迤坝田隧道施工方案1013.docx
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迤坝田隧道施工方案1013
新建铁路
大理至瑞丽线大保段第二标段
迤坝田隧道施工方案
中铁二十三局集团大瑞铁路项目部
二○○八年九月
1编制依据
1.1《迤坝田隧道施工图》及标准图。
1.2国家、铁道部现行施工规范、验收标准及有关文件。
1.3我单位对施工现场实地勘察、调查资料
1.4我单位积累的成熟技术、施工工艺方法及同类工程的施工经验。
2编制原则
2.1安全第一原则
施工方案的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则,特别是不良地质地段的隧道施工安全等。
在安全措施落实到位,确保万无一失的前提下组织施工。
2.2优质高效原则
加强领导,强化管理,优质高效。
施工中强化标准化管理,控制成本,降低工程造价。
2.3确保工期的原则
针对本合同段的工期要求,编制科学的、合理的、周密的施工方案,采用信息化技术,合理安排工程进度,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。
2.4管理科学的原则
根据本隧道的工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织中实行科学配置,选派有隧道施工经验的管理人员和专业化施工队伍,投入高效先进的施工设备,确保流动资金的周转使用,并做到专款专用。
3工程概况
3.1概况
迤坝田隧道位于大理市永平县境内,起讫里程D1K88+135~DK89+810,全长1675m。
本隧道为单线隧道,电力牵引,设计时速140Km/h,隧道建筑限界采用《GB146.2-83》之“隧限-2A”;采用重型有碴轨道,内轨顶面至道床底面的高度77cm,铺设型枕(轨枕长2.6m),60kg/m钢轨。
全隧共弃碴9.2万方(实方),弃于隧道进口端线路前进方向右侧300米深沟处。
3.2本隧道特点
3.2.1地质复杂,隧道穿越软弱围岩、泥岩等不良地质地段,遇水易软化,具弱膨胀性。
3.2.2洞口场地狭小。
3.3工程地质、水文地质及气象条件
3.3.1地形、地貌
属低中山剥蚀地貌,地形起伏较大,线路隧道进口沟底高程约1680m,经过最高山头高差约1938m,相对高差258m,自然横坡15~50°,仅沟槽、陡壁、部分山脊处有零星基岩出露。
地表多分布松林或杂木,植被较发育。
3.3.2地质构造
测段属澜沧江活动断裂带东侧,受区域构造影响,区内次级断层较发育,岩层节理、裂隙发育、岩体较破碎。
主要发育有迤坝田性质不明断层及上村向斜。
迤坝田性质不明断层位于隧道进口端沟槽,对线路工程影响小;上村向斜大角度斜交隧道,核部及两翼地层为(K1n)石英砂岩、砂岩,对线路工程有影响。
3.3.3水文地质
测区地表水主要为隧道进出口沟水,为季节性流水,流量随季节及降雨量而变,受大气降雨补给。
地下水为第四系地层孔隙潜水及基岩裂隙水,含水量均较小。
段内地势相对较高,四周沟槽切割较深,利于地表水及地下水排泄,砂、泥岩存在一定量的基岩裂隙水,含量不大,水位埋藏较深。
水中SO42-、Mg2+、pH值测试结果显示地下水对混凝土结构无侵蚀性。
本隧道地质条件较差,施工中以“弱爆破、少扰动、强支护、早封闭、适时衬砌”为原则,并根据围岩监测结果及时调整施工方案,确保施工安全,保证工程质量
3.3.4地震基本烈度
根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)及《大理-瑞丽铁路线工程场地活动断层鉴定及地震安全性评价报告》(2006年)划分:
测区地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱为0.45s。
地震烈度Ⅶ度。
3.3.5气象特征
本区受太平洋、印度洋暖湿气流影响,气候温暖湿润、四季常春,属热带~亚热带高原型湿润季风气候。
气候具有垂直变化显著、干湿季节分明之特点。
从北东至南西多年平均降雨量从1100~1200mm至2000~2300mm,年平均蒸发量从1600mm至1700mm左右,多年平均气温从15℃至19.5℃,最高气温从25℃至35.7℃,最低气温-4.9℃。
降雨量80%集中在5~10月,其余月份降水较少。
3.4工程设计
3.4.1本隧道进出口为端墙式洞门,为加强洞口结构的抗震能力,洞门端墙与洞口衬砌间、端墙与挡墙处设连接钢筋。
