新建铁路单线高瓦斯隧道施工组织设计#四川#隧道开挖#附示意图.docx

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新建铁路单线高瓦斯隧道施工组织设计#四川#隧道开挖#附示意图

图山寺高瓦斯隧道施工组织设计

1．总则

1.1编制依据

（1）新建兰渝铁路图山寺隧道设计图《兰渝施隧南高-02》及《兰渝南高施隧参（09）02～04》。

（2）业主关于兰渝线线下工程工期安排要求。

（3）中华人民共和国主席令《中华人民共和国安全生产法》（第70号）。

（4）中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》（GB6722-2003）。

（5）国务院令《建筑工程安全生产管理条例》（第393号）。

（6）铁道部《铁路隧道施工技术指南》（TZ1204-2008）。

（7）铁道部《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）。

（8）铁道部《铁路工程施工安全技术规程》（TB10401.1-2003）。

（9）当地气候环境及现场踏勘资料。

（10）我单位综合管理、施工技术和机械装备水平以及类似工程施工中的经验和工法成果。

（11）作业施工、通风方案及施工管理严格按设计要求施作，并要符合《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》。

1.2.编制原则

（1）确保图山寺高瓦斯隧道施工安全。

（2）本施组按照高瓦斯隧道编制，供电和检测系统均按瓦斯隧道施工条件配置。

（3）本隧道按照无轨运输方式编制。

（4）遵守招标文件中的安全、质量、工期、环保、文明施工等的规定及铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容。

满足建设工期和工程质量标准，符合施工安全、环境保护、水土保持和地质灾害防治等要求。

（5）积极与建设、设计、监理及其它单位、部门联系，搞好协调配合工作；理顺进度与质量、进度与安全之间的关系，使三者协调统一；

（6）遵循“百年大计、质量第一”的原则，建立完善的质量保证体系，严格按照设计资料和国家、铁道部现行的技术规范要求施工，以优良的工程质量和优质的服务满足全线创优规划的要求；

（7）建立完善的安全保证体系，推行安全标准工地建设，确保施工全过程的安全；

（8）投入足够的技术装备和人员，采用机械化施工，科学安排施工工序，合理安排劳力、材料和机械设备，优化资源配置，确保工期要求。

（9）实行文明施工，重视环境保护，珍惜土地，合理利用，严格执行GB/T24001-2004环境管理体系和GB/T28001-2001职业健康安全管理体系。

严格遵循有关环保和水保法规，及建设单位对本工程环境保护、节能的要求，配合当地政府和有关部门做好环保和水保工作。

（10）以标准化管理为基础，现代化科技为手段，合理组织，抓住施工关键工序，超前安排，确保标段工期及总工期的实现。

1.3编制范围

新建兰渝铁路LYS-13标图山寺隧道，里程ID2K785+710～ID2K788+926，全长3216m。

2、工程概况

2.1工程概况及地质特征

2.1.1工程概况

图山寺隧道起讫里程：

ID2K785+710～ID2K788+926，长3216m单线隧道，隧道进出口各设800m的平导，平导与正洞距离为30m，平导主要用于排风，平导采用无轨运输，隧道最大埋深约160m，最小埋深77m。

2.1.2地形地貌

本隧道位于南充市境内，进口在南充市老君镇，出口在南充市万家乡。

隧道位侵蚀-剥蚀低山区，水平状岩层迭岭地貌，地面高程307～542m，相对高差约235m，最大埋深160m，最小埋深77m。

进口坡面平缓，地面坡度15°～30°，局部有小陡坎，洞身穿越被枝状沟谷切割的长条状、桌状山梁，山顶平缓，地面横坡10～20°，沟壁达25～40°，局部为陡崖，多村落及耕地，地表多为柏树林及灌木荆藤。

