增益2号隧道实施性施工组织设计.docx
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增益2号隧道实施性施工组织设计
2012年增益2号隧道剩余工程实施性施工组织设计
一、编制依据
1.1编制依据
1.1.1设计施工图《吉珲施隧36》
1.1.2设计施工图《吉珲施隧参01》
1.1.3设计施工图《吉珲施隧参02》
1.1.4设计施工图《吉珲施隧参03》
1.1.5设计施工图《吉珲施隧参04》
1.1.6《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753—2010）
1.1.7《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
1.1.8铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设〔2010〕241号）
1.1.9铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）
1.1.10我公司在同类工程施工中的成熟施工技术和成功经验及现有可以调用于本工程的各类施工资源条件。
1.2编制原则
1.2.1保证重点、统筹安排，确保工期的严肃性。
施工组织安排尽可能组织平行、流水作业，合理安排施工顺序，保持均衡生产。
1.2.2科学合理配置机械设备，全面提高机械化程度，充分发挥设备配置生产能力，大幅度提高劳动生产率和施工进度。
1.2.3推行新技术、新工艺，实行规范化、标准化作业，以一流的管理确保创优规划和质量目标得以实现。
1.2.4科学布置现场，合理安排工序，注意环境保护，推行文明施工，确保安全生产。
1.2.5合理投入，控制成本，节约用地，节约投资。
二、工程概况
2.1工程概述
增益2号隧道位于延边州敦化市大石头镇增益村东侧，隧道进口附近有居民点，交通较便利。
增益2号进口里程DK187+522，出口里程DK188+034,Ⅴ级围岩202m、Ⅳ围岩310m，全长512m，最大埋深约45m。
全线隧道位于直线上，
隧道内纵坡设计为单坡，坡度为13.2‰，坡长512m。
2011年共完成开挖405m，支护332m，衬砌18m，仰拱及填充306m。
剩余开挖107m，支护110m，衬砌494m，仰拱及填充308m。
2012年计划完成剩余全部开挖、支护、仰拱及填充、二次衬砌。
增益2号隧道主要工程完成情况统计：
名称
单位
设计工程量
2011年已完工程量
2012完成工程量
1.正洞
延长米
Ⅳ级围岩
延长米
①开挖
立方米
44300.64
37178.50
7122.14
②衬砌
圬工方
9086.16
1966.60
7119.56
③支护
延长米
310.00
176.70
133.30
④拱顶压浆
延长米
310.00
0.00
310.00
Ⅴ级围岩
延长米
128.00
309.00
①开挖
立方米
19068.15
19068.15
0.00
②衬砌
圬工方
4157.93
3157.93
1000.00
③支护
延长米
128.00
128.00
0.00
④拱顶压浆
延长米
128.00
93.00
35.00
2.明洞及棚洞
延长米
20.00
10.00
10.00
3.洞门
圬工方
1980.98
900.00
1080.98
4.附属工程
洞口防护
②混凝土
圬工方
430.87
215.40
215.47
③土钉
米
1199.66
599.80
599.86
⑦网喷混凝土
平方米
1460.63
730.30
730.33
⑧钢筋
吨
2.07
1.00
1.07
洞口绿化
平方米
171.85
0.00
171.85
2.2地质、水文条件
2.2.1水文条件
地下水主要为基岩裂隙水，主要受大气降水影响，隧道区植被发育，全、强风化凝灰岩裂隙发育透水性较强，水量较大，采用大气降水入渗法估算隧道正常涌水量为78m³/d，最大涌水量156m³/d。
2.2.2地质条件
隧道区地层主要为粉质粘土（Q4el+dl）:
σ0=150kPa,II级普通土；凝灰岩（P1k）:
σ0=250kPa,III级硬土；凝灰岩（P1k）:
