铁路隧道单车道变双车道优化方案.docx
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铁路隧道单车道变双车道优化方案
铁路隧道单车道变双车道优化方案
1.概述
1.1编制依据和原则
1.1.1编制依据
⑴合肥至福州铁路客运专线闽赣Ⅶ标段施工合同。
⑵合肥至福州客运专3线闽赣段指导性施工组织设计。
⑶新建铁路合肥至福州客运专线Ⅶ标段招标图纸、标段平面图(施工资料)、纵断面图(施工资料)。
⑷合肥至福州客运专线设计图纸及相关资料。
⑸中铁十七局集团《新建铁路合肥至福州客运专线闽赣段Ⅶ标投标文件》。
⑹铁道部建设司发布的《铁路工程施工组织设计指南》(铁建设[2009]226号)。
⑺铁道部建设司发布的《铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定》(铁建设[2008]189号)。
⑻现行的国家有关方针政策,以及国家和铁道部有关法律、规范、验标、施工指南和铁道部最新规章制度等。
⑼现场调查报告、施工能力及类似工程施工工法、科技成果。
⑽投入本工程的专业技术人员、机械设备等资源。
1.1.2编制原则
以先进的施工技术为基础,以大型机械设备配套为保证,以科学管理、合理组织、强化调度指挥为手段,确保工程质量、安全、工期、效率、效益等目标的实现。
指导原则是:
突出新理念,管理上台阶,设备配备上水平,采用新材料、新技术、新工艺、新设备,高标准建设。
1.2工程概况
古田隧道位于福建省古田县黄田镇与水口镇境内,进口位于福建省古田县黄田镇洋上村,出口东侧为古田溪(水口库区)。
本标段内隧道长8657m,最大埋深约611m。
本隧道设置斜井两座。
里坑1号斜井位于线路前进方向右侧,综合坡度9.72%,采用无轨运输双车道断面,斜井斜长984.9m。
里坑2号斜井位于线路前进方向右侧,采用无轨运输单车道断面,斜井斜长943.3m。
隧道穿越的主要地层岩性主要为凝灰熔岩、花岗岩。
全隧共穿过3条断层。
本隧不良地质现象主要为断层破碎带、高地温、岩爆、危岩、落石。
2.施工组织安排
2.1组织机构
由项目部统一制定,我公司依照职能部门要求配备相应人员。
为适应项目部的职能划分,统一机构设置,政令畅通,有效地组织施工,我分部对本隧道的特点设置了相应的组织机构。
其组织机构见图2-1。
项目经理:
项目经理
总工程师
廉政建设与监督
财务部
物资部
安质部
计划部
工程部
古田二号斜井工区
古田隧道进口工区
古田一号斜井工区
图2-1古田隧道施工组织机构图
2.2施工人员与机械配置
依据古田隧道地质结构、长度、设计要求、以及合福客运专线总体工期要求,安排三个隧道作业队从进口、里坑1号斜井、里坑2号斜井同时施工。
表2-1古田隧道施工人员配置表
序号
职能
工段人数(个)
备注
古田隧道进口
里坑1号斜井
里坑2号斜井
1
主管
1
2
1
2
值班
2
4
2
轮班
3
测量
4
8
4
每工作面一组
4
空压机司机
1
4
2
移动站轮班、固定站不轮班
5
后勤保障
2
2
2
采购、仓管
6
拱架加工班
4
4
4
焊工
7
开挖班
40
70
40
8
出碴班
17
26
17
挖机、装载机、自卸车
9
支护班
10
12
10
立拱架、喷浆
10
二衬班
36
70
36
钢筋、防水板、二衬
11
杂工班
10
16
14
电工、抽水、通风
小计
127
217
132
总计476人
表2-2里坑2号斜井机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
风动凿岩机
YT28
30
2
湿喷机
成都岩峰TK-500型
3
3
自卸车
载重20t
6
3
挖掘机
PC220
2
4
装载机
ZL50D
3
5
车载泵
1
6
开挖台车
1
8
变压器
1
高压进洞
9
通风机
135KW*2
1
直径1.8米螺旋风管
10
多功能台架
自制
3
3.工期分析
古田隧道施工安排总共为三个工区,四个工作面,其中古田隧道进口至里坑1号斜井为古田进口工区,一个工作面,施工长度为2412米;里坑1号斜井合肥方向施工795米,福州方向施工1665米,两个工作面,施工长度为2460米;里坑2号斜井工区,福州方向施工2955米,一个工作面,施工长度为2955米,和古田隧道出口对打。
根据全线建设工期安排,本标段制定了标段实施性施工组织设计,要求古田隧道必须于2012年12月31日前达到无砟轨道底座板施工条件。
