2023年危险源分析及预防报告.docx

危险源分析及预防报告 武广客运专线重点隧道工程sdⅢ标 危险源分析及预防措施 中铁十二局武广客运专线sdⅢ标工程经理部 二○○六年一月 危险源分析及预防措施 武广客运专线重点隧道sdⅢ标段的工程工程主要为大瑶山2号隧道出口段和大瑶山3号隧道。该标段隧道洞身地质复杂，多种地质构造并存，断裂发育、节理裂隙具有复杂多变的性质，通过对设计提供的工程水文地质等资料的认真研究，现场调查和开会讨论，确定当隧道穿过高地应力、断裂破碎带、岩溶等地段时存在岩爆、突水、突泥、围岩失稳等较大危险。此外该标段位于大瑶山森林茂密地区，施工场地狭窄，雷雨、大风天气多，还容易发生火灾、爆炸、雷击等事故。 根据以上地质、地理特点和现场实际，工程部按照我集团危险源辨识、风险评价和风险控制筹划程序（zt12/ohs/cxwj-33），采用lec法（作业条件危险性评价法），综合调查和评价sdⅢ标隧道施工现场、材料库区、危爆品库区、生活区、办公区的平安风险，最后评价得出本工程重大危险源主要有：岩爆、坍方、涌水、突泥、火灾、爆炸、触电、高处坠落、机械伤害、交通事故、职业病危害、食物中毒等。为防止以上重大危险源诱发的事故发生，特制定针对性预防措施如下： 一、岩爆 1、岩爆预测、预报 （1）以超前探孔为主，辅以地震波等手段进行预测预报；（2）对开挖面及其附近的地质观察、素描，分析岩石的“动态特性〞，主要包括岩体内部发生的各种声响和局部岩体外表的剥落、崩裂等现象； （3）采用工程类比法进行宏观预报。如设有平行导坑，那么平行导坑应掘进超前正洞一定距离，以了解地质分析可能发生岩爆的地1段，为正洞相应地段施工提供依据。 2、岩爆预防措施岩爆的发生速度快，来势猛。受多种因素的控制，在其活泼地段和活泼期，或者在岩爆孕育期和孕育地段就适时地采用合理的加固措施，是岩爆控制与施工平安的重要环节。在可能发生岩爆地段的隧道施工中，坚持“短进尺、多循环、以防为主、防治结合〞的原那么，针对不同的岩爆级别可采取以下技术措施： （1）掘进时短进尺，每循环进尺宜控制在1.0～1.5m，一般不超过2.0m。 （2）选用预先释放局部能量的方法。用超前钻孔释放能量或喷射高压水冲洗法，先期将岩层的原始应力释放，以减少岩爆的发生。 ①微弱岩爆地段可直接在开挖面上洒水，软化表层，促使应力释放和调整。 ②中等岩爆地段在边墙及拱部隧道开挖轮廓线2023-15cm范围内打设注水孔，并向孔内喷灌高压水，软化围岩，加快围岩内部应力的释放。 ③强烈岩爆段除采用喷注高压水外，可采用开挖超前导坑的方法，提前释放局部应力。 ④采用预裂爆破以释放预应力。 （3）加强光面爆破技术，使开挖轮廓线圆顺，降低岩爆发生的强度。 选用与硬岩相匹配的水胶炸药。周边眼间距较无岩爆地段适当加密，周边眼采用ф20小药卷不偶合装药，严格控制药量，尽可能减少爆破对围岩的影响。 （4）局部增设锚杆及钢筋网或采用钢架锚喷支护等手段进行防2护，尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生。 ①对于岩爆强烈的开挖面，可采用超前锚杆对开挖面前方的围岩进行锁定。 ②在拱部及两侧侧壁布臵预防岩爆的短锚杆，锚杆长度宜为2m左右，间距宜为0.5～1.0m，并宜与微纤维喷射混凝土联合使用，形成喷锚加固作用。 3、发生岩爆采取的措施 隧道施工中，一旦发生岩爆，应立即采取以下处理措施。（1）停机待避，同时进行工作面的观察记录，如岩爆的位臵、强度、类型、数量以及山鸣等。 （2）在工作面、侧壁和拱部，每一循环内进行2～3次找顶。（3）采用能及时受力的锚杆：锚固剂锚杆。（4）采用喷射微纤维混凝土，厚度为5～8cm。 （5）当用台车钻眼，岩爆的强度在中等以下时，可在台车及装碴机械、运输车辆上加装防护钢板，防止岩爆弹射出的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。 