进口为偏压洞门。
3.4.2D1K88+135~140为IV式V级明洞,C30钢筋混凝土衬砌。
D1K88+140~+170V级围岩地段采用全环I18型钢钢架及拱部Φ89大管棚超前支护。
型钢钢架纵向间距为0.8m/榀;大管棚采用Φ89钢花管(壁厚5mm),环向间距0.4m,每环20根,每根长35m;C30钢筋混凝土衬砌。
D1K88+170~+650V级围岩地段采用拱墙格栅钢架及拱部Φ42小导管加强支护。
格栅钢架纵向间距为1m;超前小导管纵向间距2m,环向间距0.4m,每环20根,每根长3.5m;C25混凝土二次衬砌。
D1K88+650~D1K+910及D1K89+050~DK89+410IV级围岩地段采用拱部钢带,纵向间距1.2m;C25混凝土二次衬砌。
DK89+410~+780V级围岩地段采用拱墙格栅钢架及拱部Φ42小导管加强支护。
格栅钢架纵向间距1m;超前小导管纵向间距2m,环向间距0.4m,每环20根,每根长3.5m;C25混凝土二次衬砌。
DK89+780~+810V级围岩地段采用全环格栅钢架及拱部Φ89大管棚加强支护;钢架纵向间距0.8m,大管棚采用Φ89钢花管(壁厚5mm),环向间距0.4m,每环20根,每根长35m;C30钢筋混凝土衬砌。
全隧设小避车洞42个,间距30m,左右错开布置;大避车洞兼电缆余长腔11个,间距150m,左右错开布置;梯车洞2个,间距510m。
左右错开布置。
3.5工程数量表
序号
项目
单位
数量
备注
1
开挖
M3
90758
2
喷射砼
M3
5543
3
衬砌钢筋
Kg
66701
4
衬砌砼
M3
22236
5
格栅钢架
Kg
452969
6
型钢钢架
Kg
31207
4施工准备
4.1临时工程
4.1.1施工便道
该隧道交通便利,主要材料从大保高速公路、320国道运输到永平县,然后从永平县道新建1km便道到洞口。
4.1.2施工场地
在隧道洞口线路右侧的3.3亩山坡地,作为施工队伍驻地及隧道钢筋和格栅钢架加工场。
房屋采用活动板搭建,钢筋加工棚等采用钢结构棚架进行修建。
隧道进口设60m3空压机站一座。
4.1.3拌合站
在永平县道边设二衬混凝土拌合站。
配备有2台JS500搅拌机和PL1000自动计量配料机,50T散装水泥罐2个,砂石料存放区采用砌筑1m高的砖墙隔离,并搭设遮阳遮雨棚。
场地全部采用C15混凝土进行硬化,浇注厚度20cm,四周设排水沟。
并备用一部分袋装水泥。
喷射混凝土拌合站在洞口右侧修建。
4.1.4施工用电
在该隧道进出口附近各设一台250KVA变压器,以满足施工需要,通过配电箱将电源引至施工现场的各个场所。
另外备用150KVA发电机组,以防备大电停电时满足施工需要。
4.1.5施工用水
在洞门顶部以上50米处修建30立方高位水池,然后用100mm管道引入洞内满足施工需要。
水源取自距洞口右侧沟水,该水质经取样试验,满足施工要求。
4.2技术准备
4.2.1图纸会审
开工前项目部组织工区技术负责人、主管工程师及施工队技术人员对图问题及时上报设计院及时完善,做好设计优化工作。
4.2.2测量放线
根据设计院提供的交桩资料对导线点、水准点进行复测,并将复测成果报批,根据审批后的成果资料布设导线控制网,控制该隧道的测量放样工作。
导线控制网的测设精度要满足要求,控制桩的埋设要设在前后通视且不易被扰动的位置,并采取混凝土包裹牢固。
在开工前完成该隧道的贯通测量,做好防护和记录,放样资料计算必须进行两人以上复合计算,放样过程要经过换手测量,确定测量无误后,整理成正式资料,报测量监理工程师批复,测量监理复核无误才可开工。
4.2.3技术交底
根据设计要求备齐所需定型图、参考图及各种相关资料。
施工前由总工程师组织项目部职能部门对工程队技术人员进行现场技术交底,同时做好岗前技术培训工作。
技术交底的内容包括:
设计图纸的要求、技术标准、分部、分项施工工艺及方法、质量标准、安全操作技术规则、环保要求、施工规则要求、施工流程、工种间的配合、预埋件位置、砼及砂浆配合比、结构物尺寸、标高、测量桩橛及水准点、文明施工等。
4.2.4试验检测
中心试验室设于永平县项目部驻地,共有人员15人,其中主任1人,路基、桥隧负责人各1人,试验工程师12人;制定中国铁建23局大瑞铁路Ⅱ标《试验管理办法》对施工过程中所有原材料进场、使用及结构物终结检验等均按照规范、验标要求进行检测和验证,以确保结构物的坚固性和适用性。
4.3物资准备
