南田隧道施工安全评估报告吴传刚讲解.docx
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南田隧道施工安全评估报告吴传刚讲解
第一章概述
一、施工安全风险评估简介
(一)、评估目的
公路隧道工程施工环境条件复杂,施工组织实施困难,作业安全风险高居不下,一直以来是行业安全监管的重点环节。
在施工阶段建立安全风险评估制度,通过定性或定量的施工安全风险估测,能够增强安全风险意识,改进施工措施,规范预案预警预控管理,有效降低施工风险,严防重特大事故发生。
施工安全风险评估是公路隧道工程设计风险评估在实施阶段的深化和落实,根据项目施工组织设计内容,辨识和评价该工程施工过程中可能存在的风险源的种类和程度,提出合理可行的安全对策措施及建议。
其基本目的是贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,为公路隧道工程施工阶段的安全管理提供科学依据,确保建设项目施工期间实现安全生产,使事故和危害引起的损失最少。
本次预评估的目的是在对《G205五里亭至桃林公路改建工程南田隧道段初步设计》、《G205五里亭至桃林公路改建工程南田隧道段施工组织设计》等项目建设资料进行研究的基础上,根据同类工程建设过程中发生的相关安全事故特点,辨识该项目公路隧道工程施工过程中各项作业活动、作业环境、施工设备、危险物品等所潜在的风险。
并对其进行定性、定量分析,以求明确各类危险源的种类及危害程度,进而从安全技术和组织管理等方面提出可行的安全对策措施,提高工程项目施工期间的本质安全度,实现安全生产。
(二)、评估原则
本次评估以国家现行的有关安全生产的法律、法规及技术标准为依据,以《G205五里亭至桃林公路改建工程南田隧道段初步设计》、《G205五里亭至桃林公路改建工程南田隧道段施工组织设计》为基础,用科学的评估方法和规范的评估程序,遵循《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)》有关要求,坚持政策性、科学性、公正性、针对性等原则,以严肃的科学态度开展该工程的施工安全风险评估工作。
(三)、评估内容
公路隧道工程施工安全风险评估包括总体风险评估和专项风险评估两项内容。
1、总体风险评估
隧道工程开工前,根据隧道工程的地质环境条件、建设规模、结构特点等孕险环境与致险因子,估测隧道工程施工期间的整体安全风险大小,确定静态条件下的安全风险等级。
2、专项风险评估
当隧道工程总体风险评估等级达到Ⅲ级(高度风险)及以上时,将其中高风险的施工作业活动(或施工区段)作为评估对象,按照施工组织设计所确定的施工工法,分解施工作业程序,结合工序(单位)作业特点、环境条件、施工组织等致险因子及类似工程事故情况,进行风险源普查,并针对其中重大风险源进行量化评估,提出相应的风险控制措施。
本次评价的是G205五里亭至桃林公路改建工程(南田隧道段)南田隧道工程,通过逐一总体评估确定风险等级后,对其中属于高度风险的隧道工程进行专项评估,建立风险源普查清单,并通过风险分析和估测,确定重大风险源及其风险等级,继而提出科学合理的对策措施及建议,得出评估结论。
(四)、施工安全风险评估依据
1、法律法规及政府文件
《中华人民共和国安全生产法》(2002年中华人民共和国主席令第70号,自2002年11月1日施行);
《中华人民共和国消防法》(中华人民共和国主席令[2008]第6号,自2009年5月1日起施行);
《中华人民共和国职业病防治法》(中华人民共和国主席令[2001]第60号,自2002年5月1日起施行);
《中华人民共和国道路交通安全法》(2003年中华人民共和国主席令第8号,自2004年5月1日起施行);
《中华人民共和国公路法》(1999年中华人民共和国主席令第25号〈修改〉,自1999年10月31日起施行);
《建设工程安全生产管理条例》(中华人民共和国国务院令第393号,自2004年2月1日起施行);
《特种设备安全监察条例》(国务院令第549号〈修改〉,自2009年5月1日起施行);
《建筑起重机械安全监督管理规定》(中华人民共和国建设部令第166号,自2008年6月1日起施行);
《公路建设监督管理办法》(交通部令2006年第5号);
《公路水运工程安全监督管理办法》(交通部令第1号,自2007年3月1日起施行)。
《关于开展公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知》(交质监发〔2011〕217号,自2011年8月1日起施行)。
2、技术标准及规范
《公路工程技术标准》(JTGB01-2004)
《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)
《公路隧道施工技术规范》(JTGF60—2009)
《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80—2004)
《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ88-92)、