古田隧道供图计划日期为2010年7月30日,完成施工准备工作后,2010年9月1日可进行洞口长管棚及斜井口超前支护施工,2010年9月26日进口正洞开始正式进洞,2010年9月16日里坑1、2号斜井开始正式进洞。
表3-1现设计方案正洞贯通工期进度分析表
序
号
工
作
面
正洞
斜井
主体施工
时间(天)
备注
围岩
级别
长度
月进度
指标(m)
围岩
级别
长度
月进度
指标(m)
围岩段落
合计
1
进口
→
1#井
Ⅴ
102
30
Ⅴ
102
549
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为594天。
Ⅳ
0
70
Ⅳ
0
Ⅲ
60
130
Ⅲ
14
Ⅱ
2310
160
Ⅱ
434
2
1#井
→
进口
Ⅴ
0
30
Ⅴ
135.74
90
45
510
+60
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为615天。
Ⅳ
245
60
Ⅳ
165.75
150
156
Ⅲ
130
110
Ⅲ
55.3
200
44
Ⅱ
795
130
Ⅱ
628.12
230
265
3
1#井
→
2#井
Ⅴ
0
30
Ⅴ
135.74
90
45
690
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为735天。
Ⅳ
275
60
Ⅳ
165.75
150
171
Ⅲ
0
110
Ⅲ
55.3
200
8
Ⅱ
1665
130
Ⅱ
628.12
230
466
4
2#井
→
出口
Ⅴ
0
30
Ⅴ
100.39
90
33
804
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为849天。
3.1古田隧道进口-里坑1号斜井
(一)、暗洞进洞开挖
1、102米Ⅴ级
月进尺:
30m
计划安排:
2010年10月1日-2011年1月13日
2、60米Ⅲ级
月进尺:
130m
计划安排:
2011年1月14日-2011年1月21日
3、台阶法与全断面开挖工序转换
计划安排:
2011年1月22日-2011年1月28日
4、2310米Ⅱ级
计划安排:
2011年1月28日-2012年4月10日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,即2012年5月25日满足施工无砟轨道条件。
3.2里坑1号斜井-里坑2号斜井
(一)、前期施工准备
计划安排:
2010年9月15日前完成
安排说明:
完成5Km机耕路拓宽加固、1.5Km新修便道、搭建便桥2座、场地临建场地平整、空压机设备安装。
(二)、井口仰坡刷坡、坡面防护、进洞超前小管棚
计划安排:
2010年9月15日-2010年9月30日
安排说明:
仰坡刷坡、坡面锚喷网防护同时进行,套拱施工完毕后进行超前施工。
(三)、斜井井身施工
计划安排:
2010年10月1日-2011年3月31日
安排说明:
井身施工6个月。
(四)、正洞开挖
1、90米Ⅱ级
计划安排:
2011年4月1日-2011年2011年5月15日
安排说明:
斜井与正洞交叉段分台阶开挖,台阶高度逐渐加高至全断面。
洞内加工全断面开挖台车。
全断面开挖开始后下台阶分左右开挖。
正洞起始段27米为有仰拱加强支护,需施作仰拱。
此段工序转换较多,45个工作日内完成该段开挖。
2、90米Ⅳ级
计划安排:
2011年5月16日-2011年6月30日
3、495米Ⅱ级
计划安排:
2011年7月1日-2011年9月25日
4、185米Ⅳ级(强富水段)
计划安排:
2011年9月26日-2012年1月3日
安排说明:
设计勘探资料显示该段为裂隙发育、强富水,考虑该段为Ⅱ级围岩强富水做Ⅳ级支护,每日平均进尺2米,93个工作日完成上导开挖。
6个工作日拉通下导至全断面。
5、1110米Ⅱ级
计划安排:
2012年1月4日-2012年8月4日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,即2012年9月20日满足施工无砟轨道条件。
3.3里坑1号斜井-古田隧道进口
(一)、正洞开挖
1、135米Ⅱ级
计划安排:
2011年6月1日-2011年6月25日
2、40米Ⅲ级
计划安排:
2011年6月26日-2011年7月8日
3、245米Ⅳ级
计划安排:
2011年7月9日-2011年10月19日
4、30米Ⅲ级