出口位于万家沟上游两溪沟交汇处，地势陡峻。

进出口附近无居民点分布及乡村道路通过，交通条件较差，年平均气温17.1°，年平均降雨量1200mm，隧道埋深最大160m。

2.1.3底层岩性

隧道洞身属第四系全新统坡洪积层、坡残积层、滑坡堆积层松软土、粉质粘土、下付基岩为侏罗系上统遂宁组泥岩夹砂岩。

2.1.4地质构造及地动参数

隧道地质构造属扬子准地台四川中坳川中台拱区。

区内构造线方向以东西向为主，位于西山向斜北东翼的单斜构造中，岩层产状稳定，地层近水平状，岩层倾角一般2～5°、局部7～9°未见断层构造，西山向斜分布于南充西山至西方坡一带，轴长41KM，轴向北56～82°西，轴部及两翼地层为侏罗系上统遂宁组，向斜宽缓，两翼略不对称，北翼1～3°，南翼30′～2°，轴部1°左右，

根据《中国地震动峰值加速区划图》，地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。

2.1.5水文地质特征

隧道洞身无大的地表水系，主要为进出口地段的水田水及沟水，接受大气降雨补给，地下水主要有第四系土层空隙潜水，基岩裂隙水，隧道正常涌水量=1932m3/d，雨季最大涌水量=3865m3/d，隧道进口平导正常涌水量=507m3/d，雨季最大涌水量=1014m3/d，隧道出口平导正常涌水量=460m3/d，雨季最大涌水量=918m3/d

2.1.6工程地质条件评价

（1）在外力作用下，泥岩呈碎屑状剥落，局部形成浅表层坍滑。

（2）有毒有害气体

隧道位于川东浅层天然气发育地区，钻孔测试结果显示有天然气溢出，单孔天然气最高浓度9500ppm，计算隧道天然气含量6087m3，瓦斯压力0.2kPa,天然气绝对涌出量3.03m3/min,确定为高瓦斯隧道。

2.2工程建设条件

2.2.1交通条件

隧道进口距318国道较远，约5.8Km，利用改建既有乡村水泥路3.3Km，新建便道0.4Km，图山寺出口改扩建便道7.4Km，新修便道6.5Km。

2.2.2施工用电

图山寺隧道进口ID2K785+710处线路左侧50m设置一台1250KVA和一台360KVA变压器，出口ID2K788+926处线路左侧50m设置一台1250KVA和一台630KVA变压器，高压线由三电迁改单位引入。

2.2.3通讯条件

隧道进口移动通讯信号较好，出口已安设临时信号发射塔，移动信号良好，可满足现场施工通讯条件。

2.2.4施工用水

隧道进出口均有河流，长年流水，水质较好，施工用水可就近利用。

隧道供水采用在进出口洞顶各设100m3高压水池1座，采用高压泵从河流抽入。

供水管路采用φ100钢管，管节采用法兰连接。

2.2.5主要材料供应情况

根据实际调查，附近无合格地材分布，砂石料主要从南充市嘉陵江河道购买，其中进口运距为27km，出口运距为49km。

水泥、钢材主要从外地依靠火车运至南充东站，再由汽车运至各工点或者直接汽车运至工地。

2.2.6施工场地

图山寺隧道进出口场地狭小，进口拌合站、生活区均设置在线路左侧，出口生活区、拌合站设置在线路右侧，详见施工场地平面布置图。

2.3主要工程数量

表一图山寺高瓦斯隧道工程数量表（iD2K785+710～iD2K788+922）

序号

项目名称

单位

数量

备注

1.

开挖

M3

218416

2.

衬砌

M3

30803

3.

仰拱

M3

7162

4.

填充

M3

12270

5.

网喷混凝土

M3

14422

6

钢筋

T

241

表二图山寺高瓦斯隧道临建工程数量表

序号

项目名称

单位

数量

备注

1.

新修便道

Km

6.9

2.

