度。 针对象山隧道煤系地层和非煤系地层的瓦斯涌出，加强了瓦斯和其他有害气体检测，增加了超前水平探孔兼作瓦斯气体排放孔。 针对象山隧道地下水极其丰富，且水文地质条件较好的花岗岩地段地下水也普遍发育，且现目前隧道已开挖段实际涌水量远远大于整个隧道设计涌水量的具体情况，增加了红外探水工作。 针对象山隧道地质构造复杂，已揭露的硅灰岩地段岩溶强烈，存在很大的涌水突泥风险的具体情况，增加了岩溶地段的地质雷达探测次数和超前地质探孔数

34、量，每个掌子面设56个钻孔。(5) 已发生风险事件概况 洞内不明气体燃烧事件象山隧道施工过程中连续瓦斯检测表明，1、2、5#斜井工区已经明确存在瓦斯，且在开挖掌子面爆破碴堆上产生了5次不明气体燃烧现象，有关情况列于下表。洞内不明气体燃烧事件统计表序号时间地点事件情况12008.3.111#斜井右线厦门方向里程YDK23+546爆破后，在碴堆上出现瓦斯燃烧22008.6.121#斜井左线厦门方向里程DK23+863爆破后，在碴堆上出现瓦斯燃烧32008.1.142#斜井左线厦门方向里程DK25+052爆破后，在碴堆上出现瓦斯燃烧42007.3.85#斜井建井里程X5K0+143爆破后碴堆上出现瓦

35、斯燃烧52008.4.165#斜井左线龙岩方向里程DK33+515爆破后，在碴堆上存在瓦斯燃烧 涌水突泥事件象山隧道施工过程中，开挖掌子面共发生六次影响较大的涌水突泥事件，有关情况统计如下表。隧道掌子面涌水突泥事件统计表序号时间地点事件情况12008.3.311#斜井右线厦门方向在硅灰岩地段掌子面YDK24+098进行超前地质钻探时，探孔内总涌水量突然增至约850m3/h，地下水夹带黄泥、水压约1.5Mpa，洞内最后被淹没近800m。本次事件对工期、经济、地表失水沉陷等方面产生了极大影响。22008.6.12#斜井右线龙岩方向在即将进入灰岩段的YDK24+328.4掌子面，施做超前水平钻孔时，

36、在钻至46m时，钻孔内突水，为黄色泥浆，水量约100m3/h。32007.8.294#斜井斜井掌子面X4DK0399在爆破后出碴时，掌子面的涌水量突然增加到350 m3/h，加之斜井后方开挖段渗涌水，斜井洞内涌水总量达700 m3/h。施工现场立即撤出斜井内施工人员和设备，之后，虽采取各种措施抢险抽排，最终因涌水量太大、速度过快而导致发生了涌水面基本平齐井口的淹井事件。直至2007年11月，4#斜井才恢复开挖施工。42008.3.175#斜井右线龙岩方向在进行硅灰岩地段掌子面YDK33+040超前地质钻探时，探孔内总涌水总量达800 m3/h；加上开挖后的涌水，掌子面总涌水量达1000m3/h

37、，最大涌水量达1300 m3/h。本次事件对工期、经济等方面产生了较大影响。52008.6.135#斜井左线龙岩方向在右线掌子面坍塌及长距离发生大变形的情况下，考虑到可能是受地下高水压的作用下引起，经四方研究决定，在左线帷幕注浆掌子面向偏右线方向钻设卸水减压孔，钻孔至24m深时，发生约1000m3/h的突水，水压为23Mpa。从量测结果看，减压后右线变形速率明显变缓，但左洞突水、右洞坍穴处涌水均有增大趋势。为防止右洞坍方段在高水压作用下继续坍塌以至与大的储水构造带连通形成灾难性突水，经四方研究决定，在右洞坍塌及大变形段处理完成前，此突水暂不关闭。62008.6.305#斜井右线厦门方向凌晨2:

