定水坝施工组织设计.docx
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定水坝施工组织设计
定水坝隧道施工组织设计
一、编制依据:
编制依据：
《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）、《铁路隧道评定验收标准》（TB10417-2003）、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2001）、《定水坝隧道施工图》第一分册设计说明。
二、编制原则及编制范围：
编制原则
、按基建程序搞好施工管理，并按高标准、质量优、速度快、成本低的要求组织施工。
、严格执行铁路规范及有关技术标准、规程、规则等并遵守国家、铁道部和地方相关政策、法律。
、按国家的法律法规要求做好三保工作，即水保、环保和文物保护。
、努力改进施工工艺，积极采用“四新”工艺，降低隧道成本。
编制范围：
I线DK518+466~543；II线YDK518+521~571
三、工程概况:
1、隧道概况：
定水坝隧道进口里程为DK510+003,出口里程为DK518+543，全长8540m。
出口位于半径为2000m的左偏曲线上，线路坡度：
出口洞身DK518+446~540位于3.8%0、下坡，DK518+540~543段为平坡，平导长度为2800m预留II线。
II线位于半径为1600m的左偏曲线上，线路坡度：
出口洞身DK518+521~540位于3.8%0、下坡，DK518+540~571段为平坡。
2、地质概况：
中低山剥蚀地貌区，山势雄伟、陡峻，多悬崖峭壁，坡面多发育有岩溶洼地、漏斗、溶洞及落水洞，植被较发育多为灌木林；东北部、东部多为碎屑岩组成的剥蚀地貌。
隧道岩层产状均较平缓，构造对岩体的完整性影响不大。
隧道洞身处于（D2d1+2）石英砂岩夹砂岩、页岩地层中，隧道顶部为碳酸地层，岩溶水丰富，但因下伏（D2d1+2）石英砂岩夹页岩起着良好的隔水作用，故隧道涌水量不大。
预测全隧道平常涌水量Q=28000m3/d,雨水期涌水量Q=42000m3/d。
3、隧道施工条件：
隧道工程、水文地质条件复杂，本施组地段均为V级围岩，出口上端有旅游风景区飞龙洞，水隙较发育,要加强隧道的防排水，以堵为主的方案施工。
四、隧道施工布置：
1、隧道施工安排总体布置
定水坝隧道出口采用正洞加平导施工，平导设置在线路右侧与预留II线重合，施工时采用平导先行。
2、劳动力组织及施工任务
在隧道出口工区安排一个隧道综合队，其下设有掘进工班、衬砌工班、出碴工班、杂工工班等详细情况见表一《定水坝隧道施工安排一览表》。
3、主要机械设备
本隧道是黔桂线上最长的隧道，是重点控制工程。
因此在机械设备的配备上予以优先保证，并配置先进的机械设备。
在地质超前预报、钻爆、支护、装运、注浆、防水、衬砌、整体道床等多条主要生产作业线，实现机械施工，使资源最大化发生效益。
详见表二定水坝隧道施工机械设备表
定水坝隧道施工安排一览表表一
工班名称
人员数量
任务范围
备注
管理人员
15
负责隧道技术、测量、试验、质检、安全、材料等施工管理
掘进工班
85
负责出口段正洞和开挖掘进
衬砌工班
48
负责出口段的衬砌（初期支护、二衬）、隧道的铺底、整体道床的施工
出碴工班
30
负责将隧道的碴运到指定的碴场
杂工工班
60
负责隧道的风、水、电管路的维修机械的修理和日常维修，并且派出修理人员跟班作业，保证机械正常运转。
超前预报班
20
负责隧道施工的地质预报工作
合计
258
定水坝隧道施工机械设备表表二
工序名称
设备名称
机械型号
数量
超前预报
地质钻机
1
开挖与支护
钻孔台车
自制
4
电动空压机
4
风动凿岩机
YT-28
40
移动式电动空压机
2
管棚钻机
1
