mb/[2y<
图1.4.1-1洞口段钢筋混凝土衬砌结构图DOerSh_0W
一般地段采用复合式衬砌,初期支护以喷、锚、网为主,二次衬砌为模筑砼衬砌,见图1.4.1-2。
iW?
9oe
1.4.2.地形地貌MQ*#oVqv
本标段所在区段整体属于祁连山东北部中高山区,隧道进口以南为庄浪河河谷区,出口以北为古浪河及其支流龙沟河河谷区,隧道经过乌鞘岭-毛毛山中高山区,根据山体相对高度,进一步划分为乌鞘岭南坡低高山及梁状丘陵区、乌鞘岭中高山区和乌鞘岭北坡低高山区三个次级地貌单元。
本标段位于乌鞘岭南坡低高山及梁状丘陵山区和乌鞘岭中高山区。
vy@LucB
1.4.3.气象特征'u[o`31.
本段线路位于中温带干旱气候区,春季多风,少雨干旱;夏无酷热,降水增多;秋季凉爽,降温较快;冬季寒冷,干旱少雪。
乌鞘岭地区海拔高(2900~3600m),气候垂直分带性明显,气温寒冷,日温差大,阴雨风雪冰雹天气多变,冰冻时间长,主导风向北北西,气象资料见表1.4.3。
.dCP8|
气象和风向对施工通风影响较大,应注意施工通风的灵活性。
U_-K6:
tr
表1.4.3气象资料表?
~Zrd
序号项目气象值备注M:
M>@|)
1年平均气温-0.1~5.1℃0xUj#)
2绝对最高气温28.1~34.71ckw[0d
3绝对最低气温-29.0~-30.6℃5vi#ItN}|
4多年平均降水量357.8~409.4mmmzxvfXSF
5多年最大降水量552.2mm+g6j=%
6多年平均蒸发量1548~1813.6mmW4*BR_H&*
7瞬时最大风速29m/sYm{%"EB
8最大积雪厚度24~36cmgDNTIOV
9土壤冻结深度138~200cm`V):
V4!
j),
1.4.4.替换词语BFf.Rd95
隧道通过区段越岭段替换词语动峰值加速度为0.3g(g=9.8m/s),替换词语动反应谱特征周期为0.30s,相当于替换词语基本烈度8度。
因此在洞门和洞口段施工要加强支护和衬砌措施。
=R;1vUio
1.4.5.工程地质与工程关系QjjJtKz
1.4.5.1.地层岩性zHoO?
tGf
本标段地层岩性复杂,其分布主要受区域断裂构造控制。
洞身穿越的地层由新到老主要有:
)-?
uX.E{
第四系:
全新统(Q4),主要分布在进口段,为Ⅱ级普通土和Ⅲ级硬土,其Ⅱ级普通土具湿陷性,属Ⅴ-Ⅵ级围岩。
wdcryejCkr
第三系:
上新统(N2)的浅红色泥岩、砾岩、砂岩,分布于越岭隧道进口段,与下伏三叠系地层呈角度不整合接触,具膨胀性,属膨胀岩,属极软岩,属Ⅳ~Ⅴ级围岩。
[+MH[1Vr={
三叠系,上统(T3)浅灰色、黄绿色砂岩、页岩夹薄层煤,砂、页岩属Ⅲ、Ⅳ级围岩。
r
o}Qq
1.4.5.2.工程地质与工程关系W`/jz/
纵观本段隧道地质结构,软弱围岩和不良地质段占全段的83.21%,给施工进度和防止塌方带来不利影响,总评价地质复杂、多变、软弱、拱部自稳性差,因此施工队伍必须具备灵活多变的施工能力,严格按照新奥法原则所具备的三个基本条件进行施工,杜绝塌方,稳中求快,确保质量和进度。
隧道通过区段地质围岩级别见表1.4.5所示。
IJ_'w[k
RZ)vU'@kx
表1.4.5隧道围岩级别一览表<7FP"YU
线路围岩级别里程长度(m)合计长度(m)备注$E`iqRB
ⅡⅢⅣⅤⅥ#}t1
右r>Qyc
vA2,&%jw
线liCCc;&B;
ⅥDK163+140~DK163+6004601175(16.79%)5115(73.07%)250(3.57%)460(6.57%)全长7000mvSYunI
ⅤDK163+600~DK163+850250-VreBKn
ⅣDK163+850~DK166+2252375JI+KS
ⅢDK166+225~DK166+550325B{OW}D$P#
ⅣDK166+550~DK167+200650j1;_w
ⅢDK167+200~DK167+450250xJ=ZQ)&]
ⅣDK167+450~DK167+800350M9(ez7Z
ⅢDK167+800~DK167+900100h\D_
ⅣDK167+900~DK168+600700so?
pA@O
ⅢDK168+600~DK168+700100]=?
