大山隧道实施性施工组织设计.docx
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大山隧道实施性施工组织设计
1.编制依据
1、大山隧道施工设计图
2、铁道部现行的设计,施工规范与验收标准
3、施工调查资料
4、我单位类似工程的施工经验
2.工程概况
2.1工程简介
大山隧道(DK249+349)全长3418m,隧道位于大山车站出站端,设计行车速度140Km/h.进口里程DK247+640,出口里程DK251+058。
其中Ⅳ级围岩长2540m、Ⅴ级围岩长878m。
采用新奥法施工,光面爆破;全隧采用台阶法开挖。
锚喷支护,拱墙一次衬砌。
隧道洞身围岩主要为钙质泥岩夹页岩、泥灰岩等,洞身与三条断层相伴、二条断层相交。
地下水对砼无侵蚀性。
2.2主要工程数量
见表一
2.3施工条件
2.3.1地质条件
大山隧道为剥蚀低山地貌,位于大山矿区东侧,地表沟壑发育,山脊浑圆,地面高程700m~1050m,相对高差50m~350m,段内覆盖第四
粉质黏土;下伏石炭系下统岩关阶(C1y)灰岩、炭质页岩、页岩夹硅质岩,泥盆系中统东岗岭阶罗富段(D2d2)钙质泥岩夹页岩、泥灰岩。
隧道与两条断层相交、三条断层相伴,拉炉1号断层位于线路DK247+635~DK248+100段右侧15~30m外;拉炉2号断层大致平行于线路DK248+000~+700段右侧40m外;拉炉3号断层发育于大山隧道洞身,在DK248+695附近地表与线路大角度相交;拉豪1号断层大致平行地位于线路DK248+700~DK249+400段右侧50m外;拉豪2号断层发育于大山隧道洞身,在DK250+385附近与线路大角度相交。
表一
工程项目
单位
单线
Ⅳ级
Ⅴ级
小计
各级围岩长度
m
980
720
1700
隧道开挖
一般开挖
m3
50342
40767
91109
衬
砌
圬
工
混凝土
C20
m3
2494
1866
4360
C25
9528
6846
16374
钢筋砼
C30
/
1658
1658
衬砌钢筋
20MnSi
Kg
/
42753
42753
Q235
/
20196
20196
沟身钢筋
Q235
10025
7366
17391
盖板
钢筋砼
C20
m3
78
56
134
钢筋
Q235
Kg
6398
4591
10989
系
统
支
护
喷砼
C20
m3
2625
4006
6631
微纤维
XD--F
Kg
2362
3606
5968
钢筋网
Q235
26656
48406
75062
锚杆
Φ22砂浆锚杆
根
8889
10080
18969
m
22223
30240
52463
Φ25中空锚杆
根
8825
8055
16880
m
22063
24165
46228
加
强
支
护
小导管
Φ42小导管
根
/
5079
5079
m
/
17777
17777
Kg
/
59553
59553
水平锚杆
Φ22砂浆锚杆
根
/
2050
2050
m
/
7175
7175
支护注浆
水泥砂浆
m3
/
711
711
格栅钢架用钢
用钢合计
Kg
/
442983
442983
砼垫块
C15
m3
/
71
71
防
排
水
止水带
橡胶止水带
m
3947
2919
6866
防水板
复合防水板
m2
24650
18232
42882
环向盲沟
Φ50透水管
m
1987
1479
3466
衬砌后注浆
水泥砂浆
m3
490
360
850
2.3.2水文、气候条件
大山隧道地区沟溪内长年有水,流量四季变化大,主要受大气降水补给。
地下水分为第四系孔隙水及基岩裂隙水,第四系孔隙水赋存于第四系堆积层中,为土壤中水,含水量微弱;基岩裂隙水赋存于泥岩及页岩中,区内断裂、褶皱构造发育,节理发育,基岩裂隙水丰富;DK248+100~+400、DK249+170~+350隧道顶为沟槽,水质量属HCO3--Na++K+型水,对砼无侵蚀性。