σ0=400kPa,IV级软石；凝灰岩（P1k）:
σ0=800kPa,V级次坚石；进出口边仰坡坡率：
粉质粘土1:
1.5，全风化凝灰岩1:
1.25~1:
1.5，强风化凝灰岩1:
0.75~1:
1。
2.3工程特点
本隧道为新建双线隧道，位于IV、V围岩中，洞口IV、V级围岩段埋深浅，全、强风化凝灰岩裂隙发育透水性较强，岩体破碎，水位水量受季节变化较大，地下水对混凝土无侵蚀性。
剩余隧道IV级围岩施工采用台阶法施工。
隧址地形复杂沼泽较多，坡度较大，场地布置和临设施工都有困难。
隧道洞身渗水量大，可能存在轻微塌方现象，施工中须做地质超前预报措施，并随时观测涌水量，以便及时采取应对措施；
总体安排：
由于工期延长四年，时间宽松，临设、压风机房、拌合站、钢筋加工场地、变电站、配电室、生产生活房屋利用出口现有设施。
详见施工总平面布置图。
2.4主要技术标准
2.4.1铁路等级：
客运专线
2.4.2设计速度目标值：
250km/h
2.4.3正线数目：
双线
2.4.4最大纵坡：
13.2‰
2.4.5正线线间距：
4.6m
2.4.6机车类型：
动车组
2.4.7列车运行方式：
自动控制
2.4.8行车指挥方式：
综合调度
2.4.9轨道类型：
有碴轨道
三、总体施工部署
3.1施工组织机构、队伍部署及任务划分
六工区主要管理人员情况表
序号
姓名
性别
出生年月
职务/职称
学历
专业
专业年限
1
李鹏飞
男
1978.2
工区长
本科
建筑工程
12
2
陈志明
男
1975.11
副工区长
本科
土木工程
11
3
蔡运东
男
1975.9
技术负责人
大专
公路工程
16
4
陈玮
男
1983.8
技术员
本科
土木工程
7
5
贾金银
男
1973.12
材料员
本科
工商管理
18
6
刘国辉
女
1976.4
计划员
本科
地理信息
15
7
程鹏
男
1980.4
安全员
中专
计划统计
13
8
刘金标
男
1971.3
会计
本科
财务会计
19
9
张磊
男
1986.1
测量员
大专
道路与桥梁
5
10
陈磊
男
1984.10
实验员
中专
汽车维修
9
3.1.1施工组织机构
2012年由隧道架子二队负责增益2号隧道未完成工程量的施工，结合去年已经完成工程的实际经验，确定本工程实际机构组织如下：
组建中铁九局吉图珲客运专线JHS-Ⅳ标项目经理部六工区，在局指挥部的组织管理下由六工区负责实施增益2号隧道隧道具体施工。
增益2号隧道出口设一个工作面，下设一个专业隧道施工架子二队。
详见“施工组织管理体系框图”。
组织管理体系框架图
隧道架子二队队长
技术负责人
安全员
材料员
试验员
领工员
技术员
质量员
施工作业队
3.1.2施工队伍人员投入表
班组
钢筋工
混凝土工
爆破工
力工
电焊工
其他
人数
25
30
10
25
10
10
3.1.3临时工程布置
3.1.3.1施工便道
施工对既有临时便道进行修补、加固，保证施工生产的安全进行。
3.1.3.2混凝土搅拌站
利用既有5号搅拌站，设置一台型号为JS2000的混凝土电脑自动计量搅拌站，供应施工所用混凝土。
3.1.3.3施工供水
根据现场施工场地布置要求，由施工驻地打井抽取地下水供水，保证水质无毒无害。
采用高压供水系统，隧道内铺设Ф100mm给水管路向施工作业面延伸。
3.1.3.4施工供电
施工区域周围10KV高压电，施工采用永久电源与备用电源相结合的供电方式供电，采用1台500KVA的变压器供电，同时准备3台200KW发电机，在紧急情况下备用发电。
四、施工方案及主要施工工艺
4.1总体施工方案
增益2号隧道2012年全年度进行衬砌施工，开挖及支护施工拟定于6月份开始。
隧道按双线隧道进行设计，隧道暗洞段采用新奥法设计施工，采用复合式衬砌。
设计中初期支护采用湿喷工艺，二次衬砌与初期支护间采用了1.5mm厚EVA防水板+400g/m2无纺布防水。
隧道设计的衬砌支护参数如表：
隧道衬砌支护参数表
围岩级别
初期支护
模筑衬砌
喷砼
锚杆
钢筋网φ6
钢架
支撑
间距
m/榀
拱墙
厚度cm
仰拱
厚度cm
厚（cm）
砼标号
部位
长度（m）
间距（m）
部位
网眼尺寸（cm）
Ⅳ
拱墙25
仰拱10
C30
C25
拱部
边墙
3.5
3.5
