凉风坳隧道施工组织设计.docx
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凉风坳隧道施工组织设计.docx
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凉风坳隧道施工组织设计
新建铜仁至玉屏铁路TYTJ-1标段指挥部
凉
风
坳
隧
道
施
工
组
织
设
计
编制:
审核:
批准:
中铁一局集团有限公司铜玉铁路工程指挥部
二零一四年四月
1编制依据及编制原则-1-
1.1编制依据-1-
1.2编制原则-1-
2工程概况-2-
2.1工程简介-2-
2.2隧道主要工程数量表-2-
2.3主要技术指标-2-
2.4工程地质、水文概况-2-
2.4.1工程地质特征-2-
2.5特殊岩土-3-
2.6施工准备情况-4-
2.6.1测量导线复测情况-4-
2.6.2工程施工用地-4-
2.6.3原材料检测及配合比选定-5-
2.6.4电力情况-9-
2.6.5施工场地布置及临时设施建设-9-
3工程特点、重点、难点分析及对策-10-
3.1特点-10-
3.1.1进出口地形特点-10-
3.1.2围岩特点-10-
3.1.3隧道结构特点-10-
3.2重点-10-
3.2.1超前地质预报预测-10-
3.2.2防排水施工-10-
3.3难点及施工对策-11-
4施工方案-11-
4.1施工总体方案-11-
4.2具体施工方案-12-
4.2.1洞口浅埋段施工-12-
4.2.2一般地段施工-12-
5施工进度计划安排-18-
5.1施工进度指标-18-
5.2施工进度计划-18-
5.3工程进度的监控方法-19-
6施工管理及组织机构-19-
6.1组织机构、劳动力安排-19-
6.1.1组织机构-19-
7专项工序及施工工艺-20-
7.1超前地质预报效果检查-20-
7.2隧道爆破器材及钻爆作业-20-
7.2.1爆破器材要求-20-
7.2.2钻眼深度-20-
7.2.3掏槽方式-20-
7.2.4光面爆破的主要参数-21-
7.2.5光面爆破的技术措施-21-
7.2.6光面爆破施工工艺流程框图-21-
7.3支护-25-
7.3.1超前及支护施工-25-
7.3.2防排水施工-39-
7.4隧道结构衬砌-43-
7.4.1二次衬砌施工方案-43-
7.4.2二次衬砌施工-43-
7.4.3仰拱、仰拱填充施工-49-
7.4.4附属工程施工-49-
7.5隧道通风-50-
7.5.1通风方案-50-
7.5.2风量计算-51-
7.5.3风机及通风管配置-52-
7.5.4通风管理-52-
7.6隧道监控量测-53-
7.6.1隧道监控量测目的-53-
7.6.2隧道监控测量项目-53-
7.6.3监控量测方法-53-
7.6.4测量资料整理应用-57-
7.6.5监控量测人员、设备配置-60-
7.6.6监控量测报告-60-
7.6.7测量精度控制要求-61-
7.6.8其他注意事项-61-
7.7施工供电与作业机械人员-62-
7.7.1施工供电及照明方案-62-
7.7.2主要施工机械配备-62-
7.7.3主要人员-63-
7.8施工通讯方案-63-
7.9施工防火-63-
7.10隧道不良地质灾害处理预案-64-
7.10.1人工坑洞、岩溶空穴处理预案-64-
7.10.2涌水突泥防治预案-64-
7.10.3防坍塌预案-65-
8安全质量保证措施-65-
8.1安全目标、安全保证体系及措施-65-
8.1.1安全目标-65-
8.1.2安全管理依据-65-
8.1.3安全保证体系-66-
8.1.4安全管理组织机构-66-
8.1.5保证施工安全的措施-68-
8.1.6安全管理保证措施-68-
8.1.7隧道施工的安全技术措施-68-
8.1.8机械设备安全保证措施-69-
8.1.9交通安全保证措施-69-
8.1.10异常及紧急情况下的管理措施-69-
8.1.11危爆物品的管理措施-69-
8.1.12安全标准化工地建设-70-
8.2质量保证措施-70-
8.2.1质量目标-70-
8.2.2坚持质量原则-70-
8.2.3贯彻质量方针-70-
8.2.4思想保证措施-70-
8.2.5建立健全质量保证规章制度-70-
8.2.6保证工程质量的管理措施-71-
8.3保证工程质量的技术措施-73-
8.3.1加强施工人员技术培训-73-
8.3.2择优选配专业施工队伍-73-
8.3.3规范施工操作-73-
8.3.4配齐配全试验检测设备-74-
8.3.5积极开展专题QC活动-74-
8.4质量工艺保证措施-74-
8.4.1隧道工程质量工艺保证措施-74-
8.5质量通病防治措施-74-
9施工环保、水土保持措施-75-
9.1施工环保、水土保持目标-75-
9.2施工环保、水土保持措施-75-
9.2.1建立健全专职的环境保护管理机构-75-
9.2.2施工环境保护组织机构-75-
