小水井隧道施工组织设计.docx
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小水井隧道施工组织设计
小水井隧道施工组织设计
1. 编制依据
(一)、衡昆国道主干线云南广南至砚山高速公路土建工程施工招标文件及其附件,招标文件的答疑书、补遗书。
(二)、衡昆国道主干线云南广南至砚山高速公路土建工程施工设计图。
(三)、现场调查资料。
(四)、交通部颁发现行的各种有关设计、施工技术规范、验收标准等。
2. 工程概况
2.1.总体情况
广南(鸡街)至砚山高速公路是国家“五纵七横”国道主干线衡阳—南宁—昆明公路滇境中的一段,地处云南东南部,是云南通往广西及沿海港口的运输大动脉。
小水井隧道位于广南至砚山高速公路第1合同段内,隧道走向由东向西,为分离式隧道。
右幅为广南至砚山方向,隧道进口桩号为K152+577(设计高程1605.65m),出口桩号为K153+030(设计高程1613.29m),隧道全长453m,隧道纵坡为2.000%;左幅为砚山至广南方向,隧道进口桩号为K153+015(设计高程1613.78m),出口桩号为K152+560(设计高程1605.30m),隧道纵坡为2.000%;隧道全长455m。
隧道线路为“S”形,其中广南端右幅位于R=709.128m,Ls=140m,i=4%的左转曲线上,左幅位于R=618.92m,Ls=140m,i=5%的左转曲线上。
砚山端右幅位于R=544.632m,Ls=120m,i=5%的右转曲线上;左幅位于R=561.268m,Ls=200m,i=5%的右转曲线上。
右幅隧道的路拱横坡i在+4%~-5%之间变化,左幅隧道的路拱横坡i在+5%~+5%之间变化。
2.2. 地形、地貌
本隧道座落在云贵高原东南向桂东溶原过渡之斜坡地带。
由于地壳的不断上升和河流的急剧下切,山高谷深,“V”字型沟谷发育,属侵蚀的峡谷地形。
地形起伏较大,切割较深,纵横沟谷发育,谷坡较陡,基岩大多出露。
2.3. 地质情况
隧道所经地段第四系残坡积层零星覆盖于基岩上,分布在缓坡凹地、冲沟处,主要为亚粘土、含块、碎石,结构松散,物质成份不均匀,厚度横向变化不大。
地表水和地下水沿基岩面渗透,降低了土体的抗剪强度。
下伏基岩为泥盆系中统古木组(D2g)深灰色钙质泥岩,泥盆系下统芭蕉组(D1b)灰黑色泥质灰岩夹白云岩、白云质灰岩。
岩石较完整,节理裂隙微发育,方解石脉充填,岩层倾角约11~15°。
2.4. 气象、水文、地震情况
气象:
本隧道位于云南省广南境内,广南县为中亚热带高原季风气候,气候温和,光照较均匀,冬不甚寒,夏不甚热,雨水充沛,雨量集中,干湿明显。
年平均气温16.6℃,最热月平均气温22.5℃,最冷月平均气温8.1℃,日照率42%,平均降雨量1071.7mm,雨季5~10月,降水占全年降水量的83.8%。
无霜期305天。
植被为亚热带常绿阔叶林,覆盖率8.8%。
灾害气候主要为春旱、冰雹和暴雨。
地表水:
线路沿线河流不发育,主要为贵马河及其支流地下暗河等,多呈树枝状,流域属红河水系。
地下水:
地下水埋藏较深,主要为孔隙水、裂隙水、岩溶水。
地下水对钢筋砼无腐蚀作用。
地震:
线路设计基本地震加速度值为0.05g,地震烈度为6度。
2.5设计概况
小水井隧道为单向行车单洞双车道分离式隧道,右幅起讫里程K152+K152+577~K153+030,隧道全长453m;左幅起讫里程为K153+015~K152+560,隧道全长455m。
左右幅隧道纵坡均为2.000%。
隧道线路为“S”形,其中广南端右幅位于R=709.128m,Ls=140m,i=4%的左转曲线上,左幅位于R=618.92m,Ls=140m,i=5%的左转曲线上。
砚山端右幅位于R=544.632m,Ls=120m,i=5%的右转曲线上;左幅位于R=561.268m,Ls=200m,i=5%的右转曲线上。
右幅隧道的路拱横坡i在+4%~-5%之间变化,左幅隧道的路拱横坡i在+5%~+5%之间变化。
设计行车速度80km/h。
隧道净宽(单洞):
10.88m=(0.21+0.75+0.25+0.50+2×3.75+0.50+0.25+0.92);隧道建筑界限净高5.0m;衬砌结构为“复合式”。