预计本隧道正常涌水量Q=10150m3/d,最大涌水量Q=10255m3/d。
2.3.3不良地质情况
隧道进口端岩层产状为S-N/50°E;隧道进出口左侧顺层。
DK247+620~+730发育有一在平面呈三角形状地貌,横向长约200m,轴向长170m的一斜坡堆积体,覆土为硬塑状粉质黏土,夹有10%左右的泥岩质及灰岩质块石,块径一般100cm~200cm,最大块径达300cm。
坡面有拉炉1号断层通过,基岩为(D2d2)钙质泥岩夹页岩及(C1y)角砾化灰岩等。
未见明显滑动面,覆盖层与基岩接触面或基岩全强风化层与弱风化接触面局部见有地下水(部分质较软)。
该坡面现为茂密竹林,未见有变形破坏痕迹,无近期滑动迹象,该三角形状地貌边缘未发现地下水露头。
覆土厚为2~4m,以下为基岩风化层,该斜坡堆积体现状稳定。
由于隧道进口端受构造影响,岩层风化破碎严重,风化层较厚,受隧道进口端右侧河沟的切割作用,隧道进口端浅埋地段易形成表土坍滑,加之隧道进口端顺层现象严重,隧道进口端浅埋段为一斜坡堆积体,目前处于极限平衡状态。
2.4工程特点、重点
大山隧道是QG8标段工期控制工程。
为黔桂线扩能改造重点工程。
隧道地质复杂,易发生坍方、冒顶、涌水、涌泥;进口端处于滑坡上部滑体中。
属于浅埋偏压软弱围岩地段。
3施工布署
3.1施工总目标
3.1.1质量目标
确保整个隧道工程达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准。
整个隧道达到不渗、不漏,并创国家级优质工程。
3.1.2工期目标
计划从2005年2月1日开始准备,2005年3月1日开工,2006年11月30日完工.总工期22个月。
3.1.3安全目标
安全方针:
“安全第一,预防为主”。
安全目标:
实现“四无”、“一控制”、“一达标”。
“四无”:
无职工因工死亡事故、无重大交通责任事故、无重大“一达标”:
安全生产达国标。
3.1.4环保目标
全面达到黔桂铁路金城江至局界段扩能改造工程建设环保要求,确保工程所在地的环境不受污染和破坏。
施工全过程环境保护达到国家及广西壮族自治区、贵州省的标准要求。
3.2施工总体方案
本隧道由进口、出口两个作业队组织施工,进口段作业队(一作业队)负责施工长度为1700m,出口段作业队(二作业队)负责施工长度为1718m。
我一作业队待抗滑桩施工完成后,可进行隧道作业。
全隧采用台阶法超前支护下开挖,台阶长3.0~8.0m。
多功能开挖台架,人工手持风钻钻爆,上台阶的土石方由PC320挖掘机翻至下台阶,ZL50型正装侧卸装载机装碴,8T自卸汽车出碴。
喷射砼采用TK961型湿喷机。
本隧道为复合式衬砌,二次衬砌采用仰拱、填充先行,衬砌砼施工采用全自动液压衬砌台车,泵送砼,墙拱一次衬砌成型。
3.3资源供应
3.3.1劳动力计划
本隧道进口段作业队,作业人员95人,其中管理人员5人。
各工序劳动力安排如下:
工序
人员安排
合计(人)
开挖班(2个班)
班长2人,开挖工9人,领工员1人
24
喷锚班(2个班)
班长2人,工人6人,领工员1人
18
运输班
班长1人,工人3人
4
衬砌班(2个班)
班长2人,工人13人
30
修理班
班长1人,工人4人
5
测量组
技术员2人,测工3人
5
木工班
班长1人,工人3人
4
管理人员
5
合计
95
3.3.2材料供应计划
表二
隧道的主要材料,由指挥部统一组织购买,在工地设材料临时存放库房。
(材料供应计划见表二)
序号
品名
单位
2005上半年年月日年月日半年月日
2005下半年
2006上半年
2006下半年
累计
1
炸药
吨
62
93
93
62
310
2
毫秒雷管
发
11714
17571
