新弹音四号隧道施组.docx
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新弹音四号隧道施组
邯长铁路扩能改造工程项目
新弹音4#隧道
施工组织设计
编制:
复核:
批准:
中铁二十一局集团
第五工程公司邯长铁路扩能改造工程项目部
二0一0年十二月
目录
一、编制依据、原则及工程概况
1.1编制依据……………………………………………………………1
1.2编制原则……………………………………………………………1
1.3工程概况……………………………………………………………2
二、施工总体布置
2.1施工指导原则………………………………………………………2
2.2施工方法及施工顺序………………………………………………3
2.3围岩类别及长度……………………………………………………3
2.4隧道工程特点………………………………………………………4
三、总体施工方案
3.1总体施工组织及规划原则…………………………………………4
3.2施工组织机构及施工队伍分布……………………………………4
3.3大临工程的分布及总体设计………………………………………5
3.4主要施工机械设备…………………………………………………6
3.5工程主要用料计划…………………………………………………7
3.6施工进度计划………………………………………………………7
四、主要施工方案、施工工艺及技术措施
4.1洞口段施工…………………………………………………………8
4.2正洞开挖施工………………………………………………………9
4.3初期支护……………………………………………………………11
4.4结构防排水…………………………………………………………15
4.5二次衬砌……………………………………………………………19
4.6风水电作业及通风防尘……………………………………………23
五、隧道测量方案
5.1测量概述……………………………………………………………24
5.2平面控制网布设及作业要求………………………………………25
5.3洞内测量设计及要求………………………………………………25
六、隧道主要施工技术措施
6.1隧道监控量测技术措施……………………………………………26
6.2隧道超前地质预报技术措施………………………………………28
6.3不良地质控制技术措施……………………………………………29
6.4涌泥和突水的处理技术措施………………………………………30
6.5断层破碎带施工技术措施…………………………………………31
6.6预防塌方技术措施…………………………………………………31
6.7塌方的处理技术措施………………………………………………32
6.8砼耐腐蚀、耐久性技术措施………………………………………33
6.9一级防水标准施工技术措施………………………………………33
七、质量保证体系及保证措施
7.1质量目标……………………………………………………………34
7.2质量保证体系及说明………………………………………………35
7.3保证工程质量的措施………………………………………………36
八、安全保证体系及保证措施
8.1安全目标……………………………………………………………43
8.2安全保证体系………………………………………………………43
8.3安全保证体系说明…………………………………………………43
8.4施工安全保证措施…………………………………………………45
九、环保、水土保持管理体系及保证措施
9.1施工环境保护、水土保持目标……………………………………50
9.2施工环境保护、水土的具体要求…………………………………50
9.3施工环境保护、水土保持组织机构………………………………50
9.4施工环境保护、水土保持管理体系………………………………50
9.5环境保护的方案和措施……………………………………………52
