公路隧道施工安全风险评估报告

隧道施工安全风险评估报告
一、编制依据
1、《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行》交质监发【2011】217号。

2、《高速公路施工合同段合同文件》、施工图纸及技术规范。

3、交通部颁发的《公路工程国内招标文件范本（2009年版）》、《标准施工招标文件(2007年版)》、现行《公路工程技术标准》、现行《公路隧道施工技术规范》、现行《公路工程施工安全技术规程》等相关规范。

4、现行《公路施工手册》、现行《工程建设标准强制性条文·公路工程部分》。

5、现场踏勘调查、搜集的实地资料。

6、我单位在类似工程中的施工经验和相关工程的技术总结、工法成果等。

7、依据以上文件、规范、标准及工程实地勘察情况，结合我公司现有技术装备、施工能力、管理水平，以及多年从事复杂地形地质条件隧道施工的丰富经验，并针对本工程施工特点，以“保质量、保工期、保安全、创精品”为目标，编制本实施性施工组织设计。

二、工程概况
1、隧道工程概况
王家沟隧道位于***内，隧道为双洞四车道，采用左右线分离式布设，其中左线隧道长度为2957m,起止里程为ZK33+539~ZK36+496,右线隧道长度为2984m,起止里程为K33+504~K36+488，属全线重点控制性工程。

隧道设有行车通道3处，人行通道8处。

2、工程地质概况
（1）、地层岩性
隧址内范围出露地由老到新寒武系崮山组、奥陶系冶里组、第三系上新统静乐组、第四系上更新统马兰组地层；各组段地层岩性特征及分布如下：
寒武系崮山组、奥陶系冶里组岩性主要为石灰岩，岩性变化相对较小，地貌上表现为中缓坡。

工程性质较好。

第三系上新统静乐组岩性岩性为粉质粘土，褐红色，可塑~凝塑，土质
均匀，局部夹卵石土透镜体，工程性质相对较差。

第四系上更新统马兰组地层岩性主要为粉土，褐黄色，含少量小钙质结核，土质均匀，工程性质较差。

（2）、围岩级别划分
隧道围岩级别划分统计表
围岩级别ⅢⅣⅤ总长（m）
右线围岩长度（m）1580 1110 294 2984 所占比列52.95% 37.2% 9.85%
左线围岩长度（m）1620 1040 297 2957 所占比列54.79% 35.17% 10.04%
（3）、不良地质及特殊岩土
本隧道不良地质主要为隧道出口洞口地层为浅埋黄土段。

隧道出口洞口位于黄土覆盖的基岩中陡坡上，洞口段围岩及洞口边坡主要由强风化奥陶系冶里组石灰岩和第四系山更新统马兰组粉土组成。

洞口段黄土结构较松散，有空隙，垂直节理发育，渗透性强，具II级自重湿陷，在大气降水作用下易发生冲蚀。

（4）、地质构造及地震动参数
项目所处区域起点位于岢岚逆断层北部的吕梁～太行断块的吕梁块隆的西北部（芦芽山～赤坚岭梭形掀背斜）经离石大断裂进入鄂尔多斯块（山西部分），各断块间以及断块内的次级断块间，一般往往以枢纽冲断为界。

本区内逆冲断裂主要为离石大断裂与神池—五寨—岢岚断裂。

隧址区属于鄂尔多斯断块，其东侧以离石大断裂与吕梁~太行断块相邻，其南侧以范家庄~西垲口断裂与临汾~运城新裂隙相接。

该断块在山西境内南北长400km，东西宽30~60km，呈狭窄的长条状，出露地层以寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、上第三系为主，第四系广泛分布，使大部分基岩仅出露于河谷，岩层总体走向呈南北向，向西缓倾倒。

隧址区内地震基本烈度为VI度，抗震设防烈度值为7度。

（5）、水文地质特征
隧址区内地下水为碳酸盐岩类裂隙岩溶水，含水层为灰岩，水位等高线在900~1000m；水位埋深较大。

碳酸盐岩类裂隙岩溶水补给来源于大气降水和地表水沿灰岩河谷裂隙带垂直渗漏。

三、评估过程和评估方法
根据《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》、《桥梁隧道设计施工有关标准补充规定》及《公路隧道作业要点手册》的有关内容、及实施性施工组织设计，建立我标段隧道工程风险指标体系。