38、40，掌子面正在进行上台阶立拱后的喷浆作业，在环向拱部还有两米就将喷浆结束时，在拱架与掌子面之间拱顶偏左侧突然出现突泥现象，瞬间突泥量约5060立方，掌子面10名作业工人迅速撤离。过了约34分钟，突然再次出现突泥，且瞬间突泥量达1000立方以上，突泥残留石碴最远距离46.8米，最高达掌子面拱部，从边墙残留泥浆痕迹观察，泥水面高出残留石碴约60厘米，残留石碴掩埋了一台喷浆机、四台潜水泵，一个配电箱。本次事件对工期、经济等方面产生了较大影响。现正根据四方会议制定的方案进行处理。 出口大变形事件隧道出口DK35+380DK35+578施工过程中出现了大变形，致使初期支护收敛变形及下沉严重，洞顶地表下

39、沉较大。YDK35+535570段初期支护变形很大，拱顶下沉普遍在500mm以上，收敛普遍在300mm以上，其中，YDK35+550拱顶下沉累计最大值达到722mm，YDK35+556收敛上点累计收敛最大值达到397mm。DK35+490540段洞顶地表下沉普遍在300mm以上，YDK35+550处靠左线方向地表下沉累计最大值为1185mm。变形导致拱墙初期支护已经严重侵占二衬净空，不得不进行换拱作业。同时，拱架连续多榀发生向出口方向扭曲变形，并且拱架自身收敛变形严重，局部连接板螺栓扭断，连接钢筋焊接处开焊，拱架整体连接被破坏，加设的临时横撑扭曲变形；初期支护喷射混凝土多处出现裂缝、掉块、剥皮

40、等现象，拱墙局部裂缝环向形成整环，初期支护背后多处空洞，并从拱脚处向外冒泥，连续的水土流失仍在加剧空洞的形成和扩大；初期支护多处渗水、滴水，洞内与地表水系连通，局部有与地表连通的水道，大气降水时洞内有明显的水量增大现象。 5#斜井右线掌子面附近已开挖段坍塌与大变形事件 6月10日，5#斜井YDK32+990+960段（此段按设计采用级围岩断面开挖支护，开挖后无渗水）初期支护出现裂纹，并有局部掉块现象，立即停止掌子面（里程为YDK32+960）开挖，迅速组织敲掉裂开的支护混凝土块，再次进行锚网喷支护，并增设量测点。6月11日12日，量测资料显示，YDK32+990+960段收敛日变形最大达27.

41、39mm，同时该段出现局部渗水。6月13日零点，掌子面左侧拱腰处出现垮塌，坍方约100m3，同时在垮塌处出现涌水（约80m3/h）。考虑到坍塌可能是受地下高水压的作用下引起，为防止右洞坍方段在高水压作用下继续坍塌以至与大的储水构造带连通形成灾难性突水，根据四方会议要求，6月13日21点，在左线注浆掌子面钻设减压孔，钻孔至24m深时，发生约1000m3/h的突水，水压为23Mpa。减压后，掌子面左侧垮塌处涌水消失，而从量测结果看，右线变形速率明显变缓。6月16日，按照四方会议确定的方案对变形段加固至YDK32+975时，YDK32+975+965段右侧出现较大垮塌，坍方约700m3，并伴有股状涌

42、水。至6月20日，右侧垮塌处股状涌水明显增大。现正按照四方会议要求进行YDK33+010YDK32+984段加固和YDK33+984+980段帷幕注浆施工。 对环境和第三方的影响事件象山隧道右线YDK24+098大量涌水的发生与该区域附近的地形、地貌、水系及地质条件等存在密切的联系。同时，对周边环境造成了明显的影响：在2008年4月10日，新祠村村民发现有部分地面、房屋地坪、村道和国道路面出现裂缝，裂缝随后迅速发展，很快波及学校、民房、水井、便桥等构筑物。至4月21日，新祠村约70%的地表出现不同程度的下沉、房屋墙体开裂的现象，裂纹宽度最大达3cm，村内水井干涸，自来水管多处断裂，村道水泥路面

