精品完整版XXX铁路YY段新建工程隧道实施性施工组织设计Word文件下载.docx
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全隧道有613m采用超前帷幕注浆加固堵水,抗1.0MPa水压加强型复合式衬砌;
有335m采用开挖后径向注浆,抗0.5MPa水压加强型复合式衬砌;
其余地段均为一般复合式衬砌。
马陆隧道轨道结构采用重型轨道、无缝线路标准设计,道床形式采用
级碎石道碴,单层35cm。
、工程地质
马陆隧道围岩级别为Ⅲ~Ⅴ级。
测区出露地层有志留系中统、泥盆系中、上统、石炭系、二叠系、三叠系下统及第四系。
马陆隧道位于鄂西新华夏构造的金子山复向斜中四方洞向斜南东翼的单斜地层中,岩层走向北东,倾角平缓一般5°
~15°
。
四方洞向斜,轴线方向总体为NE30°
~60°
,向斜呈宽缓型。
节理裂隙的发育主要有两组:
一组产状N30°
~70°
E/80°
~90°
,节理密度1~2条/m;
另一组产状N60°
W~SN/60°
~80°
,节理密度2~3条/m,前者为纵张节理,后者为横张节理,后者具有明显优势。
这两组节理对区内岩溶发育有较明显的控制。
以走向N30°
E的裂隙延伸较大、下切较深。
在石板岭至北岩绱岩溶台原的东侧陡崖地段,由节理裂隙演化产生张性、深切的卸荷裂隙。
分布于近陡崖地段,隙面平直溶蚀较弱,导水性强。
隧道区内主要岩溶地貌类形为丘(峰)丛洼地、溶蚀—侵蚀峰丛峡谷、峰丛洼地、溶蚀洼地、溶丘(槽谷)谷地等。
地表岩溶形态除了有峰丛、洼地、溶丘外,普遍的有岩溶沟(谷)、岩溶槽谷、岩溶沟(峡)谷、石芽、盲谷、坡立谷等。
地下岩溶形态主要有地下河、溶洞、漏斗、落水洞、岩溶管道、溶缝、地下廊道等。
岩溶发育具有如下规律:
岩溶发育自浅到深,其强度逐渐减弱;
岩层产状平缓时,碳酸盐岩层间所夹透水层段,其上部含水层岩溶化较强,往往形成强富水段;
下部岩溶发育较弱。
、水文地质
1、暗河系统
在标段内共发育五个暗河系统,分别是:
鸟腊河~凉风洞~蝌蚂口暗河:
东部云雾山斜坡补给区来水,汇入鸟腊河、小马滩岩溶冲沟,因沟深坡陡,多以地表径流形式流向鸟腊河地下河入口和凉风洞竖井,进入地下河。
暗河在路肩以下,且水平距离1km以上,对隧道影响较小。
小马滩~凉风洞暗河:
小马滩落水洞深46m,凉风洞落水洞深80m,水力坡度102.5‰,暗河比路肩高148m,存在渗漏的可能。
朱家槽~和尚鞍或道湾暗河:
暗河横穿隧道处比路肩高190m~35m,对隧道影响较大,若纵向节理发育存在倒灌的可能。
毛田~箐口暗河:
暗河水力坡度3.7‰,距离隧道出口0.6~2km,对隧道无影响。
油竹暗河:
暗河处在栖霞组地层中,基本沿走向发育,水力坡度61.4‰,暗河位于隧道上方仅32m处,极有可能产生大的突水、突泥,在施工中必须强化超前预报的各项措施,对暗河出口进行密切监测,确保施工安全。
地下河出口流量枯季1500L/S(1998.12);
平水期3000L/S(1992.9)~25000L/S(2002.4)。
2、水文地质
马陆隧道的含水岩组分三类,即松散岩类孔隙含水岩组、碎屑岩类裂隙含水岩组、碳酸盐岩溶含水岩组。
其中孔隙含水岩组、碎屑岩类裂隙含水岩组在本区的分布面积小或富水性弱,碳酸盐岩溶含水岩组是主要的含水层。
马陆隧道的岩溶水的水位、水量变化与降雨强度密切相关,最大日流量仅滞后降雨量一天。
预测全隧道正常涌水量为167137m3/d;
最大涌水量为808872m3/d。
