1、铁路风险隧道施工安全管理,2017年6月北京,一、引言,四、结束语,二、风险隧道安全管理体系,三、风险隧道施工安全管控,1.风险识别,2.风险分析与应对,3.风险过程控制,4.风险应急处置,5.风险隧道后评估,一、引言,（一）隧道概况截止目前，在建铁路项目（2017年及以后开通）共有隧道3197座/7977延公里，其中一级风险隧道108座、二级风险隧道138座，权比约8%。（二）安全状况自2007年以来，隧道工程共发生安全事故75起、死亡227人。客观上，随着铁路建设规模的增大，特别是风险隧道数量的增多，发生安全事故的概率也会增加。,近十年来我国铁路隧道施工的安全状况,（三）分析与小结1.从事2、故的性质来看，近十年：塌方共发生50次、死亡123人（占死亡总人数的54.2%）；突（水）涌（泥）共发生4次、死亡17人（占死亡总人数的7.5%）；瓦斯爆破发生1次、死亡12人（占死亡总人数的5.3%）。塌方、突涌、瓦斯（67%）爆炸是施工安全的三大主要风险。2.从事故的工点来看，塌方、突涌和瓦斯爆炸等群死群伤事故主要发生在评估确定的一级、二级风险隧道内。3.从事故的频率看，随风险隧道的不断增多，2011,年隧道安全事故死亡人数较多，原铁道部加强了对软弱围岩及不良地质隧道设计施工有关技术规定，中国铁路总公司推行标准化管理和监控量测信息化后，隧道安全事故得到有效遏制，2015年全年仅发生安全事故3、3起，死亡3人。但近两年来，安全事故又出现明显反弹，仅2017年上半年，就发生隧道安全事故5起，死亡20人。特别是七扇岩隧道瓦斯爆炸造成12人死亡、13人受伤，安全生产情况复杂、形势严峻。,为落实中央领导同志的批示和要求，突出总公司党组“强基达标、提质增效”的工作主题，进一步提高安全防范意识，落实安全生产责任，强化现场安全管控，迅速控制施工安全事故发生，总公司组织全路开展了为期一个月的隧道施工安全专项检查。按照总公司要求，工管中心根据历年隧道安全事故特点，专项检查发现的存在问题，以及相关隧道规范、规程及技术标准要求，总结了隧道施工安全管理经验，对铁路风险隧道施工安全管理提出以下建议，供大家参考4、。,二、风险隧道安全管理体系,（一）风险和风险隧道1.风险：工程建设中潜在的不利事件的概率及后果的组合。2.风险隧道：在初步设计和施工图设计阶段，依据铁路隧道工程风险管理技术规范（Q/CR 9247-2016）的规定，评估确定的一级和二级风险隧道。（二）管理体系隧道的施工安全风险是可防可控的。2004年，国际隧道协会制定了隧道风险管理指南，包括安全风险,评估、监测-评估-预警系统、控制指标体系和工程监测等四个方面的内容。自2002年，原铁道部、现中国铁路总公司相继制定了一系列有关铁路隧道风险管理的规范、规程、技术标准和规定，形成了我国铁路隧道安全风险管理体系。主要有14项规定：铁路隧道工程风险5、管理技术规程（Q/CR 9247-2016）铁路隧道超前地质预报技术规程（Q/CR 9217-2015）铁路隧道监控量测技术规程（Q/CR 9218-2015）铁路隧道施工安全技术规程（TB10304-2009）高速铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR 9604-2015）,铁路隧道瓦斯技术规范（TB10120-2002）铁路隧道施工抢险救援指南（Q/CR 9219-2015）关于进一步加强铁路隧道施工超前地质预报工作的通知（铁建设函2006340号）关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见（铁建设函2007102号）关于进一步加强铁路隧道安全工作的通知（铁建设函20071007号）关于进一步明确6、软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知（铁建设函2010120号）关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知（建技2010352号）关于铁路高风险隧道安全管理工作的实施意见（工管质201136号）,（三）管理流程结合我国铁路隧道工程状况，总结多年来铁路隧道施工管理经验，铁路风险隧道施工安全管理可从：隧道风险识别、分析和应对、过程管控、应急处置、风险隧道后评估等五个方面入手，形成风险隧道安全管理流程，制定风险隧道卡控措施。