2.6. 主要工程数量
主要工程数量表
序号
项目名称
单位
数量
1
洞口、明洞开挖
m3
12039
2
洞口、明洞砼/浆砌片石
m3
3431/536
3
洞身开挖
m3
82658
4
管棚
kg
51789
5
φ42注浆小导管
m
9765
6
型钢支架
kg
172531
7
格栅钢支架
kg
266884
8
超前支护连结钢筋
kg
52705
9
注水泥浆
m3
143
10
注水泥、水玻璃浆
m3
151
11
喷锚支护C25砼
m3
4062
12
喷锚支护钢筋网
kg
68071
13
D22mm砂浆锚杆
m
107473
14
φ25mm中空注浆锚杆
m
17154
15
洞身圬工
m3
20879
16
防水板
m2
20503
17
φ116HDPE波纹管排水管
m
1803
18
2.7. 工程主要特点及技术措施
2.7.1工程特点
(一)、开挖断面大
本隧道开挖面大,最大开挖高度10.45m,最大开挖宽度13.2m,最大开挖面积125.8m2。
(二)、地质条件差
本隧道出入口地段上部覆盖碎石土,易坍塌,下部为弱风化灰岩,裂隙发育,岩隙间夹有粘土,稳定性差,易塌落。
(三)、围岩节理裂隙及断裂构造普遍发育,透水性强,隧道开挖过程中易产生渗水现象。
(四)、施工工序多而复杂
本隧道出入口地质条件差,为I类围岩,设计为“复合式”衬砌,初期支护为单层钢筋网,喷23cm厚混凝土,I20工字钢拱架,并在洞口段设有大管棚(洞内设φ42小导管)超前支护,二次衬砌为钢筋混凝土,施工工序多而复杂。
2.7.2. 主要技术措施
根据小水井隧道特点,结合工期要求、设备实力、大断面公路隧道施工经验及技术水平等,在施工中采取如下技术措施。
1、由于开挖断面大、地质条件,隧道开挖采用线性微振爆破技术和光面爆破技术,尽量减少对围岩的扰动,维护围岩的自承能力,并及时做好初期支护,以确保施工安全和工程质量。
2、洞口浅埋段,围岩破碎,为了确保洞口稳定安全和顺利进洞,采用大管棚(小导管)超前支护。
开挖尽量采用机械,必须爆破时用短进尺,弱爆破。
3、因开挖面积大,洞口段地质条件差,S1衬砌段(明洞段)开挖方法:
自上而下阶梯式开挖,随挖随护,先墙后拱法施工;S2衬砌段开挖方法采用大管棚注浆分层分部法开挖;S3衬砌段采用超前小导管注浆台阶开挖法;S4衬砌段采用台阶法开挖;S5衬砌段采用全断面开挖。
4、二次衬砌采用液压钢模衬砌台车,一次成型,混凝土采用输送泵泵送入模。
5、配备大型和小型机械,以适应不同开挖部位和断面的需要,提高施工效率,加快施工进度。
6、根据“新奥法”施工原理和要求,及时开展施工测量,做好信息反馈,以指导安全施工。
7、做好地质超前预报,明确前面围岩地质情况,用以指导施工,及时调整施工和支护方法。
3. 总体部署
3.1. 施工总目标
3.1.1. 质量目标
全部分项工程质量达到交通部《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004)的优良等级。
3.1.2. 工期目标
本隧道于2005年8月15日开工,2006年2月28日全断面贯通,2006年7月15日全部完工,工期11个月。
3.1.3. 安全目标
实现“四无”、“一控制”、“一确保”;
“四无”——无职工因工死亡事故、无重大交通责任事故、无重大火灾事故及无机破事故;
“一控制”——职工年重伤率控制在0.5‰以下,年轻伤率控制在12‰以内;
“一确保”——确保施工安全。
3.1.4. 环保目标
严格遵守国家和云南省有关环境保护的法律、法规,在当地环保部门的指导下,按照有关要求,在施工过程中和工后采取有效措施全面达到环保标准。
3.2. 施工指导思想
针对工程特点,结合招标文件要求,制定施工组织设计指导思想为:
科学管理,精心组织、均衡生产、优质安全,突破重点、确保工期,保护环境,注重协调、文明施工。
3.3. 施工队伍布置及任务划分
根据本隧道长度及工期要求,并结合实际地形及弃碴场设置位置,隧道采取双洞单向同时掘进(广南至砚山方向),由一个作业队施工。
3.5. 临时工程
