星云湖抚仙湖出流改道工程施工组织设计.docx
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星云湖抚仙湖出流改道工程施工组织设计
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施工组织设计
1编制依据
1．云南玉溪市星云湖、抚仙湖出流改道工程招标文件。
2．标前会及现场考察资料。
3．补遗书。
2工程说明
2.1工程概况
星云湖、抚仙湖是云南九大高原湖泊中的两个姐妹湖，属珠江流域南盘江水系。
玉溪市星云湖、抚仙湖出流改道工程位于江川县境内，工程建设的目的是保护抚仙湖、改善星云湖、满足玉溪市长远用水需求。
星云湖、抚仙湖出流改道工程，即有保护和治理两湖污染的效益，又有向玉溪市供水的效益，对两湖周边的旅游业和数万亩农田灌溉也有直接影响。
工程等别为Ⅲ等中型工程，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。
建筑物防洪标准为20年一遇（P=5%）设计。
地震设防烈度采用Ⅷ度。
出流改道工程由挺水植物带、进口及闸室段、暗埋段、顶管段、隧洞段、出口暗埋、明渠及出口闸室段、人工湿地、大湾河整治、星云湖沿岸抽水站及旁通泄水道工程等部分组成。
本合同段为隧洞段中的一部分；起点桩号为5+800，终点桩号为8+050；全合同段总长2250m，另外施工竖井深度78.35m，竖井桩号为6+935，竖井至起点方向距离为1135m，至终点方向距离为1115m。
2.2自然地理特征
2.2.1工程地质
工程区域及其外围出露的地层主要为震旦系（Z）和上第三系（N）、第四系（Q），岩性为碎屑岩和碳酸盐岩类，其次还有零星分布的寒武、泥盆、石炭、二叠系等。
2.2.2水文气象
星云湖及抚仙湖径流区气候受大范围气候背景控制，属亚热带半干燥高原气候，具有干湿季节分界明显的中亚热带半湿润高原气候的特点。
11～4月为冬半年或称干季，盛行两支来源不同的西南季风。
5～10月为夏半年或称湿季，主要来自孟加拉湾的赤道西南季风和来自南海的热带海洋东南季风影响，其属性湿热，是湿季降水的主要水汽来源。
风向多为西南风。
据抚仙湖海口水文站、江川气象站实测，多年平均降水量分别为927.6mm、863.1mm。
径流区干湿分明，干季降水量约占全年降水量的14%，湿季以7月降水最多，为20%以上。
抚仙湖径流区年降水量略大于星云湖径流区。
据抚仙湖海口水文站E601蒸发器实测资料，多年平均蒸发量为1374mm（代表水面蒸发量）；星云湖多年平均气温15.6℃，最高气温33.0℃（1966年5月1日），最低温度-5.4℃，多年平均湿度74%，多年平均风速1.7～2.3ms，最大风速34ms。
2.2.3交通、动力、通讯及其他服务条件
工程位于江川县境内，工程所经地区人口较为稠密，道路交通密度较大，工程沿线附近的新、老玉江公路及澄川公路经过，亦有乡镇村公路相通，另外，业主将扩宽进场道路至洞口200m附近。
本标段距县城约10km，县城至玉溪市红塔区约30km，至昆明市约100km，因此，本工程对外交通比较方便。
通信十分便利，可使用移动通讯电话拨打国际、国内长途电话，施工队一级均安装有程控电话。
业主将10KV输电线路接至距施工地点200m范围之内，并设置了一台500KVA的施工主变压器。
工程施工用水从小井坝水库中提取，我公司将修建200m3的水池，作施工用水的水池。
2.3主要工程数量
（1）0#施工支洞竖井（78.35m）
竖井石方开挖及运输：
2081m3；
C20钢筋混凝土衬砌：
732m3；
Φ20竖井锚杆：
702根；
（2）隧洞工程（2250m）
隧洞石方开挖及运输：
25793.4m3；
C20钢筋混凝土衬砌：
9726.6m3；
C25喷射混凝土：
2085m3；
Φ25锚杆：
7000根；
3施组工期、质量、安全目标
3.1工期目标
按照招标文件的要求，施工工期：
2003年10月26日至2006年4月30日，工期为30个月。
我公司计划于2003年10月26日开工，于2006年2月28日完工，工期为28个月。
较业主规定工期提前2个月。
3.2质量目标
单位工程一次验收合格率100%，优良率90%以上，创优质工程。