9.6环境保护的方案和措施……………………………………………53
9.7保护野生动植物,维护生态平衡…………………………………54
十、职业健康安全管理体系及保证措施
10.1职业健康安全目标………………………………………………54
10.2职业健康安全管理体系…………………………………………54
10.3职业健康安全保证措施…………………………………………55
十一、文明施工
11.1文明施工的方案…………………………………………………57
11.2文明施工的保证措施……………………………………………57
十二、冬季、雨季施工措施
12.1冬季施工措施……………………………………………………60
12.2冬季施工措施……………………………………………………61
十三、施工安全应急预案
13.1建立应急救援组织机构…………………………………………62
13.2紧急救援实施预案…………………………………………………62
13.3隧道施工紧急预案措施……………………………………………64
十四、竣工验收…………………………………………………………66
新弹音4号隧道实施性施工组织设计
一、编制依据、原则及工程概况·
1.1编制依据
(1)《国家发展改革委关于邯长邯济铁路扩能改造工程可行性研究报告的批复》(发改基础【2009】2738号)。
(2)铁道部工程设计鉴定中心关于《改建铁路邯长邯济铁路扩能改造工程初步设计审查意见(初稿)》(2009年8月)。
(3)铁三院关于邯长铁路扩能改造工程修改初步设计文件和图纸。
(4)修改初步设计阶段与地方签订的有关协议及纪要。
(5)现行的国家有关方针政策,以及国家和铁道部有关规范、验标及施工技术指南等。
(6)现场施工组织调查及当前建设的平均先进技术水平、管理水平和施工装备水平。
1.2编制原则
(1)先重点后一般,全面规划,突出重点,同时安排好工程的衔接,使人力、物力充分发挥作用,有节奏的施工,均衡生产,确保总工期及阶段工期。
(2)充分认识营业线增建二线的施工特点,妥善解决施工与运输间的矛盾,尽量避免施工与运输的相互干扰,同时,又要充分利用营业线对施工有利的方面,合理安排施工顺序。
(3)落实营业线施工及季节性施工安全措施,安排好施工顺序和工程作业项目的衔接,确保全年不间断施工。
(4)必须满足建设工期和工程质量标准,符合施工安全、环境保护、水土保持和地质灾害防治等要求。
(5)尽量采用先进的施工方法和施工工艺,积极而慎重的采用新技术、新材料、新工艺、新设备。
保证施工安全和工程质量,加快施工进度,降低工程成本。
1.3工程概况
1.3.1隧道概况
新弹音4#隧道起止里程为DK119+507~DK120+650,全长1143米,为单线隧道。
隧道进口采用路堑式洞门,出口采用台阶式洞门;洞门开挖坡面采用浆砌片石骨架护坡;隧道暗洞采用复合式衬砌,各级围岩采用曲墙带仰拱形式,初期支护采用喷锚支护。
1.3.2工程地质特征
本隧道地层主要为寒武中统鲕状灰石、泥质条带灰岩及灰岩加页岩;寒武系下统页岩加薄层灰岩及砂岩。
进出口附近山坡覆盖块石土,分布不均,岩性杂乱,充填土及碎石。
1.3.2水文地质特征
土壤最大冻结深度为1.0m。
地震动峰加速度为0.01g(地震基本烈度为Ⅶ度)。
勘测期间洞身范围内未发现地下水及井泉出露,雨季沿基岩面及节理裂隙有水下渗。
二、施工总体布置
2.1施工指导原则
(1)隧道施工按喷锚构筑法施工要求指导施工,进行信息化施工组织设计。
(2)施工方案的选择及设备选型以满足施工安全、质量、进度、文明施工为前提。
(3)临时场地布置应利用荒地、少占良田,并应少刷方以保护自然植被。
(4)隧道进洞尽量避免或减少对山体和植被的破坏,确保洞口山体的稳定、施工过程的安全及以后运营工作的安全。
(5)破碎及软弱围岩带施工中坚持遵循“管超前、预注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则。