17571
11714
58570
3
半秒雷管
发
15204
22806
22806
15204
76020
4
导爆索
米
2440
3660
3660
2440
12200
5
水泥
吨
2422
3633
3633
2422
12110
6
钢筋
吨
157.4
236.1
236.1
157.4
787
7
碎石
m3
2860
4290
4290
2860
14300
8
砂
m3
1855.6
2783.4
2783.4
1855.6
9278
9
速凝剂
吨
14.52
21.78
21.78
14.52
72.6
10
耐腐抗渗剂
吨
72
108
108
72
360
11
火雷管
发
240
360
360
240
1200
3.3.3主要施工机械设备配备表
见表三
表三
表三
表三
序号
机械名称
型号规格
总数量
备注
1
挖掘机
PC320
1
2
装载机
ZL50
1
3
衬砌台车
12m
1
4
开挖台架
2
5
通风机
SDF(B)-N011
3
4
通风机
88-130kw
3
5
电动空压机
4L-70/8
1
6
电动空压机
L-10/7
2
7
柴油发电机
90GF
2
8
变压器
S7-500/10
2
9
变压器
S7-250/10
1
10
卷扬机
1T
8
11
汽车起重机
16T
1
12
载重汽车
EQ1092F
2
13
自卸汽车
EQ3090F
3
14
轻型载重车
EQ1049LC
2
15
砼搅拌机
Js500A
2
16
配料机
HP800C
2
17
砼输送泵
HB30D
4
18
振动筛
ZD2000×1000
3
19
湿喷机
TK961
5
20
钢筋弯曲机
φ40
2
21
钢筋切断机
φ40
2
22
电焊机
B×300-1
4
23
高扬程抽水机
DA10×10
4
24
木工刨床
2
25
木工锯床
2
26
车床
CW6136B
2
27
钻床
ZW75
2
28
刨床
B665
1
3.3.4主要材料试验、测量、质检仪器设备配备表
见表四表四
序号
仪器名称
型号规格
数量
备注
1
全站仪
SET2030R
1套
新
2
水平仪
DS3
1套
新
3
砼试模
150×150×150
8套
新
4
托盘天平
500g
1套
新
5
坍落筒
1套
新
6
砂浆试模
70.7×70.7×70.7
6套
新
3.5临时工程
3.5.1施工场地布置
见<施工平面布置图>
3.5.2施工便道
大山隧道左侧500m为G210国道,由国道引入1号便道至大山隧道进口。
便道长700m,宽3.5m,设有5处汇车道,便道的两侧设有排水沟,路面面层为5cm的泥结碎石层,确保便道的畅通。
3.5.3施工营地及临时房屋
临时生产房屋布置在离洞口较近的位置,以便于洞内施工。
面积为1200m2。
3.5.4供电方案
隧道临时工程采用自发电,正式工程采用系统电。
洞内采用高压进洞,变压器随施工需要前移。
3.5.5供水系统
在进口附近建两座蓄水池,蓄水池容量为150m3,并安装增压泵,φ100供水管路1800m。
3.5.6拌合站
在隧道进口设一座拌合站,拌和站由2台JS500A拌合机组成,生产能力为60m3/h。
3.5.7仓库和堆料场
在工地现场修建四间仓库,面积为400m2,两处堆料场的面积为1200m2。
地面使用碎石铺筑垫层。
3.5.8工地试验室
为保证隧道的优质建成,在芒场设试验室,负责隧道的原材料、半成品的试验工作,及时提供试验资料。
试验室主要包括以下工作:
1、隧道施工用的所有材料:
钢材、水泥、水、粗细骨料、外加剂等材料的送检。
并根据检验结果对材料状态进行标识。
2、根据理论配合比及现场试验,选用施工配合比,包括模注混凝土、钢筋混凝土、喷射混凝土和注浆浆液的配合比及各种类型的外加剂,掺量和使用方法。
