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隧道工程施工组织设计

摘要

隧道施工组织设计是施工的基本依据。

根据施工文件要求、隧道工程特点、围岩条件、工期要求、周围环境、施工技术装备和施工力量等技术与经济因素，在确保安全、经济的前提下，编制隧道施工组织设计。

其目的是保证工程按设计要求的质量、计划规定的进度与合理的设计预算，安全、优质、高效地完成施工任务。

xx隧道确定合理的施工方法、对施工工艺、机械装备、监控量测、工序安排、劳动组织、材料供应、工程投资、场地布置等，作出合理的规划，并提出了组织措施和充分预计可能出现问题的对策，制定了工期保证措施、安全保证措施和环保措施等。

另外，根据各分项工程的工程量、基本施工工序、劳动力安排及工期要求等，编制了施工形象进度图、网络计划图和施工横道图。

根据隧道工程规模大小、洞口地形特点、弃渣场位置和水源情况及工期要求等，本着全面规划统筹安排、充分利用地形、因地制宜的原则编制了施工场地布置图。

确保隧道施工有条不紊地顺利进行。

本次设计是一次一栋办公楼结构设计，结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。

结构计算包括荷载计算、内力分析及截面设计，并绘制相关的结构施工图。

关键词：

隧道；施工方法；施工工艺；技术措施；结构；内力；施工图

第一章工程概况1

1.1编制依据及原则7

1.1.1编制依据7

1.1.2编制原则7

1.1.3项目目标8

1.2工程范围及工程数量9

1.2.1标段范围9

1.2.2主要工程数量9

1.3工程地质条件9

1.3.1地形地貌9

1.3.2气象9

1.3.3地质条件9

1.3.4水文地质条件10

1.3.5地质构造10

1.3.6地震烈度11

1.3.7不良地质及特殊岩土问题11

1.3.8工程特点及难点11

1.4隧道施工环境11

1.4.1施工用水11

1.4.2施工用电11

1.4.3通讯11

1.4.4交通运输11

1.4.5地材供应条件12

第二章施工准备14

2.1现场布置14

2.1.1主工作面选址14

2.1.2弃渣场地及卸渣道路布置14

2.1.3大宗材料堆放场地和材料库布置14

2.1.4生产房屋和生产设施布置14

2.2人员及机械配备15

2.2.1队伍安排及劳动力组织15

2.2.2施工机械设备的配置16

2.3施工技术准备17

2.3.1熟悉图纸资料和有关文件17

2.3.2技术交底17

2.3.3技术保障17

2.4施工现场准备17

2.4.1复查和了解现场17

2.4.2确定工地范围17

2.4.3清除现场障碍17

2.4.4办妥有关手续18

2.4.5作好现场规划18

2.5有关协调工作的准备18

2.6施工测量18

2.6.1控制测量18

2.6.2施工测量18

2.6.3测量质量保证措施19

第三章隧道施工总体安排及施工方案20

3.1进洞方案20

3.2开挖方案20

3.2.1断面开挖方法20

3.2.2爆破的关键控制点20

3.2.3运输出碴方案21

3.2.4支护方案21

3.2.5衬砌方案21

3.2.6辅助施工方案21

3.3隧道弃利用和弃置方案23

第四章洞口施工25

4.1洞口（明洞）施工25

4.1.1准备工作25

4.1.2洞口边、仰坡开挖防护25

4.1.3洞口排水25

4.2洞门施工25

4.2.1洞门修筑25

4.2.2明洞施工25

4.2.3进洞施工26

第五章超前支护工程27

5.1超前小导管施工27

5.1.1施工工艺27

5.1.2施工方法27

5.2超前大管棚施工29

5.2.1施工工艺29

5.2.2施工方法30

5.2.3检测标准32

5.2.4技术措施32

第六章洞身开挖工程33

6.1洞身开挖方案的选择33

6.1.1上下台阶不留核心部开挖33

6.1.2全断面开挖33

6.2爆破工程35

6.2.1钻爆设计35

6.2.2钻爆施工41

6.2.3全断面法施工44

6.2.4台阶法施工47

6.3出渣运输50

第七章初期支护工程51

7.1锚杆施工51

7.1.1施工工艺51

7.1.2施工方法51

7.1.3检测标准53