1.5×1.5
1.2×1.2
拱墙
20×20
1
40
40
Ⅴ
拱墙28
仰拱28
C30
C25
拱部
边墙
4
4
1.5×1.5
1.2×1.0
拱墙
20×20
0.6
45
55
4.2工期安排
2012.04．15-2012.04.30施工准备共15天
2012.05．20-2012.10.30衬砌施工共164天
2012.06．01-2012.07.07开挖及支护共37天
2012.06．04-2012.07.10仰拱及回填共37天
具体施工顺序详见“增益2号隧道工期横道图”。
4.3主要工程数量及投入施工机械数量
表1：
主要工程数量表
序号
部位
工程量名称
单位
数量
1
洞门
开挖
m
/
钢筋
t
73
混凝土
m3
1640
2
明洞
开挖
m
/
钢筋
t
338
混凝土
m3
779
3
暗洞
开挖
m3
14850
钢筋
t
654
混凝土
m3
11000
工字钢
t
100
表2拟投入增益2号隧道工程的主要施工机械、设备表
序号
名称
规格型号
产地
数量（台/套）
现状
备注
小计
其中
自有
租赁
新购
一隧道工程
1
液压衬砌台车
10m液压式
2
2
全新
2
砼喷射机
6
6
全新
3
装载机
1
1
良好
4
侧卸装载机
2
2
良好
5
钢筋切断机
2
2
良好
6
钢筋弯曲机
2
2
良好
7
风动凿岩机
10
10
良好
8
风镐
10
10
良好
9
自卸车
解放
3
3
良好
10
注浆泵
4
4
良好
11
注浆机
4
4
良好
12
仰拱栈桥
12m双线
自制
2
2
全新
13
空压机
20m³
3
3
全新
14
空压机
12m³
1
1
全新
15
防水板铺设台车
7m
自制
2
2
全新
16
爬行式热合器
4
4
良好
17
潜水泵
6
6
6
全新
18
砼运输罐车
5
5
良好
19
混凝土输送泵
1
1
良好
20
变压器
1
1
良好
21
挖掘机
CAT320
2
2
良好
22
柴油发电机
250KW
1
1
良好
23
混凝土搅拌站
120m3/h
2
2
良好
24
交流电焊机
BX3-500
10
10
良好
25
型钢弯曲机
2
2
良好
二、测量仪器
1
全站仪
1
良好
长春
2
精密水准仪
1
良好
长春
4.4施工临时设施
4.4.1通风管供风
增益2号隧道今年出口开挖掘进长度将超过150m。
根据隧道洞口的现场情况和隧道长度以及开挖期间可能的用风量，计划在隧道出洞口的前方的位置设置一座压入式通风主风机，架设在距洞口40m位置一定高度支架上，通过Ф1.5m的高压风管向施工面延伸。
洞内辅助风机安装在新鲜风流中。
4.4.2施工供水
根据现场施工场地布置要求，由施工驻地打井抽取地下水供水，保证水质无毒无害。
采用高压供水系统，隧道内铺设Ф100mm给水管路向施工作业面延伸。
4.4.3洞内风水管线部置
4.4.3.1供风空压机站设置在隧道出口200m处变压器附近。
管路敷设平顺，接头严密，不漏风。
风管的前端离开挖工作面保持30m距离，并用分风器连接高压软风管，软风管长度不宜大于50m。
高压风管安装前应进行检查，有裂缝、创伤、凹陷等现象不得使用，管内不得有残留物及其他脏物。
4.4.3.2隧道开挖工作面的水压宜达到0.3MPa，洞内水管距开挖面应保持30m距离。
洞内管线铺设布置在电力线路及照明线路另一侧。
具体安排如下图：
2m
洞内管线布置示意图
4.5施工方案
该隧道今年采用单口掘进。
由隧道架子二队负责隧道的开挖、支护、防排水、仰拱、衬砌以及附属工程的施工等。
今年剩余开挖Ⅳ级围岩采用三台阶法施工。
开挖采用人工手持风枪钻孔、钻爆法施工，型钢拱架、格栅钢架与锚喷联合支护，隧道衬砌采用整体台车全断面衬砌。
出碴运输均采用无轨运输。
4.5.1开挖施工
由于单个分部开挖断面较小，大型机械无法施展。
因此隧道开挖采用人工手持风枪进行钻孔，毫秒雷管起爆。
一般洞身段开挖采用超前小导管进行超前支护，初期支护采用Φ22砂浆锚杆、组合式中空注浆锚杆和格栅钢架支护体系。
隧道开挖进尺控制在Ⅳ级围岩不超过1.5m，开挖后及时进行支护施工。
隧道开挖后及时进行初次喷射砼支护，在钢架架设之后，在进行正式喷射混凝土支护作业。
隧道支护紧随开挖进行，并及时封闭成环。