根据隧道区段的岩溶发育特征、暗河管道分布、岩溶含水层的富水性及分段涌水量预测结果,各区段综合水文地质为:
、DK251+273~DK252+100段
隧道顶板埋深约100~500m,地表岩溶不发育。
上覆P2w、P1d弱透水层,隧道顶板较厚,岩溶不发育。
隧道处于深部循环岩溶弱发育带内,地下水为溶隙管道型,在DK251+800~DK252+100段极有可能遭遇油竹~跨岩湾暗河,涌水量大。
预测该段最大涌水量为590828m3/d;
正常涌水量为122082m3/d。
隧道施工中可能沿泥盆系、二叠系交接面处突涌水;
对P1q煤系地层在施工过程中应加强监测瓦斯含量及煤系地层地下水对混凝土的侵蚀性。
、DK252+100~DK254+540段
垂直岩溶发育深度约120m,隧道埋深500~650m,处在深循环带,岩溶不发育,地下水为裂隙型水,涌水量较小。
预测该段最大涌水量为37143m3/d;
正常涌水量为7675m3/d。
施工过程中应对P1q、P2w等煤系地层加强监测瓦斯含量及煤系地层地下水对混凝土的侵蚀性。
、DK254+540~DK255+880段
层位为碳酸盐地层,水平径流带深160~200m,隧道埋深350~500m,处在水平径流带下150~200m,处在鸟腊河暗河下240m,鸟腊河~蝌蚂口暗河距线路1km以上,对隧道直接影响小,但应注意防范。
地下水为溶隙型水,涌水量中等。
预测该段最大涌水量为46632m3/d;
正常涌水量为9635m3/d。
、DK255+880~DK257+180段
层位为碳酸盐地层,隧道埋深250~400m,处在水平径流带下100~150m,处在小马滩~凉风洞暗河下148m,存在上部岩溶水(含暗河水)循裂隙溶隙向隧道渗漏的可能,涌水量相对较大,需预报、防范。
预测该段最大涌水量为56294m3/d;
正常涌水量为11632m3/d。
、DK257+180~DK259+150(出口)段
隧道埋深15~300m,处在水平径流带中或其下80m左右,处在朱家槽~和尚鞍或道湾暗河下15~100m,顶板厚度较小;
隧道处在岩溶富水带中,存在上部岩溶水(含暗河水)循裂隙、管道向隧道大量涌水的可能,涌水量大需预报、防范。
并采用堵排结合的方法给予治理。
预测该段最大涌水量为77975m3/d;
正常涌水量为16112m3/d。
、不良地质及特殊地质
特殊地质主要为岩溶,地下岩溶主要形态有:
地下河、溶洞、漏斗、落水洞、岩溶管道、溶缝、地下廊道。
隧道埋深较大地段可能存在的硬岩岩爆,软岩塑性变形等地质灾害问题。
在DK251+740~DK254+540段的层位为P1q地层,DK252+100~DK254+540段层位为P1q、P1m、P2c、P2w、T1d1~3地层,其中P1q、P2w地层为煤系地层,施工时应加强监测瓦斯含量及煤系地层地下水对混凝土的侵蚀性,栖霞茅口地层中可能含有沥青,施工时应加强防火、通风。
、主要工程数量
见《马陆隧道进口段主要工程数量表》。
四、总体施工方案
针对马陆隧道通过的地质情况复杂,涌水量大,工期紧张,进口面临通过油竹暗河等诸多实际困难。
施工中确立“以超前地质预报为先导,以搞好隧道堵水及防排水为前提,正洞进口工作面及平导进口工作面并重,以掘进为龙头,衬砌紧跟,确保安全、快速掘进,满足质量和工期要求”的指导思想,
按新奥法原理组织指导施工,加强地质超前预报和监控量测,以信息化施工手段指导施工;
隧道出碴、进料采用有轨运输方式,实施掘进(钻、爆、装、运)、喷锚(拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等三条机械化作业线。