（四）小结目前看，铁路隧道施工安全管理体系完整、流程规范、措施到位，能有效遏制隧道施工重大安全事故。关键在过程管理和控制到位。,三、风险隧道施工安全管控,安7、全管理和控制,风险隧道识别（开工前）,风险隧道分析与应对（开工前）,风险隧道管控（施工中）,风险隧道后评估（完工后）,风险隧道应急处置（施工中）,风险隧道施工安全管理和控制包括5个方面21条措施。,（一）风险隧道识别（开工前）第1条：开展设计阶段风险隧道识别根据铁路隧道工程风险管理技术规范（Q/CR 9247-2016）要求，建设单位应组织设计单位并邀请专家咨询，开展设计阶段风险隧道识别，逐一明确隧道的风险管理级别，明确风险隧道的管理范围。,案例：黔张常铁路黔张常铁路全长336公里，隧道100座/171公里，隧线比51%。线路所经区域地形复杂，区域地质作用剧烈，碳酸岩分布广泛，各种岩溶形态发育8、强烈，岩溶水富集，隧道施工难度大、安全风险高。设计阶段识别出一级风险隧道6座、二级风险隧道16座。目前，该项目隧道工程完成约80%，进展顺利。从施工揭示看，实际情况与设计基本相符，风险隧道的识别是准确、有效的。,（二）风险隧道分析与应对（开工前）第2条：分析风险估评后果，制定应对措施从目前情况看，塌方（关门塌方）、突（水）涌（泥）和瓦斯爆炸通常可能造成多名人员伤亡和财产损失，是风险隧道施工安全管控的重点。1.塌方（关门塌方）应对措施：“六到位”即超前预报到位、超前加固和支护到位、工法选择到位、开挖进尺控制到位、步距控制到位、监控量测及时预警到位。,2.突（水）涌（泥）应对措施：“先探再挖、不探9、不挖，留足安全墙”。3.瓦斯隧道应对措施：加强预报、提前设防；强化通风、控制浓度；机电防爆、控制火源。（三）风险隧道管控（施工中）第3条：充分发挥建设单位的主导和决策作用建设单位应成立以总经理（指挥长）为组长的高风险隧道管理小组，主导高风险隧道重大问题的决策。,（1）选择好队伍。招标时应根据隧道风险程度选择合适的队伍。（2）明确好责任。高风险隧道由设计单位承担超前地质预测预报工作。（3）配置好资源。高风险隧道应加强人员配备、资源配置，强化管理制度和技术措施。（4）决策好方案。组织审查、论证、决策、批准高风险隧道重大技术方案。第4条：建立防范风险专项机制（施工中）建立防范风险专项机制，从而达到对10、风险的提前防范、快速反馈和应急处理。例如：宜万铁路结合岩溶隧道突水突泥风险的特点，建立了防范风险的8项专项机制。,施工地质勘察与超前地质预报专项机制,突发性事件防范应急预案专项机制,应对复杂地质与工程的设计和施工预案专项机制,隧道施工监控量测专项机制,严格履约考核奖罚专项机制,重难点工程监控专项机制,严格规范施工工艺监控专项机制,信息收集反馈和快速反应专项机制,第5条：制定保证隧道安全的专项技术管理制度宜万铁路结合岩溶隧道突水突泥风险的特点，制定了复杂岩溶隧道施工地质超前预报管理制度、复杂岩溶隧道注浆施工管理制度等。渝黔铁路结合瓦斯爆炸风险的特点，制定了关于进一步加强重庆至贵阳铁路瓦斯隧道施工11、管理的通知等。京张铁路结合八达岭长城站大跨度、多洞室的塌方风险，制定了预应力锚杆、锚索施工管理制度、超大跨度隧道施工及监控量测管理制度、三洞室车站爆破控制管理制度等。,第6条：开展高风险隧道安全施工条件评估工作根据关于进一步铁路隧道设计施工安全管理工作的通知（建技2010352号）、关于铁路高风险隧道安全管理工作的实施意见（工管质201136号）要求，高风险隧道要实行安全施工条件评估制度。