1、隧道工程风险评估分级
（1）、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，评估指标的分类、赋值标准。

隧道工程总体风险评估指标体系
评估指标分类分值说明
地质G =(a+b+c) 围岩
情况
a
1. Ⅴ、Ⅵ围岩长度占全隧道长度70%以上3-4
根据设计
文件和施
工实际情
况确定。

2. Ⅴ、Ⅵ围岩长度占全隧道长度40%以上、70%以下 2
3. Ⅴ、Ⅵ围岩长度占全隧道长度20%以上、40%以下 1
4. Ⅴ、Ⅵ围岩长度占全隧道长度20%以下0
瓦斯
含量
b
1．隧道洞身穿越瓦斯地层2-3
2．隧道洞身附近可能存在瓦斯地层 1
3．隧道施工区域不会出现瓦斯0
富水
情况
c
1．隧道全程存在可能发生涌水突泥的地质2-3
2．有部分可能发生涌水突泥的地质 1
3．无涌水突泥可能的地质0
开挖断面
A 1．特大断面（单洞四车道隧道） 4 2．大断面（单洞三车道隧道） 3 3．中断面（单洞双车道隧道） 2 4．小断面（单洞单车道隧道） 1
隧道全长
L 1．特长（3000m以上） 4 2．长（大于1000m、小于3000m） 3 3．中（大于500m、小于1000） 2 4．短（小于500m） 1
洞口形式
S 1．竖井 3 2．斜井 2 3．水平洞 1
洞口特征
C 1．隧道进口施工困难 2 从施工便
道难易、
地形特点
等考虑。

2．隧道进口施工较容易 1
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。

（2）隧道工程总体施工风险分级标准
隧道工程施工安全总体风险分级标准
风险等级计算分值R
等级Ⅵ（极高风险）22分及以上
等级Ⅲ（高度风险）14-21分
等级Ⅱ（中度风险）7-13分
等级Ⅰ（低度风险）0-6分（3）、事故发生可能性的等级分成四级，见下表
事故可能性等级标准
概率范围中心值概率等级描述概率等级
>0.3 1 很可能 4
0.03~0.3 0.1 可能 3
0.003~0.03 0.01 偶然 2
<0. 003 0.001 不太可能 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。

（4）、事故发生后果的等级分成四级
人员伤亡是指在参与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，等级标准如下表示：
人员伤亡等级标准
后果定性描述特大重大较大一般后果等级 4 3 2 1
人员伤亡数量
(人) ≥30或
≤100
10≤F<30或
50≤SI<100
3≤F<10或
10≤SI<50
F<3或
SI<10
注：F=死亡人数（含失踪） SI=重伤
（5）、直接经济损失等级标准
经济损失是指风险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，如下表示
直接经济损失等级标准
后果定性描述一般较大重大特大后果等级 1 2 3 4
经济损失(万
元)
Z<10 10≤Z<50 50≤Z<500 Z≥500 （6）、专项风险等级标准
根据事故发生的概率和后果等级，将风险等级分为四级:极高（Ⅳ级）、高度（Ⅲ级）、中度（Ⅱ级）和低度（Ⅰ级）。

风险等级标准
后果等级概率等级一般较大重大特大1 2 3 4
很可能 4 高度高度极高极高可能 3 中度高度高度极高偶然 2 中度中度高度高度不太可能 1 低度中度中度高度（7）专项风险评估流程图（见下图）
计算分值P 等级描述等级
P≥14分以上等级Ⅳ级（很可能） 4
6≤P＜14分等级Ⅲ级（可能） 3
3≤P＜6分等级Ⅱ级（偶然） 2
P＜3分等级Ⅰ级（不太可能） 1
2、风险接受准则与采取的风险处理措施
风险等级接受准则处理措施
低度可忽略不需采取风险处理措施和监测。

中度可接受一般不需采取风险处理措施，但需予以监测。

高度不期望必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，且满足降低风险成本不高于风险发生后的损失。