临时设施的布置详见《施工总平面布置图》。
3.5.1. 临时施工道路
隧道离国道323老路不远,配合对乡村道路改建,仅需修建少量进场便道即可满足施工运输条件。
由当地乡村道路引2.5Km便道到小水井隧道广南端。
3.5.2. 生产生活用水
本隧道附近水源相对较少,雨季时,在离隧道广南端100米左右处有一地下水源,可满足施工用水;旱季计划配3台6.3m3水车,从离隧道3km左右的晒甲小河运到工地水池,供施工用水,水池容量100吨。
3.5.3. 生产生活用电
本隧道利用高速公路专用电力线,在广南端线路右侧60米处共设2台315KW的变压器供施工生活用电,另备用1台200kW发电机作为施工辅助、应急供电。
3.5.4. 生产生活房屋
(一)、生活房屋
作业队驻地设在小水井隧道广南端线路右侧150米处,所有生活、办公用房采用砖结构房屋,建筑面积1450m2。
(二)、生产房屋及加工场地
修建生产房屋3500m2,作业区均设食堂、浴室、办公等设施,并设置试验、料库、机修等后勤设施。
作业区均设有钢筋加工,堆料场地。
在K152+300线路右侧400m外设5t炸药库一座。
标段不设油库,油料用油罐车直接从附近加油站运送。
(三)、废(污)水处理措施
废(污)水处理系统的布置:
在生活区设废(污)水沟和废(污)水处理站;设备维修保养厂和停放场的废(污)水、混凝土生产系统、钻孔桩泥浆,在下游设沉淀池,经排水沟汇集到沉淀池,进行沉淀及隔油处理。
在废(污)水处理站设置检测设施,在排放口定期采样检测,确保经处理过的废(污)水达到排放标准。
(四)、卫生设施及防病
(1)、在生活区和生产、施工区规划设置厕所,生活区的厕所设化粪池,其它厕所设集中坑。
对所有厕所安排专人管理,定期喷洒灭虫水保持清洁卫生。
(2)、生活区分散设置生活垃圾场,定期集中处理。
(3)、设医疗站,工地医务室负责定期进行消毒、防尘、灭蝇、灭鼠活动。
3.5.5. 砼拌和站
分别在小水井隧道广南端线路右侧设75m3/h砼自动计量拌和站,供隧道砂、石、水泥分仓放置。
3.5.6.弃碴场
本隧道设1个弃碴场,其位置为:
K152+550线路右侧200处设一个弃碴场。
弃碴场弃碴前先施工挡碴墙、拦砂坝,弃碴完成后,对弃碴场进行绿化。
3.5.7. 施工通讯
作业队接入程控电话,现场指挥采用移动电话、对讲机联系。
3.6.主要材料来源
(一)、钢材、水泥、防水板、土工材料等由业主供应,在业主指定地点提货。
(二)、普通砼用砂、碎石,片石在当地石场购买,当地石料丰富,工地附近石料加工场多,据调查,现有小干坝石场、空山石场,可满足隧道施工用砂、碎石、片石等石料的需求,也可自行加工砂、石料。
高标号砼用砂由百色远运,运距约270km。
(三)、油料直接从附近加油站购买,用油罐车运送至作业点。
(四)、火工产品由广南购入。
3.7. 资源配置计划
3.7.1. 主要材料供应计划
主要材料供应计划见下表。
序号
材料名称
单位
总数量
供应计划
2005年
2006年
3季度
4季度
1季度
2季度
3季度
4季度
1
水泥
t
8500
1500
2500
2500
1500
500
2
钢筋
t
769
180
270
180
109
30
3
型钢
t
191
80
90
21
4
木材
m3
15
5
10
5
中粗砂
m3
11550
1000
1800
3000
3500
2250
6
碎石
m3
17850
1200
2300
3700
4500
6150
7
片石
m3
750
350
400
8
炸药
t
70
20
40
10
9
柴油
t
220
60
100
40
20
3.7.2. 劳动力计划
3.7.3. 机械设备计划
主要施工机械表
机械名称
规格型号
额定功率
(kW)
或容量(m3)
或吨位(t)
厂牌及出
厂时间
数量(台)
新旧程度(%)
预计进
场时间
小计
其中
拥
有
新
购
租
赁
凿岩台架
L=6m
四川勤宏厂2004年
2
2
95
2005.8
衬砌台车
L=12m
四川勤宏厂2004年
2
2
95
2005.10
侧卸装载机
ZL50C
154.5kW
3.0m3
柳州工程机械厂2000年
2
2
90
2005.8