双液注浆机
1
干喷机
PZ-5
2
湿喷机
2
挖掘机
PC200
1
内燃空压机
12m3
1
喷射混凝土运输车
2
强制式混凝土搅拌机
JDY350
2
风镐
15
出碴
侧卸式装载机
ZLC40B
1
侧卸式装载机
WA380
1
312抓碴机
1
自卸汽车
EQ3306GZ
2
自卸汽车
东风
2
衬砌
整体液压衬砌台车
贵阳加工
2
自动计量混凝土搅拌站
HZS50
2
混凝土运输车
4
混凝土输送泵
HBT60B
2
简易台架
自制
2
插入式振动器
40
电力、电器及其他
电焊机
BX300A
10
变压器
4
发电机
250kw
2
切割机
GQ40
4
立式砂轮机
2
单速轴流风机
3
离心式水泵
10
双速对旋轴流风机
1
4、隧道施工进度计划
（1）、开挖
定水坝隧道出口工区由V级围岩组成,V级围岩采用“短进尺、弱爆破”，I线洞口10m及预留II线20m采用暗洞明挖方法施工。
（2）、衬砌
平导洞口段YDK518+521~YDK518+571段同I线同期一次建成,衬砌同I线衬砌一样。
正洞DK518+543~Dk518+493复合式钢筋混凝土衬砌每4天一个循环，每循环12m，按每月7个循环84m安排；正洞复合式混凝土衬砌每3天一个循环，每循环12m，隧道出口工区拟配两台衬砌台车。
（3）、施工工期
针对定水坝隧道的施工特点与工期要求，我单位中标后立即组建了定水坝隧道队伍，进行施工准备，于2004年12月25日开始动工，初期支护定于4月10号完成，定于2005年7月20日完工。
（4）、施工总体横道图
施工总体计划横道图详见《定水坝隧道出口施工开挖进度横道图》。
5、临时工程
（1）、施工便道
定水坝隧道出口里程DK518+543处，靠近210国道，和通往贵阳的铁路，交通运输比较方便。
施工场地没有既有便道，需从通往龙里生态园的水泥路处修建一条长780米，面宽3.5米的泥结碎石便道，到达施工现场，在每300m处设置一会车道。
（2）、施工用电
本标段工程施工用电考虑永临结合，就近从35/10kV电力线接电。
另在出口工区配备250kW的发电机各4台，变压器4台，作为工程用电的补充。
（3）、施工用水
隧道出口左侧修建高山蓄水池（300m3）一座，铺设DN150mm管路引水入高山水池，洞内水管采用φ150mm钢管，在洞内2000m处设增压泵以保证工作面水压满足施工要求，高压水池的水源利用山中泉水。
（4）、隧道施工通讯
在出口工区通讯采用固定和移动相结合,在洞口和办公室各设置一个一固定电话,各主要技术人员、班组长配一台移动手机，实行24小时开机制，洞内与洞外采用程控电话相联系。
（5）、临时炸药库
在离出口工区200m处一山包上，按《爆破安全作业规程》标准修建一临时炸药库
（6）、隧道施工生产、生活用房
在出口线路左侧布置有空压机房，右侧布置生活、办公用房，及其材料加工场，砂石料场，拌和站。
每个工点均配备好消防设备。
详见《定水坝隧道出口布置图》。
（7）、碴场挡护及排水工程
为满足环保要求，在出口工区各设置一座污水处理池，施工废水经过污水处理达标后集中排放。
弃碴场脚部设置挡碴墙，其施工参贰隧挡参30、33。
碴场需撒播草籽绿化。
6、当地建筑材料分布
当地有大量的碎石加工场，能满足隧道目前施工。
以后应用洞内弃碴加工。
当地没有河砂，隧道施工采用机制砂。
五、隧道施工方案和施工方法：
1、隧道的施工方案
遵循新奥法原理，坚持以人为本，以大型专用设备为主，形成地质超前预报、钻爆、支护、装运、注浆、防水、衬砌、整体道床等多条主要生产作业线，实现机械化施工。
隧道采用正洞加平导方案施工。
详见表四定水坝隧道施工方案
表四定水坝隧道施工方案表
序号
项目
施工方案
1
开挖
钻爆法。
光面爆破，非电起爆。
洞身段IV、Ⅴ级围岩短台阶法开挖，Ⅲ级围岩全断面法开挖，。
