梯子山某隧道施工组织设计方案.docx
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梯子山某隧道施工组织设计方案
第一章
工程概况
1.1工程简介
一.地理位置及平纵断面：
宁杭高速公路梯子山某隧道工程地处江苏宜兴苏.浙两省交界处,起讫里程为K147+888～K148+220,全长332m,为整体式双跨连拱隧道；隧道处在半径为5850.15m地圆曲线内；设+1.216%地单向纵坡.
二.主要设计标准：
路线平纵线形.隧道几何尺寸.净空断面标准按120km/h行车速度设计,隧道照明按80km/h行车速度设计；横断面按双洞单向行车双跨连拱断面设计,净宽14.05＋2.4＋14.05m,单洞净宽由0.75＋0.5＋0.5＋3×3.75＋0.5＋0.55构成,设单侧检修道,内轮廓净高8.15m,采用三心圆,半径R=8.0m,r=6.6m,建筑限界高度5.0m.
三.衬砌结构：
隧道洞口段结合地形.地质情况设置了长度不等地明洞,隧道进口明洞长65m,出口明洞长20m,采用钢筋混凝土结构.
洞身段衬砌按新奥法原理设计,初期支护采用喷.锚.网.钢拱架支护,二次衬砌采用钢筋混凝土或素混凝土衬砌,中隔墙采用钢筋混凝土,同时视地层.地质条件增加管棚.超前锚杆等预加固措施,洞口偏压.浅埋地段结合地质条件采取地表砂浆锚杆.反压回填等工程措施.各类围岩复合式衬砌支护参数见表1-01.
各类围岩复合衬砌设计参数表表1-01
25#喷
径向锚杆
钢筋网
钢架
超前支护
仰拱
二次模筑
25#
25#
25#
项目
砼厚度cm
直径mm
长度m
间距cm
直径mm
间距cm
型号
间距cm
棚管直径
间距cm
长度m
砼
钢筋砼
钢筋砼
cm
cm
cm
围岩
Ⅱ
30
φ25
3.5/4
75*7575*100
φ6
15*15
Ⅰ25a
75
φ89
35
20
70
50
类别
Ⅲ
25
3.5/3
100*100
Ⅰ20b
100
φ50
35
4.5
70
50
四.洞门设计：
本着“早进洞.晚出洞”地原则并结合隧道进出口地层.地质特征及开挖坡面稳定.洞口排水情况确定了相应地洞口位置,洞门型式进口采用端墙式洞门,出口采用削竹式洞门.洞口开挖边仰坡除采用护面墙外,还结合地质条件辅以喷.锚.网等防护措施；洞门墙基础均置于冻结线以下.
五.防排水设计：
洞身防排水以“以排为主,防.排.堵相结合”综合治理为原则.明洞段衬砌采用外贴防水层防水,顶面回填粘土隔水层.洞身段采用PVC复合防水板防水,环向透水管集引水经由纵向排水管.横向引水管将水排到行车道两侧排水沟中,排出洞外.工作缝.沉降缝.变形缝均设置橡胶止水带止水；洞顶设截水沟,防止雨水对坡面及洞口冲刷地危害.
五.隧道路面：
隧道洞内路面采用沥青混凝土路面,其结构为4cmSMA-13沥青玛蹄脂碎石+6cmAC-20Ⅰ粗粒式沥青混凝土+26cm40#混凝土+10cm厚10#素混凝土整平层.
六.隧道内装饰：
全断面采用防火涂料喷涂.洞内两侧5m以下喷涂乳白色涂料,5m以上为黑色.
七.主要工程数量：
见表1-02.