通过全方位检查评估参建各方在管理制度、人员配备、设备配置、技术方案、工程措施等五个方面的落实情况，从而有效地降低或规避高风险隧道的施工安全风险。,第7条：解决复杂技术难题充分发挥“两专”优势针对高风险隧道复杂12、技术难题，应寻求更为合理的安全解决方法。应充分发挥“专家团队”和“专业队伍”的“术业专攻”作用，按照“方案论证专业施工效果评价安全开挖”的流程实施。发挥“专家团队”进行方案论证和效果评价作用，发挥“专业队伍”进行专项工程施工作用。,怀邵衡铁路岩鹰鞍隧道F4断层高压富水，充填粉细砂，突水突泥风险大，处理难度大，安全风险高。建设单位组织专家进行方案论证，确定了“高位排水、注浆加固、迂回绕行”的处理方案。,案例1：怀邵衡铁路岩鹰鞍隧道F4断层处理,施工单位实施了高位排水洞，达到了排水降压效果，同时实施迂回平导绕行，开辟工作面，解决工期压力。,高位排水洞,专业注浆队伍承担注浆关键工序的施工。注浆完成后13、，建设单位邀请专家组织评审。,注浆施工,注浆效果评审,通过采用“专家论证、专业队伍施工”的安全管理方式，岩鹰鞍隧道F4高压富水断层顺利提前贯通。,案例2：渝黔铁路天坪隧道煤层瓦斯突出处理,渝黔铁路天坪隧道通过煤层瓦斯突出地段，瓦斯压力1.34MPa，安全风险高，施工难度大。总公司高度重视，多次到现场指导。,建设单位组织专家进行方案论证，确定了预抽排处理瓦斯后揭煤方案。该方案在铁路系统为首次使用。,瓦斯预抽排和揭煤等关键工序由煤矿系统专业队伍承担。,建设单位邀请专家，组织对瓦斯预抽排效果进行评估分析，对揭煤方案进行审查。,渝黔铁路通过采用“专家论证、专业队伍施工”的安全管理模式，天坪隧道煤层瓦斯14、突出地段顺利通过。,案例3：宝兰客专石鼓山隧道浅埋饱和富水土质段处理,石鼓山隧道下穿茵香河，地表为浅埋沟，通过粉土、中粗砂及圆砾石地层，饱水，级围岩。原设计采用双侧壁导坑法开挖，安全、质量和工期风险高。,建设单位组织参建各方进行方案比选，邀请专家进行方案论证。确定采取以地表注浆加固为主，简化洞内开挖方法，保证施工安全，加快施工进度。,采用优化后的技术方案，保证了石鼓山隧道的安全、顺利、提前贯通，也形成了浅埋地段施工的“石鼓山方式”。该技术方案已在类似工程推广应用，取得了良好的效果。,专业队伍承担地表注浆加固施工，注浆后采用三台阶法开挖。该技术方案实现了洞外加固与洞内开挖的平行作业，施工安全风险15、降低，进度比原来提高了1倍以上。,第8条：强制落实工艺工法铁路总公司对全路隧道施工安全专项检查时发现，现场擅自变换施工方法、减少支护钢架数量、开挖步距超标、钢架安装悬空等违反工艺工法要求的问题仍十分突出，这些都是导致产生安全风险的重要因素，建设单位必须要求施工单位强制落实工艺工法，对违规行为进行严厉惩处。第9条：强化现场组织和督导落实作用参建四方应组成以建设单位领导为组长，设计、施工、监理单位参加的风险隧道管理小组，具体负责现场组织和督导重大技术方案的落实。,第10条：强力推进“四化”支撑手段以工装保工艺、以工艺保质量、以质量保安全是解决隧道风险的重要理念。强力推进“四化”支撑、创新升级管理手16、段是保证隧道施工安全的重要举措。,1.高风险隧道应全面采用“机械化”一级配置,钻孔台车,铁路隧道“机械化”一级配置表,钻孔台车,钻孔台车,锚杆钻机,仰拱栈桥,湿喷机械手,衬砌施工成套设备,2.风险隧道钢构件应全面采取“工厂化”生产,工厂化生产主要设备,3.高风险隧道监控量测“信息化”应全覆盖管理,及时采集数据 及时反馈信息,4.高风险隧道关键工序（注浆、旋喷、降水、锚索、瓦斯抽排、揭煤开挖等）应推行“专业化”施工,水平旋喷,瓦斯抽排,第11条：超前地质预报纳入工序管理按照铁路隧道超前地质预报技术规程（Q/CR 9217-2015）、高速铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR 9604-2015）要17、求：超前地质预报工作应纳入工序管理，严格执行“有疑必探、不探不挖”的安全施工理念。高风险隧道超前地质预报的责任主体为设计单位，超前地质预报工作由设计单位负责组织实施。