正洞和平导均采用YT-28风动凿岩机和自制简易钻孔台架开挖掘进。
2
运输
平导目前出碴方式和正洞一样。
正洞ZLC40侧卸式装载机和自卸汽车配合出碴内装碴设备采用，侧卸式装载机作为紧急情况下备用出碴。
施工当中应考虑自卸汽车的会车与调头，所以在围岩好段的隧道内采用大避车洞或电缆余长腔适当加大，二衬预留，等以后在回头施作，超挖处用片石混凝土回填。
3
支护
Ⅳ级Ⅴ级围岩段采用大管棚、小导管和水平锚杆作为超前支护。
小导管和锚杆采用风枪钻孔和凿岩台车钻孔，洞口段采用干喷混凝土。
4
防排水
出口飞龙洞风景区段以堵为主，限量排放，洞身其余地段采用以防为主；初期支护与二次衬砌之间拱墙均设置复合防水板及环向透水盲管。
施工排水采用侧沟自排。
5
施工通风
目前采用自然通风。
6
施工用电
洞口600m采用洞口的高压变压器降压后使用，600m以后地段施工时采用10kv高压电进洞，洞内变电的方式。
7
二次衬砌
在开挖、支护达到一定长度，相互不影响的前提下，组织施工，正洞出口配备二台全断面液压衬砌台车，泵送混凝土入模实施浇筑。
8
地质预报
平导超前，加深炮眼等方法进行超前预报。
9
施工用高压风、高压水
采用集中供风目前采用20m3；施工用水采用高山水池供水结合普通泵增压的方式。
2、隧道的施工方法
、进洞施工方法
洞门的施工，本隧道出口采用端墙式洞门，考虑国防要求，洞门端墙采用C20钢筋混凝土，钢筋采用Φ16（纵向）*Φ16（横向），箍筋采用Φ8钢筋，在开挖时洞门的端墙、翼墙墙基底的地基须采用载荷试验检测基底承载力。
洞门施工中贯彻“早进晚出”原则，施工时对洞门的边仰坡进行施工测量放样，为防止在以后施作洞门带来的不便，施工时边仰坡一次刷到位后，进行锚喷网加强支护。
进洞前洞门的截水天沟必须完善。
I线洞口段DK518+533~DK518+543及预留II线YDK518+551~YDK518+571段采用暗洞明挖法施作，拱顶以下采用浆砌片石回填，拱顶以上夯填土石，且厚度不小于2m，夯填土石表面采用M5浆砌片石铺砌，厚度为25cm。
由于隧道洞顶埋深较浅，且存在大量的孤石，施工时需清除围岩表面的虚土和危石。
在I线DK518+530和II线YDK518+546处施作套拱进洞方法。
套拱施工方法：
进洞在拱部采用双排注浆小导管，导管长4.5米，与线路方向外插角为5o~10o之间，在环向间距为0.4米一根，排间距为0.2~0.3m；格栅钢架每0.5米一榀，格栅钢架制作采用4根Φ22钢筋作为主筋，Φ8为箍筋每40cm设置，Φ10钢筋作为蹬筋，洞外焊接制作，洞内拼装。
其具体制作参见贰隧参DDFP140-18。
连接钢筋采用Φ22钢筋于格栅钢架内外两侧焊接于一整体，环向每0.5m设置一根；钢筋网采用Φ8钢筋编制而成25cm*25cm。
套拱施作工艺见下图：
套拱施作工艺
（2）、V级围岩开挖方法
Ⅴ级围岩一般地段开挖：
Ⅴ级围岩一般地段，采用小导管超前支护，短台阶法开挖、锚喷钢架联合支护。
“短进尺，弱爆破，强支护，勤量测”。
施工工艺流程：
超前小导管支护→开挖上部台阶→安装上部弧形格栅钢架→初期支护拱部→分段开挖边墙马口→初期支护边墙马口→挖除下部核心土→完成仰拱混凝土→衬砌。
施工方法：
上部弧形导坑、拱脚及边墙马口以爆破开挖为主，核心土采用机械开挖。
开挖前小导管超前支护，开挖后及时喷混凝土封闭岩面，并采用格栅钢架、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土等联合支护。
3、V级围岩施工工艺流程
超前注浆小导管施工方法和施工工艺
小导管注浆施工工艺见右图。
小导管在上导坑（起拱线以上）每环布设20根超前小导管，每根长3.5米，环与环之间搭接长度不小于1m,钻孔仰角控制在5o～10o之间，注浆孔每好一个就用高压风吹除管内杂物，等钻孔完毕后，连接注浆管，进行注浆。