4.5.1.1三台阶法
4.5.1.1.1三台阶法施工工艺流程
下循环开挖
三台阶法施工工艺流程见图
4.5.1.1.2三台阶法施工工序说明
三台阶法工序见附图
（1）上台阶开挖：
在拱部超前支护施工后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶。
开挖进尺控制在每循环1.5m。
开挖后立即出喷3～5cm砼封闭，并架设Ⅰ20a钢架。
按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。
（2）中台阶开挖：
开挖进尺控制在每循环1.5m，开挖后立即出喷3～5cm砼封闭，并架设Ⅰ20a钢架。
按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。
（3）下台阶开挖：
开挖进尺控制在每循环1.5m，开挖后立即出喷3～5cm砼封闭，并架设Ⅰ20a钢架。
按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。
（4）隧道仰拱开挖：
围岩较好时，仰拱与下台阶同时开挖；围岩软弱破碎时，仰拱单独开挖。
仰拱按每循环5m组织施工。
采用人工配合机械开挖，人工清底，并及时施工仰拱衬砌和填充。
4.5.1.1.3三台阶法施工要求
（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
（2）超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。
（3）开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
（4）锁脚小导管可根据需要设置，以确保下台阶施工的安全。
（5）各步台阶一次开挖长度宜控制在1.5m，第3部台阶开挖后仰拱应紧跟。
（6）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。
（7）施工时根据现场情况，必要时在临时仰拱中增设钢架。
4.5.1.1.4炮眼布置
1.周边眼根据围岩情况合理布置，保证开挖断面符合设计要求。
2.辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块度适合装碴的需要。
3.周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼应加深10～20cm。
4.本隧道台阶法开挖采用光面爆破。
光面爆破参数可参照下表选用。
光面爆破参数
岩石类别
周边眼间距
E（cm）
周边眼抵抗线
W（cm）
相对距离E/W
装药集中度
q（kg/m）
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.30
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
5.隧道爆破应根据地质、水文条件选择适当的炸药品种和型号；宜采用导爆管毫秒雷管起爆，光面爆破宜选用低密度、低爆速、低猛度或高爆力的炸药。
6.上台阶开挖炮眼布置
上台阶炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深（cm）
孔数
装药系数
单孔装药量（kg）
药量（kg）
允许最大齐爆药量（kg）
爆破振速（cm/s）
掏槽眼
1
94.5
6
0.70
0.50
2.98
16.96
3.52
掏槽眼
3
150
6
0.70
0.79
4.73
16.96
4.65
掏槽眼
5
170
6
0.70
0.89
5.36
16.96
5.01
辅助眼
7
150
2
0.55
0.62
1.24
16.96
2.08
辅助眼
9
150
8
0.55
0.62
4.95
16.96
4.78
周边眼
11
150
30
0.15
0.17
5.06
16.96
4.84
底板眼
13
150
12
0.55
0.62
7.43
16.96
6.09
合计
70
31.73
单耗指标
0.93
上台阶炮眼布置图
6.中台阶开挖炮眼布置