X*,'
ⅣDK168+700~DK169+000300t-*VsPy
ⅢDK169+000~DK169+200200B^8ZoF
ⅣDK169+200~DK169+7405400v_6cYA
ⅢDK169+740~DK169+940200KAj"p9hq+k
ⅣDK169+940~DK170+140200+FcET
1.4.5.2.1.湿陷性黄土对工程的影响kP!
%|&w;
隧道进口端第四系全新统(Q4)冲、洪积黏质黄土具Ⅱ级自重湿陷性,湿陷土层厚约5~8m,由于湿陷性黄土遇水湿陷,易引起初期支护变形较大,施工该段时应特别注意施工防水。
Mv/IMO0rR
1.4.5.2.2.膨胀岩对工程的影响cPA~eZbX
隧道进口段(DK163+600~DK166+080)属第三系上新统,由浅红色的泥岩砾岩、砂岩组成,岩质软弱,成岩作用差,遇水易软化,其蒙脱石含量为17.53~22.54%,自由膨胀率为42.98%,属膨胀岩、极软岩。
因而在施工中须特别重视。
且该段泥岩、泥页岩很容易产生不均匀膨胀,造成将已喷混凝土挤掉、伤人,尤其顶部最为严重。
为此必须在施工中坚持早预报、短开挖、紧支护、勤抽水、少暴露、快封闭、勤监测、弱爆破等措施,避免泥质岩长时间裸露或受水浸泡,继而导致泥质岩的软化变形,形成膨胀、流变、再膨胀,再流变的恶性循环。
$l#v/(uFa
1.4.5.2.3.瓦斯对工程的影响o/tVcv
本段隧道均处于煤层以上,尽管有千米地层相隔,但在断层破碎带附近和节理发育地段,有害气体具有沿构造裂隙相互渗入的条件,为了保证施工安全,在该区段应进行瓦斯检测,防止瓦斯突发爆炸伤人损机。
K(-G:
|
1.4.5.3.水文地质对工程的影响VKq0<+M
隧道进口端第四系松散堆积层及影响带为中等富水区,岭南和岭中的上三叠统砂岩夹页岩带(T3)为弱富水区,岭南第三系砂砾岩夹砂岩、泥岩带(N2)属贫水区。
预计右线隧道进口段最大总涌水量为1953m3/d,可能会出现突然涌水。
(\Rwf}gyR
1.4.6.交通运输情况R^jlEt\&P
旧312国道为Ⅱ级公路柏油路面,路基宽8m和线路基本平行,在乌鞘岭隧道进口处相距约2.5km,封闭的新312国道为Ⅰ级公路宽12m,沥青路面,仅距隧道进口450m,均对施工有利。
+\+Uz!
YS
1.5主要工程数量+:
Lk^Ny
主要工程数量见表1.5。
PYdIP\表1.5主要工程数量表pwa.q
序号工程项目单位数量备注k%{l4
1隧道工程全长座/延米0.5/70006{5q@9F
开挖III、IV类围岩m3332798uK$=3[;U/!
开挖V、VI类围岩m346885l*$WX=h6n
衬砌m3122762`2>XH:
+7F
辅助坑道延长米357.5\s,Iz[0Vfz
无碴道床m7050yPSVwe|g
2桥涵工程框架桥座/单顶面平米2/635,Qat
涵洞座/横延米4/98.02U?
^OD
3路基工程挖方m3425740$+7ci~gs
填方m3133901土方和渗水土pZ"o@';!
