东庐山隧道实施性施工组织设计.docx

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东庐山隧道实施性施工组织设计

1编制说明

1.1编制依据

（1）宁杭客运专线站前及相关工程I标招投标文件。

（2）新建铁路南京至杭州城客运专线《东庐山隧道施工图》（宁杭客专施图N1（隧）04）和新建铁路南京至杭州城客运专线《隧道参考图》。

（3）国家和铁道部现行的有关客运专线工程的设计暂规、施工指南、工程质量检验标准及安全技术规程，以及铁道部颁布的现行《设计规范》、《铁路工程质量验收标准》和其它有关文件资料。

（4）现场施工调查报告。

1.2编制原则

（1）严格遵守设计规范、施工规范和质量验收标准，严格遵照招标文件各项标准和条款要求。

（2）积极响应和遵守招投标文件中的工期、质量、安全、环境保护、文明施工等的规定及铁路建设工程施工合同、施工合同条款内容。

（3）科学合理地安排施工工序，突出重点项目和关键，统筹组织，合理安排，确保铺轨等节点工期及总工期。

（4）发挥专业优势，充分发挥专业人员和专用设备的优势，科学合理安排各项施工顺序，运用网络技术，组织连续、均衡、紧凑有序地施工。

（5）、根据本工程地质水文条件、开挖断面、埋深以及施工条件等，选择合理、可靠的施工方法和爆破方式，以保证施工安全及减少对地层的扰动，优先选用先进的施工技术工艺和设备，以保证施工工序质量和工程质量。

（6）文明施工，重视环保，珍惜土地。

确保水土保持、保护地下管线和既有构筑物，减少扰民，切实维护建设单位及地方群众的利益。

（7）执行GB/T28001—2001职业健康安全管理体系，关心职工健康安全。

2工程概况

2.1简介

东庐山隧道是宁杭客运专线站前及相关工程I标的四座隧道之一，全长2908m，起讫里程为DK49+225～DK52+133，为新建铁路双线隧道。

隧址区地处东庐山风景区，主要为低山丘陵区，相对高差100～200m，地形起伏较大，自然坡度约15°～40°，植被发育，为松树林及低矮灌木。

隧道进口位于溧水县铜砚坊村境内，近邻居民区，交通便利；出口位于溧水县吕家山境内，地形起伏较缓，植被茂盛，残留有基岩球状风化产物。

2.2设计概况

2.2.1设计标准

铁路等级：

客运专线；

正线数目：

双线；

设计速度：

350km/h；

线间距：

5.0m；

设计活载：

ZK活载；

轨道结构：

CRTSII型板式无碴轨道。

2.2.2隧道纵平面设计

全隧均位于R=7000m的曲线上，DK49+225～DK49+348.75、DK50+761.75～DK51+038.25段设置圆曲线型竖曲线，竖曲线半径为35000m，全隧成“人”形纵坡。

2.2.3隧道结构设计

（1）隧道按350km客运建筑接近限界标准设计，断面有效面积（轨面以上）为100m2，线间距为5.0m；洞内设置双侧侧沟、双侧电缆槽，电力电缆槽位于边墙侧，通信、信号电缆槽采用合槽的方式置于道床侧。

（2）隧道洞内设综合洞室共11处，洞室内预留余长电缆腔，洞室间距500m，洞室沿隧道左右两侧交错布置，其中在DK50+200设置直放站洞室，DK51+200设置变压器及直放站洞室。

（3）隧道设计以新奥法原理为基础，采用由初期支护和二次衬砌组成的复合式衬砌结构，在初期支护和二次衬砌之间设置防水隔离层。

（4）隧道初期支护以锚杆、钢筋网、喷射混凝土、型钢或格栅刚架等结构形式组成，并根据不同的围岩情况，铺以大管棚、超前小导管、超前锚杆等超前预支护措施。

（5）隧道防排水按一级防水标准设计，要求混凝土表面无湿渍；除洞口坡顶以截水沟截排地表水外，在初期支护和二次衬砌间铺设EVA防水板加土工布防水，在隧道设置环向排水盲沟与纵向排水盲沟相连，并以横向排水管引入中心水沟排走。