3、按《铁路隧道验收标准》的要求制作各部位混凝土的检查试件,并负责到期试压。
4、检查核实施工中所用材料是否经过检验,是否按规定的配合比过秤和掺用外加剂。
3.5.9碴场及防护
进口段9万方弃碴弃于DK247+700右侧200m处的缓坡地带,弃碴坡脚设置浆砌片石挡墙,弃碴场坡面上方设置地表截水沟,弃碴场均予撒草籽绿化。
3.6各分项工程的施工顺序
3.6.1开挖
大山隧道开挖在超前支护下采用分部台阶法,台阶长3m~8m,利用多功能台架人工手持风钻钻爆施工。
3.6.2出碴、运输
上台阶的弃碴由PC320挖掘机翻至下台阶,用ZL50型正装侧卸式装载机装碴,配合两台8T自卸汽车出碴。
3.6.3初期支护
系统锚杆、钢筋网、喷射砼、格栅钢架并结合超前注浆小导管、超前锚杆等与围岩共同组成初期支护体系。
喷射砼采用TK961型湿喷机作业,按设计施作超前及初期支护。
认真落实监控量测工作,确保隧道施工不出现坍塌事故。
3.6.4二次衬砌
隧道二次衬砌采用全断面液压衬砌台车施工,仰拱(铺底)及矮边墙砼先行,砼由拌合站集中拌制,砼搅拌运输车运输,泵送入模。
按设计在砼中掺加防水剂以提高砼的抗渗能力。
钢筋采用在预制场加工,现场绑扎成型。
隧道按设计要求施工防水板,施工缝设置止水带,隧道达到不渗不漏要求。
防水板采用无钉铺设工艺,接头采用热楔粘接法施工。
3.7工期安排
3.7.1总工期
总工期:
2005年2月1日~2006年11月30日,22个月。
3.7.2各分项工程进度安排(见表五)
4.工期保证措施
本隧道从2005年2月1日开工,至2006年11月30日竣工。
建立从经理部到各项目队的生产调度指挥系统,全面及进反馈影响施工进度的各种问题,加强对工序交叉和工序干扰的指挥与协调,对影响工期的重大问题进行超前研究,制定措施,及时配置或调整人、
见表五表五
序号
工程项目
开工时间
完工时间
工期(天)
1
准备工作
2005.2.1
2005.6.1
121
2
洞口工程
2005.7.1
2005.7.20
20
3
洞身开挖
2005.6.1
2006.10.1
488
4
支护
2005.6.1
2006.10.1
488
5
衬砌
2005.6.15
2006.10.15
488
6
防排水
2005.6.14
2006.10.31
505
7
附属洞室
2006.10.16
2006.11.15
30
8
附属设施
2006.10.16
2006.11.30
45
财、物、机。
保证工程的连续性和均衡性。
根据施工组织设计。
编制分季和分月进度计划安排,并制定完成计划的各项具体措施,使施工计划满足计划要求,各工序始终处于受控状态。
5.施工方案
5.1总体施工方案
本隧道全长3418m,我一作业队承建进口段1700m,里程为DK247+640~DK249+340。
其中Ⅴ级围岩共计720m,Ⅳ级围岩共计980m。
待抗滑桩施作完成,桩体达到设计强度且检测合格后可进行隧道作业。
全隧按新奥法施工,采用光面爆破,锚喷支护,仰供超前,拱墙一次衬砌的原则组织施工。
全隧采用台阶法开挖,利用多功能开挖台架,人工手持风钻钻爆,进洞70m采用ZL50装载机出碴,其余采用挖掘机翻碴、装载机装碴,配合8T自卸汽车出碴,初期支护喷射砼采用湿喷工艺,使用TK961型湿喷机作业。
本隧道为复合式衬砌,二次衬砌采用仰拱、填充先行,仰拱、填充落后于掌子面50m~100m,衬砌落后于掌子面80m~120m,衬砌砼施工采用全自动液压衬砌台车,泵送砼,墙拱一次衬砌成型。
5.2主要工程项目的施工方法、施工工艺、技术措施
5.2.1洞口施工
隧道进口端洞口开挖前先按照设计处理滑坡,待抗滑桩达到设计强度后进行洞口开挖。
在洞口开挖前应清除坡顶危石,提前做洞顶截水沟,洞口边仰坡土石随同洞口土石方一起自上而下分层开挖,并及时锚喷支护。