9.2.3水环境保护措施-76-
10工程进度计划编制说明及工期保证措施-76-
10.1工程进度计划编制说明-76-
10.2工期保证措施-76-
10.2.1保证工期的组织机构及框图-76-
10.2.2保证工期的主要措施-77-
10.2.3克服环境及气候对工期影响的措施-78-
11文明施工、文物保护等其他管理措施-78-
11.1文明施工措施-78-
11.2文物保护措施-78-
11.3既有设施、已完工程及管线保护-78-
12季节性施工措施-78-
12.1夏季施工措施-79-
12.2冬季施工措施-79-
12.3雨季施工措施-81-
12.3.1现场防汛、排洪系统-81-
12.3.2隧道施工-81-
12.3.3钢筋加工-81-
12.3.4渣土运输-81-
12.3.5材料、构件的储备与保管-81-
12.3.6机电、设备-82-
12.3.7防汛措施-82-
凉风坳隧道施工组织设计
1编制依据及编制原则
1.1编制依据
⑴新建铁路铜仁至玉屏线施工图《凉风坳隧道设计图》(TYTJ-I标);
⑵新建铁路铜仁至玉屏线综合施工图《铜玉施隧综》(13);
⑶《铁路隧道施工技术指南》(TZ204-2008)
⑷《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010,J1149-2011);
⑸《高速铁路隧道工程施工技术指南》(铁建设【2010】241号);
⑹《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》(TZ231-2007);
⑺《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007,J721-2007);
⑻《铁路隧道防排水施工技术指南》(TZ331-2009);
⑼《铁路工程测量规范》(TB10101-2009,J961-2009);
⑽《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009,J947-2009);
⑾《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(TB10223-2004,J341-2004);
⑿《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号);
⒀《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号)、《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》(铁建设[2010]120号)等有关规定;
⒁《铜玉铁路TYTJ-1标实施性施工组织设计》;
⒂我单位的施工能力、类似工程的施工经验。
1.2编制原则
以铜玉铁路招标文件、设计文件、及有关规定为依据,采用先进的施工组织管理技术,根据施工重点,统筹计划,合理安排,组织分段平行流水作业,均衡生产。
根据工程特点,调集具有类似施工经验的专业队伍,选择先进的、成熟的施工工艺和先进的机械设备,科学配置生产要素,组建功能匹配、良性运作的生产线。
做好环境保护,减少因施工对当地带来的一切干扰。
施工安全和工程质量,按照“安全生产、文明施工、环保一流”的原则,精心组织。
2工程概况
2.1工程简介
凉风坳隧道位于玉屏县境内,起讫里程为IDK32+615~IDK32+951,中心里程IDK32+783,隧道全长336m。
进口内轨顶面标高603.705m,出口内轨顶面标高598.665m,设计纵坡为15‰。
隧道最大埋深30m。
隧道左线进口~IDK32+678.502段位于R=5500m的左偏曲线上,其余地段为直线。
本隧道主要通过寒武系上统追屯组白云岩,以Ⅳ、V级围岩为主。
2.2隧道主要工程数量表
表2-2-1凉风坳隧道工程数量表
序号
洞身里程
长度(m)
级别
备注
1
IDK32+615~IDK32+804
189
Ⅴ
2
IDK32+884~IDK32+951
67
Ⅴ
3
IDK32+804~IDK32+884
80
Ⅳ
具体工程量见附表1
2.3主要技术指标
本隧为双线隧道,设计行车速度为200km/h,轨道类型为重型,铺设碎石道床、Ⅲ型轨枕及60kg/m钢轨,内轨顶面至道床底面之轨道结构高度77cm。
2.4工程地质、水文概况
2.4.1工程地质特征
⑴地层岩性
凉风坳隧道穿越岩性主要为薄~中厚层状的灰、灰白色的白云岩、次生红黏土、红黏土。
⑵地质构造
隧道区属梵净山拗陷褶皱带,构造作用强烈,褶皱断裂构造发育。
隧道地层单斜,隧道进口岩层产状N22°E/21°SE,节理为N50°E/74°NW、N35°W90°,隧道出口岩层产状N45°E/30°SE,节理为N-S/90°、N80°W90°,段内岩体节理裂隙极为发育,节理长度1m~3m不等,节理面粗糙,它们将岩体切割成块状,基岩局部还有风化,卸荷裂隙发育。