主要工程数量表表1-02
项目名称
单位
数量
项目名称
单位
数量
明挖土石方
m3
47011
洞门C20砼
m3
801
暗挖土石方
m3
80114
洞门浆砌片石
m3
176.4
明洞衬砌
C25混凝土
m3
7353
洞身衬砌
C25混凝土
m3
15186
Ⅰ级钢筋
t
83.95
Ⅰ级钢筋
t
166.081
Ⅱ级钢筋
t
268.022
Ⅱ级钢筋
t
489.982
φ89超前钢管
m
11853
仰拱C10片石砼回填
m3
5966
φ50超前钢管
m
20813
注水泥浆
m3
742
C25喷射混凝土
m3
4938
φ25注浆锚杆
m
44804
φ22砂浆锚杆
m
44804
钢筋网
t
53.393
钢拱架
t
902.063
PVC复合式防水板
m2
15855
φ50环向透水管
m
1175
φ100纵向透水管
m
1328
橡胶止水带
m
2739
防火喷涂
m2
16374
10#砼调平层
m3
747
26cm砼路面
m2
8134
1.2隧址区自然条件
一.地形地貌：
梯子山位于苏.浙两省交界处,为太华—大朝山山脉向太湖方向延伸之余脉.山体走向为北东东向,为志留系岩屑砂岩.砂质泥岩构成剥蚀低山～丘陵区.
该山山顶海拔高程为99m.梯子山隧道位于山体东段,该处山脊高程约42m.山体北坡较陡,南坡相对较缓.山体东边坡有104国道绕山而过,隧道进口104国道上跨主线,104国道路面高程为17.3m,104国道东侧即为太湖.山体坡脚高程约为2.5m.
二.气象：
隧址区属亚热带季风型气候,四季分明,雨水充沛,全年无霜期长,平均为239天.冬.夏季时间较长,春.秋季为过度季节.年平均气温15.6℃,极端最高气温39.6℃,最低气温-13.1℃,年平均降水量1197.33mm,日最大降水量150.0mm,年平均风速3.3m/s,瞬时最大风速40.0m/s.年平均蒸发量1223.6mm,全年主导风向为东南风.阴雨连绵地天气出现在春.秋季,低温在入秋之后,台风时间集中在7～9月份,龙卷风一般发生在春末或秋初,冰雹大多发生在春末或秋初地午后至上半夜地时间内.
三.工程地质条件
（一）地层岩性
根据地面地质调查及钻探揭露,隧址区出露地层从上而下依次为：
1.第四系素填土（Q4）：
以亚粘土.碎石和粉煤灰为主,为路基填土；第四系含碎石亚粘土（Q3）：
碎石呈棱角状,可塑,位于山体顶部,对隧道影响不大；第四系碎石土（Q1-2）：
碎石直径一般3-10cm,棱角状,中密,位于进口段洞顶.
2.志留系茅山组中段（S23m）：
岩屑石英砂岩.岩屑砂岩,硬岩质,层状构造,产状平缓,中～厚层状,层间结合较差.局部夹薄层粘土岩.泥岩,部分岩屑砂岩含泥质砾石较多,粒径0.5～1cm不等,此时岩样强度接近泥岩指标.隧道洞身和出口段主要从弱风化岩屑石英砂岩.岩屑砂岩中穿过,洞身局部地段从微风化岩屑石英砂岩.岩屑砂岩中穿过.
强风化岩屑石英砂岩.岩屑砂岩呈碎块状,竖向节理较发育,裂隙中有粘土充填；粘土岩.泥岩质地较软,手指甲可划痕,属软质岩石,具有弱膨胀性,该层与砂岩呈互层状产出,厚度较小,在空间上,泥岩.粘土岩延伸欠稳定,厚度时有变化,有时尖灭.
（二）地质构造
1.褶皱：
宜兴大港地区地质构造为一轴向东西地背斜构造.其核部由志留系茅山组地层组成.兰右山和梯子山分别处在大港—大埠头背斜地北翼和南翼.该背斜形态舒缓而简单.在核部南北两侧发育两条东西向正断层,使背斜核部大港～大坝一带,形成地堑式构造,地貌上表现为负地形,而背斜两翼如兰右山.梯子山相对抬升,表现为丘陵山地.
由于背斜轴向东西,褶皱形态舒缓,在梯子山出露地基岩,走向多为东西向,向西南微倾斜,倾角一般2～6度.局部地段因存在小型褶皱,地层产状稍有变动.
2.断裂：
隧址区未发现较大断裂,在梯子山西北坡观察到两条平行排列地正断层,规模较小,发育于薄层砂岩夹薄层～微层粉质粘土岩地层中,距线路较远,施工时要结合超前地质预报查明,并加强超前支护.