43、两处断裂拱起，个别房屋圈梁、地梁断裂，存在严重安全隐患。5月25日15:35, YDK24+120右侧出现一直径约1.5m、深约17m的坍坑，并逐渐扩大，20:00坍坑直径约67m，随着下雨，周边地面开裂范围直径约810m。此事件严重影响了当地村民正常的生产和生活，也引起了施工单位上级、监理、业主、南昌局、设计院、龙岩市政府、福建省政府、铁道部的高度重视。2.3 风险目标控制概况在象山隧道施工前期，由于可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段和施工初期均未能进行风险评估，也未针对存在的风险制订风险处理方案或措施，加之隧道地质较为复杂，施工难度极大，且风险控制的技术措施受到一定地局限，致使发

44、生了一系列风险事件，并对施工安全、工期、投资、环境和第三方产生了明显影响，但由于建设、设计、监理、施工、地方政府及时采取了一系列控制和补救措施，从而使事件后果基本可控，未造成重大人员伤亡。前期风险目标控制概况如下表。象山隧道风险目标控制概况表事件名称风险及发生概况风险控制结果备注人员伤亡(人)工期延误(月)投资增加(万元)对第三方、环境影响涌水突泥严重涌水突泥事件5次无4#斜井14个月，1#斜井8个月，2#斜井7个月，5#斜井6个月4937长期的，严重的投资增加含洞内排水费用地表失水1#斜井里程YDK24+098处表无600长期的，严重的投资增加含对第三方、环境影响软岩大变形进、出口洞口浅埋段

45、无隧道进出口均影响严重575塌方进出口洞口浅埋段、5#斜井正洞围岩级别降低、4#斜井富水破碎无4#斜井3个月， 5#斜井正洞4个月3403投资增加含围岩变更、原3#斜井改移、地质预报增加工作量等瓦斯爆炸四个工区存在瓦斯，瓦斯燃烧事件5次无51863无主要对二、三工区的工期影响岩爆5#斜井正洞龙岩方向发生中度及轻微岩爆无50有轨运输溜车1、2、3#有轨斜井无386高地温5#斜井正洞无50放射性异常经检测，1、5#斜井辐射剂量偏高但无异常无268合计12132(1) 安全风险洞内瓦斯及碴堆不明气体燃烧：象山隧道施工过程中连续的瓦斯检测表明，1、2、3、5#斜井工区连续存在瓦斯，且在掌子面爆破碴堆上

46、共出现了5次瓦斯燃烧的异常事件。其中：1#斜井工区最大瓦斯浓度达0.56。2斜井工区已经四次穿过煤线，最大瓦斯浓度达0.33。1#斜井工区最大瓦斯浓度达0.14。施工单位已将相关事件及时上报了建设、设计、监理等单位，并及时调整和制定了瓦斯监测方案。建设单位积极组织设计单位开展瓦斯地质勘察，2008年1月委托福建煤电股份有限公司进行瓦斯检测，2008年5月委托福建省地质工程勘察院对1、2斜井进行了瓦斯评估， 并邀请福建省地质工程勘察院、福建省煤炭工业设计院、中国地质大学和中铁四院等单位的专家召开专题会，明确象山隧道为瓦斯隧道并确定瓦斯区段，现正进行瓦斯隧道类变更设计。隧道瓦斯的存在使施工潜在一定

47、的安全、工期、投资风险。掌子面涌水突泥：象山隧道目前共发生六次严重涌水突泥事件(简要情况见上表)，在紧急启动应急预案后，及时撤出了洞(井)内的施工人员。富水的岩溶、断层破碎带和岩性接触带等不良地质严重威胁着施工安全，但由于建设、设计、监理、施工单位均根据实际情况及时调整制定了一系列的防涌水突泥控制措施，所以并没有灾难性的风险事件发生。进、出口软岩大变形与坍方风险：隧道出口的洞口段为浅埋小间距，围岩为流塑状、湿陷性大的漂石土软弱地层。施工过程中，掌子面自稳性极差，开挖导致地层反复变形。施工监测表明出口洞顶地表变形达1185mm、拱顶下沉累计最大值达722mm、净空收敛累计最大值达到397mm，导