进洞前,对隧道洞口进行超前小导管(长3.5m,环向间距40cm),挂网喷砼加固,锚杆沿隧道开挖轮廓线外20cm布置,确保施工安全及边仰坡稳定。
5.2.2洞门及附属工程
隧道门端墙处的土石方开挖完成后,及时施作端墙,基础必须置于稳固的地基上,虚碴、杂物、积水、软泥必须清除干净。
隧道门拱墙与洞内相邻的拱墙同时施工,并采用同级混凝土。
隧道门端墙的砌筑与回填应两侧对称进行,不得对衬砌产生偏压。
洞口挡土墙、翼墙施工程序按设计要求进行。
隧道门的排水、截水设施配合洞口施工,同步完成。
5.2.3地质预报超前
大山隧道洞身所在岩层中存在断层破碎带、涌水、岩溶等不良地质现象,为有效避免安全事故的发生,保证工期、质量,隧道施工中必须进行超前地质预报工作,预先探查掌握前方在层不良地质情况。
根据掌子面前方的地质构造情况,及时优化施工方案,安排防护措施。
5.2.4洞身开挖
5.2.4.1钻爆作业
钻爆作业必须按照钻爆设计进行。
当开挖条件出现变化时,爆破设计随围岩条件变化作相应调整。
钻眼前绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计图,用红油漆将炮孔位置画在掌子面上,布孔满足精度要求。
精度要求:
中心掏槽孔误差不大于±3cm;其余各孔不大于±5cm。
钻眼前先检查炮眼位置符合设计要求后方可钻眼,钻眼必须做到“准、平、直、齐”四要素并满足以下要求:
A、挂眼(开孔)误差:
掏扩槽孔不得大于±3cm,其余各孔不得大于±5cm;B、钻孔不平行误差:
掏扩槽孔不得大于±3cm/m,其余各孔不得大于±5cm/m;C、各炮孔底部参差误差不得大于炮孔深度的10%。
钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,有不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后进行装药爆破。
装药前将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净,按设计药量装药。
当开挖面凹凸不平时,各孔装药量可随炮孔深浅变化作相应的调整。
中间连接、击发雷管一律反向设置;塑料导爆管连接过程中不得打死结、弯折,更不能被其它东西刺破。
各炮孔用炮泥堵塞,周边孔堵塞长度不小于30cm,其余各孔不小于20cm。
5.2.4.2Ⅴ级围岩及浅埋地段围岩开挖
大山隧道一作业队的施工范围属于Ⅴ级围岩的为:
DK247+640~+805165m;
DK248+100~+400300m;
DK248+755~+82570m;
DK249+155~+340185m。
共计:
720m
Ⅴ级围岩及浅埋地段施工严格按照“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行组织施工。
采用台阶分步法进行施工。
台阶长度取5~8m。
上台阶弧形导坑开挖采用人工手持YT28凿岩机配简易开挖台架外孔,孔深控制在0.5~1.0m,周边眼间距控制在0.5m左右。
当弧形导坑内围岩较软弱时,可用风镐直接开挖。
开挖前按设计先打设超前小导管并预注浆进行超前及初期支护。
开挖后,及时初喷砼3~5cm,架设上部钢架、复喷砼至设计厚度。
对应上部钢架进行下部钢架的安装、复喷砼至设计厚度,与上部初期支护形成整体。
钢架与超前小导管尾部焊接牢固以确保钢架稳定。
大山隧道Ⅴ级围岩的支护为:
DK247+640~DK247+805Ⅴ级围岩地段采用全环格栅钢架和拱部φ42超前小导管加强支护,格栅钢架纵向间距0.8m,小导管纵向间距为1.6m,环向间距0.4m,每环20根,每根长3.5m;其余Ⅴ级围岩地段采用拱墙格栅钢架及拱部φ42超前小导管加强支护,格栅钢架纵向间距1m,小导管纵向间距2m,环向间距0.4m,每环20根,每根长3.5m.