详见《马陆隧道施工方案概述表》。
马陆隧道施工方案概述表
项目名称
施工方案
施工工期
开工时间2004年8月10日,完工时间2006年12月1日,总工期843天。
施工作业面及任务划分
按平导施工、正洞施工及通过平导施工正洞三个作业面组织施工。
其中正洞进口工区承担3000m的正洞施工,进口平导工区承担3932.5m的平导施工及939.5m的正洞施工。
施工方法
1.掘进:
正洞Ⅲ级围岩采用全断面法开挖,Ⅳ级围岩采用台阶法开挖,Ⅴ级围岩采用短台阶法开挖。
正洞掘进、平导掘进及通过平导掘进正洞段均采用自制钻孔台架配合风动凿岩机钻孔。
采用光面爆破,控制开挖轮廓,减少超欠挖,同时减少对围岩的扰动,施工过程中的超欠挖采用激光断面仪跟踪检查。
2.支护:
采用TK961型湿喷机施喷混凝土或钢纤维混凝土,锚杆台架施工锚杆。
钢筋网片、型钢钢架和格栅钢架在洞外工厂加工,现场安装。
3.二次衬砌:
防水板采用无钉铺设;
正洞及平导除横通道及下锚段等地段采用钢拱架及组合小钢模板外,其余地段均采用液压模板台车衬砌。
模板台车长度正洞为12m,平导为9m,模筑混凝土以插入式振捣器振捣为主,辅以附着式振动器振捣。
混凝土由自动计量拌和站生产,6m3轨行混凝土输送车运输至浇筑地点,泵送灌注。
装碴及运输
方式
初期采用无轨运输,平导、正洞过油竹暗河后转为有轨运输,采用43kg/m钢轨,正洞洞内设四轨三线,道岔均采用6号道岔,开挖面及衬砌台车前后设渡线浮放道岔或对称浮放道岔;
平导洞内设单道,每隔300m设一处错车道。
正洞掘进地段及通过平导掘进正洞地段的装碴采用ITC312挖掘装载机。
平导自身掘进的装碴使用挖掘装载机。
采用12T电瓶车牵引18m3梭式矿车的方式。
施工通风
正洞和平导之间横通道贯通前,正洞及平导的工作面均采用压入式通风,横通道贯通后则采用巷道式通风。
施工排水
进口工区及平导进口工区为顺坡施工,隧道涌水自然排出。
施工机械
开挖:
正洞、平导及通过平导施工正洞均采用自制钻孔台架。
支护:
采用锚杆台架钻孔,湿喷机施喷。
衬砌:
正洞12m、平导9m液压钢模台车,轨行式砼输送车运输,砼输送泵灌注。
不良地质地段主要施工措施
1.采用超前地质预报(水平超前钻孔、TSP-203、地质雷达、红外线探水仪、掌子面地质调查与地质素描等几种方法有机结合和合理使用)和地下水水量、水压监测。
2.根据预报及监测结果确定采取超前支护或加强支护的具体方法(超前帷幕注浆加固止水、超前小导管注浆加固、开挖后径向注浆等)。
3.采用合适的开挖方法(短进尺、弱爆破、快支护、勤量测,仰拱及二衬紧跟施作)。
、施工组织机构及施工队伍的分布
1、组织机构
在集团公司新建铁路YY线第27标段指挥部的领导下成立“马陆隧道进口项目经理部”进行施工管理、现场协调和指挥。
本工程按项目法管理,实行项目经理负责制。
项目经理部设四部一室,即工程技术部、安质环保部、计财部、机械设备部、办公室。
下设3个隧道施工队、1个注浆施工队共四个施工队上场施工。
详见附后的《马陆隧道进口施工组织机构图》。
2、人员配置
、劳动力部署及任务划分
马陆隧道进口施工共安排3个隧道施工队和1个注浆堵水施工队。
其中隧道施工一队210人,负责隧道进口正洞的施工任务;
隧道施工二队160人,负责进口平导的施工任务;
隧道施工三队200人,负责通过平导施工正洞的施工任务;
注浆堵水施工队50人,负责帷幕注浆、超前注浆及径向注浆等施工任务。
、逐月劳动力计划