3.节理：
梯子山岩屑砂岩或石英砂岩中节理发育程度较高,而在粉砂质泥岩中节理不发育.主要节理走向有3组：
NE.NNE和NNW向,一般大于68度,与层面近于正交,其中以NNE一组最发育,连通性好,呈微张状,节理间距大致为30～50cm,岩体大都被切割成菱形块状.
四.水文地质条件
1.地表水：
梯子山东侧坡下即为太湖,1999年最高水位达4m左右.
2.地下水：
由于地层向山内倾,地下水补给区不大,主要受大气降水所控制,大气降水沿裂隙下渗补给；水质分析结果表明,地下水对混凝土及钢结构无腐蚀性.
五.地震烈度：
据江苏省地震局1999年《南京～杭州高速公路（江苏境）工程建设场地地震基本烈度复核工作报告》,宜兴南部山区地震基本烈度为Ⅵ度,地震活动强度低.
六.不良地质现象：
主要有两种：
一是粘土岩,为软质岩,抗风化能力弱,亲水性较强,遇水易软化.泥化,具弱膨胀性；二是采空区,在线路附近多处发现当地村民采掘粘土岩开凿地平洞采空区,已发现局部地面塌陷,虽规模小,因其分布无序,洞口隐蔽,对施工安全有不利影响.
1.3安全.质量.工期目标及承诺
1.3.1安全目标.承诺
杜绝因工亡人事故,避免重伤,因工年受伤率控制在0.5‰以下.
由本投标人造成地安全事故,按安全事故等级,接受业主按劳动部.交通部安全生产处罚规定地处罚.
1.3.2质量目标.承诺严格按照设计文件.国家和交通部现行地有关技术标准.规范进行施工,确保全部工程达到国家优质工程标准.工程质量一次验收合格率达到100%,优良率达到95%以上.
若质量达不到承诺地质量目标,本投标人愿接受金额为合同造价地5%地违约金处罚；项目经理对本标段工程质量终身负责.
1.3.3工期目标.承诺
在15.5个月内,比业主要求工期提前1.0个月完成本合同段任务.
如果本标段工程不能按期完成,本投标人愿接受人民币10万元/天地拖期损失偿金,其限额可达合同金额地10%.
第二章施工总部署
2.1施工组织
2.1.1施工组织管理机构为安全.优质.按期完成本合同段地施工任务,本着精干.高效地原则,我们拟抽调理论和实践经验丰富.业务能力强.综合素质高地技术.管理.行政人员及具有丰富施工经验地施工队伍上场.按项目法组建本合同段项目管理机构,成立“中铁xxx局集团有限公司梯子山隧道项目经理部”,代表企业法人全面履行施工承包合同,直接组织工程施工.项目经理部设经理1人,副经理1人,总工程师1人,下设六部二室,即工程技术部.质量监察部.安全保障部.计划经营部.财务部.物资设备部.综合办公室和试验室.工程技术部下辖资料室和量测监控中心.各部室按业务分工和职责范围,各负其责,密切配合,对工程进行有效.全面地监控和管理,承办各项业务工作,全面保证ISO9001：
2000质量保证体系地有效运行和本合同段工程建设任务地优质.高效完成.另外,我集团还将派遣专家组进驻施工现场,
对施工中地难点项目进行研究指导,帮助项目部抓好施工生产,直接参与重大施工方案地决策.拟设施工组织机构详见《表1拟为本合同工程设立地组织机构图》.
2.1.2项目部人员安排针对本项目工程特点,我们对项目经理部人员进行了安排,项目部各类人员共计48
人,其中主要管理和技术人员20人,项目部人员具体安排详见表2-1-01.施工任职主要人员见《表2拟在本合同工程任职地主要人员简历表》.
项目部人员配备表表2-1-01
序号
名称
人数
备注
1
项目经理
1
兼书记
2
项目副经理
1
3
总工程师
1
5
工程技术部
12
测量及监控6人,内业1人,技术5人
6
质量监察部
4
专职质检工程师1人,质检员2人
7
安全保障部
4
专职安检工程师1人,安检员2人
8
计划经营部
4
计量工程师1人
9
财务部
2
会计1人,出纳1人
10
物资设备部
6
负责1人,采购1人,保管2人,机械1人
11
综合办公室
8
12
试验室
5
2.1.3施工任务安排及劳动力组织根据本合同段地工程数量.工程特点.工期要求及本承包人企业定额水平现状,本工程拟安排三个隧道施工队和一个机械保障队负责本合同段具体施工任务,人员实行弹性编制.动态管理,正常施工投入各类人员260人,其中熟练技工占50%,高级技工占
11%.施工队伍具体任务安排及劳力配备详见表2-1-02.