7.1.4施工要点53

7.2中空锚杆施工53

7.2.1施工工艺53

7.2.2施工方法54

7.2.3检测标准55

7.2.4技术措施55

7.3钢架施工55

7.3.1施工工艺55

7.3.2施工方法56

7.3.3检测标准57

7.3.4技术措施57

7.4网喷混凝土施工57

7.4.1施工工艺58

7.4.2施工方法58

7.4.3检测标准59

7.4.4技术措施59

7.5喷射混凝土60

7.5.1施工工艺60

7.5.2喷射混凝土的操作特点60

7.6监控量测63

7.6.1量测项目63

7.6.2量测断面间距63

7.6.3量测断面布置64

7.6.4量测频率65

7.6.5监测方法66

7.6.6监测资料整理、数据分析及反馈66

7.6.7监控量测管理68

第八章二次支护工程71

8.1仰拱（填充、底板）施工71

8.1.1施工工艺71

8.1.2施工方法71

8.1.3检测标准72

8.1.4技术措施72

8.2结构防排水72

8.2.1施工工艺72

8.2.2施工注意事项76

8.3二次衬砌施工77

8.3.1施工准备77

8.3.2防水77

8.3.3钢筋加工77

8.3.4钢筋安装77

8.3.5拱墙衬砌混凝土施工方法77

第九章隧道装饰工程83

9.1工程概况83

9.2装饰工程主要工程量83

9.3主要检查验收标准83

9.4主要工程施工方案与方法84

9.4.1洞口装饰板材施工84

9.4.2瓷砖安装87

9.4.3涂层（漆）88

9.4.4路缘漆施工89

9.5施工保障措施89

9.5.1工程质量保障措施89

9.5.2工期保障措施89

9.5.3安全保障措施89

第十章机电工程91

10.1工艺设计91

10.1.1电缆槽91

10.1.2通风91

10.1.3照明灯具和配电控制板91

10.1.4设备洞92

10.1.5设备安装92

10.1.6供水设施92

10.2隧道控制室93

10.3隧道消防93

第十一章工期计划及安排94

11.1施工进度安排94

11.1.1隧道施工进度指标94

11.1.2开挖及支护循环时间计算94

11.1.3衬砌施工循环时间计算95

11.1.4工期计算96

11.2工期保证体系96

11.2.1影响工期主要因素分析及应对措施：

11.2.2制度保证措施97

11.2.3施工组织保证措施97

11.2.4施工设备、资金保证措施98

11.2.5施工计划保证措施98

11.2.6技术保证措施98

11.3工期保证技术措施99

第十二章质量管理体系以及保证措施101

12.1质量管理体系实施四级管理101

12.1.1第一级质量管理体系101

12.1.2第二级质量管理体系101

12.1.3第三级管理体系102

12.1.4第四级质量管理体系102

12.2工程质量保证措施105

12.2.1质量目标及质量保证体系105

12.2.2质量证管理措施105

12.2.3质量保证技术措施105

第十三章安全管理体系以及保证措施107

13.1目标与体系107

13.1.1安全目标107

13.1.2安全保证体系107

13.1.3安全领导小组107

13.2具体措施107

13.2.1安全目标107

13.2.2施工安全保证管理措施107

13.2.3施工安全保证技术措施107

13.2.4专项施工安全保证措施108

13.2.5安全保证体系及组织机构111

13.2.6应急预案112

第十四章隧道施工事故应急预案115

14.1应急预案准备115

14.2应急预案实施116

14.2.1应急响应116

14.2.2处理隧道塌方措施117

14.2.3处理隧道塌方117

14.3防护及记录工作118

14.3.1善后处理118

14.3.2隧道事故的预防118

14.3.3应急资金费用118

14.3.4记录118

第十五章环境保护、文明施工措施120

15.1环境目标120

15.2环境保护管理措施120

15.3环境保护技术措施120

第十六章其他措施121

16.1冬季施工措施121

16.2雨季施工措施123

xx隧道施工组织设计

第一章工程概况