⑶地震动参数
根据国家地震局《中国地震动参数区划图》GB18306-2001,中国地震局地壳应力研究所做的《新建铁路铜仁至玉屏线工程场区地震参数区划报告》隧区地震峰值加速度为<0.05g;地震动反应谱特征周期为0.35s。
⑷不良地质
凉风坳隧道不良地质为岩溶、顺层偏压。
①岩溶
隧区基岩为寒武系上统追屯组白云岩,基岩大部分覆盖,局部裸露,覆盖0~8m厚的土层,地表水与地下水联系较为密切;沿层面有显著溶蚀,地表多见岩溶化裂隙、溶沟、溶隙、裂隙连通性较差,见集中径流,局部见裂隙水流。
隧道排泄基准面为隧道进出口处沟槽,标高约590m,地下水位标高599.07,隧道路肩标高604.29~613.48m,推测隧道位于垂直渗流带。
②顺层偏压
凉风坳隧道岩层产状N22°~45°E/21°~30°SE,与线路夹角17°~40°,在横断面上视倾角约20°~24°,岩性为白云岩,层间综合φ=24°。
全隧右侧存在顺层偏压。
⑸地表水发育特征
隧区地表水为沟水,为季节性流水,受季节变化较大,雨季时沟内水量增加,以蒸发、径流等形式排泄,地表水总体不发育。
⑹地下水发育特征
隧区地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水、岩溶水。
黏性土透水性差,土层孔隙水含水量少;岩溶弱发育,总体来说岩溶水较贫乏,由于大气降雨和地表水下渗补给,由蒸发及地表径流方式排泄,隧道排泄基准面为隧道进出口处沟槽,标高约590m,勘探显示,地下水埋深3.7m地下水位标高599.07,隧道路肩标高604.29~613.48m,推测隧道位于垂直渗流带。
2.5特殊岩土
特殊岩土为红黏土及次生红黏土。
⑴红黏土、次生红黏土:
为白云岩风化产物。
棕黄~褐黄色,棕红色,硬塑,土质均匀,黏性好,手搓成条,红黏土主要分布于坡残积层及坡洪积层内,厚度分布不均,一般厚0~5m,局部厚度较大;次生红黏土主要分布于坡洪积层内,一般厚2~8m。
根据试验详判资料:
自由膨胀率Fs=41%~58%,蒙脱土含量M=8.60%~16.52%,阳离子交换量CEC(NH4+)=17.34~24.72mmol/100g干土,属弱膨胀土。
红粘土、次生粘土吸水显著膨胀、软化,失水收缩开裂,易引起边坡变形及失稳,对工程有较大影响。
2.6施工准备情况
2.6.1测量导线复测情况
⑴与勘测设计单位的交接桩工作完成后,立即开展GPS基础平面控制网和线路控制桩点的复测工作,并与相邻项目部进行贯通测量,确认施工交界处的测量共用桩。
⑵水准基点复测采用三等水准测量。
施工复测时与相邻标段进行贯通测量,确保本标段与相邻标段衔接正确,并确认施工交界处的测量共用桩。
⑶复测结果与设计单位勘测成果的不符值在下述规定范围内时,采用设计单位勘测成果。
控制网的GPS点可重复性测量精度1/80000;相对点位精15mm。
基线边方向中误差≤±1.7″;最弱边相对中误差≤1/100000。
符合水准路线高差不符值小于±12mm(K为水准路线长度,单位为㎞)。
⑷当复测结果与设计单位提供的勘测成果不符时,必须再次复测进行确认。
当确认设计单位勘测资料有误或精度不符合规定要求时,积极与设计单位协商对勘测成果进行改正。
⑸控制点复测完成后编制详细的复测成果书,并将复测成果向监理单位和设计单位呈报,复测成果满足要求并经监理单位批复、铜玉公司批复后使用。
2.6.2工程施工用地
⑴征地拆迁
本着“合理布局,节约用地”的原则,对工程在永久征地范围内的地亩、民房、电力线等,在经理部的统一部署下,按照程序进行征地拆迁;对临时征地,在地方政府的有力配合下,按照国家和地方的有关标准,先办理手续,后开工。
⑵施工便道及驻地
沿既有乡村沥青路,新修便道约1.3Km至凉风坳隧道进口。
在沥青路旁边修建活动板房作为隧道架子队驻地。
⑶弃碴场
①本隧道共弃碴5.2万方(实方),弃碴场位于:
IDK32+950左侧200m沟谷处,运距250m,占地面积21亩。
②隧道出洞口,结合场地布置设置污水处理池一处,施工中产生其他废料、废液应按有关环保要求进行处理,不得随意弃置、排放。
2.6.3原材料检测及配合比选定
2.6.3.1混凝土原材料的基本规定
⑴水泥
①水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
②水泥的技术要求应符合国家标准规定,对于高速铁路的混凝土工程还应满足表1.1.2的规定。
表1.1.2水泥的技术要求
序号
项目
技术要求
1
比表面积
300~350m2/kg(硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥)
2
80µm方孔筛筛余
≤10.0%(普通硅酸盐水泥)
3
游离氧化钙含量
≤1.0%
4
碱含量
≤0.80%
5
熟料中的C3A含量
≤8%,氯盐环境下≤10%
6