2.2.4工程数量

主要工程规模及数量见“表2-1东庐山隧道主要工程数量表”。

表2-1东庐山隧道主要工程数量表

序号

项目名称

单位

数量

1

暗洞开挖

m3

404204.95

2

超前

支护

超前单层小导管

m

40918.50

3

超前双层小导管

m

30385.00

4

洞口长管棚

m

2350.00

5

临时

支护

C20素喷砼

m3

4397.04

6

超前锚杆

m

13309.50

7

钢支撑

I18工字钢

t

327.23

8

初期

支护

喷射混凝土

C25素喷砼

m3

1315.24

9

C25网喷砼

m3

14693.00

10

中空注浆锚杆

φ25L=2.5m　

m

10902.50

11

φ25L=3.0m

m

26742.90

12

φ25L=3.5m

m

27104.00

13

φ25L=4.0m

m

24180.00

14

砂浆锚杆

φ22L=3.0m

m

18471.90

15

φ22L=3.5m

m

18816.00

16

φ22L=4.0m

m

15600.00

17

钢支撑

格栅刚架

t

199.42

18

I18

t

235.03

19

I20a

t

817.55

20

注浆

注浆量（1:

1水泥液浆）

m3

1476.56

21

衬砌

洞身砼

C30混凝土

m3

28163.98

22

洞身砼

C35钢筋混凝土

m3

14025.71

23

C40钢筋混凝土

m3

6898.55

24

C45钢筋混凝土

m3

2437.12

25

钢筋

HRB335钢筋

t

1465.74

26

HPB235钢筋

t

206.32

27

仰拱填充

C25混凝土

m3

21957.03

28

防水板

厚度1.5mm

m2

86617.24

29

土工布

≥400g/m

（2）

m2

86617.24

30

隧道出碴量（紧方）

m3

417704

2.3工程、水文地质

2.3.1工程地质

2.3.1.1地层岩性

表层为第四系残坡积粉质黏土，土黄～黄灰色，硬塑，夹碎石。

下伏基岩主要为侏罗系上统龙王山组安山岩、侏罗系上统大王山组粗面岩，地层岩性分述如下：

.第四系残坡积层（Qel+dl）

（1）Qel+dl粉质黏土夹碎石，土黄～黄灰色，硬塑，主要分布在隧道山坡表层，厚约0～2.5m，σ0＝200kPa。

.侏罗系上统龙王山组（J3l）安山岩，分布范围：

隧道进口～DK49+763。

（2）1J3l安山岩，紫灰色～褐灰色，全风化，风化呈砂土状，局部夹强风化碎块，一般粒径2～3cm，个别达5～20cm，存在球状风化现象，层厚约3.0～13.0m，σ0＝250kPa。