3.3安全目标
杜绝死亡事故，负伤频率控制在2%以下，消灭重大机械破损事故。
4设备、人员动员周期及材料供应计划
如我公司中标，我公司计划在业主接到中标通知书后，立即进行正式施工工期前进行设备、人员的动员，并在施工前将机械设备运输、安装、调试，生活设施建设、临时设施修建、人员培训等施工准备工作。
本工程所需的主要材料除水泥由业主统一供应外，其他主要材料和辅助材料在昆明和江川购买，用汽车运输至工地。
主要材料供应计划详见下表
主要材料供应计划表
材料
名称
单位
总数量
2003年
2004年
2005年
2006年
四
一
二
三
四
一
二
三
四
一
水泥
t
7167
700
700
720
720
720
720
720
720
720
727
钢筋
t
817
80
82
82
82
82
82
82
82
82
81
炸药
kg
22991
2000
2000
2400
2400
2400
2400
2400
2400
2400
2191
木材
m3
62.34
6.0
6.0
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
4.84
柴油
kg
49122
4500
4500
5200
5200
5200
5200
5200
5200
5200
3722
汽油
kg
6783
650
650
700
700
700
700
700
700
700
583
碎石
m3
11170
1000
1000
1200
1200
1200
1200
1200
1200
1200
770
砂
m3
8830
850
850
900
900
900
900
900
900
900
830
5劳力、施工安排及机械设备
5.1劳力安排
本合同段总工期为28个月，根据工期和施工的需要，施工队伍及人员安排如下：
隧洞施工工程队：
300人
机械修理所：
30人
材料厂：
25人
5.2施工安排
隧洞施工工程队：
负责本合同段所有工程的施工。
机械修理所：
负责本合同段全部机械修理、电力供应及线路的维修工作。
材料厂：
负责本合同段全部材料组织和供应工作。
5.3施工机械设备的配备
根据本合同段的施工需要，本合同段拟配备的机械设备见下表：
拟投入本工程的主要施工机械设备情况表
机械名称
型号规格
单位
数量
新旧程度
现在何地
进场时间
空压机
4L-20720m3min
台
4
80%
云南
2003.11
自卸汽车
EQ3141G7.5t
台
7
85%
云南
2003.11
钢筋弯曲机
GW402.2kw
台
1
80%
云南
2003.11
钢筋对焊机
GDH32φ32mm
台
1
80%
云南
2003.11
柴油发电机组
P8120kw
台
1
85%
云南
2003.12
抽水机
80D3022kw
台
5
90%
云南
2003.11
插入式震捣器
HZ6X-702.2kw
台
6
90%
云南
2003.11
轴流通风机
MFA100PZ-SC31000m3min
台
2
85%
云南
2003.11
轴流通风机
YBT62-222kw
台
2
80%
云南
2003.11
混凝土搅拌站
HZS5050m3h
台
1
90%
云南
2003.11
电动卷扬机
JJK-33t
台
6
95%
云南
2003.11
电动卷扬机
ZJB-55t
台
5
95%
云南
2004.01
硅整流充电机
GWZCA140282140A
台
4
85%
云南
2004.01
电瓶车
CDXT-88t
台
8
85%
云南
2004.01
推土机
TY220162kw
台
1
85%
云南
2003.11
履带式挖掘机
PC2000.8m3
台
1
85%
云南
2003.11
轮胎式装载机
ZLC-50B2.2m3
台
1
90%
云南
2003.11
凿井井架
新Ⅳ型
座
1
100%
新购
2003.11
主提绞车
2JK-3.515.5
台
1
100%
新购
2003.11
副提绞车
JK-2.520
台
1
100%
新购
2003.11
主提吊桶
3.0m3
个
2
100%
新购
2003.11
副提吊桶
2.0m3
个
2
100%
新购
2003.11
手持风钻
