F24地下隧道施工组织设计.docx
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F24地下隧道施工组织设计
1.编制依据及编制范围
1.1编制依据
1、现行国家、广东省和地方政府的有关法规、政策。
2、小高德（广州）置业有限公司的施工招标文件、招标图纸。
3、国家相关的施工技术规范、验收标准。
4广州市对建筑施工质量、安全、文明施工的相关要求。
5、国内目前类似工程成功经验及先进的工艺、工法。
本公司技术力量、机械设备及城市浅埋暗挖隧道施工、管理经验。
6、本公司制定的ISO9001:
2000质量管理体系标准、ISO14001:
1996环境管理体系标准、GB/T28001-2001职业健康安全管理体系标准、质量手册和程序文件。
7、对本工程现场环境条件调查取得的相关资料。
1.2编制范围
招标文件规定的工程内容。
2.工程概况
2.1工程概述
该项目位于珠江新城花城广场东侧。
花城广场位于珠江新城中心，珠江新城是广州城市新中轴线、CBD核心区。
高德置地的商业楼盘“春、夏、秋、冬”是集办公、酒店、休闲娱乐为一体的商业综合体，矗立在广州新城市中轴线上，建筑特色依中轴线而生，临珠江而立，是CBD最核心的商务区，春、夏、秋商场已投入运营，“冬商场”主体已建设完成，正在进行装修施工。
高德地下隧道是连接高德置地广场F2-3与F2-4地下空间的连接通道，F2-3/F2-4隧道位于珠江东路下方。
隧道长36.7米，埋深约5米，拱顶距离最深管线约0.99米，结构宽16米，高6.3米，净宽14米，净高3.7米，采用暗挖法施工。
隧道横穿珠江东路，其上方有一条直径1000mm的雨水管，管底埋深2.9m，标高6.0m,有一条直径600mm的混凝土污水管，管底埋深3.10m，标高5.8m，纵向坡度为3.82%；
隧道上方有一上跨珠江东路人行天桥，隧道穿过天桥两根桩基，桩基直径1.2m，桩底标高负10.70，位于中风化细砂岩层，为嵌岩桩。
桩基与隧道立柱位于同一轴线上，隧道结构完成后，对天桥桩基进行装修。
2.2工程地质及水文地质
2.2.1工程地质
F2-3/F2-4地下隧道场区地质自上而下,主要为人工填土层、冲积层、残积层和基岩全风化带，其中人工填土层密实度均匀性差；冲积层中淤泥质土为高塑性软弱土、粉细砂层呈松散状；残积层中粉质粘土呈可塑状，上述各地层其工程性质差；基岩全风化带风化剧烈，裂隙发育，破碎，遇水软化。
2.2.2水文地质
场区地下水主要为人工填土层中上层滞水，冲积层砂土孔隙水和基岩裂隙水，具有较大的承压性，其补给来源广，含水丰富。
钻孔揭露地下水位埋深为2.4-9.1米，水位标高-0.64-6.78米。
2.3隧道结构设计
（F2-3/F2-4）地下隧道主体结构设计使用年限为100年。
结构安全等级为一级。
采用浅埋暗挖法及喷锚构筑法，即以锚管、钢筋网、喷射混凝土和钢架为初期支护。
复合式衬砌结构，以模筑钢筋砼衬砌为二次衬砌组成，初期支护与二次衬砌间设封闭防水层。
2.3.1超前支护
超前支护采用水平旋喷桩＋大管棚＋套打小导管，注三液浆（水泥＋水玻璃＋MC超细水泥）。
（1）水平旋喷桩：
开挖周边（含临时支护周边）设置双排旋喷桩，桩径600mm，间距400mm，长20.0m，内外分别设于开挖线外200mm、600mm。
（2）大管棚：
采用Ф108X6mm钢管，环向间距35cm，单向长21m，设于开挖线外400mm；
（3）超前小导管注浆：
开挖周边（含临时支护周边）设置双排小导管，采用Ф42×4mm钢管，环向间距350mm，纵向间距3.0m，单根长4.0m。