（2）2J3l安山岩，紫红～褐灰色，强风化，岩体破碎，岩芯呈碎块状，层厚约2.0～9.0m，σ0＝450kPa。

（2）3J3l安山岩，褐灰色，弱风化，岩石较完整，节理较发育，主要发育两组：

.160°∠50°～195°∠66°，宽约1～2cm，泥质充填，间距为1～2条/m；

.265°∠76°～325°∠88°，宽约0.5～1.0cm，泥质充填，间距约为1～2条/m；岩质较坚硬，σ0＝1000kPa。

.侏罗系上统大王山组（J3d）粗面岩，分布范围：

DK49+763～隧道出口。

（3）1J3d粗面岩，褐紫～褐黄色，全风化，风化呈砂土状，夹强风化碎块，层厚约0～7.0m，σ0＝250kPa。

（3）2J3d粗面岩，褐红～褐灰色，强风化，斑状结构，流动构造，岩体破碎，节理裂隙发育，层厚约2.0～15.0m，σ0＝500kPa。

（3）3J3d粗面岩，褐灰、褐红色，弱风化，斑状结构，流动构造，岩石较完整，节理较发育，主要为：

.225°∠84°～240°∠85°，宽约2～5mm，泥质充填，间距为2条/m；

.325°∠85°～330°∠84°，宽约2～10mm，泥质充填，间距为2条/m；

.20°∠78°，宽约3～5mm，泥质充填，间距为1条/m；

.305°∠52°，宽约3～5mm，泥质充填，间距为3条/m；岩质坚硬，σ0＝1000kPa。

2.2.1.2地质构造

隧道区主要的断层及破碎带分述如下：

．F1：

破碎带宽约20m，断层与线路走向呈约45°相交，断层两侧岩性均为安山岩，灰紫色，斑状结构，块状构造；地表出露于Gc-Ⅲ083-东庐山6，里程为DK49+478.74左144.12m，见两组镜面擦痕，镜面产状分别为0°∠74°、355°∠60°，镜面多硅化，见石英；并于DK49+531.6左131m处Gc-Ⅲ083-东庐山7见硅化带，硅化带走向约90°。

．F2：

破碎带宽约10m，与线路走向呈小角度相交，夹角约25°，断层两侧岩性均为安山岩，灰紫色，斑状结构，块状构造；地表出露于Gc-Ⅲ083-东庐山4，里程为DK49+449左98.65m，见一擦痕镜面，镜面中见台阶状阶步，阶步高约3～5mm，镜面产状为70°∠66°；物探纵波速度为3.0km/s。

．F3：

岩性接触破碎带，地表出露于DK49+785～+810，物探纵波速度为1.8km/s，走向与线路方向几乎垂直，倾向北西，倾角约80°，小里程侧岩性为J3l安山岩，大里程侧岩性为J3d粗面岩，接触带内岩性破碎，岩芯呈碎块状、块状，碎块直径大小约1～3cm，块状直径大小约3～10cm，个别呈短柱状，可参见图3-2-3；破碎带宽约8m。

．F4：

物探低速异常带，地表出露于DK50+465～+480，物探纵波速度为2.8km/s，走向与线路走向几乎垂直，倾向北西，倾角约45度，破碎带宽约15m。

.F5：

破碎带宽约10m，断层与线路走向呈大角度相交，夹角约60°，断层两侧岩性均为粗面岩，灰紫色，斑状结构，流动构造；地表出露于Gc-Ⅲ083-东庐山10，里程为DK50+901右52m，Gc-Ⅲ083-东庐山11，里程为DK50+857.1左135.6m，出露点见镜面擦痕，擦痕已石英硅化，其产状分别为275°∠68°，276°∠71°。

该断层带的物探低速异常，物探纵波速度为2.4km/s。

.F6：

破碎带宽约25m，断层与线路走向呈大角度相交，夹角约57°，断层两侧岩性均为粗面岩，灰紫色，斑状结构，流动构造；地表出露于Gc-Ⅲ083-东庐山13，里程为DK51+166左46m，见一水平向镜面擦痕，镜面产状为155°∠84°。

物探纵波速度为3.2km/s。

．F7：

物探低速异常带，断层与线路走向呈大角度相交，夹角约57°，地表出露于DK51+580～+600，物探纵波速度为2.1km/s，倾向东南，倾角约45°，带内岩体破碎，岩芯呈块状，少量碎块状，个别呈短柱状；破碎带宽约20m。