中台阶炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深（cm）
孔数
装药系数
单孔装药量（kg）
实际药量（kg）
允许最大齐爆药量（kg）
爆破振速（cm/s）
辅助眼
1
150
13
0.70
0.79
10.24
16.96
7.39
辅助眼
4
150
14
0.70
0.79
11.03
16.96
7.72
辅助眼
7
150
15
0.70
0.79
11.81
16.96
8.05
周边眼
9
150
20
0.15
0.17
3.38
16.96
3.8
底板眼
11
150
15
0.75
0.84
12.66
16.96
8.39
合计
77
49.11
单耗指标
0.63
中台阶炮眼布置图
6.下台阶开挖炮眼布置
下台阶炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深（cm）
孔数
装药系数
单孔装药量（kg）
实际药量（kg）
允许最大齐爆药量（kg）
爆破振速（cm/s）
辅助眼
1
150
8
0.70
0.79
6.30
16.96
5.52
辅助眼
4
150
8
0.70
0.79
6.30
16.96
5.52
辅助眼
7
150
7
0.70
0.79
5.51
16.96
5.09
辅助眼
9
150
10
0.70
0.79
7.88
16.96
6.31
辅助眼
11
150
10
0.70
0.79
7.88
16.96
6.31
辅助眼
13
150
12
0.70
0.79
9.45
16.96
7.04
周边眼
15
150
16
0.10
0.11
1.80
16.96
2.6
底板眼
17
150
15
0.75
0.84
12.66
16.96
8.39
合计
86
57.77
单耗指标
0.74
下台阶炮眼布置图
7.隧底爆破开挖炮眼布置
隧底炮眼布置及药量参数
炮眼类别
雷管段别
孔深（cm）
孔数
装药系数
单孔装药量（kg）
实际药量（kg）
允许最大齐爆药量（kg）
爆破振速（cm/s）
辅助眼
1
150
12
0.75
0.84
10.13
16.96
7.34
辅助眼
4
150
12
0.60
0.68
8.10
16.96
6.41
底板眼
7
150
12
0.60
0.68
8.10
16.96
6.41
合计
36
26.33
单耗指标
0.63
隧底炮眼布置图
4.5.1.2超前小导管施工
小导管采用φ42的无缝钢管，钢管前端做成尖楔状，便于打插入孔中或直接打入，在管身前部2.0m范围内按梅花形布置，钻φ10mm的注浆孔，以便钢管进入底层后对围岩空隙注浆。
注入纯水泥浆时，水泥浆水灰比为1:
0.5～1:
1.25，水泥浆由稀到浓逐渐变换，即先注稀浆，然后逐级变浓。
为注浆后尽快开挖，选用普通水泥或早强水泥并掺入一定量的水玻璃溶液，以缩短初凝、终凝时间。
注浆采用PF-40A型注浆，注浆压力0.4-0.6MPa。
超前小导管施工工艺流程图
制定施工方案进入施工
4.5.1.3出碴运输
该隧道采用挖掘机扒碴配合装碴机装碴，由装载机装入自卸汽车，全部弃碴1.5万方,出口弃砟场位于DK187+763.51左侧354.7m处冲沟内，运距1.5km。
隧道上台阶爆破后采用挖掘机扒碴、人工配合清理。
装载机在下台阶将爆破后的碴石装入自卸汽车。
考虑到隧道开挖后的净空的影响和无轨运输车与装碴机械的匹配，充分发挥各自的工作效率，提高整体工作能力。
此外，一般要求选用载重自重比大、体型小、机动灵活、能自卸、配有废气净化器的运输车。
运输汽车的洞内转向，在隧道地质稍好地段，加强初期支护，来满足车辆转向要求。
4.5.1.4隧道防排水施工
（1）隧道结构混凝土采用防水混凝土，抗渗等级不低于P10。
（2）初期支护和二次衬砌间拱墙背后设无纺布和EVA排水防水板。
EVA防水板背后表面带有凸形圆粒，能够使防水板背后与初期支护之间存在流水空间，保证水流畅通。
（3）在墙脚处设置纵向透水软管和横向透水管，环向Φ80mm透水管，间距5m。
与纵向Φ100mm透水管连
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