凿岩机
YT28
φ34-42mm
沈阳风动工具厂2004年
40
40
90
2005.8
通风机
DK50-9
2×37kW
天津通风机厂2002年
2
2
90
2005.10
砼湿喷机
TK96-1
7.5kW5m3/h
成都岩峰公司2003年
4
4
90
2005.7
输送泵
HBT60
60m3/h
江西2000年
1
1
90
2005.8
压浆机
UB-3
7.5kW-4MPa
江苏镇江煤矿厂1999年
2
2
90
2005.7
装载机
ZLC40
118kW
2m3
柳州工程机械厂2000年
1
1
90
2005.8
自动计量拌合站
65m3/h
四川勤宏厂2004年
1
1
95
2005.7
混凝土摊铺机
RP750W
750W
武汉2002年
1
1
90
2006.5
液压锻钎机
YDD-100
7.5kW-10t
2000年
1
1
90
2005.8
4、钢筋加工设备
对焊机
UN1-100
100kW
华东电焊机厂2000年
1
1
90
2005.8
钢筋切断机
GQ-40
3kW
φ6~40mm
陕西渭南建机厂2000年
1
1
90
2005.8
钢筋弯曲机
GW-40
3kW
φ6~40mm
陕西渭南建机厂2000年
1
1
90
2005.8
钢筋调直机
GTJ-14
4kW
φ6~14mm
陕西渭南建机厂2000年
2
2
90
2005.8
5、木工及其他加工设备
普通车床
C620*1500
φ400mm
沈阳机床厂2000年
1
1
90
2005.8
摇臂钻床
Z3050*16A
φ50mm
沈阳机床厂2001年
1
1
85
2005.8
木工圆锯机
MJ105
0~900mm
四川都江木机厂2001年
1
1
80
2005.8
木工刨床
MB106
0~600mm
洛阳木工机械厂2001年
1
1
90
2005.8
抽水机
IS100-65
65m
100m3/h
自贡水泵厂2003年
2
2
95
2005.8
6、电力设备
电力变压器
S9-315/10
315kVA
云南变压器厂2005年
2
2
100
2005.7
内燃发电机
SC200-4
200KW
上柴2002年
1
1
90
2005.7
7、动力设备
电动空压机
4L-20/8
135kW
20m3/min
自贡空压机总厂2003年
6
6
100
2005.7
内燃空压机
VY-12/7
110kW
12m3/min
柳州空压机总厂2003年
2
2
90
2005.8
8、运输设备
自卸汽车
东风
19t
湖北东风汽车厂
6
6
90
2005.8
自卸汽车
铁马
15t
重庆铁马汽车制造厂2003年
3
3
90
2005.8
载重汽车
EQ1141G1
118kW-8t
二汽2002年
2
2
85
2005.8
砼搅拌运输车
SQH5260GJB
6m3
四川勤宏机械厂2002年
4
4
90
2005.8
油罐车
EQ40
6300L
泸州机械厂2002年
2
2
90
2005.8
洒、运水车
EQ40
5000L
湖北东风汽车厂2002年
1
3
90
2005.7
4. 各分项工程施工顺序
清理场地
6 各主要工程项目的计划安排
小水井隧道安排于2005年8月15日开工,2006年2月28日全断面贯通,2006年7月15日全部完工,工期11个月。
小水井隧道总进度计划表
序号
工程项目
开工时间
完工时间
施工历时(天)
1
广南端洞门及明洞
2005年8月15日
2005年9月5日
22天
2
右幅洞身开挖及初期支护
2005年9月6日
2006年1月6日
109天
3
左幅洞身开挖及初期支护
2005年9月30日
2006年1月27日
119天
4
左幅衬砌
2006年1月16日
2006年5月31日
137天
5
右幅衬砌
2005年11月26日
2006年3月25日
121天
6
水沟及电缆沟
2006年4月1日
2006年6月10日
41天
7
洞内路面砼部分
2006年6月1日
2006年7月15日
45天
8
砚山端洞门及明洞
2006年3月5日
2006年3月30日
26天
小水井隧道开挖进度计划表
隧道名称