计划安排:
2011年10月20日-2011年10月30日
5、690米Ⅱ级
计划安排:
2011年10月31日-2012年2月28日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,即2012年4月16日满足施工无砟轨道条件。
3.4里坑2号斜井-标段分界里程(DK741+245)
(一)、前期施工准备
计划安排:
2010年9月15日前完成
安排说明:
完成5Km机耕路拓宽加固、1.5Km新修便道、搭建便桥2座、场地临建场地平整、空压机设备安装。
(二)、井口仰坡刷坡、坡面防护、进洞超前小管棚
计划安排:
2010年9月15日-2010年9月30日
安排说明:
仰坡刷坡、坡面锚喷网防护同时进行,套拱施工完毕后进行超前施工。
(三)、斜井井身施工
计划安排:
2010年10月1日-2011年4月2日
(四)、正洞开挖
1、60米Ⅲ级
计划安排:
2011年4月3日-2011年5月1日
2、2070米Ⅱ级
计划安排:
2011年5月2日-2012年5月24日
3、60米Ⅳ级
计划安排:
2012年5月25日-2012年6月22日
4、885米Ⅱ级
计划安排:
2012年6月23日-2012年12月9日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,2013年1月25日才能满足施工无砟轨道条件,在不考虑突发情况的情况下,里坑2号斜井施工安排已经超过整条隧道2012年12月31日的工期底线。
4、建议优化措施
根据全线建设工期安排,本标段制定了标段实施性施工组织设计,要求古田隧道必须于2012年12月31日前达到无砟轨道底座板施工条件,里坑2号斜井增加一个工作面,现场达到两个工作面同时施工。
里坑2号斜井工区配置两套开挖班组以后,隧道掌子面开挖月进度有原来的Ⅱ级160米、Ⅲ级130米、Ⅳ级70米,增加到Ⅱ级320米、Ⅲ级260米、Ⅳ级140米,同时增加两套出渣班组,原运输车辆由6台增加到10台,白夜班双班作业,车辆交通频繁。
里坑2号斜井原单车道=1.0m人行道+0.3m余宽+2.8m车宽+0.3m余宽+0.6m侧向宽度,总宽为5.0m,该车道已经无法满足错车要求,将严重限制出渣速度,制约工期。
参考线路范围内的地形图,进行现场实地考察后,我方经过研究,建议里坑2号斜井改单车道为双车道,掘进至正线位置后,分2个工作面进行正洞开挖掘进,斜井断面由单车道变为双车道断面,其余参数不变。
斜井与正洞夹角45度,井身平长940m,综合坡度8.14%,斜长943.3m。
优化后,双车道宽=1.0m人行道+0.3m余宽+2.8m车宽+0.3m余宽+2.8m车宽+0.6m侧向宽度,总宽度达到7.5米,满足出渣车辆错车要求,加快施工进度。
优化完后,古田隧道施工安排总共为三个工区,五个工作面,其中古田隧道进口至里坑1号斜井为古田进口工区,一个工作面,施工长度为2412米;里坑1号斜井合肥方向施工795米,福州方向施工1155米,两个工作面,施工长度为1950米;里坑2号斜井工区,福州方向施工2575米,合肥方向施工1000米,两个工作面,施工长度为2575米,和古田隧道出口对打。
4.1、人员、材料、机具优化配置对比表
表4-1古田隧道里坑2号斜井施工人员配置对比表
序号
职能
工段人数(个)
备注
原人员安排
现人员安排
增加人数
1
主管
1
3
2
2
值班
2
4
2
轮班
3
测量
4
8
4
每工作面一组
4
空压机司机
2
5
3
移动站轮班、固定站不轮班
5
后勤保障
2
5
3
采购、仓管
6
拱架加工班
4
7
3
焊工
7
开挖班
40
80
40
8
出碴班
17
30
13
挖机、装载机、自卸车
9
支护班
10
20
10
立拱架、喷浆
10
二衬班
20
40
20
钢筋、防水板、二衬
11
杂工班
14
25
11
电工、抽水、通风
小计
132
243
111
表4-2里坑2号斜井机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
数量对比
备注
原配置
数量
现配置数量
增加数量
1
风动凿岩机
YT28
30
50
20
2
湿喷机
成都岩峰TK-500型
3
5
2
3
自卸车
载重20t
6
10
4
3
挖掘机
PC220
2
4
2
4
装载机
ZL50D
3
6
3
5
车载泵
1
2
1
6
开挖台车
1
2
1
7
变压器
1
2
1
高压进洞
8
通风机