2.3.1.3围岩等级划分

表2-2隧道围岩分级表

编号

起始里程

终止里程

围岩分级

1

DK49+225

DK49+352

Ⅴ

2

DK49+352

DK49+445

Ⅳ

3

DK49+445

DK49+593

Ⅴ

4

DK49+593

DK49+763

Ⅳ

5

DK49+763

DK49+777

Ⅴ

6

DK49+777

DK50+313

Ⅱ

7

DK50+313

DK50+343

Ⅲ

8

DK50+343

DK50+387

Ⅳ

9

DK50+387

DK50+417

Ⅲ

10

DK50+417

DK50+656

Ⅱ

11

DK50+656

DK50+891

Ⅲ

12

DK50+891

DK50+911

Ⅳ

13

DK50+911

DK50+985

Ⅲ

14

DK50+985

DK51+095

Ⅱ

15

DK51+095

DK51+126

Ⅲ

16

DK51+126

DK51+150

Ⅳ

17

DK51+150

DK51+205

Ⅲ

18

DK51+205

DK51+334

Ⅱ

19

DK51+334

DK51+420

Ⅲ

20

DK51+420

DK51+502

Ⅳ

21

DK51+502

DK51+605

Ⅲ

22

DK51+605

DK51+668

Ⅳ

23

DK51+668

DK51+968

Ⅱ

24

DK51+968

DK52+035

Ⅳ

25

DK52+035

DK52+133

Ⅴ

2.3.2水文地质

2.3.2.1地表水

地表水主要为雨季降水，汇集于沟谷，调绘时水量不大。

2.3.2.2地下水

地下水主要为基岩裂隙水，地下水稍发育，构造带中裂隙水较发育。

隧址区地下水对混凝土结构无侵蚀性。

隧址DK49+225～DK49＋970氯盐环境作用等级为L2级；隧址区DK49＋970～DK51+980无氯盐侵蚀；隧址区DK51＋980～DK52+130氯盐环境作用等级为L1级。

2.4工程重难点

2.4.1隧道垭口线外拉槽为下坡拉槽，垭口施工形成一个巨大的深坑，且垭口向小里程为下坡。

垭口向小里程掘进完毕前，垭口拉槽处施工排水是本工程的重点。

2.4.1隧道地质条件复杂，断层带较多（共计7个），断层带的具体位置探明及施工控制是本隧道施工的重点；

2.4.2隧道围岩等级分段较多，施工工法使用较多，工法快速转换是本隧道施工的难点；

2.4.3断层破碎带及节理裂隙带透水性较好，地表水和地下水易沿断层或节理、裂隙通道下渗，施工中对水的处理是本工程的难点。

3管理目标

3.1工期目标

本隧道开工日期为2009年4月10日，竣工日期为2010年8月25日，总工期16.5个月。

3.2质量目标

达到国家和铁道部现行的质量验收标准和设计要求，一次验收合格率达到100％。

3.3安全目标

杜绝一般（及以上）施工安全事故；杜绝一般（及以上）铁路交通安全事故；杜绝一般（及以上）火灾事故。

3.4文明施工及环境保护目标

按国家及铁道部有关规定执行，做到依法施工，文明施工，杜绝违法施工、野蛮施工事件发生。

做到现场布局合理，施工组织有序，材料堆码整齐，设备停放有序，标识标志醒目，环境整洁干净，实现施工现场标准化、规范化管理。

严格按国家、铁道部和地方政府有关规定及设计要求做好环保、水保的标准，在施工过程中严格按照国家有关部委批复的环保、水保方案实施，确保工程所处的环境不受污染和通过国家验收。

环境污染控制有效；土地资源节约利用；工程绿化完善美观；节能、节材和水保措施落实到位；在施工过程中各项条件都符合国家、部及地方政府有关环保的要求；排放标准达到国家、铁道部及当地政府有关规定、标准的要求。

3.5职业健康安全目标

从业人员上岗职业健康体检率100%；有毒有害作业场所监测率100%；从业人员职业健康普及率100%；无职业病发生；特殊工种持证上岗率100%。

4施工布署及工期安排

4.1组织机构设置

东庐山隧道实行项目部－施工工点两级管理模式，施工工点按架子队模式组建；项目部对东庐山隧道的施工实施监督、检查、指导的职能，在现场成立的东庐山隧道施工架子队，架子队具体负责施工组织和安全、质量管理；架子队配置施工负责人、技术负责人及满足施工需要的质量、安全、试验等专职人员；其组织机构设置见图4-1“东庐山隧道施工架子队组织机构设置图”。

图4-1东庐山隧道施工架子队组织机构设置图

4.2施工部署及安排

4.2.1施工部署

因本隧道地质条件复杂，工期紧，且为东庐山森林保护区征拆难度非常大，为确保工期目标的实现，按照现场施工条件，为保证施工工期，按时完成工期目标，将隧道进口附近的DK49+495附近的“垭口”及出口均作为掘进口。