极高不可接受必须高度重视，采取切实可行的规避措施并加强监测，否则要不惜代价将风险至少降低到不期望的程度。

专项风险评估流程图
成立风险评估小组
风险源辨识
施工作业程序分解
分析主要事故类型
资料收集和现场勘查
相关人员调查评估小组讨论 专家咨询
风险分析
分析事故的致险因子
确定物的不安全状态、 人的不安全行为
系统安全工程
方法
动态评估 风险估测
一般风险源
检查表法 LEC 法
重大风险源
风险矩阵法 指标体系法
隧道
风险控制
风险控制措施建议
四、风险评估
1、风险评估的主要内容
施工安全风险评估分为总体风险和专项风险评估。

（1）总体风险评估指开工前根据隧道工程地质环境条件、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。

（2）专项风险评估指是将总体风险评估等级为Ⅲ级（高度风险）及以上隧道工程中的施工作业活动（或施工区段）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，进行风险源普查，并针对其中的重大风险源进行量化估测，提出相应的风险控制措施。

属于动态评估。

2、各项基本风险、引起风险的因素
根据设计现场勘察资料和给定的计图纸对王家沟隧道危险单元划分及风险分析：
（1）隧道洞口仰坡陡立，岩石破碎，垂直节理发育，受雨水冲刷易形成溜滑，仰坡稳定性差。

（2）王家沟隧道洞身开挖易发生坍塌，尤其是洞口V级浅埋段。

（3）二衬施工属于高空施工，存在人员高空坠落和高空坠物等危险因素。

（4）空压机等特种设备存在使用过程中出现故障的危险因素。

4、隧道工程总体风险评估指标体系
评分依据隧道工程施工安全风险评估指南，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，具体见下表。

隧道工程总体风险评估指标体系
评估指标分类分值说明
地质
G=（a+b+c）围岩情况
a
Ⅴ、Ⅵ围岩长度占全隧道长度
20%以下
根据设计文件和施
工实际情况确定
瓦斯含量
b
隧道施工区域不会出现瓦斯0
富水情况
c
无涌水突泥可能发生的地质0
开挖断面A 中断面（单洞双车道） 2
隧道全长L 长（大于1000m、小于3000m） 3 洞口形式S 水平洞 1
洞口特征C 隧道进口施工较容易 1 便道、地形综合考虑
隧道施工安全总体风险大小计算公式为：
R=G（A+L+S+C）
王家沟隧道R=G（A+L+S+C）=2×（0+3+1+1）=10,8≤10≤13，
依据隧道工程施工安全总体风险分级标准，隧道总体风险等级为Ⅱ级（中度风险）。

5、隧道工程专项风险评估
施工作业程序分解后，通过相关人员调查、评估小组讨论、专家咨询等方式，分析评估单元中可能发生的典型事故类型，并形成风险源清单。

隧道工程施工安全风险源普查清单
序号风险源判断依据
1 坍塌本隧道Ⅴ级围岩浅埋黄土段
2 触电操作不当，造成人员伤害
3 火工品可能导致爆炸，造成人员伤害
4 高空坠落防护措施不到位，造成人员伤害
5 机械伤害操作失误，造成人员伤害
评估小组从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析，具体情况见下表：
隧道风险源风险分析表
单位作业内容潜在的事
故类型
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备注
洞口工程坍塌地质因素
作业人员
本身
死亡变形较大等违规作业等物体打击
作业场所
内设施
作业人员
本身
轻伤无防护等操作错误等高处坠落
作业场所
内设施
作业人员
本身
重伤
无防护、无
警示标志等
忽视警告标
志等
洞身开挖坍塌地质因素
作业人员
本身
死亡变形较大等违规作业等物体打击
作业场所
内设施
作业人员
本身
轻伤无防护等操作错误等
高处坠落作业场所
内设施
作业人员
本身
重伤
无防护、无
警示标志等
忽视警告标
志等
机械伤害作业场所
内设备
同一作业
场所其他
作业人员
重伤
使用不安全
设备等
设备带
“病”运转
等
洞身衬砌触电
人员活动
作业能力
作业人员
本身
重伤
未经许可开
动、关停等
（电气）未
接地等
物体打击
作业场所
内设施
作业人员
本身
轻伤无防护等操作错误等高处坠落
作业场所
内设施
作业人员
本身
重伤
无防护、无
警示标志等
忽视警告标
志等
洞内运输
机械伤害
作业场所
内设备
同一作业
场所其他
作业人员
重伤
使用不安全
设备等
设备带
“病”运转
等
6、重大风险源风险估测
隧道工程重大风险源风险估测采用定性与定量结合方法，事故的严重程度的估测方法采用咨询专家处理方法。