工程开工前根据工程进度计划编制详细的月、季物资需用量计划,超前准备充足各种合格的施工材料,提前订货加工,同时严把材料、半成品进场关,防止不合格材料、半成品进场而影响工程质量和工期。
由项目部统一组织各种材料的采购和供应工作。
地材就近购置,施工时充分利用当地的运输力量以进行材料的运输工作;钢材及水泥属甲方供料;各种材料必须经试验合格报监理工程师审批后方可使用。
根据工程结构及总体施工计划以及工程的进展情况,合理的调配材料,确保施工过程合理、有序,均衡生产,分阶段、分批量合理调配材料,减少因材料积压所占用资金,提高资金利用率。
4.4工装模型及设备
衬砌模板采用定制钢模型台车,台车长9米,混凝土采用强制搅拌机拌和、罐车运输、混凝土输送泵灌注、附着式和捣固器振捣等灌注。
5施工组织
5.1总的施工部属
5.1.1质量目标
依照国家、铁道部及云南省现行的有关技术标准、规范、规程等,高起点、高标准、严要求,采取有力措施,确保工程一次验收合格率100%,优良率达95%以上,满足建设指挥部对本项工程的各项具体要求;确保全部工程质量达到国家及铁道部工程质量验收标准,并满足设计开通速度要求。
5.1.2安全目标
我项目部将坚持“科学施工,安全生产”的原则和“安全第一,预防为主”的方针,建立健全安全管理组织机构,完善安全生产保证体系,认真落实安全管理制度,消灭由于施工原因引起的一切安全事故,杜绝安全特别重大、重大、大事故,杜绝死亡事故,防止一般事故的发生。
消灭一切责任事故,确保人民生命财产不受损害。
努力创建安全生产文明标准工地。
5.1.3工期目标
开工日期2008年10月16日,竣工日期2010年7月30日。
总工期22.5个月,其中施工准备2个月,开挖、衬砌19.5个月,成洞延后1个月完成。
5.1.3.1、洞身开挖:
总长1675m(D1K88+135-DK89+810),安排进口出口2个作业面开挖。
开挖进度指标:
挖进度指标:
DK88+140~+170、DK89+780~+810Ⅴ级围岩每循环进尺0.8m,计划每天1循环;DK88+170~650、DK89+410~+780V级围岩每循环1m,Ⅳ级围岩每循环进尺1m,每天1.5循环;Ⅲ级围岩每循环进尺1m,每天2循环。
采用指标:
Ⅴ级围岩48m/月,Ⅳ级围岩90m/月,Ⅲ级围岩120m/月
施工进度横道图
工程部位
2008
2009
2010
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
开挖
衬砌
附属
5.1.3.2、正洞衬砌及仰拱、填充、水沟电缆槽等:
作业面安排与开挖相同,完成时间比开挖延后2个月。
5.1.4环保目标
严格执行合同文件要求,遵守国家、铁道部及云南省有关环境保护、水土保持的法律、法规和规章,并按本合同的有关规定,认真做好施工区的环保、水保工作,防止由于工程施工造成的环境污染和破坏。
对环保、水保工作将做到全面规划,综合治理,本着“三同时”原则与工程本体同步实施。
5.1.5文明、规范化施工管理目标
环境整洁、纪律严明、设备完好、物流有序、信息准确、生产均衡、创部级文明施工样板及安全标准工地。
5.2施工队伍部署及劳动力资源保障
隧道在进出口各安排一个隧道工区,其中有开挖班组,支护班组,出碴班组,防水施工和混凝土班组,钢结构加工班组,每个工区大约需要130人。
5.3施工主要机械配置计划表
为保证工程总体施工组织顺利进行,确保工期按计划实现,将抽调精良的机械设备投入到本工程,施工机械设备的投入做到配套、组合合理,数量以满足工程进度和质量标准的要求为原则,并考虑设备的完好率和其
主要管理人员
序号
姓名
分管内容
1
张知宾
施工队长
2
刘维川
技术主管
3
郭新意
质检负责人
4
张则然
隧道技术负责人
5
范延训
安全负责人
他不可预见的不利因素影响施工所增加的足够的备用量。
所有设备进场后应按项目部要求进行相关鉴定标识。
配备本隧道工程的主要机械设备表
序号
设备名称
型号及功率
单位
数量
备注
开
挖
及
初
期
支
护
挖掘机
EC210BLC
台
2
装载机
中国龙工
台
2
自卸汽车
东风
台
6
空压机
20m3
台
5
凿岩钻机
YZ-28
台
20
砼湿喷射机
许昌
台
2
砼搅拌站
JS500
台
2
2
二次衬砌与钢筋工程
全液压衬砌台车
9m
台
2
砼输送泵
HBT-80
台
2
砼灌车
福州
台
6
插入式振动器
ZX50
台
12
附着式振动器
ZW5
台
12
电焊机
W-500湖南