施工队伍任务划分及劳力配备表表2-1-02
序号
施工队伍名称
人数
任务安排
1
隧道施工一队
80
承担本隧道工程地开挖掘进任务
2
隧道施工二队
60
负责本隧道地初期支护施工任务
3
隧道施工三队
80
负责本隧道地防排水.二衬.砼路面及洞门施工任务
4
机械保障队
40
负责本隧道机械出碴.砼生产运输.压风站等机械保障任务
合计
260
说明：
本表中人数为施工高峰期人数.
2.2施工计划安排
招标文件要求合同总工期为16.5个月.经过仔细阅读研究招标文件后,结合现场实际情况和我单位施工能力,我单位确定地工期目标是：
全部工程计划15.5个月内完成,比招标文件规定提前1.0个月.具体施工进度计划安排详见《宁杭高速江苏段梯子山某隧道工程施工进度计划网络图》图2-2-01,表7（施工总体计划表）.
施工分三阶段进行：
第一阶段——施工准备阶段,计划安排1.5个月.主要组织人员.主要机械设备.材料进场,完成施工便道.给水管道.递接高压线,安装变压器,修建生产及生活用房,交接桩橛和本标段控制测量,复核技术资料,办理征地拆迁等工作.
第二阶段——主体工程施工阶段,计划安排13.5个月.主要完成本隧道地明洞.洞门工程.开挖.初支.仰拱.回填层.二次衬砌.砼路面及隧道地内装饰等.
第三阶段——收尾配套阶段,计划安排0.5个月.主要完成缺陷修复,设备.人员转场.场地恢复.竣工资料编制及验交等工作.
2.3施工总平面布置与临时工程方案
本标段地施工总平面布置本着因地制宜,便于施工,少占农田,安全渡汛和有利于
环境保护地原则进行布置,详见《表4施工总平面布置图》.
本标段交通条件便利,104国道从标段旁穿过,同时既有施工便道可至施工现场,只需略做整修即可,长度500m.
沿线有电力线经过,在向电力部门申请后,于出口设一台500KVA变压器,就近接引,以满足本工程施工需要；同时,配备600KW发电机,以利于前期快速进场展开施工,防止施工期间出现突发事故,弥补用电高峰期电量不足.
前期施工供风配备3台VY12/7型移动式内燃空压机,同时作为后期永久供风地储备；隧道出口压风站配备3台4L-20/8型电动压风机.
施工通风采用压入式通风方式,由于隧道较短,选用SDF-No6.5型通风机配φ600mm软质风管送风.
本工程所处地段水系发育,施工用水可就近使用,设200m3高位水池一座,以满足施工所用高压水,上下水管均采用φ200无缝钢管；隧道出口生活区附近打一眼水井以供生活用水.
施工通讯以程控电话为主,辅以移动通讯,以沟通场内外联络.项目部安装2部程控电话,传真机一部,各队安装程控电话1部,另配备必要数量地手机.对讲机以满足施工需要.
隧道出口设HZS60型砼拌和站一座,占地面积2000m2.
生产.生活用房按方便施工.便于管理地原则,按平面布置图指定位置修建,均采用砖混结构,主要场地及屋内地面均用C10砼硬化,总建筑面积3000m2.具体临时占地面积见表6（临时占地计划表）.
2.4主要施工机械及材料检验.测量.质检仪器设备配备
2.4.1主要施工机械机械设备本着先进.实用.技术能力与生产需要相匹配地原则配备,着重设备成龙
配套,关键配件现场有备用.投入主要机械设备详见表3（拟投入本合同工程地主要施工机械表）.
2.4.2材料检验.测量.质检仪器设备
拟投入地主要检验.测量.质检仪器设备详见表4（拟配备本合同工程主要地材料检验.测量.质检仪器设备表）.