DK248+100~DK248+400Ⅴ级围岩地段采用拱墙格栅钢架和拱部φ22砂浆锚杆加强支护,格栅钢架纵向间距1.2m,超前锚杆纵向间距为2.4m,环向间距0.4m,每环20根,每根长3.5m。
上台阶核心土及下部中槽YT28凿岩机配简易开挖台车钻孔,孔深控制在1.5~2.0m。
上台阶核心土及下部中槽同时爆破。
马口施工采用跳槽开挖,每次进尺控制在0.8~1.5m,人工手持风钻钻孔。
当两相对马口施工完后,施工仰拱,施工顺序见下图。
上台阶
1
2
3
下台阶
2
1
(说明:
1、2马口开挖及边墙支护施工;3仰拱支护施工。
)
爆破均采用弱爆破开挖,开挖出碴后,均应按设计要求及时施作支护。
施工支护完全达到设计强度以后,方能进行下次开挖。
开挖支护施工顺序:
A、施作注浆超前注浆小导管;
B、开挖上弧形导坑,拱部锚喷支护,架立钢支撑;
C、开挖中核和下部中槽;
D、跳槽开挖马口,边墙及仰拱架立钢支撑,锚喷支护;
E、灌注仰拱及铺底砼;
F、铺设环向盲沟及防水板,整体灌注二次衬砌砼。
5.2.4.3Ⅳ级围岩开挖
大山隧道一作业队施工范围内属于Ⅳ级围岩的为:
DK247+805~DK248+100295m;
DK248+400~+755355m;
DK248+825~DK249+155330m。
共计:
980m
Ⅳ级围岩施工严格按照“锚杆超前、短开挖、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行组织施工。
先进行拱部开挖,与下部形成小于3m的台阶后,然后上、下断面利用多功能作业台架人工手持风钻钻眼、起爆(弱爆破)。
台阶长度保持在3m以内,开挖进尺2.0~3.0m,开挖前按设计先行打设超前锚杆进行超前及初期支护。
开挖后,及时初喷砼3~5cm,架设上部钢架、复喷砼至设计厚度。
对应上部钢架进行下部钢架的安装、复喷砼至设计厚度,与上部初期支护形成整体。
钢架与超前小导管尾部焊接牢固以确保钢架稳定。
Ⅳ级围岩开挖支护施工顺序:
A、小导管并预注浆超前支护;
B、上部开挖及初期支护;
C、下部开挖及初期支护;
D、铺设防水层、二次模注钢筋砼衬砌。
Ⅳ、Ⅴ级围岩短台阶法开挖作业循环时间:
见表六
5.2.5超前支护与初期支护
5.2.5.1超前小导管施工
隧道Ⅴ级围岩地段拱部设φ42超前小导管加强支护。
DK247+640~+810小导管纵向间距1.6m;其余Ⅴ级围岩地段小导管纵向间距2m,环向间距均为0.4m,每环20根,每根长3.5m,在钢管
表六
序号
工序
耗时(min)
备注
Ⅳ级
Ⅴ级
1
台车就位
30
30
2
测量布眼
30
30
3
钻眼
120
90
4
装药起爆
30
30
5
通风找顶
60
60
6
初喷砼
60
60
7
出碴
150
120
8
打设锚杆
60
90
9
挂网
45
45
10
安设格栅钢架
45
45
11
复喷砼
90
120
合计
头端0.4m范围内钻φ8mm压浆孔。
手持风
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