危险源分析及预防措施

危险源分析及预防措施

贵广客运专线六标七项目的工程项目主要为田坝岭隧道出口。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，确定当隧道穿过浅埋偏压、高地应力、背斜轴部岩层较破碎节理发育等地段时存在岩爆、突水、突泥、围岩失稳等较大危险。此外该标段位于灵田乡大汀村森林茂密地区，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，项目部按照我集团《危险源辨识、风险评价和风险控制策划程序》，采用LEC法（作业条件危险性评价法），综合调查和评价本项目隧道施工现场、材料库区、危爆品库区、生活区、办公区的安全风险，最后评价得出本项目重大危险源主要有：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表面的剥落、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，则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

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，在其活跃地段和活跃期，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，是岩爆控制与施工安全的重要环节。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”的原则，针对不同的岩爆级别可采取下列技术措施：

（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）选用预先释放部分能量的方法。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10-15cm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，提前释放部分应力。

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

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，应立即采取下列处理措施：

（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，避免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应出一些征兆。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，保证施工安全，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。如干燥围岩突然出水、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。

（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对比，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，及时反馈于设计和施工，及时优化设计参数和施工方法。当量测数据表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。

（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规范要求。

（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.支护喷混凝土表面龟裂、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”的原则，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