故计划隧道在进洞端（垭口和出口）部署两个施工作业班组，分别以垭口向进口、垭口向出口、出口向垭口掘进。

人员、设备均综合配备，实现隧道以“两套资源、三口掘进、快速施工”。

第一作业分队：

从东庐山隧道垭口（DK049+475～DK049+515）分别向进出口掘进，施工范围：

DK049+225～DK050+829，共计1604m，在垭口进洞口建设空压机房、钢筋加工场、喷射料搅拌站和工具库房。

第二作业分队：

从东庐山隧道出口（DK050+829～DK052+133）向垭口掘进，施工范围：

DK015+110～DK015+440，共计1304m，驻地设置在出口东庐山林场附近，在洞口建设空压机房、钢筋加工场、喷射料搅拌站和工具库房。

4.2.2临时工程设施

施工总平面布置按照实际地形条件和施工任务综合考虑，充分利用现有设施，减少临时用地：

生活用房、生产用房及生产设施利用红线用地和荒坡地建设，尽量设在隧道洞口附近以利施工，施工平面布置见图4-2～图4-3所示。

4.2.2.1施工便道

由于隧道施工场地距离既有公路较远，因此施工时需要扩建部分村道并新建施工便道与常溧公路和宁杭高速公路相连。

新建、扩建便道路基宽设计为6m，两侧各设0.5m的路肩，便道采用40cm片石+10cm级配碎石结构；洞口段便道施做20cm厚C20混凝土路面。

在既有沟、渠处埋设涵管沟通排水水系，并在便道顶面向外侧设置2％的横坡，保证排水。

部分坡脚和坡面砌筑坡脚墙挡土和以M10砂浆锤面防止雨水冲刷。

施工期间安排专人对新建、改建便道以及原有村镇道路的进行养护和维修，保持路况良好。

4.2.2.2施工及生活供水

施工用水在进洞口附近打井取水，并设置高位蓄水池，蓄水池蓄水量为80m3，由φ100钢管引入施工作业面；生活用水利用乡镇政府给水，从自来水系统接入。

4.2.2.3施工用电

施工用电前期使用4台200kw发电机过渡，后期用电由当地高压电网接入，根据施工机械设备总功率计算，计划设置2台变压器，其中垭口为500KVA，出口均为500KVA。

4.2.2.4混凝土搅拌站

东庐山隧道共布置混凝土搅拌站2座搅拌喷射混凝土用料，搅拌站均采用电子自动计量系统，经标定后投入使用；其砂石料场采用20cm厚的C20混凝土硬化，采用砖砌墙体作为隔仓，分类存放砂石料；衬砌混凝土由中铁四局宁杭客运专线1号搅拌站供应。

4.2.2.5隧道弃碴场

弃碴场按照经济、环保原则选定，全隧弃碴约有42.52万方，线路调运20.03万方，其余22.49万方做为弃方，均在洞口附近利用小山谷作为弃碴场，进口弃于线路DK46+500处线路前进方向右侧洼地，占地约5亩，占地类型为耕地和茶场；出口弃于线路DK52+600处线路前进方向右侧约100m处的山洼地，占地约30亩，占地类型为水塘和旱地（如图4-2～图4-3示意）。

从洞口修筑便道至弃碴场，隧道弃碴完成后，对碴场按设计平整覆土绿化，并施工排水沟及坡脚墙等结构，以防止水土流失。

4.2.2.6施工场地及驻地建设

隧道进出口耕地少，隧道施工场地开阔，施工区均离村庄较远，根据场地布置原则，生活用房、生产用房全部新建，利用红线用地和荒坡地，按照功能适用、紧凑、安全、经济的原则布置，集中设在隧道洞口附近以利施工，房屋采用活动板房或砖房结构。