既有便道加宽及硬化

Km

12.8

3

修建生产、生活房

M2

1200

4

生活、施工区基础硬化

M2

6000

表三图山寺隧道主要材料计划

年度

水泥

砂

碎石

粉煤灰

3#煤矿炸药

煤矿延时雷管

钢筋

钢架

T

m3

m3

m3

T

发

T

T

2009年

2400

4090

9338

930

23

13400

36

77

2010年

11300

19700

43339

4378

112

134804

97

0

2011年

3100

5650

11671

1215

45

53600

31

0

合计:

16800

29440

64347

6522

180

201804

164

77

3、重点、难点分析及施工对策

3.1重点、难点分析

⑴风化岩剥落

隧区出露地层基本为泥岩、砂岩，泥岩易风化剥落成细粒及碎片状，对洞口边坡稳定性有一定影响。

⑵有毒有害气体

隧道位于川中产油产气地层，一般埋深2000～2800m。

天然气等有害气体可能顺着岩层构造裂隙上逸，并在隧道洞身范围基岩裂隙或隙缝中局部游散富集，形成气囊，并具有随机性和不均匀性，危及隧道施工。

根据西南石油大学提供的《浅层天然气分布特征咨询研究》，对隧道深孔天然气测试结果，单孔天然气最高浓度9500ppm，计算隧道天然气含量6087m3；参照达成线既有炮台山隧道出口平导，瓦斯压力0.2KPa，天然气绝对涌出量3.03m3/min。

确定该隧道为高瓦斯隧道。

⑶施工便道引入困难

隧道进、出口距离318国道较远，便道引入困难，需改、扩建便道距离长及新修便道难度大。

⑷环保、水保要求高

该隧道范围内植被茂盛，灌木杂草丛生，水土保持良好，环境工程地质条件良好，铁路建设易造成植被破坏，水土流失，对环境地质造成一定程度上的破坏，具体表现为：

①、隧道进出口施工将会大量砍伐林木，破坏植被，易造成水土流失。

②、隧道洞身开挖，形成排水廊道，降低地下水位，对附近居民的生活用水及植物生长造成一定影响。

③、隧道施工将会产生大量的弃碴，弃碴应定点堆放；弃碴场的选择至关重要，选择不当，将会诱发新的环境地质问题，如：

滑坡、泥石流等。

④、隧道进、出口零星散布居民，隧道的施工及运营将带来一定的噪音污染。

⑸瓦斯隧道塌方

图山寺隧道为高瓦斯隧道，隧道塌方处易造成瓦斯积聚，从而导致瓦斯浓度超标。

3.2应对措施

⑴洞口临时边坡采用锚喷进行临时防护，采用挂锚网喷砼8cm，钢筋网网格间距25cm×25cm；φ22砂浆锚杆3.0m/根，间距1.0m，梅花形布置。

土质边坡仰坡采用骨架护坡，喷播植草。

⑵隧道施工时采用钻孔超前预报及检测，人工检测和自动检测相结合（KJ90安全监控系统），隧道通风采用压入式和巷道式相结合的通风方式。

加强通风和防爆、防燃措施，确保施工安全。

⑶合理安排各施工顺序，配备充足的人员、机械，并提前做好材料计划，保证材料供应及时；制订详细的网络计划，找出关键线路，合理指导工程施工，并在施工过程中根据实际情况及时调整修改，做到快速施工，保证工期目标的实现。

⑷施工过程中注意做好文明施工和水土保持工作，尽量少破坏现有植被，边坡、弃碴场等及时修筑防护工程；严禁废水、废液、废碴乱弃乱排

⑸在施工中须按照“先探后掘，缩短进尺，超前支护，及时封闭，加强量测，加强通风、随时检测”的原则，施工隧道开挖前每30m打设φ100超前钻孔，预留10m安全作业面，针对局部软弱围岩段施工开挖前并打设φ42mm超前小导管进行超前加强支护。