超前地质预报应有针对性，确保及时性和有效性。,第12条：充分发挥监控量测的信息化指导作用监控量测信息是软弱破碎围岩安全状态的最直接反映。建设单位和施工单位应严格执行铁路隧道监控量测技术规程和铁路隧道监控量测标准化管理实施意见有关规定，开展好监控量测工作。,铁路隧道变形量与变形速率安全等级,铁路隧道监控量测变形信息对应处理措施,案例1：宝兰客专南二十铺隧道黄色预警处理2013年9月29日，南二十铺隧道进口DK939+522里程监控量18、测信息显示为黄色预警。现场立即启动处理预案：（1）上台阶增设竖撑；（2）中台阶开挖后及时封闭；（3）加快仰拱施工，缩短与掌子面步距。通过采取措施，消除了黄色预警，保证了施工安全。,加强纵向连接,加大拱脚,案例2：宝兰客专徐家川隧道红色预警处理2013年9月26日，徐家川隧道出口DK965+045里程监控量测信息显示为红色预警。现场立即启动处理预案：（1）停止掌子面开挖，进入抢险状态；（2）中台阶架立竖撑、斜撑；（3）增加初期支护锁脚锚管数量及长度；（4）调整开挖工法及工序。通过采取措施，消除了红色预警，确保了施工安全。,2017年5月份，在建铁路隧道共获取监控量测数据82.5万组，黄色预警4619、57组（占5.6），红色预警2589组（占3.1），总体变形基本可控。红色预警主要集中在成兰、丽香、哈牡、银西陕西段等四条铁路。成兰铁路松潘、跃龙门隧道，丽香铁路中义、长坪、圆宝山隧道本月变形均较大。另外，银西铁路陕西段黄色预警较多，主要集中在田塬、岭上两座隧道。建设单位应组织参建各方及时总结，研究制定针对性措施，确保隧道施工安全。,在建铁路隧道五月份监控量测报警统计（取前10）,第13条：瓦斯隧道安全施工应抓住三个关键环节瓦斯隧道施工安全管理主要应抓住火源控制、瓦斯浓度检测、通风质量保证等三个关键环节。只要这三个环节达标，瓦斯隧道的安全是可以保证的。,必须控制火源进洞,改装设备必须防爆,必须20、确保隧道通风质量,必须确保达标施工（瓦斯浓度一般情况下应小于0.3%；正常安全值控制在0.5%以下；个别位置可以为1.0%，但应加强检测）,需要注意的问题：成贵铁路七扇岩隧道瓦斯爆炸发生在平导与正洞的交接处，伤亡人员均在正洞作业。因此，对运营期间使用平导作为救援通道的，平导瓦斯设防应与正洞同等重视，对施工后期不使用的平导应按设计要求组织好封堵。,第14条：加强现场施工人员安全培训施工单位应对现场施工人员进行技术交底和安全交底，进行安全培训，使现场人员了解工程，知道风险，知道遇到风险后该怎么办，定期组织逃生演练。第15条：高风险隧道配备经过专门培训的专职安全员风险隧道必须设置专职安全员，负责启动21、风险预警系统，当发生风险时组织现场疏散撤离。,第16条：完善隧道防灾报警逃生系统完善隧道防灾报警逃生系统，包括视频监控系统、声光报警系统、应急照明系统、安全逃生系统。,隧道逃生路线设计,隧道视频监控系统,隧道应急安全通道,隧道声光报警系统,隧道应急照明系统,自救装备,第17条：加强隧道施工中风险征兆判释隧道临近大型岩溶水体、煤与瓦斯突出、软弱围岩大塌方区段时都会有一定的征兆，只要现场人员加强观察与分析，进一步开展必要的超前地质预测预报的现场应用，及时采取处理措施，隧道施工安全风险是可以减少或避免的。,隧道临近大型岩溶水体的征兆（两听、三看、四观察）,两听：一是听隧道周围是否有哗哗的流水声；二是22、听掌子面超前钻孔中是否有哗哗的流水声。三看：一是看掌子面裂隙或溶隙中是否有较多的黏土或铁染锈；二是看掌子面岩层是否有明显的湿化、软化或淋水现象；三是看已开挖揭示的小溶洞中是否有水流、河沙或水流的痕迹。四观察：一是观察已开挖段落的小溶洞数量是否明显增多；二是观察掌子面超前钻孔中涌水量是否比已开挖段落明显增大；三是观察掌子面超前钻孔中是否有泥沙、卵石或砾石；四是观察掌子面超前钻孔中是否有凉风冒出。,隧道煤与瓦斯突出的征兆（一闻、两听、三看、两观察、两分析）,一闻：闻掌子面是否有异味。