YTA28
台
40
100%
新购
2003.11
竖井模板
组合式钢模板、段高3.0m
组
1
100%
新购
2003.11
抓岩机
HS-0.6
台
1
100%
新购
2003.11
强制式搅拌机
400L
台
2
90%
云南
2003.11
履带式挖掘机
PC2000.8m3
台
1
85%
云南
2003.11
轮胎式装载机
ZLC-50B2.2m3
台
1
90%
云南
2003.11
衬砌模板台车
2CT12m（隧洞）
台
1
100%
云南
2004.01
砼湿式喷射机
TK-9615m3h
台
3
95%
云南
2004.01
双液压注浆机
KBY50-7030kw
台
2
90%
云南
2004.01
水平地质钻机
XY-2B300-500m
台
1
90%
云南
2004.01
立爪装岩机
LZ-120120m3h
台
4
80
云南
2004.01
梭式矿车
S8D8m3
台
6
85%
云南
2004.01
6施工场地布置及组织机构图
项目经理部和施工队伍驻地设在龙泉村附近，新修房屋作为驻地；生产用房设在洞口附近。
新修生产生活及辅助房屋面积共3500m2，场地4500m2。
详见“施工平面总布置图”。
项目经理部机构设置见下图：
拟为承包本合同工程设立的组织机构图
中心试验室
综合办公室
财务部
机电物质部
计划合同部
安质监察部
工程管理部
总工程师
项目经理
中铁五局（集团）有限公司星云湖、抚仙湖出流改道工程
第二合同段项目经理部
隧洞施工工程队
材料厂
机械修理厂
7施工总体进度计划安排
本标段计划2003年10月26日开工，2006年2月28日完工，总工期28个月，比招标要求工期提前2个月。
在编制施工总体进度计划时，我们将按照分段施工、分段验交的原则进行施工计划的编排。
计划如下：
施工准备：
2003年10月26日~2003年11月30日。
竖井：
计划2003年12月1日开始施工，2004年2月29日完工，总工期3个月。
隧洞工程：
计划2004年3月1日开始施工，2006年1月31日完工，总工期23个月。
竣工验收及交验：
2006年2月28日完成。
施工具体安排见“施工总体进度计划表”
8工程项目的施工方案、施工方法
8.1竖井施工方法
本合同段竖井深度78.35m，开挖断面尺寸6.2×3.7m，根据实际施工情况，并结合隧洞的施工，施工采用普通机械化配套方案，即以手持式凿岩机，HS-6型抓岩机装岩，双套单钩提升，普通组合式钢模板砌壁。
作业方式采用混合式作业。
8.1.1凿岩与爆破
打眼采用YTA28型气动凿岩机，全断面布置10台同时作业。
打眼深度3.2m，平均循环进尺为3.0m，先用2.0m长钎杆打1.8～1.9m深的炮眼，再用3.8m长钎杆将炮眼加深至3.5m。
采用B22mm中空六角钢钎杆和Φ42mm一字型合金钻头。
由于竖井围岩有Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ类等围岩，钻爆本着适当减少残眼率，提高单位用药量，周边采用光面爆破，中空直眼掏槽，辅助眼提高单耗的原则进行预设计，在实施中根据不同的岩层再进行调整。
（1）断面开挖地段每循环炸药用量（以硝铵炸药为基础，若用乳化炸药则换算减量）。
Q=q×s×L
q——爆破1m3岩石用药量；取：
1.72kg
S——断面积22.94m3m
L——眼深3.2m
其中：
掏槽眼药量增加30%；
（2）炮眼数目
N=（Sl×q）r+（a+b-2c）×2d
q——单位用药量（kgm3）
Sl——掏槽及辅助孔负担的井筒断面积（m2）
r——每米炮孔装药量，kg
a——井筒掘进断面长度，m
b——井筒掘进断面宽度，m
c——周边孔到井壁距离，取15cm
d——周边孔间距，m
本标Sl以15.08m2断面，炮眼数为71个，实际布眼为77个。
（3）周边眼参数选择
采用简易经验公式：
g=（E+W）×L×a×（Rb）12
g——单孔装药量（kg）
E——孔距（m）
W——抵抗线（m）
a——系数
L——孔深（m）
Rb——岩石抗压强度（MPa）
本标段E=0.5mW=0.6mRb=40～60MPa
单孔装药量g=（0.5+0.6）×3.2×0.0375×（50）12=0.93kg