为防止开挖期间大量地下水流失与砂层的坍塌，造成路面沉降及保证通道施工安全，掌子面采用30㎝厚C20网喷混凝土临时封闭，采用小导管注三液浆止水及加固地层。
注浆管采用Ф42X4mm钢管，单根长6.0m，间距40X40cm梅花形错开布置。
2.3.2初期支护
永久部分采用四肢钢筋格栅钢架，喷射C20混凝土400mm厚，临时支撑部分采用Ⅰ22α型钢钢架，喷射混凝土300mm后，钢架之间采用Ф22钢筋双层连接，环向间距0.5m。
每榀格栅钢架拱脚部打设2根锁脚锚管与钢拱架焊接牢固。
2.3.3二次衬砌
采用C35P10防水钢筋混凝土，拱墙厚度600mm，底板1000mm；外防水采用PVC卷材全包法。
2.3.4抗震设防
本工程所在地为抗震设防烈度7度区，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，Ⅱ类场地。
抗震设防分类为丙类，抗震等级为四级。
隧道结构内梁柱抗震等级为四级。
2.3.5主要工程量
详见表2-1。
表2-1主要工程数量表
序号
项目
项目特征
单位
数量
备注
1
开挖土方
m3
3483.5
2
超前支护
大管棚
Φ108×6@350
m
3720
浆液1:
1:
2（超细水泥）
3
水平旋喷桩
Φ600@400
m
4826
4
超前小导管
Φ42×4@350
m
32912
6m
5
掌子面注浆
小导管
Φ42×4@400
m
46002
6m
6
初期支护
格栅拱架
kg
103138.8
7
喷射砼
C20
m3
567
8
锁脚锚管
Φ42×4
m
840
9
临时支护
型钢拱架
I22a
kg
133505.3
10
水平旋喷桩
Φ600@400
m
4636
11
超前小导管
Φ42×4@350
m
30464
12
防水
PVC防水板
3mm厚
m2
1367.9
13
土工布
300g/m2
m2
1367.9
14
二次衬砌
模筑混凝土
C35P10
m3
874.6
15
钢筋
kg
117887.3
16
天桥保护
基础混凝土
C25
m3
38.4
17
钢筋
kg
2179.2
18
支顶钢架
kg
13939.8
3.工程特点及难点分析
3.1环境复杂，进出洞困难，施工难度大
地下隧道是在既有高层建筑的地下室负一层、负二层内进出洞，施工场地狭窄，施工空间受限，需要停用相关设施、迁改部分既有设施；拆除部分梁板，破除部分地下室侧墙及原基坑部分围护结构。
既要确保既有建（构）筑物安全，又要确保施工顺利进行，保证进出洞安全，施工难度大。
3.1.2工程地质、水文地质条件差
F2-3/F2-4地下隧道场区地质自上而下,主要为人工填土层、冲积层、残积层和基岩全风化带，其中人工填土层密实度均匀性差；冲积层中淤泥质土为高塑性软弱土、粉细砂层呈松散状；残积层中粉质粘土呈可塑状。
而隧道开挖断面正处在饱和粗砂（稍密-中密）层，透水性强，隧道结构以上地层为2.4米厚的粉质粘土（软塑-可塑）层，隧道结构底板处在层厚1.9米残积粉质粘土（硬塑）层。
上述各地层工程性质差；基岩全风化带风化剧烈，裂隙发育，破碎，遇水软化。
场区地下水主要为人工填土层中上层滞水，冲积层砂土孔隙水和基岩裂隙水，具有较大的承压性，其补给来源广，含水丰富。
钻孔揭露地下水位埋深为2.4~9.1米，水位标高-0.64~6.78米。
场区工程地质、水文地质条件极差，施工中易引起坍塌、突水突泥、开挖面失稳等问题，安全风险高。
3.1.3隧道高跨比大，受力状况不好，复盖层薄，安全系数低
隧道结构成扁平状，不能很好的形成自然拱，所有影响隧道的动、恒荷载全部要由隧道内部结构承负，加之浅埋暗挖，工程地质、水文地质条件差，更增加了安全风险。