48、致地表变形开裂严重，洞内初支侵限部分均需做换拱处理，同时须将二次衬砌紧跟在开挖掌子面。隧道出口段施工潜伏极大的坍方风险。象山隧道进口洞口段为浅埋小间距，碎石土和粉质黏土地层，受地表采矿活动及雨天地表水渗透等影响，隧道发生多次围岩软岩大变形和初期支护开裂等紧急情况。通过增设临时水平支撑、注浆加固地层和拱架托换等抢险处理后已安全度过。隧道出口软弱围岩地段施工时安全风险极大。(2) 工期风险1#斜井正洞检测浓度达0.56%，鉴于当时难以明确象山隧道变更为瓦斯隧道，为确保安全，监理单位经建设单位审核后下发停工令，曾要求1#斜井左线小里程掌子面自2008年1月17日暂停施工。2008年6月8日，施工单位

49、在完善技术措施后，经批准该作业面已复工。1#斜井正洞在3月31日发生涌水突泥事件，完成洞内积水和掌子面超前水平钻孔前期注浆后，在实施超前帷幕注浆方案时，6月3日正施钻的注浆孔钻现次出现初始流量达1000m3/h的涌水突泥，水质浑浊，呈黄色泥浆状，并含泥沙及小碎石，后注浆变清。参建四方在1#斜井现场查勘后，召开的现场办公会议认为：象山隧道YDK24+098+328段为砂岩与灰岩的互层段，存在溶蚀现象，加之接触带围岩破碎且具有良好的连通通道，地下水发育、补给充足，极易引发涌水。现已根据设计地质补勘结果和专家咨询会议内容，对该区段采用超前帷幕注浆穿越。4#斜井在2007年的“8.29”淹井事件后，铁

50、道部工管中心领导来到施工现场举行参建各方会商，在确定和实施施工处理方案后，2007年11月恢复开挖施工。同时，因4斜井实际揭示地质情况远较预计的差，围岩破碎且富水，施工难度极大， 连续在探孔后进行帷幕注浆，现正在采用帷幕注浆过花岗岩与砂岩的接触带，下一步还要过水库上游的60米宽的断层，预计4斜井建井工期较原计划推迟约14个月。4#斜井与5#斜井正洞间距长达5028米，是象山隧道的关键线路，4斜井建井时间直接决定工程总工期。5#斜井正洞右线进口方向2008年3月17日涌水后，YDK33+040010段设计为级围岩，调整为V级围岩，进行帷幕注浆堵水通过，对工期造成较大影响。YDK32+990+96

51、0段变形和坍塌处理也将对工期造成较大影响。由于5#斜井进口方向掌子面在象山隧道关键线路上，所以本段涌水影响的工期也将直接影响整个象山隧道的总工期。(3) 投资风险经初步分析和估算，目前为防止发生风险事件发生和处理已发生的风险事件费用为12132万元。(4) 环境风险因隧道洞内实际涌水量较设计预计的大得多，可能受到1#斜井里程YDK24+098掌子面突水和2#斜井大量渗水的影响，隧道轴线区域新祠村出现地下水位降低，部分水井出现干涸。进口和1#斜井之间也因隧道开挖后的渗水造成地下水位下降、水井干枯、泉水消失，严重影响了隧道沿线村民的生产、生活。当地政府也已就此事进行了多次协调，村民已提出阻工的言论

52、。(5) 第三方风险可能受到1#斜井里程YDK24+094掌子面涌水突泥的影响，隧道轴线区域新祠村，因地下水位降低致使部分村民的水井干涸，新祠村地表区域性下沉和开裂，致使学校、民房、便桥等共约100余座构筑物共约出现裂缝，部分房屋被鉴定为危房。3 风险评估组织机构和相关人员3.1 风险评估组织机构成立龙厦铁路ZD-标段象山隧道风险管理工作组，下设办公室。组 长：龙厦铁路工程建设指挥部指挥长副组长：建设指挥部副指挥长、总工，施工项目经理，设计总体负责人，总监理工程师组 员：建设指挥部各室主任、标段隧道专业工程师、安全专业工程师，设计专业工程师，副总监理工程师，施工项目总工程师、副经理、各部室负责