根据工程需要适时调整劳动力人数,上场劳动力高峰期总人数620人。
劳动力计划详见附后的《马陆隧道进口年、季度劳动力使用计划表》。
、大临工程的分布及总体设计
临时设施布置本着“因地制宜、集中设置、便于管理、方便施工”的原则进行布置。
注意保护好施工场地范围内及场区外的树木、绿地、管线、构筑物和其它地上、地下设施,不任意砍伐、拆除和损坏。
1、施工便道
马陆隧道进口施工便道以318国道DK1591+010为起点,以马陆隧道进口洞口为终点。
新建、改扩建便道全长21.10公里,与铁一局共同改扩建段为GDK0+000(=318国道DK1591+010)~GDK14+285长14.285km;
单独改扩建段为K0+000(=GDK14+285)~K2+716长2.716km;
单独新建段为XK0+000(=K2+716)~XK4+100长4.10km。
新修及改扩建便道标准为:
路基宽4.5米,路面宽3.5米,改扩建便道路面面层采用厚30cm的泥结碎石铺设,新建便道路面基层采用50cm厚干垒片石,面层采用厚30cm的泥结碎石铺设。
同时平均每150米设置长30米,路基全宽7.5米,路面全宽6.5米的错车道。
路基挖方段坡脚防护采用浆砌片石,填方段坡脚防护采用干砌片石,其余路基边坡裸露部分采用植草防护。
2、施工平面布置
隧道进口位于屯堡长阳沟近沟底处,施工场地狭窄,线路右侧坡面较陡,场地只能少量利用。
故在洞口线路两侧利用现有地形条件,适当开挖现有坡面加以防护,并在下部修建挡墙,填平后形成主要的施工场地,在此场地上布置空压机房、变压器房、存车线、充电房、修理房、钢筋加工棚;
在洞口线路右侧向长阳沟下游方向布置临时存碴场、砼拌合站、砂石料加工场、水泥库房。
正洞自洞口引出两股道,平导自洞口引出一股道,然后开岔分别通向临时存碴场、存车线、砼拌合站、充电房、修理房。
线路左侧向长阳沟上游方向施工场地利用坡面开挖土石方及初期采用无轨运输隧道开挖石碴填平。
长阳沟中桥万州台距洞口较近,处于施工场地内,在隧道施工准备期内将该台施工完,外部保护好后再填土覆盖,形成施工场地。
详见附后的《马陆隧道进口平面布置图》。
3、临时房屋及设施
、生活及办公用房
办公生活用房:
采用活动木板房作用办公生活用房。
生产用房:
火工品库房采用砖墙水泥板顶房、配电房及空压机房采用砖墙石棉瓦顶房,其它的生产用房采用竹架石棉瓦房。
、火工品库房
马陆隧道进口设火工品库房1处,火工品库房远离施工区域,并按当地公安机关要求办理有关手续。
、砼构件预制场
马陆隧道进口需预制的砼构件如隧道水沟盖板数量较大,因此设一砼构件预制场,集中预制所需要的砼构件。
、污水和垃圾处理
在马陆隧道进口设沉淀池,洞内施工排水通过设在洞外的沉淀池净化后按指定地点排放。
施工现场按环保部门的要求,设置符合要求的化粪池、沉淀池、厕所、垃圾处理场等公共卫生场所及粪便、污水净化设施,对施工区内所有的粪便、污水、垃圾、泥浆、工程废料等随时运走或收集处理,并符合环保的要求,自主承担一切费用。
在工程完工后,自动拆除相关设施,恢复现场原有面貌,并作适当的绿化处理或还田。
、砼拌和站
拌和站(包括砂石料场)均采用砼进行硬化处理,硬化前对基底进行清理、压实,然后施工15cm厚的碎石垫层,并用100号砂浆抹面,最后施工15cm厚的C15砼面层。
在马陆隧道进口设置2座30m3/h的带自动计量装置的拌和站,每个拌和站设三个料仓,为隧道进口的施工生产砼。
、充电房、发电机房及机修房