3.1.4内外施工环境复杂，施工组织困难，社会影响面大。
隧道工程是在既有商厦的地下室实施，施工队伍安排、施工平面布置、工程材料运输存储、施工机械设备、人员效率发挥、通风排尘等受到多方面因素制约。
工程地处珠江新城繁华商业区，隧道分别穿越珠江东路及人行天桥，工程施工不能对地面环境及商厦的正常运营造成影响，施工安全必须万无一失，否则将造成不可挽回的社会影响。
3.1.5施工机械化程度低、工期压力大
由于隧道在商场负一层和负二层进、出洞，一是梁、柱、墙对隧道施工影响大，需拆除部分梁板结构才能进出洞。
二是出碴进料只能使用进入地下室停车库通道，施工机械及运输设备受地下室空间及通道限制，只能采用人工配合小型机具施工。
三是场地堆载受楼层载荷限制，不能在现场存放过多的工程材料及渣土，需频繁调运。
综上所述钻孔注浆、出渣进料、开挖掘进、初支二衬均受环境因素制约，降低了施工效率，延长了各工序作业循环时间，影响施工进度，计划工期压力大。
4.施工总体部署规划
4.1项目组织机构及施工队伍安排
经公司批准，组建“L&M地下隧道项目经理部”，项目部设五部两室，即工程管理部、安全质量部、计划合同部、财务部、物资设备部、综合办公室、试验室。
工程测量及监控量测人员由工程技术部配备管理，安质部设质检工程师和安全工程师。
下辖7个专业工班，建立相应的岗位责任制度。
根据本工程特点，选派曾在广州和深圳地区有地铁施工丰富经验的孙振立同志担任项目经理；选调公司副总工程师赵炜同志担任项目总工。
组织机构见图4-1。
图4-1施工组织机构图
4.2施工任务划分及施工人员配备
本隧道工程按专业化组织施工，根据工程内容设置7个专业工班，施工任务划分及劳动力安排详见表4-1。
表4-1工班划分及人员配置表
序号
工班
工作内容
主要工程量
工班长
人数
1
超前支护工班
大管棚、水平旋喷桩、超前小导管施工
36.7m
贾正辉
20
2
开挖支护工班
掌子面注浆、开挖、初期支护、碴土装袋存放、装车
36.7m
吴英
60
3
防水二衬工班
防水构件安装、二衬、填充及路面层施工
36.7m
罗道航
30
4
钢筋及钢构件加工工班
钢筋及构件加工制作、运输
486389.2kg
25
5
运输工班
工程物料、碴土运输
10
6
综合工班
风、水、电路安装维修，场地清扫、维护等
36.7m
10
7
既有建筑结构楼板拆除及格梁加固
楼板拆除、格梁加固、恢复
30m3
12
4.3主要施工机械设备配置
机械设备的配备综合考虑地下室运输通道、施工现场空间及梁板荷载、降噪、防尘等方面的制约因素，遵照满足施工需要、实用配套的原则，选用重量轻、体积小，易于移动和操作的施工机械设备。
主要施工机械设备配置见表4-2。
4.4计量、测试仪器配置
考虑本项目工程规模不大，工程材料种类不多，施工周期不长，难以解决建试验室场地，且采用商品混凝土的情况，项目部不另建试验室。
就近联系委托具有试验资质的检测机构按规范要求进行试验检测。
项目部试验室负责取样送检，现场监控、资料整理。
表4-2主要施工机械设备配置表
序号
设备名称
型号
外形尺寸
（m）
自重（T）
功率
（kw）
单位
数量
备注
1
水平定向钻机
HTG-200型
7.8×2.2×2
5
55
台
2
水平钻进设备
2
高压注浆泵
XPB-90E型
3×1.8×1.5
1.5
55
台
2
50Mpa高压浆产生器
3
高压泵
GDP-90D
1.2
132
台
2
50Mpa/132kw返浆负压产生器
4
探棒
无线
个
2
钻进角度控制
5
无线导向仪
SE-2/10kw
台
2
钻进无线导向接收器
6
注浆泵
SYS50/50
30
台
2
8
搅拌桶
2m3
