隧道工程施工组织设计.docx
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隧道工程施工组织设计.docx
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隧道工程施工组织设计
摘要
隧道施工组织设计是施工的基本依据。
根据施工文件要求、隧道工程特点、围岩条件、工期要求、周围环境、施工技术装备和施工力量等技术与经济因素,在确保安全、经济的前提下,编制隧道施工组织设计。
其目的是保证工程按设计要求的质量、计划规定的进度与合理的设计预算,安全、优质、高效地完成施工任务。
xx隧道确定合理的施工方法、对施工工艺、机械装备、监控量测、工序安排、劳动组织、材料供应、工程投资、场地布置等,作出合理的规划,并提出了组织措施和充分预计可能出现问题的对策,制定了工期保证措施、安全保证措施和环保措施等。
另外,根据各分项工程的工程量、基本施工工序、劳动力安排及工期要求等,编制了施工形象进度图、网络计划图和施工横道图。
根据隧道工程规模大小、洞口地形特点、弃渣场位置和水源情况及工期要求等,本着全面规划统筹安排、充分利用地形、因地制宜的原则编制了施工场地布置图。
确保隧道施工有条不紊地顺利进行。
本次设计是一次一栋办公楼结构设计,结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案;选择合理的结构体系;进行结构布置,并初步估算,确定结构构件尺寸,进行结构计算。
结构计算包括荷载计算、内力及截面设计,并绘制相关的结构施工图。
关键词:
隧道;施工方法;施工工艺;技术措施;结构;内力;施工图
xx隧道施工组织设计
第一章工程概况
xx线铁路位于中西部地区,线路经过市xx区和xx区、、xx市、xx县,、兴县抵达境内。
起点为xx北编组站的xx站,终点为xx中南部铁路通道的站,正线全长公里,投资估算87亿元,工期4年。
xx隧道位于xx省xx市xx二库景区西岸一公里处,地处剥蚀中山区,地势险峻,植被较差,地面标高855m~1030m以上,相对高差约175m。
隧道起止里程为DK20+~DK21+,为全长的单线电气化铁路隧道。
隧道最大埋深约为190m,进口端岩石陡直,施工条件困难,出口端位于弱风化石灰岩层。
隧道进出口端均位于直线上,全隧道单线上坡,坡率依次分别为%,%。
编制依据及原则
编制依据
1根据承发包合同、招投标文件、《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)、《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)、《锚杆喷射砼支护技术规范》、《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95);
2承包方上报的投标文件;
3通过踏勘工地,从现场调查、采集、咨询所获取的资料;
4根据本工程地质条件的特点,认真进行方案比选,确定最优方案,达到经济、合理、可行。
编制原则
1安全第一原则
按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。
特别是该隧道的防突涌水、涌泥、涌砂,进口瓦斯地段、出口大跨段顺层滑坡段的施工安全,爆破作业安全,软弱围岩防坍塌的施工安全。
对重点安全部位,制定有效的技术方案及措施,安全防护到位,确保万无一失。
2优质高效的原则
加强领导,强化管理,优质高效。
根据质量目标和创优规划的总体要求,贯彻ISO9001质量体系,推广应用“四新”技术,确保质量规划目标的实现。
3方案优化的原则
技术含量高、施工难度大、工期紧,编制中对施工各环节的关键工序进行多种施工方案的综合比选,在技术可行的前提下,择优选用最佳方案。
4确保工期的原则
根据总指对本隧道工期要求及结合本标段总的工期要求,编制科学、合理、周密的施工方案,合理安排进度,实行网络控制,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。
5科学配置的原则
根据标段工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织上实行科学配置。
选派有施工经验的管理人员,上场专业化施工队伍,投入先进、精良的施工设备;确保流动资金的周转使用,做好建设资金的管理,做到专款专用;选用优质材料,确保人、财、物、设备的科学合理配置。