马陆隧道进口拟建一座充电房,一个备用发电机房、一个机修房、两个材料库、一个储量约为300T的水泥库。
4、通讯
为保证项目部与所有参建人员的通讯联系,便于施工的统一指挥及与业主、设计单位的联络,采用移动通讯、有线程控电话及宽带网等方式配置现场通讯网络,以满足项目经理部对外联络及现场生产的指挥、调度的需要。
在马陆隧道进口工区、平导进口工区安装小型电话交换机用于洞内外、平导于正洞、驻地、拌合站、材料库、炸药库之间的联系。
5、高压风
马陆隧道进口施工有三个作业面,考虑两个工作面同时进行钻孔施工,因此布置8台20m3/min电动空压机供风,高压风管在进洞前采用φ200无缝钢管,在洞口分风后采用φ150无缝钢管进洞,洞内高压风管统一悬吊于断面墙脚侧壁处,便于管理及维修,洞外风管埋入地下,在空压机站设总闸阀,各分风点处设分闸阀。
施工中加强管理防止漏风。
洞内风管长度大于1000m时,在管路最低处设油水分离器(具体见图),定时放出管中的积油和冷凝水,以防其到达掌子面后阻碍施工。
在隧道掘进至2000m后,若高压风压力不够,则在洞内设增压包,以增加风压。
高压风管冷凝水收集装置
洞内管线布置详见附后的《正洞洞内管线布置图》。
平导内管线布置与正洞相同。
6、洞内通风
马陆隧道进口平导与正洞在掘进1500m之前采用压入式通风,平导与正洞掘进1500m之后采用巷道式通风。
7、临时存碴场
马陆隧道进口施工采用有轨运输,而弃碴场距离洞口较远,达2.0km,需将弃碴倒运,因此在马陆隧道线路右侧,长阳沟左侧沿山坡设置临时存碴场。
且马陆隧道洞口施工场地狭窄,因此将临时存碴场平整后,作为砂石料加工和砼拌合站的场地。
存碴场存有一定数量的弃碴后,用装载机装运,自卸式汽车运至弃碴场。
为防止弃碴流入长阳沟,污染水源,破坏环境,在临时存碴场坡脚设置M7.5浆砌片石挡碴墙,临时存碴场顶向外作3%的排水坡。
8、弃碴场
弃碴场设置于线路右侧老屋基处,弃碴量约43万方,运距2.0km,占地80亩。
弃碴场坡脚设置M7.5浆砌片石挡碴墙,弃碴场顶向外作3%的排水坡。
在弃碴场顶外缘设一道截水沟,沟宽40cm,高60cm,M7.5浆砌片石铺砌。
、过渡方案和过渡设计
马陆隧道进口施工过渡主要包括形成有轨运输前的过渡、施工场地和生产设施全部形成前的过渡、由平导通过横通道向正洞掘进的过渡、独头通风向巷道式通风的过渡等。
1、形成有轨运输前的过渡方案
本工程确定平导、正洞过油竹暗河后分别转入有轨运输,过渡期间隧道施工采用无轨运输方案,装载机或ITC312装碴,自卸汽车运输至施工场地回填区。
2、生产设施全部形成前的过渡方案
变电站、空压机房、发电房,拌和站、电瓶车充电房及修理房等设施要待施工场地形成后才能建成,前期利用正洞与平导间的开挖场地设一座临时拌和站,配置两台JZ350搅拌机和自动计量装置,供应前期施工所需砼。
临时充电房设在平导洞口左侧,保证前期有轨运输电瓶车充电及机械修理。
所有过渡期设置的临时设施在施工场地全部形成后按规划的场地布置图布置。
3、平导通过横通道向正洞掘进的过渡
平导超前正洞一定里程后,为了加快施工进度,必须由平导向正洞通过横通道另开辟新的工作面。
横通道施工完毕后,在横通道内铺设单线轨道,以转换为有轨运输,加快施工进度。
4、压入式通风向巷道式通风的过渡
在马陆隧道进口工区掘进施工中,在1500米范围采用压入式通风,1500米后采用巷道式通风,具体的通风方案另有详述。
、施工用电
隧道施工用电均用由业主提供的永临结合高压输电线路T台接至隧道口,在洞口变压器房安装变压器降压至380V,引至施工区各点。