(6)在施工中必须认真执行“四个及时”,即及时支护、及时检测、及时反馈、及时修改。
2.2施工方法及施工顺序
(1)Ⅲ级围岩采用全断面法施工;Ⅳ级围岩采用台阶法;Ⅴ级围岩浅埋地段,采用交叉中隔壁法(CRD)法施工,破碎带采用短台阶法施工。
洞门段采用明挖法。
开挖时采用人工风钻钻孔,光面爆破技术。
(2)二次衬砌采用先墙后拱法施工;施工时采用全断面轨行式模板台车,砼罐车运输,砼输送泵泵送入模,插入式振捣器振捣。
(3)本隧道由进口一个工作面进行施工。
施工顺序如下:
施工测量→边、仰坡治理→洞口施工→超前支护→洞身开挖、出碴→通风→初期支护→监控测量→仰拱、仰拱填充→防水层→边墙基础→模筑衬砌→水沟、电缆槽施作→道床施工。
2.3围岩类别及长度
围岩类别及长度
长度
围岩类别及衬砌长度(m)
洞门型式
(m)
Ⅴ级(洞门)
Ⅴ级加强
Ⅴ级
Ⅳ级
Ⅴ级加强
Ⅴ级(洞门)
1143
18
100
95
670
235
25
路堑式洞门
初期支护喷砼优先采用湿喷工艺,在每立方砼中掺加1kg的微纤维。
隧道进出口端开始进洞时拱部采用18m大管棚配合小导管超前注浆加固地层。
2.4隧道工程特点
(1)隧道进出口埋深浅,地质条件较差,岩石破碎,加大了施工的难度。
(2)本隧道岩层主要呈单斜缓倾构造,受区域构造影响,隧道进口~右DK119+800为一骨划坡体,岩体成松散块石土状,稳定性差。
隧道出口附近从漳北大渠下穿过,需加强隧道的防水措施。
三、总体施工方案
3.1总体施工组织及规划原则
为全面实现“安全零事故、质量零缺陷”的总体目标,进行施工组织总体布置的规划。
合理安排施工顺序,采用网络计划技术科学安排进度计划,采用先进、成熟、经济、适用、可靠的施工技术和施工工艺;合理布置施工临时设施,减少施工用地,配备先进的机械化作业生产线,保证工程质量,提高生产效率,降低工程成本,提高经济效益,严格工程质量管理,狠抓施工安全和环境保护,确保工程质量创优。
3.2施工组织机构及施工队伍分布
3.2.1项目部组织机构
项目经理部由领导层和职能部门组成,设项目经理1人、项目副经理2人、总工程师1人、安全总监1人、副总工程师1人。
职能部按“五部一室”设置,即工程管理部、安全质量部、计划经营部、物资设备部、综合管理部、中心试验室。
项目部下属5个架子队,本隧道由第二架子队负责施工
3.2.2施工队伍分布
隧道施工队劳动力配备表
人员类别
数量(个)
进场时间
人员类别
数量(个)
进场时间
施工队长
1
2010年12月
仓管员
2
2010年12月
现场值班
2
2010年12月
安全员
2
2010年12月
测量工
3
2010年12月
钢筋工
6
2010年12月
电工
2
2010年12月
爆破员
4
2010年12月
电焊工
4
2010年12月
挖机操作工
2
2010年12月
凿岩工
38
2010年12月
装载机工
3
2010年12月
泥水工
4
2010年12月
驾驶员
5
2010年12月
木工
2
2010年12月
机修工
3
2010年12月
普工
20
2010年12月
喷锚工
5
2010年12月
材料员
2
2010年12月
饮事员
2
2010年2月
3.3大临工程的分部及总体设计
3.3.1施工现场布置
施工现场主要施工生产设施有:
机械停放区、钢筋加工区、材料堆放区、办公及住宿区、食堂、厕所等。
见附图1
3.3.2主要临时设施
(1)施工便道
进场便道:
利用石家庄沟大桥进场便道及贯通便道。
修至通至隧道口的便道。
本便道路面宽6米,上铺15cm厚砂夹石;当隧道高于俩侧原地面2m时,在路面俩侧设置防护栏杆。
渣场便道:
从隧道进口沿线路左侧的绕行便道前行300m到渣场。
(2)施工用电
隧道进口配备630KW变压器1台,并配备1台200KW发电机.
(3)施工用水
施工用水采用打井取水,其水质达到生活水标准。
(4)混凝土供应
本隧道所用混凝土搅拌站提供.