二、坍方 1、坍方征兆及预报 围岩的变形破坏、失稳坍方，是一个从量变到质变的过程。在量变过程中，围岩的工程水文地质特征及岩石力学特性会反响出一些征兆。根据这些征兆可预测围岩的稳定性，进行地质预报，采取相应措施，保证施工平安，防止隧道坍方。围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下一些征兆： （1）水文地质条件的变化。如枯燥围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊等都是即将发生坍方的前兆。 3（2）拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方。 （3）围岩节理面裂缝逐步扩大，很可能要发生坍方。（4）支护结构变形（钢架接头挤偏或压劈、喷射混凝土出现明显裂纹或剥落等），甚至发出声响，有坍塌的可能。 （5）围岩或支护结构拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d或拱顶下沉量大于0.1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态，有可能出现失稳坍方。 2、坍方预防措施 （1）全面了解设计提供的地质状况，并及时与现场实际情况比照，领会设计意图。 （2）做好超前地质预报工作。对开挖面前方地层进行探测预报，判明地层和含水情况，为超前支护和止水提供依据，及时修改或加强超前支护和支护参数。尤其是施工开挖接近设计探明的富水带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、突泥、渗水增大和整体性变差等现象，及时调整施工方法。 （3）加强施工监控量测，实行信息化施工。对地表沉降、拱顶下沉、围岩收敛进行量测，及时对数据进行整理分析，及时反响于设计和施工，及时优化设计参数和施工方法。当量测数据说明围岩收敛变形接近控制标准的警戒值时，尽快采取加强措施进行加固，抑制变形，防止因变形突变引起坍塌。 （4）据不同地质情况和开挖方式，采用超前小导管预注浆加固地层的超前支护措施，注浆选材视不同岩层和地下水情况分别采用水泥浆、水泥—水玻璃双液浆，通过注浆加固周边围岩，提高其自承能力，减少围岩松弛变形。 4（5）对不同围岩，分别采取上部弧形导坑预留核心土法、台阶法、crd法、cd法等开挖方法。分步开挖时，支护要及时闭合成环，每一环支护均施作锁脚锚杆，加强支护，防止拱脚下沉和内移，引起过大变形，导致拱部岩层坍塌。 （6）严格控制开挖工序，尤其是开挖进尺，杜绝各种违章施工。控制爆破装药量，减小对软弱破碎围岩的扰动。 （7）保证施工质量。超前预注浆固结止水、钢架制作、支护和衬砌混凝土质量必须符合设计及标准要求。 （8）施工期间，洞口应常备一定数量的抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。 （9）有下述现象发生时，应启动应急响应措施，先撤出工作面施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理后，确认险情排除方可恢复工作面施工：a.围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。b.围岩面不断掉块剥落。 c.支护喷混凝土外表龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。d.掌子面节理裂隙中渗水量或涌水量明显加大。 3、坍方处理措施 （1）隧道发生坍方后应及时迅速处理，不得随意拖延时间。处理前，必须仔细观测坍方的范围、形状、数量大小及坍体的地质状况、地下水的分布、活动情况等，分析坍方原因，制定合理处理方案。 （2）隧道坍方应根据发生的部位、规模及地质条件，采取“治坍先治水，治坍先加强〞的原那么，采取锚喷支护、注浆、管棚、加强二次衬砌、设臵护拱等技术措施，不失时机、不留隐患地进行处5理。 （3）坍方后首先要防止其扩大，在处理前加强防排水工作。a.坍方发生后，首先应防止坍方范围继续扩大： ①在坍方范围的顶部与侧壁危石及大裂缝应先行去除或锚固。②加强原有支护。对坍方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍方扩大。 ③在坍方范围内架设支撑或喷射混凝土，必要时加设锚杆。b.处理坍方前应采取以下技术措施，加强防排水工作：①地表沉陷和裂缝应采用注浆填充和加固，或采用不透水土壤夯填密实，开挖截水坑，防止地表水下渗进入坍体； ②通顶陷穴口的地表四周应挖沟排水，搭设防雨棚遮盖穴顶；洞内衬砌通过坍方后陷穴应及时回填，回填应高于原地面，并用黏土或浆砌片石封闭穴口，作好排水； ③坍体内有地下水活动时，采用管、槽引至排水沟排出，无法进行引排时可采用注浆堵水。 （4）隧道洞口坍方处理 a.中小型坍方应将坍体自上而下全部去除。根据坍方后坡面情况可选用刷坡卸载的方法，同时应对仰坡面自上而下进行喷锚网加固。 b.大型坍方的坍体不必全部去除，可采取先挖台阶的形式去除一局部，再进行喷锚网加固，并在仰坡上适当位臵设浆砌片石挡墙防护。 c.仰坡加固完成后，洞口段已露空洞身可采用暗洞明做或改为明洞衬砌，拱圈上部可回填土石或浆砌片石。 d.根据仰坡坍方的规模及稳定性情况，对洞内二次衬砌应进行6加强。 （5）石质类坍方的围岩级别一般为ii～iv级，岩体以未风化或轻度风化的岩层为主，节理较发育，坍体呈碎石状，未坍方的围岩呈相对稳定状态。坍方规模一般为中、小型，个别为大型坍方。可按以下方法处理： a.根据坍体内坍腔的矢跨比，采取不同的处理措施：①当矢跨比h/b＜0.7时，可采用外层初期支护（w）加内层初期支护（n）再加防护（f）的方法进行处理； ②当坍腔的矢跨比h/b≥0.7时，可采用w+f的方法进行处理。b.岩石类坍方已塌到隧道上方的原地面时，应先处理地面坍口，后处理洞内坍方。处理洞内坍方时，应采用注浆加管棚整体加固的处理方法，即z法，并应以渗透注浆为主，管棚应为长大管棚。 （6）土质类坍方的围岩级别一般为Ⅳ～Ⅵ级，隧道的围岩以土质风化岩石为主，坍体呈土状，含有大量的黏土、砂质土（≥70%）及少量的石屑和孤石，坍方范围以外的未塌局部呈相对不稳定状态，坍方规模一般较大，主要为大型和特大型坍方。可按以下方法处理： a.土质隧道坍方不宜采用清碴的方式处理； b.土质类坍方可采用注浆加管棚的处理方法进行，注浆可视坍体中土质（或砂）的颗粒大小分别采用渗透注浆或劈裂注浆。 （7）坍方处理完毕后，应防止其再次发生，隧道的开挖及支护作业应符合以下要求； a.采用w+n+f和w中f法处理的坍方，由于坍体已全部去除，故开挖及支护工作是在未坍方的围岩中进行。因此，应根据其围岩级别、地质构造状况、地下水活动情况等因素综合选定施工方法。在坍方影响的范围（一般为2023～30m）内，应严格按照“短进尺，弱7爆破，强支护〞的原那么组织施工。 b.采用z法处理的坍方，其开挖及支护是在已注浆加固的坍体中进行，施工时应正确合理地选择开挖方法，严格控制开挖进尺和爆破装药量。除在注浆效果十分良好的情况下采用全断面开挖外，一般均应采用台阶法或分部开挖法，其开挖进尺宜为0.5～1.0m。开挖后，应及时支护。支护应以喷锚支护为主，宜采用如早强药包锚杆或自进式锚杆等尽早受力的锚杆，并根据现场注浆加固效果和管棚支护效果，选择钢筋网、钢架和微纤维喷射混凝土。 （8）坍方地段的衬砌应视坍方的大小和地质情况，采用钢筋混凝土或钢架混凝土予以加强。衬砌完成后，应及时施作护拱和回填。采用z法处理的坍方，其二次衬砌背后应采取填充注浆处理。 三、涌水 洞内突水对隧道施工的危害很大，施工中必须采取相应的防水、排水措施。根据涌水量的大小，提前封堵和疏排，同时做好应急准备，一旦发生涌水，迅速排出，以防大量地下水涌入洞内，造成危害。 1、涌水预测