集中度gL=0.29kgm
密集系数EW=0.83
（4）炮眼布置图
爆破设计图
（5）爆破参数表及爆破效果表
爆破参数表
序号
炮眼名称
眼数
眼深（m）
圈径（cm）
眼距（cm）
装药量（kg眼）
总药量（kg）
起爆顺序
联线方式
1
中空眼
1
3.5
串
并
联
2
掏槽眼
6
2.0
1.2
63
1.6
9.6
Ⅰ
3
掏槽眼
10
3.5
2.0
63
3.0
30
Ⅱ
4
辅助眼
22
3.2
80
2.2
48.4
Ⅲ
6
周边眼
38
3.2
50
0.93
35.34
Ⅵ
合计
77
123.34
爆破效果表
序号
指标
单位
数量
1
炮眼深度
m
3.2
2
炮眼利用率
%
93.75
3
循环进尺
m
3
4
单位原岩炸药消耗量
kgm3
1.72
5
单位原岩雷管消耗量
个m3
1.07
6
单位原岩炮眼长度
mm3
3.38
8.1.2装岩、提升
长绳悬吊抓岩机布置在井筒中心，0.6m3抓斗通过地面改造后的悬吊、操纵装置，实现工作人工操作，抓斗的开闭采用自行设计的旋转式开闭器，操作灵活、简便、可靠。
提升方式采用两套单钩提升，主提吊桶容积3.0m3，主要用来出碴，副提吊桶容积2.0m3，主要用来上下人员、下放材料、排水和辅助排碴等。
出碴采用2只3.0m3吊桶并下摘挂钩的提升方式，一只吊桶运行，一只吊桶井下装碴。
8.1.3支护
由于岩层为软弱岩层,施工时采用锚杆临时支付。
永久支付模板采用组合式钢模板，一次衬砌段高为3.0m。
地面设有混凝土集中搅拌站，搅拌好的混凝土装入2.0m3底卸式吊桶，通过平板车运至井口，经主提下放。
立模找正后，将吊盘下放至距模板3.0m的位置，分灰器放在下层盘主提喇叭口位置，分灰器下设三个可移动、可伸缩的分灰溜槽，溜槽伸至浇筑口，在360°范围内移动浇筑混凝土。
装有混凝土的底卸式吊桶下到分灰器上方时，打开吊桶底盖，混凝土经分灰器、分灰溜槽入模，采用两台振动棒连续捣固。
8.1.4掘砌循环
掘砌循环的主体是一掘一砌。
砌壁前，工作面留1.5～3.0m的虚碴，砌壁后，按照出碴、清底、打眼、放炮、出碴、砌壁的顺序进行施工。
掘砌循环图表见下图。
砌循环图表
序号
工序名称
工序时间
出碴班
打眼班
出碴班
衬砌班
h
min
06
12
17
24
1
交接班
15
2
出碴
3
45
3
清底
2
4
打眼准备
30
5
打眼
3
30
6
装药连线
1
15
7
放炮通风
30
8
出碴准备
30
9
出碴
4
15
10
松模、立模找正
2
25
11
落盘、下分灰器
20
12
浇筑混凝土
3
30
13
提盘、拆分灰器
30
说明：
1、本表为一掘一砌的循环图表；
2、出碴清底总时间为10.5h，出碴清底班、出碴班根据工作量进行调整。
8.1.5劳动组织
辅助工采用“三八”制，直接工分为打眼放炮、出碴、出碴清底、衬砌四逐步形成专业班组进行滚班作业。
劳动组织安排见下表。
劳动组织安排表
班组
工种及人数
小班人数
打眼班
班长2人
领钎工6人
29
打眼工10人
放炮员1人
出碴班
班长2人
抓岩机司机2人
16
信号工4人
把钩工4人
抓岩工4人
出碴清底班
班长2人
抓岩机司机2人
20
信号工4人
把钩工4人
清底工8人
衬砌班
班长2人
信号工4人
31
把钩工4人
上料工5人
搅拌机司机2人
混凝土运输工6人
看分灰器4人
捣固工4人
圆班合计
96
8.1.6施工组织的主要措施
1、选择合理的炮眼深度
采用组合式钢模板实行混合作业，循环方式是一掘一砌，掘进循环进尺是井壁的一节段高，即3.0m。
充分发挥手持式气动凿岩机凿岩的工作效率，一次放炮3.0m。
2、针对不同岩性，及时调整爆破参数
立井井筒施工每次放炮所穿过的岩层都不相同，施工中需要根据预测的岩性及时调整爆破参数。
与此同时，在施工中狠抓炮眼质量、装药及连线的质量，特别是周边眼和掏槽眼。
根据爆破效果，每一炮都进行总结，找出存在的问题并加以改进。
3、多台气动凿岩机同时凿岩
将井筒按掘进断面等分成四个区，每个区5台凿岩机，共20台凿岩机同时凿岩，实行定人、定区、定钻、定眼、定责任。
根据凿岩速度和凿岩质量，制定奖罚措施，同时在施工中进行劳动竞赛，搞好岗位练兵，提高劳动者素质。
4、提高装岩速度