台
6
钢筋弯曲机
WJ40
台
1
钢筋切断机
YYF-50
台
1
3
通风设备
通风机
110*2kw
台
2
4
供电设备
变压器
250kVA
台
2
5
供排水
多级离心泵
IS100-65-315
台
20
潜水泵
QX22-15J
台
10
5.4劳动力使用计划
根据本工程施工的实际需要,经过仔细分析后,根据不同的施工阶段拟投入以下劳动力进行该项工程的施工。
劳动力的使用计划见“按工程施工阶段投入劳动力计划表”。
表中人数为单个工区。
迤坝田隧道劳动力计划表
序号
工种
按工程施工阶段投入劳动力计划
2008
2009
2010
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
1
管理人员
3
3
5
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
7
5
5
3
2
2
开挖工
10
14
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
12
12
0
0
3
支护工
0
10
18
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
20
20
20
0
0
4
运输工
2
6
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
4
2
2
5
防水板工
0
4
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
6
4
0
6
模板工
0
4
8
8
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
8
8
8
6
0
7
衬砌工
0
10
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
18
10
5
8
养护维修工
2
4
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
4
2
9
钢筋工
2
5
5
5
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
7
5
5
2
2
10
机械工
2
4
4
6
6
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
6
6
6
4
2
11
电工
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
12
普通工
2
5
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
6
4
4
13
合计
25
71
110
122
127
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
130
118
108
98
41
20
6总体施工方案
6.1概述
隧道设计的围岩级别为IV、III、Ⅴ级。
6.2施工方案
采用钻爆法施工,风枪钻孔,光面爆破开挖;采用无轨运输出碴;全自动液压衬砌台车全断面泵送砼衬砌。
施工支护采用锚、网、喷支护,喷射砼采用湿喷工艺。
洞外设砼自动计量拌合站,砼输送车运输。
开挖方法:
为了便于隧道机械化施工,以及遇特殊地质施工方法转换方便,Ⅴ级围岩无水时采用正台阶法开挖,台阶长度以5m为宜。
Ⅴ级有水段采用微台阶法,管棚超前,短进尺,弱爆破,强支护,预留核心,土仰拱紧跟法开挖。
IV级围岩采用台阶法开挖,III级围岩采用全断面开挖。
采用非电毫秒雷管微差爆破。
出碴:
采取无轨运输。
无轨运输主要采取挖掘机、装载机、自卸汽车相配合。
衬砌:
衬砌采用全断面液压衬砌台车一套,台车长9米。
仰拱超前施做,衬砌紧跟。
电缆槽延后100m施工。
通风:
采用压入式通风方案。
7主要工序施工工艺
根据现场实地踏勘、设计文件、技术规范要求及现有机械设备和拟添置的设备,确定施工方案。
7.1隧道施工总工艺流程
7.2仰坡开挖及防护
仰坡的开挖应视边坡的稳定情况,确定边坡,清除浮土。
浆砌片石骨架护坡并撒草籽绿化。
7.3地质超前预报
7.3.1地质超前预测预报的目的
本隧道地质情况复杂,有断层、节理裂隙段,有软弱围岩,有膨胀岩地段等。
不良地质具有较强的隐蔽性。