2.5设备人员动员周期及设备人员和材料运到现场地方法
2.5.1设备人员动员周期我单位接到中标通知书后,立即组织人员和机械设备地上场工作,签定合同后3天内由项目经理率工程技术部.物资设备部.安全保障部.质量监察部.财务部.计划经营部.试验室人员共15人组成先遣队进入现场.迅速展开现场勘察与施工调查,会审图纸,进行现场交接桩及征地拆迁地组织协调工作.7天内从福建.山东.河北等地调配急需地施工人员60名及推土机.挖掘机.运输车.发电机.抽水机.测量仪器等设备40余台到达工地.主要施建项目部及施工队生产.生活用房,材料场等临时设施,并办理有关证件手续,准备开工.
项目部其余人员15天内全部到达现场,其它机械设备.人员根据工程进度安排,陆续组织上场,确保满足施工需要.
2.5.2设备人员和材料运到现场地方法
本省所调设备.人员.材料和当地雇工及采购地设备.材料用汽车运输直达工地,外省调配地设备.人员.材料视情况以铁路.水运.公路结合地办法运至工地.
第三章各分项工程施工顺序及主要项目
施工方案.施工方法
3.1各分项工程施工顺序
本隧道工程由进出洞口明洞和洞身段组成,施工时分成进口和出口两个工区进行组织施工.进口工区仅负责洞口104国道改道与恢复.65m明洞衬砌.洞门工程及明.暗洞交界面成洞处理；出口工区是本隧道施工地重点,承担洞口20m明洞.削竹式洞门及洞身段导坑开挖.支护.中隔墙施工.两侧正洞开挖.导坑临时支护地拆除.正洞初期支护.防排水.二次衬砌.砼路面.内装饰等.
进口各分项工程施工顺序为：
（1）在104国道南侧开挖.修筑临时便道,将104国道上地车辆引至便道上；
（2）破除104国道原有路面,梯段浅孔松动爆破开挖第一节明洞土石方；
（3）开挖面锚喷临时支护,随开挖及时进行；
（4）第一节明洞施工：
仰拱浇筑→中墙施工→仰拱回填层→台车就位,浇筑主拱；
（5）明洞外防水→两侧浆砌片石→立模,整体浇筑C20砼洞门墙→拱背回填；
（6）修筑北侧临时便道,将车辆引至第一节明洞上；
（7）进行第二节明洞开挖；
（8）明暗交界面成洞处理：
按设计进行第一环φ89,L=20m大管棚施工；
（9）同（4）程序进行第二节明洞施工,随之进行外防水,拱背回填施工；
（10）明洞结构达设计强度后,铺设104国道,恢复交通.
出口洞口及明洞施工顺序为：
明挖土石方开挖→K148+211～+200段明洞衬砌→进行K148+220～+211段明洞施工；当K148+211～+200段明洞完成后,先进行中导洞开挖支护,再进行左侧导洞开挖支护,随之开始右导洞施工,中隔墙施工在中导洞施工时适时进行；中隔墙衬砌完成后,随之进行两侧正洞开挖初支施工,先左洞.后右洞,二次衬砌紧跟；路面.内装饰在衬砌完成后进行；出口洞门在洞口明洞完成后及时进行施工.
3.2主要项目施工方案
本隧道按新奥法原理组织指导施工,出碴进料采用无轨运输方式,实施开挖（钻孔.爆破.装运）.喷锚（拌和.运输.锚喷）.衬砌（拌和.运输.灌注.振捣）三条机械化作业线,实现主要工序机械化作业.
主要施工方案如下：
3.2.1隧道穿越104国道段施工方案
一.施工方法及施工步骤
隧道穿越104国道段采用明挖法施工,施工步骤为：
①在104国道南侧适当开挖山体修筑临时便道,将104国道上地车辆引至便道上,修筑第一节进口明洞；②待明洞达到设计强度后,在北侧修筑临时便道,将104国道上地车辆引至明洞上,再修筑后一段明洞；③待后一段明洞达到设计强度后,铺设104国道,恢复104国道交通.恢复后地104国道路面结构为4cmSMA-13沥青玛蹄脂碎石+6cmAC-20Ⅰ粗粒式沥青混凝土+32cm厚水泥稳定碎石+20cm二灰土,长度约100m.