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》(JGJ130-2001)
《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)
《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)、
《建筑工程安全检查标准》(JGJ59-99)、
《建筑施工高处作业安全技术规程》(JGJ80-91)、
《建筑施工土石方工程安全技术规范》(JGJ/T180-2009)
《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2001)
《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ128-2000)
《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)
《建筑拆除工程安全技术规范》(JGJ147-2004)
《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)
《生产过程危险和有害因素分类与代码》(GB/T13861-2009);
《安全带》(GB6095-2009);
《安全帽》(GB2811-2007);
《起重机械安全规程》(GB/T6067-1985)
《机械设备防护罩安全要求》(GB196-87)
《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)
《用电安全导则》(GB/T13869-1992)
《有毒作业分级》(GB/T12331-1990)
《噪声作业分级》(GB80-1995)
《企业职工伤亡事故分类》(GB6441-86)
《施工企业安全生产评价标准》(JGJ/T77-2003);
《公路项目安全性评价指南》(JTGTB05-2004)
《安全评价通则》(AQ8001-2007)
《安全预评价导则》(AQ8002-2007)
3、建设项目相关文件
《G205五里亭至桃林公路改建工程初步设计的批复》
《G205五里亭至桃林公路改建工程地质勘查报告》
《G205五里亭至桃林公路改建工程南田隧道段初步设计》
《G205五里亭至桃林公路改建工程南田隧道段施工组织设计》
《G205五里亭至桃林公路改建工程南田隧道段工程施工招标文件(项目专用本)》
《G205五里亭至桃林公路改建工程设计阶段风险评估成果》
第二章工程概况
一、工程概况
南田隧道位于安徽省黄山市休宁县境内,为单洞双向行车隧道。
全长446米,隧道主洞限界净宽10米,净高5米。
中心桩号K35+215—K35+661,围岩划分为Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ三种围岩级别,Ⅴ级围岩138米,Ⅳ级围岩110米,Ⅲ级围岩198米。
本隧道主要穿越强、弱、微风化砂岩地层,围岩级别较低,整体稳定性一般。
隧址地貌单元属构造剥蚀低山区,穿越段地面标高在380~580m之间。
根据设计图纸并结合以往施工经验,Ⅴ级浅埋围岩采用环形开挖预留核心土法;III、IV级深埋围岩采用全断面法开挖。
联合以工字钢拱架、钢筋网系统锚杆等联合支护措施;短循环、弱爆破,初期支护及早封闭。
采取超前大管棚、超前小导管注浆、超前锚杆等。
Ⅴ级围岩下半断面采用左右交错开挖并及时封闭,控制进尺,确保施工安全。
Ⅳ级围岩采用上下台阶法开挖,但初期支护必须紧跟开挖。
第三章评估过程和评估方法
一、风险评估过程
根据国家交通运输部颁布的《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南(试行)》(交质监发〔2011〕217号,以下简称《指南》)所作的明确规定,风险评估过程一般包括以下几个步骤:
(一)、准备阶段
(1)成立专项评估小组,明确职责分工,其中小组负责人应当具有5年以上工程管理经验;
(2)明确评估对象和范围,收集国内外相关法律和标准,了解同类工程的事故情况;
(3)现场查勘评估对象的地理、水文、气象条件,收集工程建设有关资料。
(二)、开展总体风险评估
根据设计阶段风险评估结果(若有),以及类似结构工程安全事故情况,用定性和定量相结合的方法初步分析本项目孕险环境与致险因子,估测施工中发生重大事故的可能性,确定项目总体风险等级。
(三)、确定专项风险评估范围
总体风险评估等级达到Ⅲ级(高度风险)及以上的桥梁工程和隧道工程,应进行专项风险评估。
其他风险等级的桥梁和隧道工程可视情况开展专项风险评估。
(四)、开展专项风险评估
1、按照施工组织设计所确定的施工方法,分解施工作业程序;
2、选择合适的评估方法,结合工序(单位)作业特点、环境条件、施工组织等致险因子,辨识施工作业活动中典型事故类型,建立风险源普查清单;
3、对风险源进行风险分析和估测,确定重大风险源及其风险等级。
(五)、确定风险控制措施
根据风险接受准则的相关规定,明确重大风险源的监测、监控、预警措施及应急预案。