浆砌片石m3106713Hs$]nQ_X
植草m236430,E%1Uq"
1.6工程主要特点、重难点及主要应对措施)^&,Dj
1.6.1.工程特点`ovgWv
1.6.1.1.隧道特长、工程建设规模大s\_l=v3
乌鞘岭隧道全长20050米,是国内目前最长的隧道。
本标段含进口段7000m隧道和洞外路基土石方559641m3,框架桥2座,涵洞4座,工程建设规模大。
z9O~W5-U
1.6.1.2.隧道出碴、排水困难o_sQQF
隧道进口段为单面下坡,坡度达11‰,形成重载上坡出碴、长大反坡排水,施工排水需设多级泵站接力排水,出碴、排水困难大。
6p#g0t
1.6.1.3.地质条件差,施工难度大O"\nR:
\
本标段IV、V、VI级围岩占全标段的83.21%,且多为湿陷性黄土和弱质膨胀岩,通过地区地层条件复杂,岩性多变,涌水、软岩挤压变形可能发生,对快速施工不利,尤其对软弱围岩段快速施工要求高,施工难度大。
xkM]J)C
1.6.1.4.施工通风难度大k}HQq_Y(<
本标段隧道长度7000m,无辅助导坑,独头通风距离长,施工通风难度大。
kQIfYtT
1.6.1.5.工期极其紧迫9s(i`RTM
本标段隧道长度7000m,无辅助导坑,只能从进口独头掘进,且湿陷性黄土、膨胀岩、流变地层等不良地质和软弱围岩(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩)地段占标段隧道长度的83.21%,而招标工期仅54个月,平均月掘进需达160米,这在国内类似岩性工程中是少见的,施工工期极其紧迫。
yc[(lq.^n
1.6.1.6.气候条件差、环境保护要求高;gUXvx~~r
该标段年均气温低、冬季时间长,所处地区植被稀少,水资源宝贵。
施工中不得破坏施工区域的植被,防止水土流失,必须采取有效措施进行环境保护,防止污染水资源,避免造成水土流失。
~,gLplpG0
1.6.2.工程重难点及主要应对措施;%WdvnW
1.6.2.1.快速组织隧道施工T9?
54r
在确保工程质量和安全的前提下实现快速施工,确保工期目标的实现是本工程的重点。
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DLq:
p
乌鞘岭隧道工程是兰武线的控制工程。
该隧道建设规模大,地质条件差,标段内不良地质段占83.21%,而招标工期仅54个月,施工工期极其紧迫,如何快速施工,特别是隧道软弱围岩段的稳扎稳打、稳中求快,是本工程的核心。
i4主要应对措施:
yjzK.dM
1.6.2.1.1.快速施工原则,Kw5Ro`I:
较好的岩层,高质量快速施工,较弱围岩和不良地质地段先探后钻,稳扎稳打,稳中求快。
.YR8v1Cp
按照新奥法原理,采用信息化施工,新奥法施工需具备控制爆破、喷锚支护和监控量测三个基本条件,另还需“及时支护、及时量测、及时反馈、及时修正”四个保证条件。
#tDW!
Xv?
1.6.2.1.2.科学的施工方法yFjVKp'P
III级围岩全断面开挖。
f4"4ZVcr
IV级围岩分分两种情况:
[zh"x#AyI
IV~V级之间的围岩是发生坍方最多的区段,按V级围岩正台阶开挖,IV级围岩强支护,短开挖、快循环;8TPN#"
IV~III级之间的围岩,按III级全断面施工,进尺小于3m,快循环、多循环;[s}/nu~U
V级围岩短台阶开挖;]JMl|e
VI级围岩:
留核心土,正台阶开挖,紧支护、快封闭。
p3yU:
q#A
1.6.2.1.3.高效、合理的钻爆技术P^i.La,
钻孔采用H178三臂钻孔台车;优化钻爆设计,采用大中空(φ102)直眼掏槽技术,合理加大钻孔深度。
加强炮泥堵塞,提高炮眼的利用率,采用控制爆破和光面爆破技术。
Z0*%Rq
1.6.2.1.4.高效的装碴运输系统.'d2J>~N
装碴运输采用ITC312装碴机,16m3梭式矿车运输。
重载、重轨运输系统,并加强轨道养护和行车组织调度。
61@EDIYPc
1.6.2.1.5.良好的通风系统O3qM1-k}S
竖井未通前采用压入式通风,选用日本MFA125P2-SC4HSM型通风机完成5610m隧道施工通风,竖井贯通后采用洞内压入新鲜风流、竖井抽排污风的混合通风方式,保证各作业面获得新鲜风流。
M_|>kp
由专业队伍进行通风方案的设计、通风机械的选型配套和现场管理。
gQouOjfP
1.6.2.1.6.优化机械设备配套,加强管、用、养、修。
b$-e\XB!