10
台
3
拌制水泥浆液
9
泥浆泵
BW-250型
1.1×0.995×0.65
0.5
15
台
5
15kw
10
电动空压机
英格索兰V75-7
2.367×1.234×1.548
1.298
75
台
1
SIRC
11
电动叉车
PR-WSR-100/300
2.57×0.9×2.08
1.5
台
1
材料运输、装渣1T
12
湿喷机
KT600
2×1.01×1.23
1.5
17
台
2
13
风动凿岩机
YT-28
0.66*0.25*0.2
台
5
钻孔
14
风镐
台
10
开挖
15
移动模架
自制
4m
台
2
衬砌
16
组合模板
套
2
模板
17
电焊机
BX315
0.72*0.5*0.88
10
台
4
钢筋加工等
18
钻床
ZQ4125
1.1*0.77*0.34
台
1
连接钢板加工
19
砼输送泵
HBT60A
6*2*2.4
55
台
1
二衬砼浇筑
20
钢筋切断机
台
1
钢筋加工等
21
钢筋弯曲机
台
1
钢筋加工等
22
钢筋调直机
台
1
钢筋加工等
23
钢筋剥肋滚丝机
HGS-40型
台
1
钢筋加工等
24
型钢弯曲机
WGJ-250
台
1
型钢弯拱
25
注浆泵
BW150
1.25*0.43*0.85
11
台
2
超前注浆
26
插入式振捣器
NH50
3
台
6
混凝土振捣
27
附着式振捣器
HZ22-9
4.5
台
12
混凝土振捣
28
作业台架
台
1
二衬
29
高压水泵
台
2
抽水
30
自卸汽车
台
3
渣土运输
31
运输车
3
物料运输
32
指挥车
台
2
33
泥浆泵
NL50-8
台
2
抽取泥浆
34
污水泵
80Y-100×2
台
2
抽取污水
水平定向钻机为水平旋喷桩和大管棚公用设备，先施工水平旋喷桩，后施工大管棚
表4-3计量、测试仪器配置
序号
名称
生产厂家
规格型号
精度
标定情况
单位
数量
备注
1
全站仪
拓普康
GTS-332N
精度2''
合格
台
1
2
自动安平水准仪
苏一光
NAL132
DSZ3
合格
台
1
3
水准仪
苏州一光
DSZ2
合格
台
1
4
条码铟钢尺
Nedo
3m
合格
个
1
5
条码铟钢尺
Nedo
3m
合格
个
1
6
钢尺水位仪
金土木
50m
合格
个
1
7
测斜仪
金土木
Cx-806
合格
个
1
8
数显收敛仪
申克仪器厂
JSS30A
合格
个
2
9
泥浆比重计
合格
个
2
10
玻美度比重计
合格
个
2
4.5施工平面布置及临时设施
由于施工场地及周边营运环境的限制，本工程临时设施的布置采取异地和现场结合的方式进行。
根据F2-4地下停车场空间及限高，在负二层进洞处的两侧划分为5个区域，分别为工具和小型材料存放区、泥浆池和临时堆土区、水平钻机停放及出碴临时存放区、砂子水泥和砼拌合区、空压机和配电房设置区。
场区内设淋浴、更衣室和值班室，施工区域设围挡，封闭式管理。
施工平面布置详见附图4-2。
4.5.1临时生活设施
管理人员的食宿在附近租房，地点为临江大道39号C栋603室，在建设方指定的位置建现场办公室；施工人员租住在员村或五羊新村，乘坐地铁上下班。
4.5.2生产设施及运输道路
型钢、格栅拱架、钢筋加工制作，采取异地租赁场地建加工车间，根据施工进度分批运输到施工现场安装。
地面交通方便，可直达商厦。
通往负一层、负二层地下室可利用地下停车场的现有道路运输物料到洞口，型钢、钢筋在异地加工后，根据现场施工需要提前使用小型货车将成品或半成品构件运至施工现场存放。
二衬混凝土就近利用现有与商厦地下室连通的管井安装混凝土输送管，从地面输送混凝土到作业面。
详见图4-3.