(5)临时通讯
主要负责人及部门安装移动电话对外联系,同时设内部通讯电话统一指挥协调生产。
3.4主要施工机械设备
为确保工期和质量,根据本隧道工程内容和特点,配置性能良好、配套完善、数量充足的隧道施工机械设备,拟配备的主要施工机械设备及检测详见下表(下页):
投入的主要施工机械设备表
序号
名称
规格型号
数量(台/套)
现状
小计
其中
自有
租赁
新购
特别制造
1
气腿式凿岩机
YT-28
30
30
新
2
湿喷机
TK961
2
2
新
3
砂浆锚杆注浆机
NZ-130A
2
2
新
4
双液注浆机
RG-70D
2
2
新
5
空压机
L-22/7
4
4
新
6
侧卸装载机
ZL50F
1
1
良好
7
装载机
ZLG50G
1
1
良好
8
挖掘机
WY2.5
1
1
良好
9
自卸汽车
SX3254BL324
4
4
良好
10
仰拱栈桥
12m
2
2
自制
良好
11
砼模板台车
12m
1
1
新
12
电焊机
BX-500
3
3
良好
13
管棚钻机
PG115
2
2
良好
14
轴流通风机
2SZ-125B
3
3
良好
15
潜水泵
QW65-10
4
4
良好
16
砼输送车
AH5299GJB,9m3
4
4
良好
17
砼输送泵
HBT60B,60m3/h
1
1
良好
18
箱式变压器
500KVA
2
2
良好
19
切割机
CG1-30
2
2
良好
20
钢筋加工设备
各种规格
3
3
良好
3.5工程主要用料计划
本工程所用主要材料钢材、水泥、中空锚杆、止水带、防水板由业主统一组织招标采购。
工程用其他材料按《采购控制程序》进行招标采购;
3.6施工进度计划
3.6.1计划工期
2010年12月1日开工,2012年2月25日竣工;
3.6.2进度指标
开挖进度指标表
序号
围岩级别
开挖进度
1
Ⅴ级
90m/月
2
Ⅳ级
60m/月
四、主要施工方案、施工工艺及技术措施
4.1洞口段施工
4.1.1总体部署
按照“早进洞、晚出洞”的原则,先恰当选用仰坡坡度,控制边仰坡的开挖高度、做好洞顶防、排水系统,后刷边、仰坡进行边、仰坡整治,再拉槽挂洞门,进入正洞施工。
隧道进洞时尽量避免或减少对植被的破坏,确保洞口山体在施工过程中及运营后的安全。
4.1.2施工准备
现场核对洞口处地质水文条件及设计文件所定洞口位置是否恰当,放出洞口的边仰坡开挖边线、洞门法线及底板控制标高。
4.1.3截水天沟的施作
洞顶截水沟位置结合现场实际情况布设,并必须在边、仰坡施工前完成,确保坡做洞顶截水沟,有效防止地表水冲刷坡面,确保边仰坡稳固。
4.1.4边仰坡开挖、支护
根据图纸的里程标高对洞口边坡进行放线。
标出边坡开挖边线及土方开挖厚度。
洞口边仰坡开挖,对于边坡厚度较大的地方采用反铲辅助开挖、人工修坡的方式进行。
开挖自上而下进行,分层开挖,并每层检查边坡坡度。
反铲开挖后预留20~30cm进行人工修坡,清除虚土。
洞口部位临时边仰坡采用锚喷砼支护。
4.1.5洞口施工
(1)导向墙施工
在边仰坡开挖并加固好后开始洞口段导向墙施工,为确保隧道进洞的安全,在进洞前在拱部设长18m的大管棚超前支护,先施作导向墙,并预埋固定套管,待混凝土强度达到要求再进行钻孔安装管棚作业。
(2)超前大管棚预注浆
隧道洞口段围岩较差,该岩层强度低且遇水软化崩解,为确保进洞安全,对洞口段拱顶进行大管棚超前注浆以改善土体性能,增加围岩强度。
4.2正洞开挖施工
4.2.1开挖方法