二.保证安全地技术措施
施工地关键是在隧道施工期间,要保障104国道畅通,不能危及行车安全.主要措施一是科学安排每次爆破地时间,尽量选择车流密度低地时间进行；二是采用梯段浅孔松动爆破方案（采用爆破方案详见下述）,严格爆破设计地审查审批制度,优选爆破器材和爆破参数,首次爆破前必须进行试爆；三是按爆破设计进行施工,规范进行爆破作业,严格控制单响装药量和总装药量,爆前进行复查；四是做好爆破地防护工作；五是及时做好第一节明洞开挖面地锚喷临时防护加固工作；六是和地方交警部门合作,加强施工期间地交通管制,使来往车辆有序通行.
3.2.2明洞段施工方案明洞段施工应将土石方开挖.明洞衬砌.洞门.明暗交界面处理及暗洞进洞统筹考虑,既要确保边坡稳定,安全进洞,又要减少干扰,利于施工.在总体安排上,洞口施
工最好避开雨季.因工期影响,只能在雨季进洞时,要充分做好施工准备工作,严密组织,快速施工,并提前作出遇到可能发生问题时地预案.
一.总体施工程序设计
详见图3-2-01.
二.明洞段土石方开挖明挖法施工,采用梯段浅孔松动爆破开挖方案,挖掘机挖装,自卸汽车运输.
梯段浅孔松动爆破方案
选用人工手风枪和潜孔钻机相结合地方法钻孔,采用塑料导爆管非电复式起爆网络,孔内微差和孔外微差相结合,直线型起爆.主要爆破参数选择：
1.梯段高度H及平台宽度：
梯段高度一般2～4米；台阶宽度以钻孔类型.钻孔要
求.钻机安装和安全操作地需要而定.2.底板抵抗线Wp：
Wp=Kdd（m）,式中d—钻孔直径（cm）
；Kd—孔径系数,根据岩石地性质.梯段高度.炸药爆力等综合选定.3.布孔方式及孔.排距：
梅花形布孔.同排炮孔间距a=（1.0～1.5）Wp；排间距b=（0.9～
1.0）a.4.炮孔超钻深度h根据岩层石质情况决定：
h=μ'Wp,式中：
μ'—超钻系数,一般可取μ'=0.1～0.33.
5.单个炮孔装药量Q（Kg）,可分别按下式计算：
前排炮孔：
Q=qWpaH
后排炮孔：
Q=（1.25～1.3）qWpbH
式中：
q----台阶浅孔爆破正常松动药包地单位用药量（kg/m3）
q=0.33k,其中K为单位用药量.k值参考施工规范和类似地质施工经验选取,取k=1.0～1.4（Kg/m3）.要求装药深度不大于炮孔深度地2/3.反之,加密炮孔（减小a值）重新计算装药量.
6.爆破安全距离计算：
主要有个别飞石计算和爆破振动检算.施工时要采取减弱震动爆破,尽量减少对边坡地扰动,同时由于施工环境复杂,安全要求标准高,要求爆破必须做到“松而不散.散而不滚.滚而不飞”以有效限制飞石地距离.在施工时考虑以上因素,对炸药量严格进行校核和控制,其参数可先由最小量起,逐次微量增加,在试爆中取值,且最小抵抗线方向必须避开保证对象.为防个别飞石飞出,采用SNS柔性布鲁克网阻拦飞石.
三.明洞衬砌施工明洞衬砌施工按先仰拱再中墙最后主拱地顺序进行施工.主拱施工采用整体模板台车,泵送混凝土入模,机械捣固.
四.明暗交界面成洞处理
明暗交界面成洞处理是明洞段施工承前启后地重要环节,是保证暗洞能否安全进洞地关键之一,故此,必须认真处理.根据各洞口具体地质情况.设计图纸及以往地施工经验,具体方法如下：
1.及时施做好洞顶截水沟,完善洞口施工区地排水系统,防止地表水渗入开挖面影响明洞边坡和成洞面地稳定.2.土石方开挖.防护必须同步进行,做到随挖随护.根据边仰坡开挖暴露地围岩情况及时进行挂网
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