6突出环保水保的原则
结合工程项目采取积极、严密的环保、水保措施,尽可能减少施工对生态平衡的影响。
贯彻国家“绿色通道”战略,遵守铁道部及国家环保总局、水利部、xx省及地方政府对xx线的环境保护及水土保持的要求,加强环境保护和水土保持。
项目目标
1质量目标
标验收合格率100%,工程质量达到部优等级。
2安全目标
杜绝因公死亡事故,年重伤率控制在‰以下,年负伤率控制在5‰以下。
无等级火灾事故,无爆炸事故,无爆破物品丢失事故,无重大坍方事故。
3工期目标
2012年10月1日至2012年11月30日前全面完成开工准备工作,2012年12月1日正式开工,2013年11月30日完工,历时十三个半月,425个日历天。
4环保目标
做到少破坏、多保护、少扰动、多防护、少污染、多防治。
使环境保护监测控制项目与控制结果达到设计文件及有关规定要求。
5文明施工目标
做到“一通、二无、三整齐、四清洁、五不漏”的标准。
现场布局合理,环境整洁,物流有序,标识醒目,标牌规范。
6职业健康安全目标
建立完善的职业健康安全管理体系,制定切实可行有效的职业健康、劳动保护、医疗卫生保证制度,确保职工的职业健康。
工程范围及工程数量
标段范围
进口:
DK20+~DK20+桥隧相连段,穿越弱风化石灰岩层,采用Ⅲ级围岩桥隧相连结构,全断面设置格栅钢架,间距为1榀/,配合钢架拱部采用Φ22的超前锚杆预支护,幻想间距50cm,外插角10°~15°,搭接长度不小于。
出口:
DK21+358~DK21+378,隧道出口浅埋段,穿越弱风化石灰岩层。
采用Ⅳ级围岩衬砌混凝土结构。
隧道全长,其余地段Ⅱ,Ⅲ级围岩采用Ⅱ,Ⅲ级围岩一般衬砌断面。
主要工程数量
主要工程数量见表1-1
工程地质条件
地形地貌
隧道位于剥蚀侵蚀中山区,地势陡峻,植被较差,地面标高855~1030m以上,相对高差约175m以上。
隧道最大埋深约190m,进口端岩石陡直,施工条件困难,出口端位于弱风化石灰岩层。
气象
该区属北暖温带重干旱气候,其要气候要素:
年平均气温℃,极端最高气温℃,极端最低气温℃,年平均降水量,一小时最大降水量,一如最大降水量,年平均风速s,最多风向CNW,最大风速s,最大积雪深度13cm,年平均相对湿度%。
地质条件
1地层岩性
第四系全新统碎石土Q4col:
灰褐色、杂色,中密,稍湿,成分以石灰岩石块为主,厚10~18m,出露于出口段。
石灰岩O2S:
青灰色-灰黑色,表层为灰白色,弱风化-微风化,弱风化层为碎块状,岩层节理及裂隙发育,强度高。
岩层产状88°∠6°,节理产状224°∠89°,140°∠90°,151°∠90°,220°∠90°。
2地层承载力特征
碎石土Q4col稍密—中密,稍湿,承载力基本值σ=400kpa。
石灰岩O2S承载力基本值,弱风化层σ=1400kpa,微风化层σ=1800kpa。
3土壤最大冻结深度
根据资料现实,土壤最大冻结深度为米。
4隧道围岩类别
根据资料所给,结合隧道围岩基本分级表(表1--2)隧道围岩类别及分布里程:
DK20+493--DK20+508段为Ⅲ级;
DK21+355--DK21+363段为Ⅲ级;
DK20+508--DK21+363段为Ⅱ级;
DK21+363--DK21+375段为Ⅳ;
5岩土施工工程分级
崩堆积层,Ⅱ级。
石灰岩,弱风化Ⅳ,微风化Ⅴ。
水文地质条件
隧道区位于区域侵蚀基准面以上,并且在沿线四周山体陡峭、沟谷较多,根据隧道区含水介质的赋存条件、水理性质及水动力特征,进行综合分析,将该区域分为基岩裂隙水及地下水出露,地表水可见xx二库的储水。
地质构造
该区位于区域构造鄂尔多斯断块隆起区德中部,为近场区主体构造单元,新生代以来该地区表现为间歇性上升,内部差异运动幅度小,水平运动相对较弱,致使区内断裂、褶皱不甚发育。
工点范围内地质构造形迹不明显,中厚-厚层状的奥陶系中统下马沟组谁会眼产状基本水平,倾角较小,未见打的地质构造出。
地震烈度
地震动峰值加速度,地震基本烈度:
8度,动反应谱特征周期。
不良地质及特殊岩土问题
隧道进出口基岩裸露,岩性为石灰岩,岩体受节理切割较严重;有少量危石;出口有崩积及填积的碎石土。
工程特点及难点
进口端岩石陡直,与xx桥台相连,出口端位于弱风化石灰岩层,施工场地狭窄,施工条件相对困难。
环境保护要求高:
隧道位于xx二库旅游景区西岸,且xx二库为供给水源,工程施工对环境的影响较大,环境保护要求高技术措施要求高。