此隧道采用曲墙带仰拱复合式衬砌,初期支护采用网、锚、喷支护。
采用单工作面掘进施工,无轨运输。
Ⅳ级围岩采用台阶法;Ⅴ级围岩浅埋地段,采用弧形导坑预留核心土法施工,破碎带采用短台阶法施工。
洞门段采用明挖法。
开挖时采用人工风钻钻孔,光面爆破技术。
4.2.2钻爆设计
(1)爆破设计型式
根据标段内隧道的地质特性和设计要求,爆破设计采用光面爆破。
(2)火工器材的选择
炸药:
乳化炸药(规格:
32mm×200mm,每卷180克)
雷管:
8#火雷管,1~15段非电毫秒雷管。
其它:
导爆索、导火索和竹片等。
(3)掏槽型式和堵孔
上台阶开挖掏槽形式采用斜眼掏槽,为确保循环进尺,掏槽眼深于其它眼10cm。
炮眼堵塞长度不小于40cm,炮泥堵塞。
(4)参数选择
光爆参数选择见下表
岩石类别
周边眼间距E(cm)
周边眼抵抗线W(cm)
相对距离E/W
装药集中度q(kg/m)
极硬岩
50~60
55~75
0.8~0.85
0.25~0.30
硬岩
40~50
50~60
0.8~0.85
0.15~0.25
软质岩
35~45
45~60
0.75~0.8
0.07~0.12
(5)装药结构
周边眼采用空气柱间隔合装药形式,为保证周边眼同时起爆,须使用导爆索连结各药卷。
除周边眼采用空气柱间隔装药外,其余各炮眼均采用孔底大药卷连续装药,雷管置于孔底第二节药卷上进行反向起爆。
周边眼装药结构见下图
周边眼装药结构示意图
4.3初期支护
4.3.1湿喷砼施工
(1)混凝土中的水泥、细骨料、粗骨料以及骨料级配、水要符合《铁路施工及验收规范》(GB50299-1999)的要求。
(2)在喷射混凝土之前应检查开挖断面尺寸,清除危石和墙脚的岩碴,用高压风将开挖面的粉尘和杂物清理干净。
(3)喷射作业应分段、分片、分层,由下而上,依次进行。
喷枪离岩面距离0.6~1.0m左右,喷射时,喷射手应严格风压,使喷射层表面平整、密实。
每次喷层厚度拱顶为3~5cm,边墙5~7cm,喷枪应大致垂直岩面,以尽可能减少回弹。
(4)分层喷射时,后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1小时后再进行喷射时,应先用高压风水洗清喷层表面。
(5)有水地段喷射混凝土施工工艺
①喷射时,先从远离出水点开始,逐渐向涌水点逼近,将散水集中,安设导管,将水引出,再向导管逼近喷射。
②当涌水范围大时,可设树枝状排水导管后再喷射。
③当涌水严重时,可设置泄水孔,边排水边喷射。
4.3.2锚杆施工
隧道拱部采用Φ25中空锚杆,边墙采用Φ22砂浆锚杆,施工时采用M20砂浆充填,所用锚杆均设钢垫板,垫板采用150mm×150mm×6mm钢板。
(1)锚杆施工工艺流程
锚杆施工工艺流程图
(2)施工工序
①初喷砼完成后,按设计要求及时安设锚杆。
先在岩面上画出需施设的锚杆孔位,采用凿岩机钻孔,高压风枪清孔。
②先塞入已浸泡水的药卷,塞够卷数后用风钻或风镐将杆体抵到设计深度。
塞入杆体,然后加垫板和螺母,待锚杆有一定的抗拉强度后拧紧螺母。
4.3.3拱架施工
隧道洞身Ⅴ级围岩段全环布设工字钢拱架,Ⅳ围岩采用格栅拱架。
(1)施工工艺流程
拱架施工工艺流程详见下图。
拱架施工工艺图
(2)施工要点
①拱架加工
钢拱架均在钢筋加工场集中加工,农用车倒运至开挖作业面。
采用冷弯加工焊接而成;在加工过程中须严格按设计要求制作,做好样台、放线、复核并标上号码标记,确保制作精度。
各类型钢拱架加工第一榀后,须进行试拼,试拼检查合格后,方可进行成批生产。