长绳悬吊抓岩机虽然简单、灵活、易操作，但也存在劳动强度大、抓岩速度相对较慢的缺点。
施工中对抓岩机作了如下改进：
将0.4m3抓斗改为0.6m3抓斗；加大地面稳车滚筒直径，提高抓斗起落速度；将稳车8级22kw电机改为6级40kw电机，减小了频繁的正反转对电机的损害；自行设计改制了旋转式抓斗开闭器，操作灵活、简单可靠。
通过对抓岩机的改进，并充分利用双套单钩提升能力充足的优势，大大提高了出碴速度。
5、综合治水
井筒涌水是影响施工速度和工程质量的一大因素。
在混凝土中掺加防水剂，工作面导水，安设“L”形截水槽等综合治水措施，使掘砌施工基本处于无淋水的环境中，实现打干井。
6、抓好辅助系统
辅助系统包括供电、供水、压气、通风、提升、混凝土搅拌、运输、排碴、测量等。
井筒施工期间所有设备及系统都实行包机组负责制，包机组负责本系统设备的运转、维修和保养，充分利用设备停用的空隙时间进行设备的维修，确保正常使用。
8.2隧洞施工方法
8.2.1隧洞工程概况
本隧洞位于K5+800～K8+050之间，全长2250米，直墙式结构。
隧洞开挖宽度为3.3m，高度（拱顶最高点）为3.6m，隧洞净宽为2.3m。
全隧洞纵坡为-0.137%。
隧洞围岩主要以Ⅳ、Ⅴ为主。
Ⅴ类围岩地段采用“管注浆超前、弱爆破，短进尺，少扰动，早喷锚，勤量测，早成环、二次衬砌紧跟”，Ⅳ类围岩采用“短进尺，弱爆破，少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭，早成环、快衬砌”等技术措施。
8.2.2掘进的施工方法
本合同隧洞全长2250m，竖井至起点方向长度为1135m，竖井至终点方向长度为1125m，主要围岩级别为Ⅳ、Ⅴ类围岩，隧洞采用全断面开挖，施工中要特别加强安全措施，及时作好支护手段，针对不同的围岩情况采用不同的掘进方法。
当竖井施工完工后，先进行6+935～8+050段隧洞的施工，开挖50m、衬砌20m后，再进行6+935～5+800段的隧洞施工。
8.2.2.1Ⅴ类围岩掘进的施工方法
本标Ⅴ类围岩共有25.5米，利用简易开挖台车采用全断面开挖法辅以超前小导管注浆法施工，及时架立钢拱支撑，喷锚、早成环，防止坍塌，施工中要遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则，确保施工安全。
（1）掘进方法
由于Ⅴ类围岩石质破碎，岩体松散，隧洞掘进开挖主要采用风镐进行开挖，个别孤石采用松动爆破进行清除。
（2）开挖作业循环时间（Ⅴ类，进尺1.5米）
循环时间安排表
顺序
作业项目
需用时间（h）
备注
1
测量、布眼
0.5
2
小导管超前支护
13
3
土石开挖、出碴
4
4
初喷混凝土
0.5
5
挂网
0.5
6
架立钢架
0.5
7
打锚杆
2
8
复喷混凝土
2
9
其它不可预计时间
1
10
合计
24
（3）作业组织
开挖：
实行分单项工序分班换班制，每个班完成一道工序，开挖32人（含打锚杆眼），出碴运输司机10人，竖井口出碴人员6人，共计48人。
施工支护：
实行分单项工序分班换班制，每个班完成一道工序，其中小导管注浆12人,架立钢架6人、喷混凝土操作手8人，辅助工8人，共计32人。
其他：
综合工（找顶、牵电缆线等）4人，木工10人，钢筋工8人，空压机司机3人，管子工3人，电工4人，混凝土工22人，普工12人，共计66人。
每天共计146人。
8.2.2.2Ⅳ类围岩掘进的施工方法
（1）施工方法
Ⅳ类围岩利用简易开挖台车采用全断面开挖法。
施工中应严格掌握周边眼的方向，减小超欠挖，采用微差爆破,雷管微差时间要大些，集中在每段药量越少，震动效应就越小,避免影响围岩较差地段的稳定。
全断面开挖施工工艺框图如下图所示。
喷混凝土、局部或系统锚杆、挂网
（2）爆破设计
a.爆破设计
洞内爆破主要技术参数：
炮孔直径Φ32，炸药类型为2号乳胶炸药，其直径φ32及φ25，非电微差毫秒雷管，设计步骤为：
①选定掏槽眼方式，先布置掏槽眼，本工程采直眼掏槽方式。
②根据岩石类别确定每立方米岩石的单位耗药量，根据以往施工的经验取值，Ⅳ类1.25kgm3再根据各施工段循环进尺和开挖
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