两听：一是听掌子面是否发出瓦斯强烈涌出的嘶嘶声，同时带有粉尘；二是听掌子面超前钻孔中是否有深部岩层或煤层的破裂声、响23、煤炮声。三看：一是看掌子面是否有鼓壁、掉渣现象；二是看掌子面是否有移动感；三是看已开挖段落初期支护是否有严重变形现象。两观察：一是观察煤层结构是否发生明显变化，即层理紊乱，由硬变软，厚度和倾角发生变化，煤由湿变干，光泽暗淡，煤层顶、底板出现断裂、波状起伏等；二是观察掌子面超前钻孔施做时是否有顶钻、夹钻、顶水、喷孔等动力现象。两分析：一是分析瓦斯浓度检测数据是否有明显增大或忽高忽低；二是分析掌子面温度检测数据是否明显降低、闷人。,隧道软弱围岩大塌方的征兆（两听、三看、两观察、两分析）,两听：一是听掌子面是否长时间发出蹦蹦的岩石剥落声；二是听已开挖段初期支护是否发出滋滋的变形声。三看：一是看掌子面24、拱顶岩石是否发生开裂，并伴有岩粉喷出；二是看已开挖段初期支护是否开裂、掉块、变形；三是看掌子面或已开挖段落是否突然发生涌水现象。两观察：一是观察掌子面拱顶岩石掉块或裂缝是否逐渐扩大；二是观察隧道内是否无故发生尘土飞扬。两分析：一是分析围岩监控量测数据是否明显增大，变形速率明显加快；二是分析已开挖段落围岩监控量测数据是否长期处于红色或黄色报警状态。,（四）风险隧道应急处置（施工中）第18条：组织风险隧道抢险救援总体规划风险隧道集中的铁路项目，建设单位应严格按照铁路隧道施工抢险救援指南（Q/CR 9219-2015）的要求，进行抢险救援总体规划，选好队伍，配足设备，统筹安排，并做好培训与演练。第125、9条：突水突泥清淤处理必须评估后实施隧道发生突水突泥后，不清淤难以复工，但清淤风险极高，稍有不慎可能引发更大的突水突泥，甚至出现人员伤亡。因此，必须进行清淤风险评估，合理选取清淤及封堵方式。,合理清淤后设挡(如胡麻岭隧道),洞内迂回设挡后清淤（如厦深铁路梁山隧道),地表垂直设挡后清淤（如龙厦铁路象山隧道),第20条：隧道塌方后应急抢险的核心工作1.日常应加强铁路隧道施工抢险救援指南（Q/CR 9219-2015）有关内容的学习，提高自救和应急救援能力。2.隧道塌方后应急抢险时应加强安全管控，避免造成次生灾害。核心要做的三件事情是：（1）反压支顶（2）钻孔通风（3）挖洞救人,顶管救援（砂质地层）26、,大口径钻机救援,反压支顶,钻孔通风（打通生命通道）,挖洞救人,挖洞救人,（五）风险隧道后评估（完工后）第21条：认真开展隧道风险的后期评估工作建设单位应根据铁路隧道工程风险管理技术规程（Q/CR 9006-2016）的规定，在隧道完成后投入运营前进行风险后期评估，评估报告要纳入竣工文件。对突涌水、瓦斯超标、衬砌掉块、轨道上拱等危及隧道运营安全的风险应重点评估。,一些隧道拱顶掉块、空洞、渗漏水，影响运营安全，被迫限速处理。,某岩溶隧道刚开通运营1天，强降雨后就发生了轨道板上拱，被迫停运处理。,某岩溶隧道，强降雨后衬砌被严重破坏，被迫停运处理。,某弱膨胀岩隧道，运营1年后，衬砌开裂，大段落轨道板27、上拱，被迫停运处理。,西成客专房家湾隧道施工过程中岩溶及岩溶水发育，采取了注浆加固及结构加强措施。隧道完成后，经进一步摸清岩溶及岩溶水，建设单位组织专家进行了风险后评估，评估认为：不增设排水洞，难以保证隧道长期运营安全。,案例：风险隧道后评估,排水洞实施过程中，明显岩溶水极为发育，水量极大，房家湾隧道排水洞为保证隧道长期运营安全奠定了基础。,四、结束语,塌方、突水突泥、瓦斯爆炸是铁路隧道施工的三大主要安全灾害，具有毁灭性和极大危险。为规避铁路隧道施工安全风险，确保工程安全，进行风险隧道施工安全管理十分必要，也极为重要。,结束语,铁路隧道施工安全风险都有其一定的规律，也有征兆，只要我们以“四化”支撑为抓手，从“风险识别、风险分析和应对、风险过程管控、风险应急处置、风险隧道后评估”五个方面认真落实“铁路隧道风险管理21条措施”，按照隧道风险管理体系的要求，提高认识、充分重视、措施得当、管理到位，隧道施工安全风险是可以规避的。,谢谢大家！,