135KW*2
1
2
1
9
多功能台架
自制
3
5
2
10
管道抽排水设备
潜水泵、增压泵
20
40
20
4.2、优化后工期分析
4.2.1、古田隧道进口-里坑1号斜井
(一)、暗洞进洞开挖
1、102米Ⅴ级
月进尺:
30m
计划安排:
2010年10月1日-2011年1月13日
2、60米Ⅲ级
月进尺:
130m
计划安排:
2011年1月14日-2011年1月21日
3、台阶法与全断面开挖工序转换
计划安排:
2011年1月22日-2011年1月28日
4、2310米Ⅱ级
计划安排:
2011年1月28日-2012年4月10日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,即2012年5月25日满足施工无砟轨道条件。
4.2.2、里坑1号斜井-里坑2号斜井
(一)、斜井井身施工
计划安排:
2010年10月1日-2011年3月31日
安排说明:
井身施工6个月。
(二)、正洞开挖
1、275米Ⅳ级
计划安排:
2011年4月1日-2011年8月15日
2、1155米Ⅱ级
计划安排:
2011年8月16日-2012年7月22日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,即2012年9月7日满足施工无砟轨道条件。
4.2.3、里坑1号斜井-古田隧道进口
(一)、正洞开挖
1、245米Ⅳ级
计划安排:
2011年6月1日-2011年9月16日
2、130米Ⅲ级
计划安排:
2011年9月17日-2011年10月17日
3、795米Ⅱ级
计划安排:
2011年10月18日-2012年3月18日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,即2012年5月1日满足施工无砟轨道条件。
4.2.4、里坑2号斜井-里坑1号斜井
(一)、斜井井身施工
计划安排:
2010年10月1日-2011年3月31日
安排说明:
井身施工6个月。
(二)、正洞开挖
1、60米Ⅲ级
计划安排:
2011年6月1日-2011年6月16日
2、940米Ⅱ级
计划安排:
2011年6月17日-2011年12月12日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,即2012年1月25日满足施工无砟轨道条件。
4.2.5、里坑2号斜井-标段分界里程(DK741+245)
1、60米Ⅳ级
计划安排:
2011年4月1日-2011年4月26日
2、2515米Ⅱ级
计划安排:
2011年4月27日-2012年9月15日
考虑贯通后需要45天进行剩余二衬、附属工程施工,里坑2号斜井施工安排满足整条隧道2012年12月31日的工期底线的施工要求。
表4-3优化后正洞贯通工期进度分析表
序
号
工
作
面
正洞
斜井
主体施工
时间(天)
备注
围岩
级别
长度
月进度
指标(m)
围岩
级别
长度
月进度
指标(m)
围岩段落
合计
1
进口
→
1#井
Ⅴ
102
30
Ⅴ
102
549
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为594天。
Ⅳ
0
70
Ⅳ
0
Ⅲ
60
130
Ⅲ
14
Ⅱ
2310
160
Ⅱ
434
2
1#井
→
进口
Ⅴ
0
30
Ⅴ
135.74
90
46
510+60
(错开)
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为615天。
Ⅳ
245
60
Ⅳ
165.75
150
139
Ⅲ
130
110
Ⅲ
55.3
200
39
Ⅱ
795
130
Ⅱ
628.12
230
231
3
1#井
→
2#井
Ⅴ
0
30
Ⅴ
135.74
90
46
573
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为618天。
Ⅳ
275
60
Ⅳ
165.75
150
151
Ⅲ
0
110
Ⅲ
55.3
200
9
Ⅱ
1155
130
Ⅱ
628.12
230
299
4
2#井
→
1#井
Ⅴ
0
30
Ⅴ
100.39
90
56
381+60
(错开)
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为486天。
Ⅳ
0
60
Ⅳ
40.15
150
22
Ⅲ
60