通过地质超前预报,及时发现异常情况,预报掌子面前方不良地质体的位置、产状、含水情况及围岩结构的完整性,从而为优化施工方案提供依据,为预防隧道可能形成的灾害性事故及时提供信息,以便提前做好准备,避免损失。
通过预报,可以了解掌子面前方短距离内的工程地质条件、围岩类别,为正确选择开挖断面、支护设计参数和施工方法提供依据。
开挖
初期支护
施工准备
边仰坡开挖
超前支护
出碴
仰拱施工
防水板挂设
砼衬砌
水沟、电缆槽测量画线
隧道压浆
竣工验收
铺底
隧道施工工艺流程表
7.3.2超前地质预测预报组织机构
施工中将超前地质预报工作作为一个工序来进行安排,成立专业超前地质预报室,配备先进的预测与预报设备和仪器,建立地质预报管理组织机构,由总工程师任组长,工程部长、地质工程师任副组长,各专业工程师任成员的组织机构,配备TSP203地质超前预报仪、地质雷达、红外探水仪、超前水平地质钻机、数码相机、数码摄像机等先进仪器以组成完善的超前地质预测预报体系,全面实施本隧道的超前地质预测预报工作。
根据以往类似地质条件隧道施工中积累的超前地质预报经验,编制《隧道施工测试与超前预报实施细则》,并遵照执行。
见质探测与预报组织机构图。
总工程师任组长:
全面负责综合测试与超前地质预报工作,直接向指挥长负责;
工程部长、地质工程师任副组长:
组织工程地质、水文地质、物探及试验等专业组成人员进行超前地质预报日常工作;
组长:
总工程师
副组长:
工程部长、地质工程师
工
程
地
质
水
文
地
质
物
探
专
业
试
验
专
业
地质探测与预报组织机构图
地质工程师:
负责隧道工程的地质超前预报和调绘、监测以及测试、试验资料的分析、研究,提出施工工程措施建议;
水文工程师:
负责水文地质调绘、测试及隧道涌水量的预测与环境水文地质评价;
物探专业工程师:
负责物探测试工作;
试验专业工程师:
负责岩、土、水样的测试、试验工作。
7.3.3超前地质预测预报的主要内容
为保证隧道的顺利施工,避免地下水发育地段突水、突泥的发生,防止地表水、地下水流失,破坏当地生态环境,确保施工安全,需要采取有效措施对隧道掌子面地质情况进行较为准确的预测预报,根据隧道的具体情况,判定超前地质预报内容并纳入工序管理之中。
经过超前地质预报,在开挖后对地质条件再次认知,通过对比反馈信息和分析,逐步提高对围岩的预报判释能力。
超前地质预报的总体工作内容参见超前地质预报总体工作内容工作框图。
7.3.3.1超前探测
主要针对地下水发育地段的断层破碎带及其影响带、岩层接触带、构造及发育带
超前地质预报工作内容程序图
①超前物探
长距离超前物探:
首选方法为TSP203地质探测仪(探测距离约200m),对比方法为HSP声波反射法(探测距离约100m),TSP203超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地质中产生的反射波特性来预报隧道掘进面前方及周围临近区域的地质状况。
它是在掌子面后方边墙一定范围内布置一排爆破点,进行微弱爆破,产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播,当岩石强度发生变化,界面两侧岩石的强度差别越大,反射回来的信号、返回的时间和方向,通过专用数据处理软件处理得到岩体强度变化界面的信号也就越强。
返回信号被经过特殊设计的接收器接收转化成信号并进行放大,通过专用数据处理软件处理,得到岩体强度变化界面的位置及方位,详见TSP203地质预报系统现场测试示意图。
近距离超前物探:
首选方法为地质雷达(探测距离约4~30m),对比方法为数码成像,跨孔声波CT成像法。
②水平钻孔超前探测
采用钻孔超前探测,钻孔孔径50mm,钻孔长度20~30m,近距离验证超前物探成
超前探孔每循环原则上设2个,钻孔深度一般30m左右,两循环之间搭接长度不小于5m。
2个探孔中其中一个须采用地质钻机进行取芯,同时根据钻孔速度变化、钻孔出水的清浊及颜色,来判断对掌子面前方地质情况。
TSP203地质预报系统现场测试示意图
采用超前水平钻孔可以最直接的揭示掌子面前方的地质特征,准确率很高。
采用长短钻孔相结合,并结合其它探测成果,可取得良好效果。
超前水平钻孔采用意大利C6管棚钻机钻机施工探孔布置如图所示。
探孔布置示意图
7.3.3.2常规地质法
①正洞掌子面
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- 坝田 隧道 施工 方案 1013