53、人；风险管理工作组下设办公室，办公室设在施工项目部安质部，负责标准化建设活动日常管理和督导工作，办公室主任由项目总工程师兼任。3.2 风险评估相关人员施工单位内部风险评估的人员包括中铁隧道集团专家顾问吴鸣冈、韩忠存、方维鹏、周振国、李才儒、雷宏亮、齐传生、陈文义，中隧勘察设计院勘察分院李彦军，中隧集团科学研究所李志国、罗占夫，中国核辐射研究院，福州大学土木学院刘成禹教授等。邀请参加象山隧道风险评估专家评审会的专家主要有史玉新、关宝树、林振球、赵勇、肖广智、蒋良文、赖树钦、刘成禹、吴鸣冈、李才儒及参建单位代表进行象山隧道风险评估。具体参加评审人员见会议签到表。4 风险评估计划和策略4.1 风险评

54、估对象本次评估对象为龙厦铁路象山隧道。评估内容主要是该隧道因地质因素、设计因素所涉及的典型风险，即涌水突泥、地表失水、软岩大变形、塌方、瓦斯、岩爆、有轨运输溜车、高地温、放射性异常等。4.2 风险评估目标象山隧道为单坡特长隧道，地质条件极为复杂，施工风险高。为充分辨识风险因素(事件)并寻求相应处理措施，达到科学化决策，以确保安全、减少对环境和第三方的影响、做到对工期和投资的有控，本次风险评估目标共五项：安全风险、环境风险、工期风险、投资风险、第三方风险。4.3 风险等级标准根据铁路隧道风险评估与管理暂行规定内容，铁路隧道风险分级根据事故发生概率和后果等级，将风险分为四级：低度、中度、高度与极高

55、，如下表所示。风险等级标准表 后果等级概率等级轻微的较大的严重的很严重的灾难性的12345很可能5高度高度极高极高极高可能4中度高度高度极高极高偶然3中度中度高度高度极高不可能2低度中度中度高度高度很不可能1低度低度中度中度高度4.4 风险接受准则铁路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施如下表。风险接受准则风险等级接受准则处理措施低度可忽略此类风险较小，不需采取风险处理措施和监测中度可接受此类风险次之，不需采取风险处理措施，但需予以监测高度不期望此类风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险的成本不高于风险发生后的损失（ALARP准则）。极高不可接受此类风险最大，必须高度

56、重视，一般应规避，否则要不惜代价将降低风险至少降低到不期望的程度。5 风险评估程序和评估方法5.1 风险评估程序 根据铁路隧道风险评估与管理暂行规定、建设单位关于开展龙厦铁路隧道风险评估与管理的通知(龙厦指200877号)等相关内容，结合龙厦铁路工程建设实际情况，象山隧道风险评估基本程序是：、进行施工阶段风险识别，建立风险指标体系和风险清单。、对施工阶段的初始风险进行评价，分别确定各风险因素对目标风险发生的概率和损失。、分析各风险因素对目标风险的影响程度。、评价初始风险等级。、根据评价结果制订相应的风险处理方案或措施。、对风险进行再评价，提出残留风险；当残留风险不可接受时，应对残留风险进行再处

57、理，直至残留风险在可接受范围内为止。、当安全风险评价为高度等级时，报业主审查批准；当风险评价为极高等级时，上报业主和其上级主管部门审查批准。、对中度及以上等级风险进行监测。若原风险处理方案或措施不能有效减低风险等级到可接受时，再进行风险评估，同时制订相应的风险处理方案或措施，报业主和其上级主管部门审查批准。详见施工阶段风险评估流程图。施工阶段风险评估流程图5.2 风险识别方法本次风险识别主要采用头脑风暴法，同时综合运用其它方法。5.3风险估计和评价方法根据设计资料中提供的风险概率，同时结合采用头脑风暴法得到的结果确定风险事件发生的概率。根据象山隧道斜井（无轨和有轨）施工和施工组织的具体情况，结