G205五里亭至桃林公路改建工程(南田隧道段)施工安全风险评估工作程序见图1。
图1
二、风险评估方法
(一)、隧道
1、总体风险评估思路
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、结构特点等风险环境与致险因子,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。
其评估思路如下:
1)结合隧道实际,遵循《指南》要求,建立评估体系;
2)根据项目情况,参照评估体系,选择合适的分值;
3)建立评估等级,并确定本项目的等级。
2、建立风险评估体系
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、赋值标准参见下表。
表1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。
3、隧道工程施工安全总体风险分级标准
隧道工程施工安全总体风险大小计算公式为:
R=G(A+L+S+C)=(a+b+c)(A+L+S+C),
计算得到总体风险值R后,可对照下表确定隧道工程施工安全总体风险的等级。
表2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
经总体风险评估后,对于Ⅲ级(高度风险)及以上等级的隧道工程,应组织开展专项风险评估。
4隧道专项评估方法
1)专项风险评估思路
专项风险评估是指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。
其评估思路如下:
将隧道施工工序分解;
结合分解的工序,进行危险源普查,列出风险源普查清单。
用系统安全方法对辨识出的危险源进行定性评估;
选用合适的评估方法,对辨识出的危险源进行定量评估
2)专项风险评估的基本程序包括:
风险源普查、辨识、分析,并针对重大风险源进行估测、控制,具体见专项风险评估流程图。
图2专项风险评估流程图
第四章总体风险评估
一、隧道总体风险评估
1、根据南田隧道现场勘察设计资料和设计图纸,以及我项目相关人员对隧道的实地考察,并对隧道危险单元划分及风险分析如下:
(1)隧道洞口段浅埋、偏压严重且地质条件差,易诱发滑坡、坍塌。
(2)洞身围岩为III~V级,且围岩较破碎。
(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。
2、根据《指南》中的隧道工程总体风险评估指标体系,结合南田隧道的地质条件、建设规模、气候与地形条件等特点,隧道工程总体风险评估的指标分值如下:
表3隧道工程总体风险评估的指标分值
评估指标
分类
标准
分值
在建实际情况
评估分值
备注
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
隧道V围岩138米占全隧比30.94%,隧道IV围岩110米占全隧比24.66%。
岩体受地质构造和风化作用影响,节理裂隙发育,围岩稳定性一般,可能发生坍塌
2
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
设计勘测无瓦斯
0
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
根据设计预测隧道正常涌水量为197m3/d
1
本次受多种非确定因素制约,预测困难,准确性较差
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
单洞双车道隧道
2
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
隧道单洞为446m
1
2.长(大于1000m、小于3000m)
3
3.中(大于500m、小于1000)
2
4.短(小于500m)
1
1洞口形式
S
1.竖井
3
1
2.斜井
2
3.水平洞
1
洞口特征
C
1.隧道进口施工困难
2
2
进洞口斜坡较陡坡度在70°同时受断层影响,岩体破碎
2.隧道进口施工较容易
1
3、风险大小及等级
隧道工程施工安全风险R=G(A+L+S+C)=(a+b+c)(A+L+S+C),代入数值,得R=(2+0+1)×(2+2+1+2)=21,对照隧道工程施工安全总体风险分级标准,南田隧道的施工安全总体风险评估等级为III级,属于高度风险,需进行专项风险评估。
二、隧道专项风险评估
(一)、施工程序分解
将南田隧道施工作业程序按表下表分解
表4隧道施工作业工序分解
分部工程
分项工程
单位作业
洞口工程
洞口开挖
清表作业
挖掘作业
爆破作业
超前管棚
支护钢拱架
喷射混凝土
洞身开挖
钻爆作业
人工钻孔
装药与起爆
通风
危石清除
洞内运输
装渣
无轨运输
卸渣
爆破器材运输
洞身衬砌
初期支护
超前支护或超前小导管
立拱架
铺设钢筋网
喷射混凝土
二次衬砌
铺设防水层
绑扎二次衬砌钢筋
浇筑二次衬砌混凝土
填充仰拱混凝土
隧道路面
基层面层
水泥混凝土浇筑
养生
(二)、风险源普查