氯离子含量
≤0.10%(钢筋混凝土)
⑵矿物掺合料
①矿物掺合料选用品质稳定的产品。
矿物掺合料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿碴粉或硅灰。
②矿物掺合料的技术要求满足国家标准的相应规定,对高速铁路混凝土结构工程还应满足相应技术条件的规定。
⑶细骨料
①细骨料选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净机制砂。
②对进场的细骨料进行抽样检验,检验砂的颗粒级配并计算细度模数,确定砂的级配区和粗细程度,并对其进行坚固性检验。
其检验结果应满足国家标准规定。
③采用天然河砂配制混凝土时,砂的有害物质含量应符合相应的标准规定。
④细骨料的碱活性应采用砂浆棒法进行检验,且细骨料的砂浆棒膨胀率应小于0.10%,否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。
⑤配制混凝土时宜优先选用中砂。
当采用粗砂时,应提高砂率,并保持足够的水泥或胶凝材料用量,以满足混凝土的和易性;当采用细砂时,宜适当降低砂率。
⑷粗骨料
①粗骨料应先用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石,也可采用碎卵石,不宜采用砂岩碎石。
②粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3(在严重腐蚀环境条件下不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的1/2),且不得超过钢筋最小间距的3/4。
配制强度等级C50及以上混凝土时,粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。
③粗骨料应采用二级或多级级配,其松散堆积密度应大于1500kg/m3,紧密空隙率宜小于40%,吸水率应小于2%(用于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%)。
④对每批进场的粗骨料,应按规定进行抽样检验。
对缩分好样品进行颗粒级配分析,测定其压碎指标及坚固性指标,检验粗骨料中的有害物质含量。
对于粗骨料的碱活性应首先采用岩相法检验。
弱粗骨料含有碱—硅酸反应活性矿物,其砂浆棒膨胀率应小于0.10%,否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。
不得使用具有碱—碳酸盐反应活性的骨料。
⑸外加剂
①外加剂采用减水剂和引气剂双掺的方式,能明显提高混凝土耐久性且质量稳定,与水泥之间具有良好的相容性,并经质量检验合格的产品。
②对于采购进场的外加剂应进行抽样检验,首先应对样品的均质性进行检验,其指标应符合国家标准规定。
在相同条件下用掺加外剂混凝土与基准混凝土性能的比值,来检验评定外加剂的质量。
其性能指标应符合国家标准或相应的行业标准规定。
⑹水
混凝土拌和用水可采用山区地下水、当地水库饮用水及泉眼水源,水必须按试验要求及国家标准进行试验,结果合格后方可使用。
2.6.3.2混凝土配合比设计与选定
⑴混凝土的配合比应根据原材料品质、混凝土设计强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性的要求,通过计算、试配、调整等步骤选定。
配制的混凝土拌和物性能应满足施工要求,配制成的混凝土应满足设计强度、耐久性等质量要求。
⑵混凝土配合比设计应遵循如下基本规定:
①C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3,C35~C40混凝土不宜高于450kg/m3。
②为提高混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,混凝土中宜适量掺加优质的粉煤灰、矿碴粉或硅灰等矿物掺合料。
不同矿物掺合料的掺量应根据混凝土的性能通过试验确定。
混凝土中粉煤灰掺量大于30%时,混凝土的水胶比不得大于0.45。
预应力混凝土以及处于冻融环境的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。
③混凝土中应掺加适量的性能稳定、质量合格的混凝土外加剂。
④混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量应满足设计要求,当设计无要求时,钢筋混凝土及预应力混凝土应满足国家标准或相应的行业标准的要求。
⑤对于硫酸盐侵蚀环境中的混凝土结构,除了配合比参数应满足国家标准或相应的行业标准的要求外,混凝土的胶凝材料组成即水泥熟料中的C3A含量、粉煤灰或矿碴粉的掺量,最小胶凝材料用量还应满足相应标准规定的要求,胶凝材料的抗蚀系数应不小于0.80。