xx线铁路位于xx省中西部地区，线路经过xx市xx区和xx区、xx县、xx市、xx县，岚县、兴县抵达临县境内。

起点为xx北编组站的xx站，终点为xx中南部铁路通道的xx站，正线全长164.26公里，投资估算87亿元，工期4年。

xx隧道位于xx省xx市xx二库景区西岸一公里处，地处剥蚀中山区，地势险峻，植被较差，地面标高855m～1030m以上，相对高差约175m。

隧道起止里程为DK20+494.77～DK21+378.00，为全长883.23m的单线电气化铁路隧道。

隧道最大埋深约为190m，进口端岩石陡直，施工条件困难，出口端位于弱风化石灰岩层。

隧道进出口端均位于直线上，全隧道单线上坡，坡率依次分别为11.3%，9.8%。

1.1编制依据及原则

1.1.1编制依据

1根据承发包合同、招投标文件、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）、《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）、《锚杆喷射砼支护技术规范》、《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）；

2承包方上报的投标文件;

3通过踏勘工地，从现场调查、采集、咨询所获取的资料；

4根据本工程地质条件的特点，认真进行方案比选，确定最优方案，达到经济、合理、可行。

1.1.2编制原则

1安全第一原则

按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。

特别是该隧道的防突涌水、涌泥、涌砂，进口瓦斯地段、出口大跨段顺层滑坡段的施工安全，爆破作业安全，软弱围岩防坍塌的施工安全。

对重点安全部位，制定有效的技术方案及措施，安全防护到位，确保万无一失。

2优质高效的原则

加强领导，强化管理，优质高效。

根据质量目标和创优规划的总体要求，贯彻ISO9001质量体系，推广应用“四新”技术，确保质量规划目标的实现。

3方案优化的原则

技术含量高、施工难度大、工期紧，编制中对施工各环节的关键工序进行多种施工方案的综合比选，在技术可行的前提下，择优选用最佳方案。

4确保工期的原则

根据总指对本隧道工期要求及结合本标段总的工期要求，编制科学、合理、周密的施工方案，合理安排进度，实行网络控制，搞好工序衔接，实施进度监控，确保实现工期目标，满足建设单位要求。

5科学配置的原则

根据标段工程量大小及各项管理目标的要求，在施工组织上实行科学配置。

选派有施工经验的管理人员，上场专业化施工队伍，投入先进、精良的施工设备；确保流动资金的周转使用，做好建设资金的管理，做到专款专用；选用优质材料，确保人、财、物、设备的科学合理配置。

6突出环保水保的原则

结合工程项目采取积极、严密的环保、水保措施，尽可能减少施工对生态平衡的影响。

贯彻国家“绿色通道”战略，遵守铁道部及国家环保总局、水利部、xx省及地方政府对xx线的环境保护及水土保持的要求，加强环境保护和水土保持。

1.1.3项目目标

1质量目标

标验收合格率100%，工程质量达到部优等级。

2安全目标

杜绝因公死亡事故，年重伤率控制在0.6‰以下，年负伤率控制在5‰以下。

无等级火灾事故，无爆炸事故，无爆破物品丢失事故，无重大坍方事故。

3工期目标

2012年10月1日至2012年11月30日前全面完成开工准备工作，2012年12月1日正式开工，2013年11月30日完工，历时十三个半月，425个日历天。

4环保目标

做到少破坏、多保护、少扰动、多防护、少污染、多防治。

使环境保护监测控制项目与控制结果达到设计文件及有关规定要求。

5文明施工目标

做到“一通、二无、三整齐、四清洁、五不漏”的标准。

现场布局合理，环境整洁，物流有序，标识醒目，标牌规范。

6职业健康安全目标

建立完善的职业健康安全管理体系，制定切实可行有效的职业健康、劳动保护、医疗卫生保证制度，确保职工的职业健康。

1.2工程范围及工程数量

1.2.1标段范围

进口：

DK20+494.77～DK20+504.25桥隧相连段，穿越弱风化石灰岩层，采用Ⅲ级围岩桥隧相连结构，全断面设置格栅钢架，间距为1榀/1.0m，配合钢架拱部采用Φ22的超前锚杆预支护，幻想间距50cm，外插角10°～15°，搭接长度不小于1.0m。