1.6.2.1.7.组织作业线施工,实行平行和流水作业4c159wsnQ
隧道段共设钻爆作业线、装碴作业线、喷锚作业线、铺底、仰拱作业线、结构防排水作业线、衬砌混凝土作业线6条主作业线和通风、电力照明、施工排水和围岩注浆4条辅助作业线。
W?
z#pV+jt
作业线采用开挖、衬砌同步进行,十条作业线相互配合,平行搭接作业,加快施工进度。
*#&*`iJ(
1.6.2.1.8.重点做好开挖、支护、出碴、衬砌各施工环节的协调、配合,将各工序之间的干扰减小到最低,采取多工作面同时作业时,应使各作业面处于不同的工序状态,避免供电、供水、通风发生冲突而导致施工延误。
1.6.2.1.9.乌鞘岭隧道建设周期长,施工难度大,工期紧迫,供电、供水、通风系统随着施工时间的延续,无疑会出现管、线老化现象,因此应对管线路定期检修、更新,使其一直保持在良好状态。
mT.e>/pa
1.6.2.1.10.安排好冬季施工,该地区冬季寒冷,隧道施工又需连续进行,冬季施工要做好蒸汽机车、梭矿车、燃油车辆等的冬季防护措施,确保机械设备处于良好状态;砼拌合设暖棚,砂石料和水加热,以保证砼正常施工。
Q@QFV~
1.6.2.1.11.积极扩展作业面,增设斜井,以对付各施工环节中可能出现的问题,特别是不可预见的不良地质变化引起的延误工期,及以此作为保证工期的措施。
`1.6.2.2.结构防水和衬砌质量是施工控制的难点;*cLG#&'M
本隧道防水质量要求高,隧道衬砌要求不渗、不漏、不裂,结构防水体系施做和衬砌混凝土的浇注质量是确保工程质量的关键环节之一,是本工程的难点。
K@:
m/Z}|4
主要应对措施:
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加强结构防水设计的施作,科学安排、合理组织、严格管理、精心施工,并做到不渗、不漏、不裂。
<4`eQ
以混凝土结构自防水为根本,施工缝、变形缝等接缝防水为重点,柔性防水层施工工艺为关键。
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加强防水材料的管理,严格进货渠道,确保材料质量满足设计要求。
#exss=as/
针对不同工序、不同部位制定相应的技术措施并加大特殊部位(变形缝、施工缝等)的防水措施。
[=%YV#O
完善注浆防水措施,严格按双液浆配比使用。
NPjv)TN}3
组织专业施工队伍,制定施工细节,按设计要求施工。
加大施工管理力度,确保施工工艺质量。
6oL1_)
配制抗裂性混凝土,添加抗裂性防水剂。
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混凝土衬砌时注重浇注混凝土的连续性和基底的处理、拆模后混凝土及时养生。
B]iP't\~
膨胀岩、软岩和破碎段混凝土强度达到85%以上方可拆模。
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1.6.2.3.湿陷性黄土段施工4?
(W%?
隧道进口洞口浅埋段,约460米长,隧道穿越第四系II级湿陷性黄土层,结构较松散,围岩自稳性差,属Ⅵ级围岩。
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应对措施:
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K
采用环形预留核心土法开挖,以“管超前,短进尺、快封闭、勤量测”等的衬砌原则组织施工;-w6"?