⑥当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10~0.20%时,混凝土的碱含量应满足不同使用年限下各种环境条件下的规定;当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.20~0.30%时,除了混凝土的碱含量应满足上述规定外,还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和复合外加剂,并应按规定方法试验证明抑制有效。
⑦钢筋混凝土中氯离子总含量(包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和)不应超过胶凝材料总量的0.10%,预应力混凝土的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。
⑧无抗冻要求的混凝土含气量不应小于2.0%(干硬性混凝土除外)。
当混凝土有抗冻要求时,混凝土的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定。
⑶混凝土配合比设计,按下列步骤计算(以干燥状态骨料为基准;矿物掺合料和外加剂的掺量均以胶凝材料总量百分率计)、试配和调整:
①核对供应商提供的水泥熟料的化学成分和矿物组成、混合材种类和数量等资料,并根据设计要求,初步选定混凝土的水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂、拌和水的品种以及水胶比、胶凝材料总用量、矿物掺合料和外加剂的掺量。
当设计无明确要求时,可参考基本规定要求进行选定。
②参照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)的规定计算单方混凝土中各原材料组分用量,并核算单方混凝土的总碱含量和氯离子含量是否满足基本规定的要求。
否则应重新选择原材料或调整计算的配合比,直至满足要求为止。
③采用工程中实际使用的原材料和搅拌方法,通过适当调整混凝土外加剂用量或砂率,调配出坍落度、含气量、泌水率符合要求的混凝土配合比。
试拌时,每盘混凝土的最小搅拌量应在15L以上。
该配合比作为基准配合比。
④改变基准配合比的水胶比、胶凝材料用量、矿物掺合料掺量、外加剂掺量或砂率等参数,调配出拌和物性能与要求值基本接近的配合比3~5个。
⑤按要求对上述不同配合比混凝土制作力学性能和抗裂性能对比试件,养护至规定龄期时进行试验。
其中,抗压强度试件每种配合比宜制作4组,标准养护至1d、3d、28d、56d时试压,试件的边长可选择150mm或100mm;抗裂性对比试验可按圆环约束试件法进行。
⑥从上述配合比中优选出拌和物性能和抗裂性优良、抗压强度适宜的一个或多个配合比各成型一组或多组耐久性试件,养护至规定龄期时进行试验。
⑦根据上述不同配合比对应混凝土拌和物的性能、抗压强度、抗裂性以及耐久性能试验结果,按照工作性能优良、强度和耐久性满足要求、经济合理的原则,从不同配合比中选择一个最适合的配合比作为理论配合比。
⑧采用工程实际使用的原材料拌和混凝土,测定混凝土的表观密度。
根据实测拌和物的表观密度,求出校正系数,对理论配合比进行校正。
⑨当混凝土的力学性能或耐久性能试验结果不满足设计或施工的要求时,则应重新根据基本规定的要求选择水胶比、胶凝材料用量或矿物掺合料用量,并按照上述步骤重新试拌和调整混凝土配合比,直至满足要求为止。
⑩当混凝土原材料、施工环境温度等发生较大变化时,及时调整混凝土配合比。
2.6.4电力情况
隧道出口工区设配电站一处。
根据洞内用电设备负荷大小,出口工区配置1台630KVA变压器。
动力用电等级为380V,照明用电成洞地段为220V,作业地段为36V,采用电缆线供电。
洞内动力线路采用“三相五线制”。
洞内施工照明采用36V低压照明,掌子面和需要移动照明的地段,采用36V的白炽灯或36V的矿用碘钨灯。
隧道每隔50m安装一盏应急疏散指示灯,以保证停电期间人员能够顺利撤离施工现场。
另外,为了保证前期使用及备用,隧道配备1台300kW以发电机,作为备用应急电源。
在隧道突然停电时,保证在15min内启动备用发电机,满足隧道照明需要。
2.6.5施工场地布置及临时设施建设
⑴施工场地
由经理部统一按照业主及集团公司标准化工地建设有关标准执行施工营地建设,本着便于生产,满足使用条件和尽量利用既有资源,节省成本的原则。
各项目项目部由办公区,生活区,生产区组成。
⑵临时设施布置
临时设施布置本着:
“统一规划、分期实施、合理布局、方便施工、便于管理、减少用地、节省投资”的原则,充分利用当地道路、电力、通讯、水源等自然条件,减少临时工程数量,重视对当地耕地、农田灌溉系统的保护及水土的保持。
⑶生产及生活用水保障措
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