出口：

DK21+358～DK21+378，隧道出口浅埋段，穿越弱风化石灰岩层。

采用Ⅳ级围岩衬砌混凝土结构。

隧道全长883.23m，其余地段Ⅱ，Ⅲ级围岩采用Ⅱ,Ⅲ级围岩一般衬砌断面。

1.2.2主要工程数量

主要工程数量见表1-1

1.3工程地质条件

1.3.1地形地貌

隧道位于剥蚀侵蚀中山区，地势陡峻，植被较差，地面标高855~1030m以上，相对高差约175m以上。

隧道最大埋深约190m，进口端岩石陡直，施工条件困难，出口端位于弱风化石灰岩层。

1.3.2气象

该区属北暖温带重干旱气候，其要气候要素：

年平均气温11.05℃，极端最高气温38.7℃，极端最低气温-23.3℃，年平均降水量397.94mm，一小时最大降水量67.70mm，一如最大降水量75.5mm，年平均风速1.9m/s，最多风向CNW，最大风速17.1m/s，最大积雪深度13cm，年平均相对湿度56.6%。

1.3.3地质条件

1地层岩性

第四系全新统碎石土Q4col：

灰褐色、杂色，中密，稍湿，成分以石灰岩石块为主，厚10~18m，出露于出口段。

石灰岩O2S：

青灰色-灰黑色，表层为灰白色，弱风化-微风化，弱风化层为碎块状，岩层节理及裂隙发育，强度高。

岩层产状88°∠6°，节理产状224°∠89°，140°∠90°，151°∠90°，220°∠90°。

2地层承载力特征

碎石土Q4col稍密—中密，稍湿，承载力基本值σ=400kpa。

石灰岩O2S承载力基本值，弱风化层σ=1400kpa，微风化层σ=1800kpa。

3土壤最大冻结深度

根据资料现实，土壤最大冻结深度为0.56米。

4隧道围岩类别

根据资料所给，结合隧道围岩基本分级表（表1--2）隧道围岩类别及分布里程：

DK20+493--DK20+508段为Ⅲ级；

DK21+355--DK21+363段为Ⅲ级；

DK20+508--DK21+363段为Ⅱ级；

DK21+363--DK21+375段为Ⅳ；

5岩土施工工程分级

崩堆积层，Ⅱ级。

石灰岩，弱风化Ⅳ，微风化Ⅴ。

1.3.4水文地质条件

隧道区位于区域侵蚀基准面以上，并且在沿线四周山体陡峭、沟谷较多，根据隧道区含水介质的赋存条件、水理性质及水动力特征，进行综合分析，将该区域分为基岩裂隙水及地下水出露，地表水可见xx二库的储水。

1.3.5地质构造

该区位于区域构造鄂尔多斯断块隆起区德中部，为近场区主体构造单元，新生代以来该地区表现为间歇性上升，内部差异运动幅度小，水平运动相对较弱，致使区内断裂、褶皱不甚发育。