图4-3混凝土输送管布置图
4.5.3施工用电、用水
施工用电利用业主现有供电、供水系统，在指定的接入点，设置配电装置搭火供电，铺设管路供水。
（1）F2-3/F2-4地下隧道用电量计算
下列大型用电设备为施工必需设备：
HTG-200型水平钻机1台，功率55KW。
XPB-90E型高压注浆泵1台，功率55KW。
GS500-4型旋喷钻机1台，功率200KW。
BW-250型泥浆泵1台，功率15KW。
英格索兰V75-7电动空压机1台，功率75KW。
KT600湿喷机2台，功率34KW。
电焊机4台，功率40KW。
插入式及附着式振动器8台，30KW。
HBT60A混凝土输送泵1台，55KW。
BW150型小型注浆泵2台，22KW。
生活、照明、通风、排水等用电按50KW考虑。
施工现场用电设备的kx、cos、tg，详见表格4-4。
表4-4
名称
功率
kx
cosφ
tgφ
有功荷载
无功荷载
水平钻机
55
0.7
0.7
1.02
38.5
39.27
高压注浆泵
55
0.7
0.68
0.62
38.5
23.87
旋喷钻机
200
0.7
0.68
0.62
140
86.8
泥浆泵
15
0.5
0.8
0.75
7.5
5.625
电动空压机
75
0.5
0.8
0.75
37.5
28.125
湿喷机
34
0.7
0.68
0.62
23.8
14.756
电焊机
40
0.45
0.87
0.57
18
10.26
振动器
30
0.65
0.65
1.17
19.5
22.815
砼输送泵
55
0.3
0.7
1.02
16.5
16.83
注浆泵
22
0.7
0.68
0.62
15.4
9.54
其它
50
1
50
计算表格中，
Kx：
用电设备组的需要系数。
cosφ：
交流电焊机或交流电焊装置在S′e时的额定功率因数。
taφ：
用电设备组设备平均功率因数角的正切值。
总有功计算，取同期系数kp=0.8
P总=kpx（38.5+38.5+140+7.5+37.5+23.8+18+19.5+16.5+15.4+50）x0.8=324.16
总无功计算，取同期系数kp=0.8
P总=pQx（39.27+23.87+86.8+5.625+28.125+14.756
+10.26+22.815+16.83+9.54）x0.8
=206.31
现在功率：
Sj=
=（324.16²+206.31²）½=384.24KW
所需电容量：
384.24KW，需提供400KW施工用电负荷能满足施工要求。
（2）F2-3/F2-4地下隧道施工用水
采用DN50的给水管（秒流量≥19.6L/s），从业主现有供水管指定点接入至隧道进口，安装管路供隧道施工用水。
4.5.4围蔽
在F2-4负一层、负二层进洞口施工区域及F2-3隧道出口端负一层设置施工围蔽，采用加气混凝土砌块用M5砂浆砌筑，内外用15mm厚砂浆抹灰，砌体底部R50mm防水踢脚，外墙由甲方挂喷绘布。
出口负二层利用停车场物业办公区的外墙做围蔽。
负三层保留侧墙及围护结构，不设围蔽。
4.5.5废水、废浆的排放和渣土运输
采用角钢、钢板加工制作沉淀池，施工废水、废浆抽排到沉淀池，经3级过滤沉淀，经检测比重≤1.05后由原排水管经市政管网排出。
经沉淀的泥浆采用泥浆泵抽排用箱式泥浆车外运，泥浆车装车前对其密封性检查，确保不滴不漏，且泥浆不超过斗容量的70%。