注浆参数：
水泥浆由稀到浓逐级变化，先由水灰比1：
1逐级变化到0.8：
1为止。
小导管制作：
注浆孔为Φ8mm，梅花形布置在小导管上，每孔间距为10cm，如下图：
单孔注浆时，首先以初压注浆，然后在终压下进行注浆并保持1～2分钟终压再卸荷，保证注浆量及扩散半径达到设计要求，达到超前加固的目的。
注浆过程中，严格控制注浆压力，终压必须达到设计强度要求，并稳压，保证浆液的渗透范围，防止出现变形、串浆等异常现象。
注浆顺序：
注浆先低后高，由两侧向中间，由无水向有水的顺序进行注浆。
注浆过程中专人记录，完成后检验注浆效果，不合格者进行补注,注浆达到设计强度后方可进行开挖作业。
、锚杆施工方法和施工工艺
系统锚杆在V级围岩中环间距为1m，梅花形布置，每环中根与根的间距为0.8m，每根长3m，采用锚固剂填塞锚杆孔。
锚杆制作；采用Φ22的螺纹钢，切割成3米长的钢筋；垫块采用6～10mm厚的钢板制作150*150mm的小钢块，与钢筋连成起，然后用螺栓拧紧。
锚杆施工工序如下图。
网喷
钢筋网采用Φ8钢筋以网格为25*25cm的方格焊接而成，随受喷面起伏铺设，同固定锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面3cm左右，喷射混凝土保护层大于2cm。
格栅刚架安装
格栅刚架安装工艺流程，详见《格栅刚架安装工艺》图
锚杆施工工艺框图
、喷射混凝土
在V级围岩中喷射混凝土厚度为20cm,采用干喷工艺；分初喷、复喷和终喷（保护层）的螺旋喷射三阶段进行。
喷射混凝土施工工艺见《喷射混凝土施工工艺流程》。
、防水板铺设
施工准备：
防水板的洞外拼接。
防水板须在洞外宽敞平整的场地上，将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板。
防水板采用热合机双缝焊缝。
焊接前检查防水板是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，应进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强
度试验。
吊挂防水板的台车就位后，用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、
格栅刚架安装工艺
干喷混凝土施工工艺流程
钢筋网头等铁件齐根切除，并抹砂浆找平，以防刺破防水板。
对于开挖面严重凹凸不平的部位事先须进行修凿和找平。
防水板铺设和锚固：
用射钉枪将吊挂肋条锚固在喷锚支护上。
将防水板利用小型卷扬机提升到台车上，以防水板的全幅中部对准隧道中线，根据防水板幅面大小，将防水板托起贴着喷锚支护表面铺设，松紧适度，并用热焊机将防水板焊在吊挂肋条上，拱部固定点间距0.5m左右，边墙固定点间距1m左右。
焊接防水板搭接缝：
上下循环两幅大幅面的防水板接头处留10cm搭接幅面，用热焊机将搭接缝焊好，焊缝宽度不小于2cm。
质量检查：
对搭接焊缝及吊挂点焊缝进行检查，如有不符合质量要求者，应及时进行补焊处理，以满足质量要求。
、二衬
洞口段I线DK518+528～DK518+543段为碎石道床过渡段，采用V级复合加强A衬砌，其道床底面至内轨顶面的距离由洞口DK518+543处的77cm渐变至DK518+528处的68cm，本段衬砌按黔桂施隧-144-I510图施作；I线DK518+493～DK518+528段为整体道床，采用V级复合加强B衬砌，按黔桂施隧-144-I610图施作；I线DK518+466～DK518+493段为整体道床，采用V级复合衬砌，按黔桂施隧-144-I810图施作；预留II线YDK518+521～YDK518+571段采用V级复合加强C衬砌，按黔桂施隧-144-I710图施作。