事故可能性的估测方法采用指标体系法。

（1）人的因素及施工管理引发的事故可能性的评估指标体系。

安全管理评估指标体系
评估指标分类分值说明
总包企业资质
A
特级 1
专业及劳务分包企业资质
B
有资质0 针对当前作业的主要分包企业
历史事故情况
C 未发生过事
故
指项目部主要管理人员从事过的
工程项目上曾经发生的事故情况
作业人员经验
D 经验丰富0
从特殊作业人员、一线施工人员的
工程经验考虑
安全管理人员配置
E
符合规定0 三类人员持证在岗安全投入
F
符合规定0
机械设备配置及管理
G 基本符合合
同要求
1
专项施工方案
H
可操作性强0
M=1+0+0+0+0+0+1+0=2，0≤M≤2，依据安全管理评估指标分值与折减系数对照表，折减系数γ为0.8。

（2）隧道施工区段坍塌事故可能性分析评估
隧道施工区段坍塌事故可能性评估指标
评估指标分类分值说明
围岩级别A Ⅴ、Ⅵ级 4
根据围岩节理发育情况Ⅳ级 3
Ⅲ级 2
断层破碎情
况B
不存在断层0
渗水状态C 干-滴渗0.9 渗水状态考虑天气影响地质符合性D 工程地质条件与设计文件基本
一致
1
施工方法E 施工方法完全适合水文地质条
件的要求
施工步距F=a+b a V围岩衬砌到掌子面距离
在70m以上、120m以下
2
二衬距掌子面的距离影响隧道
稳定性
b 一次性仰拱开挖长度在8m
以下
1
隧道施工区段评估指标分值：
V级P=0.8×(0.9×4+0+1+0+2+1)=6.08，6＜R≤11，属于3级（可能）。

Ⅳ级P=0.8×(0.9×3+0+1+0+2+1)=5.36，3≤R≤6，属于2级（偶然）。

Ⅲ级P=0.8×(0.9×2+0+1+0+2+1)=4.64，3≤R≤6，属于2级（偶然）。

（3）典型重大风险源事故可能性等级划分：
V级施工区段事故可能性等级：P=6.08,6≤P＜14，属于Ⅲ级（可能）。

Ⅳ级施工区段事故可能性等级：P=5.36, 3≤P＜6，属于Ⅱ级（偶然）。

Ⅲ级施工区段事故可能性等级：P=4.64, 3≤P＜6，属于Ⅱ级（偶然）。

专项风险等级依据风险矩阵法和指标体系法进行动态风险。

序号施工区段
坍塌大变形
可能性
等级
严重程
度等级
风险
等级
可能性
等级
严重程
度等级
风险
等级
1 V级施工区段可能一般中度可能一般中度
2 Ⅳ级施工区段偶然一般中度偶然一般中度
3 Ⅲ级施工区段偶然一般中度偶然一般中度
五、风险对策措施
经过隧道风险评估，王家沟隧道总体风险评估为中度风险，其中V级
施工区域段风险等级中度，严重程度等级一般，可能性发生等级可能。

Ⅳ、Ⅲ级施工区域段风险等级中度，严重严重程度等级一般，可能性发生等级偶然。

根据风险接受准则与采取的风险处理措施的规定，针对不同的风险事件、结合现场的实际情况拟采取如下技术对策。

1、坍塌风险等级归类
根据“隧道安全风险等级划分”的成果知：
隧道风险被评定为“中度”等级，但发生可能性等级为“可能”的施工区段为：V级施工区段
2、风险处理对策
（1）根据公路隧道风险接受准则与采取的风险处理措施之规定，中度风险是可接受的，相应的处理措施为“一般不需采取风险处理措施，但需予以监测”；为此，项目部确定如下风险技术对策：
中度风险隧道施工区段：在加强施工监测的同时，加强超前地质预报工作，做好设计复核，尤其是现场地质核对和完整的地质分析工作。