110
Ⅲ
60.23
200
33
Ⅱ
940
130
Ⅱ
742.54
230
255
5
2#井
→
出口
Ⅴ
0
30
Ⅴ
100.39
90
56
758
考虑贯通后需45天进行剩余二衬、水沟电缆槽、垫层、洞内CPⅢ测量,该工作面施工时间为803天。
Ⅳ
60
60
Ⅳ
40.15
150
48
Ⅲ
0
110
Ⅲ
60.23
200
20
Ⅱ
2515
130
Ⅱ
742.54
230
578
4.3、优化方案工程量对比
单车道与双车道斜井每延米差价为元,里坑2号斜井改为双车道后需增加投入万元。
(附表一:
优化方案工程量对比表)
5、结论
在未考虑1、2号斜井之间主洞打通对改善2号斜井施工条件的有利因素下,5个工作面分别于2012年5月25日、2012年9月7日、2012年5月1日、2012年1月25日、2012年11月1日完成任务。
单开挖项即可缩短46天工期。
更重要的是,第四工作面完成掘进任务后继续开挖前进,1、2号斜井于2012年5月即可打通,在以后的7个月时间里,2号斜井第五工作面施工条件明显变好,进度将相应加快。
考虑该项因素后,整条隧道贯通时间至少提前3.5个月,即2012年9月15日可实现全隧贯通。
里坑2号斜井由单车道改为双车道后,古田隧道仅需增加工程投资万元即可至少提前3.5个月达到底座施工条件,该重、节点工程对全线铺轨工期的压力将会大大减小。
6.各项保证措施
6.1质量保证
6.1.1质量保证措施
隧道施工质量必须达到设计要求的结构安全和使用功能,主体结构质量实现零缺陷,满足设计寿命期限内正常运营的需要。
隧道开挖爆破炮眼残留率要求硬岩达到80%以上、中硬岩达到60%以上。
软弱破碎围岩地段支护及早封闭成环。
隧道结构尺寸符合设计和规范要求,隧道衬砌内实外光,结构轮廓线条顺直美观,衬砌混凝土不渗不漏不裂,防水等级应达到现行国家规定的一级防水标准,衬砌表面无湿渍。
洞内净空尺寸达到设计和规范要求。
严格控制超欠挖,开挖断面的中线、高程必须符合设计要求;
混凝土内实外美,工程的强度、耐久性、耐腐蚀性、抗渗性及抗冻性必须符合设计要求;
径向注浆、超前帷幕注浆符合设计和规范要求。
洞内外排水系统的连接必须符合设计要求,洞外排水沟、截水沟排水顺畅,无淤积阻塞。
各种标志的数量、位置、高度及标示的方向应符合设计要求,标志应设置牢固。
6.1.2质量保证体系
我单位已通过ISO9001-2000质量体系认证,为确保质量目标的实现,成立完善的质量保证组织机构,制定有效的制度和超前预防预控措施,不断完善质量保证体系和质量自检体系,随时接受甲方、监理工程师的监察、检验,确保实现工程质量目标。
建立健全质量管理组织机构,成立以项目经理任组长,总工程师为副组长的质量管理领导小组,全面负责本项目质量管理工作。
质量管理领导小组的主要职责是:
确保国家、行业、建设、监理等关于工程质量方针、条例、规定和要求的落实,确保质量保证体系的有效运行,定期对工程质量和创优规划进行检查评比和指导。
质量保证体系详见图6-1。
项目经理部设质量检查部,配备专职质检工程师,工程队设专职质量检验员,工班设兼职质量检验员。
组建精干高效的试验和测量队伍,项目经理部设中心试验室,施工队设试验组,配备必要的检测、试验仪器设备,在原材料控制、施工过程控制、竣工工程质量检验评定等各个环节,实施施工全过程测量和试验控制,对施工全过程进行质量检查,在施工过程中自下而上按照“跟踪检测”、“复检”、“抽检”实施检测工作。
6.1.3保证工程质量的措施
(1)组织措施
选派具有丰富施工经验、懂技术、精管理的人员担任项目经理,由技术精湛、经验丰富的专业人员担任总工程师,组建精干高效的项目机构,保证工程的领导力量。
调集具有隧道工程施工经验、技术力量强、设备过硬的施工队伍投入工程施工,以高素质的施工队伍、精良的施工设备和雄厚的技术力量保证工程质量。
建立健全“横向到边,纵向到底,控制有效”质量保证体系(见图6-1)。
项目部设安全监察部、质量检查部、试验检测中心,配齐专职质检工程师,施工队设专职质检员,工班设兼职质检员。
施工中严格实行“三检制”,形成项目部、施工队、工班、作业人员四级质量自检体系(见图6-2)。
建立以总工程师为首的技术责任制,健全技术管理体系,实行项目部、施工队两级技术质量管理机制。
(2)质量管理措施
①施工前的质量控制
依据ISO9001-2000标准,结合工
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