渣土用编织袋封口，用叉车装车、装载量不超过斗容量的90%、经安全员检查确保无泄漏的情况下放行，运输到经广州市渣土余泥管理部门批准的位置倾倒。
4.5.6施工通风
本工程隧道进洞口位于冬商场的负二层地下停车场，通风不畅，空气质量差。
施工通风主要是为了降温和改善空气质量。
施工期间通风采取以下措施：
一是及早贯通中央导洞，使空气形成对流。
二是在进洞口布置2～3台工业风扇，降低施工区域温度。
三是在洞内设置移动式风扇，降低作业面温度及改善空气质量。
4.6进度计划安排
本隧道计划开工日期2014年6月1日，竣工日期2015年2月12日，具体以业主发布的开工日期为准。
设计为双向进洞施工。
因F2-3负一层商铺运营、F2-4进行超市装修，经工地调查及与业主协定，计划从F2-4单口掘进，工序施工以流水作业为主，平行作为辅。
施工分为6个阶段：
施工准备、过渡段及进洞施工、超前支护施工、洞身开挖及二衬施工、出洞施工、梁板恢复及路面铺装施工。
按先贯通中央导洞，施工底梁及中间底板、立柱及顶梁，然后分部开挖，5部与7部、6部与8部、9部与11部、10部与12部分别错开5～10m平行作业，24小时三班制作业每天完成2～3个循环，每循环进尺1.5榀格栅拱架安排，左右侧底板及二衬施工平行作业，二衬按3天1个循环安排。
总工期257日历天，详见施工进度计划横道图。
附图4-4。
根据工程特点，优化资源配置，精心组织施工，优化设计方案，实现工期目标。
5.施工方案
根据设计文件F2-3/F2-4地下隧道采用双向进洞施工。
但根据现场调查实际情况，F2-3负一层已进驻商户营业，搬迁安置时间长；出口处负二层为停车场办公区，施工场地受空间和出入车道限制，不具备双向施工条件。
为在施工期间对进驻营业的商户影响降到最小，减少地下室拆除、迁改既有设施，保证正常地下室使用功能，（F2-3/F2-4）地下隧道采用从F2-4侧单向进洞施工方案。
5.1总体施工流程
施工流程主要包括：
前期准备、工期准备、施工准备、进洞施工、洞身施工、出洞施工、进洞口梁板恢复和路面施工共7部分内容，详见图5-1。
施工围蔽
图5-1施工流程图
5.2前期准备
5.2.1洞内外施工环境调查
F2-3/F2-4地下隧道位于珠江东路下方，上方有一座人行天桥，天桥基础为4根钻孔灌注桩，桩径1.2m，为嵌岩桩，南边两根嵌岩桩位于隧道中部，穿过隧道底板；珠江东路为单行道，车流方向由南至北，车流量较大，路面下施工范围土层中分布有市政电力、电信、污水、雨水、给水管、军用光纤、燃气等管线横穿隧道上方。
结合地下隧道施工纵断面图中的管线示意、广东省工程勘察院提供的地下管线探测成果报告以及现场调查，管线分布见图5-2。
F2-3负一层层高约为3.3m，已进驻商户；负二层为停车场及物业管理处临时办公区域；负三层为停车场。
F2-4现正进行附属工程和装修施工；洞口处负一层层高约8m，负二层为地下停车场。
负二层为临时办公区域。
经了解，F2-3、F2-4结构外墙厚600mm，地下室施工时围护结构为桩径Φ1200mm排桩，之间的夹层约为1500mm填充土。
地面环境F2-4负二层进口环境
F2-3负一层出洞环境F2-3负二层出洞环境
图5-2管线初步调查分布图
5.2.2机械设备及工程材料调查
（1）对工程主
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