便于平导排水，本段衬砌不施作侧沟及电缆槽，施作部分仰拱填充。
YDK518+521以前为平导衬砌，平导利用预留II线设置，平导坑底高程较I对应里程处路基面高程低0.6m。
详见《混凝土衬砌施工工艺框图》
砼的养护：
当的强度达到2.5MPa方可拆模，拆模后应立即洒水养护，到达养护时间为止。
详见《混凝土养护时间》表
混凝土养护时间（d）
水泥品种
相对湿度
<60%（干燥环境）
60%~90%（较湿环境）
>90%（潮湿环境）
普通硅酸盐水泥
14
7
可不再洒水养护
复合水泥
21
14
4、爆破设计（V）
Ⅴ级围岩地段，采用微振动爆破技术以台阶方式钻爆掘进。
上部采用斜眼掏槽法，下断面采用《V级围岩爆破示意图》的爆破设计。
钻爆参数见表《台阶法钻爆设计参数》。
周边眼的控制：
定水坝隧道出口Ⅴ级围岩开挖断面严格按照黔桂施隧-144-I-10-5五寸图进行控制，每茬炮出完碴后要进行测量放样，把隧道中线精确定位，并用红油漆画出来，然后根据中线、轮廓线布置掏槽眼、周边眼和掘进眼。
爆破效果检查：
每茬炮都应对爆破效果进行检查，爆破效果要符合下列要求，否则要立即调整爆破参数。
、超欠挖符合《隧道施工规范》要求：
欠挖：
石质坚硬时允许，岩石个别突出部位（每1m2不大于0.1m2）侵入净空，侵入断面不大于5cm；超挖：
、IV级围岩拱部平均线性超挖不大于15cm，最大不大于25cm,边墙平均不大于10cm，V级围岩拱部平均线性超挖不大于10cm，最大不大于15cm，边墙平均不大于10cm。
、开挖轮廓线要圆顺，开挖面平整。
、爆破进尺达到设计要求，石块块度满足装碴要求
、炮痕保存率硬岩应大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开挖轮廓线上均匀分布。
台阶法钻爆设计参数
炮眼
名称
编号
孔径
（mm）
炮孔
数量
孔深
（m）
孔距
（m）
抵抗线
（m）
单孔装药量
段装药量
（kg）
雷管
段号
kg
卷
上
导
坑
掏槽眼
42
8
1.55
0.4
0.3
1.5
2.4
1
扩槽眼
1
42
6
1.4
0.5
0.5
0.2
1
1.2
3
扩槽眼
2
42
4
1.2
0.6
0.58
0.2
1
0.8
5
爆破眼
3
42
2
1.1
0.7
0.3
1.5
0.6
7
内圈眼
4
42
13
1.1
0.6
0.7
0.2
1
2.6
9
顶板眼
5
42
22
1.1
0.4
0.5
0.1
0.5
2.2
11
底板眼
6
42
10
1.1
0.6
0.4
0.4
2
4.0
13
角眼
7
42
2
1.1
0.4
0.5
2.5
1.0
15
小计
59
79.36
24
下
断
面
爆破眼
1
42
2
2.8
1.2
1.2
2.0
10
4.0
1
爆破眼
2
42
16
2.8
1.2
1.0
2.0
10
32
3,5,7,9
内圈眼
3
42
16
2.8
0.6
1,0
0.6
3
9.6
11
二台眼
4
42
8
2.8
0.7
0.7～0.9
2.0
10
16
13
周边眼
5
42
26
2.8
0.45
0.55
0.3
1.5
7.8
15
底板眼
6
42
9
2.8
0.7
0.5
2.2
11
19.8
17
小计
77
113.2
V级围岩爆破示意图
、两次爆破的搭接台阶不大于15cm。
5、出碴：
暂定用ZLC40B和小松WA380侧卸式装载机和东风自卸汽车出碴。
6、施工供风、供水：
暂定临时用1台20m3空气压缩机供风，供水采用增压泵临时供水。
7、施工通风（排尘）、排水：
目前洞口段采用自然通风，排烟除尘；排水系统施工成-2%o的坡度自然排水。
8、施工监控量测
在本隧道施工过程中，于大跨和起拱线处设点埋设周边监控点，监控
量测周边收敛采用收敛仪；拱顶下沉采用精密水准仪、水平尺等量测。