隧道距离文物保护区xx较近,施工中应对爆破可能产生的滚石、飞石等对xx会产生较大影响,而且与隧道平行的还有一条既有铁路线,所以制定隧道施工方案必须十分谨慎。
隧道施工环境
施工用水
隧道入口南侧临近xx滩,可根据工程需水量的多少进行建堤坝拦截水,供应工程用水。
生活用水方面,先打立井引水,取样检验其水质情况,判断是否符合生活用水标准,如果符合则可以就地取水,不符合标准的则在就近村庄与村庄负责人协商从村庄取生活用水。
施工用电
隧道施工用电可以考虑xx二库变电站,若变电站机组不能满足施工用电要求,那就对既有变电站进行增容改造。
使之达到施工、生产用电需求。
通讯
项目部与施工现场设置固定电话或保持移动电话畅通,施工管理人员配备移动电话,因为施工段多山,移动电话信号经常不稳定,所以相关人员还必须配备对讲机。
交通运输
隧道施工应借助于既有路线运输,另外还要增设一些便道,便道施工质量和路线选择都必须认真对待
地材供应条件
xx境内碎石生产能力和质量能满足施工生产要求;河砂需、钢材及其他材料从xx和本地就近购置。
表1—1工程数量汇总表
隧道名称
xx隧道
隧道长度(m)
序号
项目内容
围岩类别
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
小计
1
围岩长度(m)
m
2
暗
洞
暗洞开挖量
土石方
m3
36761
962
1029
38753
3
初
期
支
护
喷射
混凝土
C25素混凝土
m3
113
0
4
C25网喷混凝土
m3
0
0
5
钢筋网
Φ8钢筋网
kg
0
0
1312
1312
6
系
统
锚
杆
Φ22组合中空锚杆
L=锚杆
m
0
197
0
7
L=锚杆
m
0
0
300
300
8
L=锚杆
m
0
0
0
0
9
Φ22边墙砂浆锚杆
L=锚杆
m
0
0
0
0
10
L=锚杆
m
0
0
4
4
11
L=锚杆
m
0
0
0
0
12
锚杆垫板
kg
0
104
296
锁脚
锚管
Φ42钢管
(L=)
m
0
0
234
234
14
kg
0
0
875
875
15
二
次
衬
砌
衬
砌
拱墙
仰拱
C25混凝土
m3
165
193
16
C30钢筋砼
m3
1033
0
0
1033
17
结构
钢筋
HRB335
kg
31107
0
0
31107
18
HPB235
kg
0
0
19
仰拱填充
C20混凝土
m3
20
回填注浆
1:
1水泥浆
m3
166
4
21
防
排
水
洞
门
工
程
水沟及电缆槽
沟槽身
C25钢筋混凝土
m3
22
盖板
C25钢筋混凝土
m3
23
钢筋
HPB235
kg
24
保温材料
m3
25
洞
内
防
排
水
措
施
防水板
厚度
m2
0
412
26
无纺布
359g/m2
m2
0
399
412
27
透水
盲管
Φ50单璧打孔波纹管
m
2196
28
Φ80双璧打孔波纹管
m
1668
29
PVC管
Φ80
m
100
105
30
中埋式橡胶止水带
m
709
31
外贴式止水带
m
4506
107
110
32
固定钢筋Φ8
kg
1397
34
33
遇水膨胀止水条
m
3796
34
沥青木丝板
m3
235
0
0
35
聚硫嵌缝膏
m3
0
0
36
开
挖
土方
m3
0
0
37
石方
m3
38
洞
口
圬
工
端墙
C25混凝土
m3
39
帽石
C25混凝土
m3
40
洞顶
水沟
M10
浆砌片石
m3
41
挡墙
翼墙
C25混凝土
m3
42
连接
钢筋
HRB335
kg
43
连接
钢筋
HPB235
kg
44
边
仰坡防护
锚
喷
防
护
C20喷射混凝土
m3
45
Φ8钢筋网
kg
46
Φ22
砂浆锚杆
根
47
m
48
基础工程
路基
面
M10
浆砌片石
m3
49
洞顶天沟
开
挖
土方
m3
50
石方
m3
51
M10浆砌片石
m3
52
检查梯
角钢50×50×5
kg
53
钢筋
kg
54
洞外侧沟
C25钢筋砼
m3
第二章施工准备
现场布置
主工作面选址
由于xx隧道施工的机械设备和材料等很多,如是规划不好,很容易造成相互干扰、使用不便、施工效率低等现象,甚至发生安全事故。
我方经过对隧道工程规模大小,洞口地形特点、弃渣场位置和水源情况及工期要求,结合劳动力安排、机械设备、材料用量、施工方法等因素,本着全面规划、统筹安排、合理布置、因地制宜的原则,经过认真细致的方案比选,确定在隧道设单一工作面,单向掘进施工。
这样一方面便于施工管理,另一方面也较符合现场实际地形情况。