②安装
先准确测量出中线、水平点及里程,保证拱架安装的精度符合设计轮廓的要求。
钢拱架按设计位置架设,拱架拱脚须放在坚实的地基上,钢架与初喷面之间应尽量接近,留有4cm间隙,供作砼保护层;如基底为软弱层,应采用喷砼做成扩大基础后架立拱架。
钢拱架安设应在开挖后2小时内完成。
钢架与径向锚杆、钢筋网及连接筋焊接成整体,以增强其联合支护的效应。
4.3.4钢筋网铺设
隧道初期支护钢筋网采用φ8钢筋,钢筋网规格为200mm×200mm和250×250mm。
钢筋网与拱架联结牢固,喷射混凝土时钢筋网不得晃动。
钢筋网之间搭接应牢固,且搭接长度不小于1-2个网格。
4.3.5超前小导管施工
(1)钻孔:
采用YT-28型风钻钻孔,孔深应适当超深。
(2)注浆
注浆前导管孔口应达到密闭标准,以防漏浆,然后按设计比例配浆,由于本隧道存在两种注浆方式,所以根据情况采用单液注浆机或双液电动注浆机压注,注浆压力为0.5~2.0Mpa,一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。
注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。
(3)注浆参数如下:
注浆参数
注浆范围
拱部
注浆压力
0.5~2.0MPa
扩散半径
50cm
水泥标号
42.5普通硅酸盐水泥
水泥浆液水灰比(重量比)
1:
1
速凝剂掺量
3~5%
缓凝剂(Na2HPO4)掺量
2~2.5%
备注
具体浆液配合比和注浆压力由现场实验确定
(5)施工注意事项
①遇到地质条件差的情况下,在小导管成孔后,应及时快速安设小导管,保证在钻孔稳定时将小导管送到孔底。
②小导管方向与隧道中线平行,外插角要符合设计要求。
③当注浆压力达到设计终压(1.5~2.0Mpa)不少于5分钟,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆。
④钢管顶进时,注浆保护管口不受损变形,以便注浆连接。
4.4结构防排水
4.4.1防水层施工
(1)基面处理
铺设前对初期支护大致找平,边墙及拱部初喷找平、底部砂浆找平。
对外露的锚杆等切除、磨平,水泥砂浆封堵找平等。
(2)铺设
①防水板铺设之前先铺设无纺布,无纺布采用质量为400g/㎡的土工合成材料。
②用水泥钉将与防水板配套的圆垫片将无纺布固定在基面上,按梅花型布置,固定间距拱部50~80㎝,边墙为80~150㎝,高低不平处应增加固定点。
③无纺布之间采用搭接法进行连接,搭接宽度为5cm,搭接缝部位可采用点粘法。
无纺布铺设时应尽量与基面密贴,不得过紧或起大包,以免影响防水板的铺设。
④铺设防水板时,宜采用沿环向铺设的方法并排铺设两幅防水板,应边铺边将其与暗钉圈焊接牢靠,两幅防水板的搭接宽度不得小于15cm,以保证搭接牢靠及预留搭接余量,防止二次衬砌混凝土浇筑时防水板绷紧而造成拱顶二次衬砌厚度不足或防水板被胀破,影响防水效果。
无钉铺设示意图
(3)防水卷材焊接
防水卷材接头采用热合机自动焊接,边缘搭接10-15cm,两侧焊缝宽不小于2cm,
焊缝应严密。
焊接完毕后,采用充气法进行检测,充气压力为0.5Mpa。
保持该压力不少于2分钟,允许压力下降2%。
如果压力持续下降,应查出漏气部位,并对漏气部位进行全面的手工焊接。
焊缝温度和速度应适宜
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