工点范围内地质构造形迹不明显，中厚-厚层状的奥陶系中统下马沟组谁会眼产状基本水平，倾角较小，未见打的地质构造出。

1.3.6地震烈度

地震动峰值加速度0.20g，地震基本烈度：

8度，动反应谱特征周期0.35s。

1.3.7不良地质及特殊岩土问题

隧道进出口基岩裸露，岩性为石灰岩，岩体受节理切割较严重；有少量危石；出口有崩积及填积的碎石土。

1.3.8工程特点及难点

进口端岩石陡直，与xx桥台相连，出口端位于弱风化石灰岩层，施工场地狭窄，施工条件相对困难。

环境保护要求高：

隧道位于xx二库旅游景区西岸，且xx二库为供给水源，工程施工对环境的影响较大，环境保护要求高技术措施要求高。

隧道距离文物保护区xx较近，施工中应对爆破可能产生的滚石、飞石等对xx会产生较大影响，而且与隧道平行的还有一条既有铁路线，所以制定隧道施工方案必须十分谨慎。

1.4隧道施工环境

1.4.1施工用水

隧道入口南侧临近xx滩，可根据工程需水量的多少进行建堤坝拦截水，供应工程用水。

生活用水方面，先打立井引水，取样检验其水质情况，判断是否符合生活用水标准，如果符合则可以就地取水，不符合标准的则在就近村庄与村庄负责人协商从村庄取生活用水。

1.4.2施工用电

隧道施工用电可以考虑xx二库变电站，若变电站机组不能满足施工用电要求，那就对既有变电站进行增容改造。

使之达到施工、生产用电需求。

1.4.3通讯

项目部与施工现场设置固定电话或保持移动电话畅通，施工管理人员配备移动电话，因为施工段多山，移动电话信号经常不稳定，所以相关人员还必须配备对讲机。

1.4.4交通运输

隧道施工应借助于既有路线运输，另外还要增设一些便道，便道施工质量和路线选择都必须认真对待

1.4.5地材供应条件

xx境内碎石生产能力和质量能满足施工生产要求；河砂需、钢材及其他材料从xx和本地就近购置。

表1—1工程数量汇总表

隧道名称

xx隧道

隧道长度（m）

883.23

序号

项目内容

围岩类别

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

小计

围岩长度（m）

834.0

19.75

20.00

873.75

暗

洞

暗洞开挖量

土石方

36761

962

1029

38753

初

期

支

护

喷射

混凝土

C25素混凝土

113

28.0

141.80

C25网喷混凝土

41.6

钢筋网

Φ8钢筋网

1312

系

统

锚

杆

Φ22组合中空锚杆

L=2.0m锚杆

197

197.5

L=2.5m锚杆

300

L=3.0m锚杆

Φ22边墙砂浆锚杆

L=2.0m锚杆

L=2.5m锚杆

L=3.0m锚杆

锚杆垫板

104

296

401.5

锁脚

锚管

Φ42钢管

（L=3.5m）

234

875

二

次

衬

砌

衬

砌

拱墙

仰拱

C25混凝土

5594.70

165

193

5954.33

C30钢筋砼

1033

结构

钢筋

HRB335

31107

HPB235

20605.88

仰拱填充

C20混凝土

125.1

61.05

61.82

247.98

回填注浆

1水泥浆

166

3.95

174.75

防

排

水

洞

门

工

程

水沟及电缆槽

沟槽身

C25钢筋混凝土

244.65

盖板

C25钢筋混凝土

96.11

钢筋

HPB235

21162.23

保温材料

157.28

洞

内

防

排

水

措

施

防水板

厚度1.5m

399.94

412

812.3

无纺布

359g/m2

399

412

812.3

透水

盲管

Φ50单璧打孔波纹管

2196

50.0

51.5

2297.8

Φ80双璧打孔波纹管

1668

39.5

40.0

1747.50

PVC管

Φ80

100

2.37

2.60

105

中埋式橡胶止水带

709

17.0

17.4

744.01

外贴式止水带

4506

107

110

4723.6

固定钢筋Φ8

1397

34.8

1466.83

遇水膨胀止水条

3796

90.7

92.5

3797.2

沥青木丝板

235

235.9

聚硫嵌缝膏

0.79

开

挖

土方

石方

720.00

洞

口

圬

工

端墙

C25混凝土

88.21

帽石

C25混凝土

2.50

洞顶

水沟

M10

浆砌片石

28.00

挡墙

翼墙

C25混凝土

75.60

连接

钢筋

HRB335

120.00

连接

钢筋

HPB235

0.00

边

仰坡防护

锚

喷

防

护

C20喷射混凝土

500.10

Φ8钢筋网

1955.25

Φ22

砂浆锚杆

根

495.00

2475.00

基础工程

路基

面

M10

浆砌片石

30.00

洞顶天沟

开

挖

土方

0.00

石方

158.84

M10浆砌片石

45.50

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