xx端洞口:
按“早进洞,晚出洞”的原则,结合实际地形条件和xxxx大桥桥跨布置位置及控制边仰坡开挖高度,定洞口于DK20+处,采用桥隧相连结构。
xx端洞口:
按“早进洞,晚出洞”的原则,结合实际地形条件及控制边仰坡开挖高度,选择暗洞进洞,定洞口于DK21+378处,采用翼墙式隧道门。
弃渣场地及卸渣道路布置
优先考虑弃渣作洞外路基填方和桥头路堤填土,剩余弃至靠近洞口的弃渣场。
弃渣场不占用其他工程场地和影响附近各种设施安全,同时做好环境保护和水土保持。
不影响附近的农田水利设施,不占用农田。
弃渣场的卸渣道路设前后两条卸渣线,以利弃渣。
大宗材料堆放场地和材料库布置
优先考虑弃渣作洞外路基填方和桥头路堤填土,剩余弃至靠近洞口的弃渣场。
弃渣场不占用其他工程场地和影响附近各种设施安全,同时做好环境保护和水土保持。
不影响附近的农田水利设施,不占用农田。
弃渣场的卸渣道路设前后两条卸渣线,以利弃渣。
生产房屋和生产设施布置
通风机房和空压机布置在靠近隧道出口的位置,以缩短管道长度,减少管中能量损失,避免出现过多的角度弯折。
搅拌机设置在靠近砂、石料,场地较开阔,以便于装车运输。
炸药和雷管分别存放,库房选择距离工地300-400m以外的隐蔽地点,并安装避雷装置,由专人进行看管。
采用外来高压电线输电,变电站设在洞口附近,为保证洞内电压充足,洞内采用电缆供电。
生产房与洞口保持一定距离,以保证工人和其他工作人员有一个安静的休息环境,同时又便于工人上下班,便于学习和管理。
整个工地布置尽量做到“占山不占地,占地不占田,修路又造田”,把支援农业当成一件大事来考虑。
隧道平面布置示意图见图2-1。
图2-1xx隧道平面布置图
人员及机械配备
队伍安排及劳动力组织
工班任务及劳动力配置见表2-1
表2-1工班任务分配及劳动力配置
工班名称
人数(个)
担负主要任务
掘进工班
30×2
钻眼、装药、爆破或人工开挖等
支护工班
30×2
超前小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设,喷射混凝土作业等
衬砌工程
30×2
防水层、钢筋安装、衬砌、附属工程等
运输队
24×2
出碴、运输、调度、维修、保养等
综合保障队
9×2
风、水、电及其设备维修、保养,道路养护
自动计量拌合站
24×2
砼拌合及小型构件预制
钢结构加工队
12×2
各种钢结构加工及预制
小计
318
施工机械设备的配置
表2-2主要施工机械配备表
序号
机械设备名称
规格及型号
数量
备注
1
挖掘机
日立200
1
2
装载机
ZL30
1
3
自卸车
SX3244BL294
10
4
空压机
20立方
3
5
砼搅拌机
JS750
1
6
小型空压机
1
7
中空锚杆注浆机
IT25型
2
8
砼运输车
JGY3型
3
9
电焊机
BX1-400型
4
10
切割机
J3-400A
1
11
通风机
2×55kw
1
12
湿喷机
3
13
压浆机
GIB2型
2
14
砼输送泵
HBT60-100B
2
15
钢筋切断机
2
16
型钢加工机
自制
2
17
发电机
4950(50kw)
1
18
发电机
200kw
1
19
9米液压台车
1
20
锚杆钻机
MGJ-50KW
15
21
抽水机
IS080A
2
22
风钻
YT-28
14
23
对焊机
UN-100
2
施工技术准备
熟悉图纸资料和有关文件
全面熟悉隧道施工图纸、资料和有关文件,参加业主工程主管部门组织的设计交底和图纸会审并作好记录。
技术交底
根据设计文件及相关规范,由项目总工牵头,逐级做好技术交底工作。
技术保障
结合本单位的技术状况,制定相应的技术保障措施,做好技术培训工作,必要时应先行试点,取得经验并经监理单位批准后推广。
施工现场准备
施工现场以有利于施工为原则。
施工现场准备主要应做好以下几项工作:
复查和了解现场
复查和了解现场的地形,地貌,地质特征,水文特点,气象和地震资料。
并应对施工材料,水源,电源,及交通运输实际情况了解。
确定工地范围
了解工地的范围,测量核实并标定。
清除现场障碍
施工现场范围内的障碍如建筑物、坟墓、暗穴、水井、各种管线、道路、灌溉渠道、民房等必须拆除或改建,以利施工的全面展开。
办妥有关手续
上述占地、移民和障碍物的拆迁等都必须事先与有关部门协商,办妥一切手续后方可进行。
作好现场规划
按照施工总平面图搭设工棚、仓库、加工厂和预制厂;安装供水管线、架设供电和通信线路;设置料场、车场、搅拌站;修筑临时道路和临时排水设施等。