施工方案编制计划

序号

计划编制时间

计划审批时间

编制人

方案名称

审查、审批范围

备注

1

2009-10-20

2009-10-29

侯超华

通风方案

局、公司、专家论证、监理

2

2009-10-20

2009-10-29

侯超华

瓦斯检测方案

局、公司、专家论证、监理

3

2009-10-20

2009-10-29

李小泉

供电方案

局、公司、专家论证、监理

4

2009-10-20

2009-10-29

孙国力

安全施工方案

局、公司、专家论证、监理

5

2009-10-20

2009-10-29

孙国力

应急预案

局、公司、专家论证、监理

制表：

侯超华

项目总工：

袁贵松

4.总体施工方案

4.1总体施工方案

隧道正洞及平导施工总体方案：

“先探后掘、超前支护、缩短进尺、快速封闭、加强通风、随时检测”。

隧道正洞通风采用压入式和巷道式相结合的通风方式；瓦斯检测采用人工检测和自动检测相结合的检测方式；隧道施工采用新奥法施工，Ⅲ级围岩采用全断面开挖，Ⅳ级围岩采用上下台阶开挖，V级围岩段采用三台阶法开挖，采用湿喷工艺喷射砼支护，人工风钻打眼，3#煤矿炸药、煤矿延时电雷管起爆，光面爆破，出碴采用防爆挖掘机辅助防爆装载机挖、装，防爆自卸汽车运输，二次衬砌采用防爆模板台车衬砌，砼在洞外集中拌和，防爆砼运输车运输，泵送入模，混凝土采用气密性混凝土。

隧道仰拱、二次衬砌在开挖、初期支护完成并满足有关要求后尽快封闭，减少瓦斯溢出量。

初期支护紧跟掌子面。

Ⅲ级最前掌子面至仰拱距离≤90m，最前掌子面至二衬距离≤120m；

Ⅳ级最前掌子面至仰拱距离≤50m，最前掌子面至二衬距离≤90m；

Ⅴ级最前掌子面至仰拱距离≤40m，最前掌子面至二衬距离≤90m；

平导采用全断面开挖，光面爆破，支护采用湿喷工艺喷射砼，人工风钻打眼，3#煤矿炸药、煤矿延时电雷管起爆，出碴采用防爆挖掘机辅助防爆装载机挖、装，防爆自卸汽车运输。

平导通风采用压入式通风，瓦斯检测采用人工及自动检测相结合。

平导铺底、衬砌在开挖与初期支护完成并满足有关要求后尽快施做，形成封闭，减少瓦斯溢出量。

当下一个通风巷施工完成后，应对上个通风巷进行全封闭处理，防止漏风。

瓦斯、天然气工区作业流程图

4.2管理目标

4.2.1质量目标

按照验收标准，各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%，单位工程一次验收合格率达到100%；主体工程质量质量零缺陷；实车检测速度达到设计速度的110%，开通速度达到线路设计速度。

在合理使用和正常维护条件下，主体工程结构的施工质量，应满足不少于100年设计使用寿命期内正常使用维护时的运营要求。

隧道衬砌杜绝渗漏水。

4.2.2进度目标

计划开工日期：

2009年11月15日，计划完工日期：

2011年06月10日。

4.2.3安全管理目标

始终把“安全第一、预防为主”的安全方针落到实处，杜绝生产安全特别重大事故和重大事故；遏制较大生产安全事故；减少一般生产安全事故。

杜绝因建设引起的特别重大和重大铁路交通事故；遏制因建设引起的较大铁路交通事故；减少因建设引起的一般铁路交通事故。

4.2.4环、水保目标

严格执行国家《环境保护法》和《水土保持法》和地方政府有关规定，坚持做到“少破坏、多保护，少扰动、多防护，少污染、多防治”，实现环境监控达标，确保环境保护、水土保持设施与主体工程“同时设计、同时施工、同时投入使用”,把兰渝铁路建设成为绿色、环保工程。