采用加强施工支护措施,安设型钢钢架,加厚环向厚度。
采用钢筋混凝土衬砌;4dh+
开挖时,对于地下水注意引排,避免沿壁面浸流,及时封底,并做好排沟,避免水对隧道底的侵蚀;":
W%,`@$
严格控制施工用水,改水风钻为煤电钻或干风枪;`$RA<3
适时施作二次衬砌,提高隧道结构的整体刚度。
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1.6.2.4.隧道膨胀岩段的施工'/%zi,0
洞口段隧道穿越第三系上新统泥岩,约2400米长,泥质岩面平均干抗压强度为0.46Mpa,膨胀量5.7%,膨胀力25.3Kpa,自由膨胀率42.98%,蒙脱石含量17.57%~22.54%,为具弱膨胀性的膨胀性围岩。
Q5+_u/
主要应对措施:
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用超前TSP-202和超前地质预报,用以修改施工设计参数,指导施工;OEgI_=B
按照“加固围岩、改善洞型、先柔后刚、先放后抗、变形留够、底部加强”的原则组织施工;U]4pA#*{|
短台阶开挖,及时进行封闭,适当增加预留变形量(比一般隧道多1倍);*TdnB'Gd
加厚喷混凝土支护厚度,分层分次施作;S01wwZ
加密加大型钢钢架,必要时施作长锚杆或自进式注浆锚杆;!
T9]/H?
改善开挖和支护的线型,加大曲率,避免折线突变,改善支护受力;9h,u6e
加强监控量测,分析变形规律,适时调整施工方法和支护措施。
hsLzj\)6
jFG0`n}I
^s/
2.总体施工组织布置及规划GR4?
BuY,
2.1.总体施工组织指导思想和总体施工组织原则VDEv>u4
2.1.1.总体施工指导思想`(4pu6uT
本项目施工指导思想:
以快速施工为主线,网络计划为指导,抓重点、保工期,以“干一项工程,树一方信誉”为战略目标,保安全,保部优,争国优,兑现合同承诺,为铁路建设大发展增光添彩。
XAOak$(j
2.1.2.总体施工组织原则Zf*r2t1&P
突出山区铁路施工交通特点,充分利用既有铁路、公路和乡村道路等现有交通资源条件,快速投入临时工程的施工;r8MZvm2
突出乌鞘岭隧道特长和国内第一长隧及地质多变的特点,紧紧抓住关键线路和控制工期工序,分阶段实施工期目标管理;!
E\[SjY@J
突出合理使用施工资源,统筹安排,做到围岩较好时快速施工,围岩偏弱时,稳中求快使整体工程快速进行;WT3gNNx|
突出保护环境、文物,保护沿线群众利益。
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#=s
2.2.总体施工管理目标规划yYJY;".H
2.2.1.质量目标x,/TXTZ6
确保全部工程达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准:
确保部优,力争国优。
工程一次验收合格率100%,优良率达90%以上,隧道工程达到不渗、不漏、不裂。
并满足本隧道创优规划要求。
3C>qh{z"
2.2.2.安全目标]L_w$ev'
杜绝职工因工死亡事故和安全等级事故,年负伤率控制在5‰以内,杜绝重伤事故,争创安全生产标准工地。
VAQ)Hc]
2.2.3.工期目标X!
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统筹规划,合理安排,优化方案,确保工期,计划施工时间2003年2月1日至2007年6月30日,共53个月,比招标文件要求的54个月工期提前一个月。
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2.2.4.文明施工目标70W"GX&
树样板工程,建标准化现场,做文明职工,争创“铁路标准化文明工地”。
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2.2.5.责任目标管理体系?
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把工程管理的责任目标进行层层分解、逐级落实,使所有参加施工的管理人员及现场作业层人员,人人有职责,个个有目标。
施工中所发生的和遇到的各项事件做到事事有人管,层层受控制。
在管理中,制定切实可行的各项规章制度,明确各层的管理权限,并与工资奖励挂钩,做到责、权、利相结合,具体内容见表2.2.5。
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2.3.组织机构及工程任务划分xp\S2@<
2.3.1.组织机构fjz)Gp
为保证本工程的顺利实施,成立“乌鞘岭特长隧道工程项目经理部”。
配备业务能力强、经验丰富的管理人员和工程技术人员,按照项目法施工原则组织施工。
项目经理部设置项目经理1人、常务副经理1人、现场副经理1人、副经理兼安全长1人、总工程师1人,下设工程技术部(含测量监控量测队、地质预报组)、计统合同部、安全质检部(含中心试验室)、财务部、物资设备部、环保拆迁部、综合办公室等六部一室七个职能部门。
项目部组织机构见图2.3.1-1。
JNU/`JN9f