有关协调工作的准备
积极与业主、监理工程师取得联系,及时了解、掌握、解决施工前的一切工作,并与当地政府及部门取得联系,争取他们的支持与帮助。
施工测量
测量作业程序流程图见图2-2。
开工前交接桩
控制网、水准基点开工复测
控制网、水准基点加密防护
施工中复测检查
施工测量
竣工测量
测量成果报监理工程师及业主主主
图2-2测量作业程序流程图
控制测量
1平面控制
道路隧道布设的控制点,应根据测区的地形情况,尽量联测坐标,如与高级控制点联测困难时,也可假设坐标和方位进行。
2高程控制
山区道路引测水准点,一般可按±40mm
(L为复合水准线路长度)复合。
但对于隧道或大、中桥梁工程,则应该按±20mm
掌握。
隧道两端所设水准点每端应不少于三个。
施工测量
施工前进行详细的导线控制测量,在洞口布设多个控制点,以严格控制洞身开挖的的准确性。
经复测确认无误后,将测量结果上报驻地监理批复后,方可进行施工。
1洞口测量
根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高,详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。
利用附合导线与以上计算坐标的相对关系,使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线,十米桩中心坐标点位,以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩,控制洞口边仰坡的开挖。
2洞身测量
隧道洞身施工测量根据隧道设计文件,精确计算出线路十米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高,并按每10m编制出所有隧道标高表。
测量工程师利用洞内测量控制点,及时向开挖面传递中线和高程;由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸,进行复核,确认准确后方可进行下道工序施工,并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。
在洞内进行施工放样时随时配带气压标、温度计,随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。
测量质量保证措施
测量桩点的交接,必须双方参与,持交桩表逐桩核对,交接确认,遗失的坚持补桩,无桩名者视为废桩,资料与现实不符的应予以更改。
执行有关测量技术规范,按照规范技术要求进行测量作业检测,保证各项测量成果的精度和可靠性。
测量放样的依据是施工图纸及相关规范,使用的图纸及规范必须盖“受控”章,确保其有效。
定期组织测量员与相邻施工队共同进行洞内外控制点联测,保证控制点的准确性。
所有现场测量原始记录,必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己的签名。
加强仪器的维修和保养,保持其良好状态,制定仪器维修和保养制度及周检计划,按时送检。
第三章隧道施工总体安排及施工方案
进洞方案
先将洞外两侧边坡修好,(坡度按实际情况而定)然后用喷射砼封闭,洞顶覆盖层也进行刷坡并进行锚喷防护,然后进行套拱和管棚施工。
套拱和管棚完成后,开始主洞开挖。
主洞按设计分侧导洞开挖、拱部开挖、边墙开挖,并根据围岩级别按设计及时支护。
开挖方案
断面开挖方法
Ⅱ,Ⅲ级围岩采用全断面法开挖,Ⅳ级围岩采用台阶法开挖,明洞采用明挖法开挖。
施工工法可根据隧道监控量测的结果做出相应的调整。
1爆破方法
一光面爆破
光面爆破是井巷掘进中的一种新爆破技术,它是控制爆破中的一种方法,目的是使爆破后留下的井巷围岩形状规整,符合设计要求,具有光滑表面,损伤小,保持稳定。
光面爆破只限于一层岩石(主要是顶部和两帮),所以又成为轮廓爆破或周边爆破。
在井巷掘进中应用光面爆破具有以下优点:
a能减少超挖,特别在松软岩层中更能显示其优点。
b爆破后成形规整,提高了井巷轮廓质量。
c爆破后井巷轮廓外的围岩不产生或产生很少的爆震裂缝,提高了围岩的稳定性和自身的承载能力,不需要或很少需要加强支护减少了支护工作量和材料消耗。
d能加快井巷掘进速度,降低成本,保证施工安全。
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- 隧道 工程施工 组织设计