4.2.5文明施工目标

工地现场施工设备材料堆、放整齐，工地生活设施清洁文明；创建兰渝铁路文明工地，争创省（部）级文明工地。

4.3总体施工安排

4.3.1总工期安排

计划开工日期：

2009年11月15日，计划完工日期：

2011年06月10日。

4.3.2施工进度指标计划

进度安排的主要依据是业主关于兰渝铁路线下工程工期要求、相关设计文件、设计图进度安排的主要原则是合理配置资源、平行交叉、流水作业、均衡生产。

⑴开挖及初期支护进度指标

Ⅴ级围岩浅埋段按1.0m/循环；50m/月；

Ⅴ级围岩一般段按1.5m/循环；70m/月；

Ⅳ级围岩2.0～2.4m/循环，100m/月；

Ⅲ级围岩2.4～2.8m/循环，120m/月。

⑵仰拱、仰拱填充进度指标

仰拱采用长12m栈桥施工，120m/月。

⑶二次衬砌进度指标

二次衬砌采用长12m液压台车施工，120m/月。

⑷水沟电缆槽进度指标

水沟电缆槽150m/月。

4.3.3节点工期安排

2009年11月15日开工，2011年4月15日贯通，2011年6月10日竣工，2011年6月31日前完成场地清理及竣工验交准备工作。

4.3.4施工进度附图

详见附件施工进度横道图。

4.4劳动力及机械设备配备

4.4.1管理人员配备

序号

岗位

姓名

职责

1

施工现场负责人

刘小兵、浦永济

负责现场施工管理协调

2

技术负责人

侯超华、杜晓刚

对现场技术把关，负责现场技术管理

3

质检员

肖华、王兵宜

负责现场施工质量控制

4

安全员

李磊、蒋世国

负责施工现场安全管理工作

5

测量负责人

黄露、邹克华

负责现场施工测量控制

6

试验员

杨建清、王永刚

负责现场具体试验工作

7

技术员

石晨俊、刘朝阳

负责现场具体技术工作

8

材料员

陈小卫、陈光华

9

领工员

蒋世国、熊德春

负责现场施工、协调工作

合计

18

4.4.2现场劳动力安排

（1）根据隧道进出口施工各工序按下表所列拟配备施工人员。

劳动力安排表

序号

工种名称

人数

备注

1

开挖班

2×60=120

2

初期支护班

2×26=52

3

二衬班

2×35=70

含3个钢筋工

4

管线、电工班

2×12=24

6

隧道出碴班

2×20=40

含2个修理工

7

拌和班

2×18=36

含砼罐车、输送泵司机

8

钢筋加工班

2×6=12

9

通风小组

2×11=22

10

瓦检小组

2×9=18

12

洞口门岗

2×6=12

含3人值班KJ90系统

13

测量班

2×4=8

14

量测班

2×3=6

15

合计

420

（2）劳动力安排图见下页：

4.4.3机械设备配置表

（1）施工机械

序号

设备、材料名称

规格型号

单位

数量

备注

侧翻装载机

ZLC50C2.3m3

辆

6

防爆性能

砼输送车

6m3

辆

8

防爆性能

挖掘机

PC200

辆

2

防爆性能

汽车

EQ153

辆

12

隔爆性能

全风动潜孔钻机

ф100HQF110

台

6

隔爆性能

湿喷机

TK500

台

8

防爆性能

防爆双液注浆泵

FBY-50/70

台

4

防爆性能

砼输送泵

HBT60A

台

2

防爆性能

衬砌台车

12m

个

2

防爆性能

空压机

LWJ20/8

台

10

高压水泵、扬州

150m3/h

台

2

（2）配电设备

供配电系统设备材料配置表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

箱式变电站

S9M-1250KVA

台

1

2

变压器

S9M-630KVA

台

1

3

进线柜

GGD

面

1

与630配套

4

出线柜

GGD

面

1

与630配套

5

电容补偿柜

GGD

面

1

与630配套

6

发电机并列运行柜

GGD

面

1

7

发电机

370KW

台

2

8

变压器

S9-250

台

1