超前地质预报的主要方法确定为：地质分析法超前预测、超前水平钻孔探测、检测和必要的地质雷达检测。

制订专项安全技术措施和应急预案，并加强现场演练。

加强施工工艺管理与工序衔接控制，确保工程质量和工序紧跟；
加强监控量测，必要时，与专业设计人员密切配合，采用力学反演技术及时修参。

编制隧道监控量测方案，认真实施监控量测，通过记录、分析，反馈，判识围岩稳定状态；必要时与设计单位配合，利用实测数据，借助大型土木软件，通过建模、网化、加载、求解与分析等计算步骤，预测围岩变形或进行力学反分析，及时修改设计参数，确保施工安全。

依据《公路隧道监控量测技术规程》的规定，在监控量测与数据处理、分析的基础上，确定二次衬砌施做时间，确保及时施做二衬。

（2）加强施工监管，确保措施到位；加强工序管理，确保工序紧跟，尤其是开挖与初支、初支与衬砌以及仰拱超前施做与拱墙二次衬砌工序间的合理步距控制。

3、洞口及明洞工程段防护技术措施
隧道洞口段工程包括洞口土石方开挖、边仰坡防护及洞口段衬砌、洞
门施工等。

结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件，并考虑到施工开挖边坡的稳定性，本着“早进晚出”、“减少开挖”的原则。

及时进行边仰坡防护施作并加强对山坡稳定情况的监测、检查，确保施工安全。

具体施工工艺分述如下：
（1）洞口排水
首先施工隧道洞顶截水沟，截水沟距坡顶开挖线不小于5m，其坡度根据地形设置，但不应小于3‰，以免淤积。

（2）洞口边仰坡开挖与防护
根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样边坡控制桩，采用随开挖随防护。

开挖洞口时以尽量减少破坏原有植被和岩体为原则，按设计坡度一次性整修到位，围岩破碎的部位用网喷锚杆加固。

洞口场地用装载机辅以推土机整平压实。

洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。

4、洞口浅埋黄土段及软弱围岩防护技术措施
（1）隧道出口处于黄土层浅埋段，为保证隧道安全施工，隧道出口开挖采用三台阶五步弧形导洞预留核心土开挖法，即将隧道开挖断面分成上、中、下三个台阶，并按上、中、下的顺序分别开挖，分别施做相应的初期支护，最后再开挖仰拱，封闭成环。

（2）施工过程中，严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，每台阶每循环进尺不超过0.6m（每榀工字钢间距），开挖后及时施做初期支护，每天对隧道拱顶及地表下沉进行观测，及时反馈信息，通过量测指导施工，及时调整台阶长度，确保施工安全。

（3）加强监测，留足沉降量，保证施工安全和二次衬砌的设计厚度。

（4）加强超前地质预报，并结合监控量测分析，及时调整设计参数。

（5）严格控制掌子面、仰拱及二次衬砌各工序间的步距，严格按规范作业，尽早完成二次衬砌浇筑。

5、其它技术措施
（1）施工作业期间，值班技术24小时值守，随时记录工作掌子面的情况，遇到问题，及时汇报，防止错过最佳处理时间。

（2）做好进出洞人员登记，严格进洞资格控制管理，减少不必要的损害发生。

（3）做好隧道防坍塌应急预案，配备必备的抢险物资。

六、隧道风险评估结论
通过本次风险评估，认识到我标段水文地质条件较差，黄土隧道Ⅴ浅埋易坍塌、大变形等施工难题，在施工过程中可能发生坍塌、高空坠物风险、人员高空坠落风险、触电风险、机械伤害风险、坍塌风险，这些风险事件均可能对隧道建设的安全、工期、投资及第三方造成不利影响。

王家沟隧道，初始风险为Ⅱ级（中度）风险，为可接受风险。

但还是通过一系列对策措施，可将风险降至最低区域。

这仅是风险管理与控制的开始。

在下一步的施工过程中还要加强监控，对风险做好动态管理，从而达到控制风险、减少损失、确保施工安全目的。