58、合以往工程经验，对典型风险事件发生的后果进行分析估算。6 风险评估内容6.1 风险识别6.1.1 地质环境背景象山隧道隧址地质环境复杂，主要体现在以下三个方面：岩性复杂性、岩浆多次侵入和地质构造活动影响。主要情况：(1) 沉积地层主要有：石炭系下统林地组（C1l）、二迭系下统童子岩组（P1t）（煤系地层）、上统翠屏山组（P2CP）和大隆组（P2d）、三迭系下统溪口组（T1X）、上统大坑组（T3d）和文宾山组（T3W），侏罗系下统梨山组（J1l）。沉积期跨度大，沉积相多样化。(2) 侵入地层主要有：燕山早期（52（3）C）黑云母花岗岩和燕山晚期（53（1）b）中细粒花岗斑岩，存在岩浆多期侵入。(

59、3) 根据福建省区域地质志和福建省构造旋回划分简表可得象山隧道隧址区各地层历经的构造运动如下表所示。在华力西印支旋回构造运动的作用下，象山隧道所处附近区域发育有北东向的政和大埔深大断裂、复式向斜及其它规模稍小的北西向断裂。北东向构造运动发展潜能属于B级(较强级)。象山隧道受到北东向、北西向走发的网格式构造控制的影响，隧道围岩的裂隙导水性强，受岩浆岩多期侵入沉积岩的影响，硅灰层与花岗岩互存条件下，相应裂隙优势扩张。同时，围岩灰岩存在溶蚀现象。基于以上原因，隧道存在较大涌水突泥的地质环境。象山隧道主要地层经历的构造运动序号岩类地层经历的构造运动1沉积岩石炭系下统林地组地层华力西(幕)运动、印支运动

60、、燕山运动、喜马拉雅运动2二叠纪下统童子岩组、上统翠屏山组、大隆组地层华力西(幕)运动、印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动3三叠系下统溪口组、上统大坑组和文宾山组地层印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动4侏罗系下统梨山组地层燕山运动、喜马拉雅运动5岩浆岩燕山早期（52（3）C）黑云母花岗岩地层燕山运动、喜马拉雅运动6燕山晚期（53（1）b）中细粒花岗斑岩地层燕山运动、幕、喜马拉雅运动6.1.1 风险识别象山隧道1#、2#斜井之间正洞，在岩溶地层下穿新祠村段已经因1#斜井的一次突水造成地表建筑物、构筑物大面积开裂、变形及地表塌陷。2#斜井右线小里程方向超前地质钻孔已进入岩溶地层，且有大量黄泥浆水通过钻

61、孔流出，而1#与2#斜井之间左线开挖还未进入新祠村下方和岩溶地层，右线也刚进入新祠村下方和岩溶地层，在下一步隧道开挖过程中进一步突水涌泥的可能性极大，所以，此段安全、投资、环境和第三方风险极大。象山隧道从进口到出口为单面下坡，设置五个斜井（其中两个无轨，三个有轨）作为主攻作业面，必须进行大量的反坡排水，而正常和应急排水能力从管路的布置、配电系统和抽水机的配置等方面决定了其将是有限的，涌水突泥淹掌子面和斜井的风险极大。特别是对于三个有轨斜井，一旦出现大的涌水突泥，其井内大量人员和设备的快速撤出将是极其困难的，所以其造成的后果将是灾难性的，人员伤亡和经济损失将会极其巨大，而对于淹井后的处理由于需配置更大能力的移动抽水系统，也将会是极其困难的。同时，2#斜井进口方向已经探明存在较大的岩溶水，出口方向穿越采空区和采煤储水区也存在极大的突水风险；3#斜井进出口方向均需穿过岩溶地层，存在极大的涌水突泥风险；4#斜井在建井过程中已多次出现突水，且经水质化验表明井内突水明显与水库存在联系，下一步斜井和正洞还