施工作业程序分解后,根据设计说明中的钻探、野外观察、孔内原位测试、室内岩石试验资料及地质测绘和物探结果,将隧道围岩分别分为五个区段。
(1)K35+215~K35+255段
围岩基本质量综合确定围岩等级为V级。
受隧道进口前得断层影响,岩体较破碎,地下水为基岩裂隙水,受降水补给,隧道埋深较浅,稳定性差。
(2)K35+255~K35+295段
围岩基本质量指标修正值【BQ】=337,综合确定围岩等级为IV级。
地下水为基岩裂隙水,受降水补给,隧道稳定性较差。
(3)K35+295~K35+493段
围岩基本质量指标修正值【BQ】=408,综合确定围岩为III级。
地下水为基岩裂隙水,受降水补给,隧道稳定性较一般。
(4)K35+493~K35+563段
围岩基本质量指标修正值【BQ】=381,综合确定围岩等级为IV级。
地下水为基岩裂隙水,受降水补给,隧道稳定性较差。
(5)K35+563~K35+661段
围岩基本质量综合确定围岩等级为V级。
受隧道进口前得断层影响,岩体较破碎,地下水为基岩裂隙水,受降水补给,隧道埋深较浅,稳定性差。
(三)、风险源普查清单
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,并形成风险源普查清单。
表5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
本隧道进出口Ⅴ级围岩段
2
触电
操作不当,造成人员伤害
3
炸药
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
(四)、风险分析
采用系统安全工程的方法,从人、机、料、环五个方面分析导致事故的致险因子。
人员方面,未接受安全教育、未持证上岗、无相关证件等;机械方面,未经过检查、劳损严重等;原料方面,物料乱堆放、原材料不合格或不符合设计要求等;施工方法方面,未按设计施工、重大施工方案未经审批等;环境方面,主要是围岩情况复杂,给施工带来困难。
表6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
(五)、风险评估
1风险估测方法选择
风险估测是采用定性或定量的方法对风险事故发生的可能性及严重程度进行数量估算。
本工程采用LEC法进行风险估测。
该方法采用与系统风险率相关的3个方面指标值之积来评价系统中人员伤亡风险大小:
L为发生事故的可能性大小;E为人体暴露在这种危险环境中的频繁程度;C为一旦发生事故会造成的损失后果。
风险值D=LEC。
D值越大,说明系统危险性大,需要增加安全措施,或改变发生事故的可能性,或减少人体暴露与危险环境中的频繁程度,或减轻事故损失,直至调整到允许范围内。
2量化分值标准
为了简化计算,将事故发生的可能性、施工人员暴露时间、事故发生后果划分不同的等级并赋值,如表7.8.9所示。
表7事故发生可能性L等级划分及赋值
分数值
事故发生的可能性
分数值
事故发生的可能性
10
完全可以预料
1
可能性小,完全意外
6
相当可能
0.5
很不可能、可以设想
3
可能、但不经常
0.1
极不可能
表8人员暴露时间E等级划分及赋值
分数值
暴露于危险环境的频繁程度
分数值
暴露于危险环境的频繁程度
10
连续暴露
2
每月一次暴露
6
每天工作时间内暴露
1
每年几次暴露
3
每周一次或偶然暴露
0.5
非常罕见暴露
表9事故后果严重程度等级划分及赋值
分数值
发生事故产生的后果
分数值
发生事故产生的后果
100
10人以上死亡
7
严重
40
3—9人死亡
3
重大、伤残
15
1—2人死亡
1
引人注意
根据公式D=LEC就可以计算作业的危险程度,并判断评价危险性的大小。
其中的关键还是确定各个分值,以及对乘积值的分析、评价和利用。
将结果按下表分级。
表10LEC法评估结果分级
D值
危险程度
D值
危险程度
>320
极其危险,不能继续作业
20—70
一般危险,需要注意
160—320
高度危险,要立即整改
<20
稍有危险,可以接受
70—160
显著危险,需要整改
3、风险估测
按照LEC法将计算结果填入下列表中。
表11LEC法风险估测计算
序号
风险源
风险估测
作业内容
潜在的事故类型
事故发生的可能性L
人员暴露频率E
后果严重程度C
风险大小D
1
洞口挖掘作业
坍塌机械伤害
3
6
3
54
2
洞口施工支护钢拱架
坍塌
3
6
3
54
3
洞口支护喷射混凝土
坍塌
3
6
3
54
4
钻孔
坍塌机械伤害
6
6
15
540
5
盲炮检查和危石清理
坍塌放炮
6
6
15
540
6
初期支护
坍塌
6
6
40
1440
从计算结果可以看出,初期支护阶段易发生坍塌事故。
同时,在钻孔和找顶作业中,也应采取必要的监控措施加强防护。
(六)、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、重大风险源指风险源相对比较复杂,存在较大的不可预见性,引发的事故严重性较大,必须从结构设
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