详见表《监控量测频率》
监控量测频率
1~15天
16~1月
1~3月
>3月
周边位移
1~2次/天
1次/2天
1~2次/周
1~3次/月
拱顶下沉
1~2次/天
1次/2天
1~2次/周
1~3次/月
、量测断面的方法
周边位移量测以水平相对净空变化的量测为主，水平净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所处在的位置、隧道的埋深等条件决定。
在地质条件良好，采用全断面方式开挖时，可设一条水平测线。
当采用台阶法开挖时可在拱腰和边墙部位各设一条水平线。
拱顶下沉量测的位置在每一断面宜布1~3点，若地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，应同时量测拱腰下沉及基底隆起量。
、量测结果的管理和利用
根据现场量测数据绘制水平相对净空变化，拱顶下沉时态曲线，净空水平收敛，拱顶下沉与工作面距离的关系图详见《变形管理等级》表
变形管理等级
管理等级
管理位移
施工状态
III
Uo正常施工
II
（Un/3）≤Uo≤（2Un/3）
应加强支护
I
Uo>（2Un/3）
应考虑采取特殊措施
六、技术保证措施：
为确保隧道工程优质，须采取相应的技术措施，详见《定水坝隧道出口技术管理工作保证体系框图》。
、制定科学的施工方案和详细的实施性施组。
、加强隧道技术攻关，积极采用“四新”技术；把成熟的施工技术和可操作施工工艺运用在隧道施工中。
、在隧道开挖、出碴、支护、二衬等施工中，购置先进成套设备，加速施工进度和工程质量，保证模注混凝土衬砌结构形体美观，混凝土采用自动计量拌合站拌合，保证混凝土均匀的施工。
、加强职工上岗技能培训，特殊岗位必须持证上岗。
如电工，电焊工、爆破工等。
定水坝隧道出口技术管理工作保证体系框图
、坚持换手复核制度，确保隧道施工技术指令及测量成果准确无误。
七、质量保证：
质量目标：
质量控制资料真实完整，隧道的净空、衬砌厚度、强度、衬砌背后回填注浆、隧道的防排水等涉及安全和使用功能的检验和抽检结果均符合规范规定。
检验批、分项分部工程达到铁道部现行的工程质量验收标准，一次验收合格率达到100%，单位工程质量达到部级优质工程标准，争创鲁班奖。
成立质量管理领导小组，建立工程质量项目经理终身负责制；做到质量管理机构健全，质保自检体系完善，质量保证措施健全、有效。
全面推行ISO9001标准质量管理体系，编制项目质量计划；广泛开展群众性QC活动，严格按质量保证措施和质量保证体系控制工程施工。
详见
《定水坝隧道出口全面质量管理体系图》
建立健全质量管理组织机构，成立以项目经理为组长，总工程师为副
组长的质量管理领导小组，全面负责本项目质量管理工作。
详见《质量管理组织机构》。
为把本隧道建成“内实外美”的工程将采取如下的措施：
、严把原材料关，杜绝不合格的材料进场。
、原材料进场后严格按规范进行抽检：
钢材每60t抽检一次，不够60t，按60t计；水泥袋装水泥200t（散装500t）抽检；骨料每400m3（600t）抽检一次，对抽检不合格的场品以批为单位清除出场。
、实行质检员制度，对所有隐蔽工程进行“三检”制度。
并填写隐蔽工程检查证且证签后，才能进入下道工序施工。
、每道工序质量的检查均须处于受控状态，严禁不合格的工序转入下道工序中。
、砼强度必须满足设计要求。
砼取样试验：
每衬砌段（12m）拱墙必须做一组标准条件养护的强度试件；每衬砌200m应做一组同条件养护的砼强度试件，以检验结构实体强度，每500m3砼应做抗渗检查试件一次（6个），其结果应符合设计抗渗等级。
仰拱砼抗压强度试件取样、留置及强度等级必须符合《验标》7.4.9条规定。
定水坝隧
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