自发电升压用

9

隔爆变压器

KBSZY-250

台

1

洞内移动变电站

10

10KV隔爆开关

PBG4050/10

台

1

11

隔爆开关

BKD20-400Z/380Z

台

1

洞内主开关

12

检漏继电器

JIB

只

6

13

隔爆开关

QBZ-350Z/380

台

1

洞内分路总开关

14

隔爆开关

QBZ-200Z/380

台

3

15

隔爆开关

QBC-80/380

台

12

16

隔爆开关

QBC-40/380

台

2

17

隔爆开关

QBC-30/380

台

2

18

手控隔爆开关

CHBS-11/380

台

5

19

阻燃电缆

MY0.38/0.66-3*70+1

米

800

20

阻燃电缆

MY0.38/0.66-3*25+1

米

400

21

阻燃电缆

MY0.38/0.66-3*16+1

米

400

22

双色PE线

MBV25㎜2

米

1500

23

10KV铠装电缆

YJLV22-3×35-8.7/15KV

米

1300

（3）检测设备

序号

设备、材料名称

规格型号

单位

数量

备注

1

隧道瓦斯监控系统

KJ90

套

2

2

光干涉瓦斯检测仪

QJG-10A

台

24

3

便携式瓦斯检测仪

CAJ10

台

24

4

一氧化碳检测仪

GASMANⅡ

台

12

5

二氧化碳检测仪

GASMANⅡ

台

12

6

防爆手电

台

100

7

电池

1号

个

500

8

防静电工作服

套

600

9

防爆启动器

FD150-3

台

2

（4）消防设备

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

隔绝式压缩氧气自救器

AZA-45

台

30

2

机械电子风速表

CFJD25

台

2

3

防毒面具

硫化氢

套

30

4

干粉灭火器

4kg

个

40

5

便携式自救器

个

40

（5）通风设备

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

通风机

SDF（C）-N013

台

6

2

通风机

SDF（C）-N012.5

台

4

3

射流风机

SDS-Ⅱ-NO10.0

台

6

防爆

4

局扇

FBD60-II-N06

台

6

防爆

5

双抗通风管

Ф1.5m

米

7000

6

双抗通风管

Ф1.5m

米

2200

5、主要工序施工工艺、工法及要点

5.1洞口段及明洞施工

5.1.1边仰坡及明洞开挖

5.1.1.1洞口及边仰坡施工

开挖前清除洞口仰坡及以上的悬浮土体，在距仰坡刷坡线5m以外施作截水沟，水沟与路堑、路堤侧沟连接，沟身用砂浆抹面。

洞口边、仰坡段施工采用挖掘机纵向分段自上而下分层开挖，人工整修边仰坡，按设计要求一次到位，挖掘机配合自卸车装运弃渣。

洞口段边仰坡整修到位后，按设计进行加固、防护，进暗洞前洞口采用超前加强支护，首先沿开挖轮廓线安装钢架，沿钢架外缘安装超前

在距明暗洞分界里程8m处留管棚工作平台，待套拱和管棚施做完成后再落底形成洞脸进洞。

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5.1.2φ89超前大管棚施工

ID2K785+710～ID2K785+735、ID2K788+911～ID2K790+926拱部设置全环φ89超前管棚，间距0.8m，环向间距0.4m，每环26根。

在初期支护外缘设1m×1m导向墙，中间设置2榀I16工字钢作为导向管固定支架，在工字钢上焊接导向管。

超前长管棚施工工艺流程图

（1）导向墙施工

导向墙采用C20模筑砼，截面尺寸为1m×1m，环向深入起拱线以下1米，保证基础稳定。

导向墙内设2榀16的工字钢架，工字钢架按照图纸进行加工，分4单元，各单元之间采用Φ26螺栓连接。

钢架外缘设1m长Φ121mm壁厚5mm导向钢管，根据线路纵坡设置钢管外插角2°，平