马陆隧道进口洞外拟采用4台500KVA的变压器。
因洞内采用梭式矿车、电动挖掘装载机、钻孔台架和衬砌台车等电动设备在洞内施工,随着掘进长度的加大,当洞内用电地点离配电房大于800m后,另配备变压器将洞外高压电降至1万伏后引入洞内,在洞内设变压器再将其降至380V后使用,洞内变压器拟采用2台250KVA变压器和1台160KVA变压器。
详见《马陆隧道进口供电系统图》。
施工工作面采用36V安全电压。
高压电缆及低压照明线路均布置在线路一侧,紧靠边墙敷设,高压在上,低压在下,动力线在上,照明线在下。
洞内照明采用高压钠灯,每30m布置1个。
马陆隧道进口供电系统图
另外考虑配备江苏扬州英泰股份有限公司产320kw柴油发电机组两组,共640kw。
、施工用水
马陆隧道进口长阳沟水源丰富,取就近位置设置抽水泵站,并设置沉淀池和滤水池进行净化处理后用于生活和施工生产;
进口洞顶山上修建一座250m3的高位水池,进口工区考虑到为上坡施工,水压逐渐降低,故水池标高高于洞顶标高120m,水源采用长阳沟水筑坝储蓄后用高压水泵先抽至高位水池,再铺设φ120高压无缝钢管引入洞内各用水点。
、施工测试
1、隧道测量与监控量测
、隧道控制测量与一般测量
a、控制测量
洞外平面控制测量:
隧道洞外控制复测采用高精度的GPS全球定位系统。
高程采用三等水准进行复测。
洞内平面控制测量:
为确保隧道高精度贯通,采用二等导线测角精度进行施测,平均边长600米。
隧道内导线按等边直伸导线布置,且形成导线网。
高程控制测量:
洞内、洞外高程按三等水准要求施测。
导线、高程控制点按照XX总指《施工测量工作实施细则》要求,每半年把洞内外的控制点进行联测一遍。
b、一般测量
采用全站仪及相配套的反光镜等设备测量。
测量方案为:
距离控制测量和施工测量由测量班负责,测量班配备一名测量工程师;
隧道每进尺300米,由精测队对洞内导线复测,联测两个以上同等级控制点;
隧道贯通后,由精测队进行贯通测量,并一起进行平差计算工作,共同协商贯通误差调整方案。
测量仪器和设备按国家规定每年定期送国家授权检定部门进行检定,合格后方能使用。
、隧道监控量测
a、现场监控量测目的
现场监控量测,是在隧道施工过程中,对围岩和支护系统的稳定状态进行监测,为喷锚支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据,把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中,进一步优化设计和施工方案,以达到安全、经济、快速施工的目的,围岩量测是施工管理中的一个重要环节,是施工安全和质量的保障。
通过现场监控量测,主要是了解围岩、支护变形情况以及隧道的涌水量情况,以便及时调整和修正支护参数,制定合理的堵水排水措施,以保证围岩稳定和施工安全;
提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据,确定模筑混凝土二次衬砌施作时间;
依据量测资料采取相应措施,在保证施工安全的前提下加快施工进度;
积累量测数据资料,提高施工技术水平。
通过监控量测来达到安全、快速的目的。
b、量测方法、工具、间距及时间
详见《量测方法、工具、间距及时间表》
量测方法、工具、间距及时间表
量测项目
工程地质及支护状态的观察
净空水平收敛
拱顶下沉
地表下沉
用途及应用场合
核实地质资料,判断围岩和衬砌的稳定性,用于整个隧道施工中,为施工提供依据
围岩稳定性判别以及位移分析,用于整个隧道施