全部临时场地及设施待工程完工后予以恢复原貌，恢复植被。

4.2.2.7其它临时设施

环保设施：

为满足施工环保要求，在施工驻地、拌和站等区域内设置沉淀池、污水处理池及垃圾回收站。

交通安全设施：

在主要交通路口和各施工工点设置安全警示标志、防护围栏等，并派专人守卫，保证施工安全。

防洪、防汛设施：

在施工驻地按防洪、防汛要求备齐防洪、防汛工具、用品，雨季和汛期派专人巡视水情和汛情。

主要临时工程数量见表4-1所示：

表4-1主要临时工程数量表

序号

项目

单位

数量

备注

垭口

出口

合计

1

生活、办公设施

㎡

324

324

648

活动楼房

2

生产房屋及设施

㎡

150

150

300

活动楼房

2.1

钢筋及钢构件加工房

㎡

90

80

170

彩钢瓦结构

2.2

配电房

㎡

40

30

70

砖结构

2.3

拌和站

㎡

600

500

1100

自动计量

2.4

值班室

㎡

15

15

30

彩钢瓦结构

3

高压水管/高压风管

km

1.7/1.68

1.4/1.35

3.1/3.03

φ100/φ150

4

高压水池

座

1

1

2

5

污水处理池

座

2

2

6

含沉淀池

6

隧道通风

km

1.65

1.35

3.0

φ150风管

4.3工期安排

4.3.1工期总体安排

工期安排以满足投标承诺并符合实际情况为前提，并确保铺轨工期。

按照“合理配置资源,均衡生产，确保安全和质量的条件下适度提前”的原则编制施工进度计划安排，并根据具体工程进展情况，应用网络技术，对施工计划和资源配置及时调整，对施工进度实施动态管理，确保既定工期目标的实现。

本隧道开工日期为2009年4月10日，竣工日期为2010年8月25日，总工期16.5个月。

4.3.2进度指标确定

隧道各主要工序进度指标表见表4-2。

表4-2隧道各级围岩施工进度指标

项目名称

月进度（m/月）

备注

开挖、支护

II

150

III

120

IV

60

V

40

仰拱衬砌

IV、IV

80

II、III

120

仰拱填充

100

二次衬砌

IV、IV

80

II、III

120

水沟槽

150

4.3.3分部分项工程施工进度计划

东庐山隧道分部分项工程施工进度计划见图4-4《施工形象进度图》。

5总体施工方案及主要施工方法

5.1总体施工方案

隧道按照两套资源、三口掘进，掘进分别在垭口和出口部署两个施工作业班组，第一班组负责垭口向进口、垭口向出口施工，第二班组以出口向垭口施工。

施工顺序安排为首先做好洞口（垭口和出口）边仰坡的临时、永久加固防护和截排水，再施工洞口大管棚，为隧道进洞施工创造条件，待正洞进洞60～80m以后，再安排施工明洞和洞门（垭口处明洞最后施工）；隧道正洞施工按洞身开挖及支护→仰拱及填充→二次衬砌→洞内沟槽顺序进行。

隧道正洞采用钻爆法施工，分部法开挖，施工中严格遵循“先预报、短进尺、控爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则。

开挖采用YT-28型凿岩机钻孔，光面爆破控制，实施分段爆破减震技术；喷射混凝土采用湿喷工艺，防水板采用移动式工作平台以无钉工艺铺挂；装碴用挖掘机配合侧翻装载机，大型自卸汽车运输；二次衬砌采用10.5m全断面液压衬砌台车，泵送混凝土施工。

严格控制安全红线：

初期支护紧跟开挖面时完成；仰拱与开挖面距离，Ⅲ级围岩不超过90m，Ⅳ级不超过50m，Ⅴ级及以上围岩不超过40m；并确保二次衬砌与开挖面距离，Ⅰ、Ⅱ围岩不超过200m，Ⅲ级围岩不超过120m，Ⅳ级及以上围岩不超过90m。

为保证开挖断面尺寸，采用激光断面仪及时检测开挖和支护断面，施工中加强监控量测，并对断层破碎带和节理发育岩体破碎地段进行综合超前地质预报，实行信息化施工，通过对数据的分析和处理，及时反馈指导施工。

各分项工程施工顺序如图5-1所示。

图5-1分项工程施工顺序图

5.2洞口及明洞施工

洞口开挖前，先做洞顶截水天沟，处理洞顶危石，洞顶截水沟尺寸见图5-2所示。

天沟采用人工开挖，孤石采用小药量解体，禁止大爆破扰动边仰坡稳定，开挖后及时进行砌筑，要求如下：

（1）所选用的片石应质地坚硬，不易风化，无裂纹，中部厚度不得小于15cm，表面应清洁，如遇有泥垢应用高压