围岩类别及长度(m)
进度指标
施工需时(天)
开工日期
完工日期
右洞
Ⅱ类
30
1.8m/日
17
2005年9月6日
2005年9月22日
Ⅲ类
150
4m/日
30
2005年9月23日
2005年10月30日
Ⅳ类
100
7m/日
15
2005年10月31日
2005年11月14日
Ⅲ类
110
4m/日
22
2005年11月15日
2005年12月12日
Ⅱ类
45
1.8m/日
25
2005年12月13日
2006年1月6日
左洞
Ⅱ类
45
1.8m/日
25
2005年9月30日
2005年10月24日
Ⅲ类
150
4m/日
36
2005年10月25日
2005年11月30日
Ⅳ类
100
7m/日
15
2005年11月31日
2005年12月15日
Ⅲ类
115
4m/日
29
2005年12月16日
2006年1月13日
Ⅱ类
25
1.8m/日
14
2006年1月14日
2006年1月27日
6.2.5. 绿化及环境保护
绿化及环境保护工程,2005年11月1日至2005年12月31日完成弃碴挡墙(拦砂坝),2006年8月1日至2006年9月10日完成弃碴场绿化工程。
6.2.6. 场地清理及竣工交验
2006年9月1日开始,2006年9月30日结束,工期30天。
7.施工方案、方法
7.1.施工测量
7.1.1.地表控制测量
首先对设计院交付的导线点、水准点进行复测,确定导线点的准确性,导线点经复测其精度满足要求后对导线点进行加密处理。
隧道进出口附近各增设四个平面控制点。
控制点要保证稳定不动且互相通视,每个洞口测设两个水准点,作为洞内测量的起测依据。
7.1.2.洞内控制测量
洞内控制测量采用导线法,洞内导线采用主副导线环,导线边长不智短于70m。
导线沿隧道中线布设,洞内导线点采用混凝土包铁芯桩,桩顶面较坑道底面低10~20cm,上面加木板覆盖,并作好标志,以利保护和使用。
7.1.2.洞内施工测量
(1)洞内施工中线测量采用中线法,采用精纬仪延伸中线,测量方法采用偏角法,当用精纬仪延伸中线达到洞内导线边长长度时,采用导线法测设正式中线点作为施工测量的新基点。
(2)洞内采取100m布设一个临时水准点,水准点埋设在边墙处。
每日观测开始前,首先对起测的一对水准点的高差进行检核,合格时方能施测。
(3)在隧道开挖初期支护后,沿隧道边墙用黑汁弹出腰线,其高度比路面设计线高1m,用以指导洞内各细部工程的标高控制工作。
7.2.施工方案
小水井隧道隧道设计简况见下表。
隧道
名称
起讫桩号
地质概况
衬砌类型及长度(m)
洞门
Ⅱ类S1
Ⅱ类S2
Ⅱ→ⅢS3
Ⅲ类S4
Ⅳ类S5
Ⅲ类S4
Ⅲ←ⅡS3
Ⅱ类S2
Ⅱ类S1
洞门
小水井隧道
左幅
K152+577-
K153+030
灰岩,节理裂隙发育
5
8
20
27
150
80
115
10
20
5
15
右幅
K152+560-
K153+015
3
11
20
9
150
80
110
20
20
15
15
根据设计地质情况,隧道施工的重点、难点在隧道进出口S2段的施工。
尤其是左洞进出口及右洞出口段,洞口上覆碎石亚粘土,岩石呈孤立状堆积,易形成坍塌,故是隧道施工的重中之重。
在施工中本着“重地质超前预报、管注浆超前、弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、早成环、二次衬砌紧跟”的原则进行施工作业。
S2、S3段采用微台阶法分步施工,S4段采用台阶法施工,以少产生干扰为原则。
S5段采用全断面施工。
支护面与开挖面相距50m,衬砌面与开挖面距离150m。
本隧道左右洞自广南端向砚山方向掘进,右洞超前左洞50m后,左右洞平行作业,隧道施工中采用TSP203地质超前预报系统,超前钻孔、红外线探水仪并结合地质分析等方法进行超前地质预报,施工过程中加强监控量测,及时分析处理数据,调整支护参数。
隧道开挖采用凿岩台架配合YT28气脚式凿岩机钻孔,光面爆破,ZL50C装载机装碴,19t自卸汽车运输。
隧道衬砌配备9米整体式液压衬砌台车进行二次衬砌,喷射砼采用TK-961湿喷机。
砼采用自动计量集中拌合站拌制砼,砼罐车运输,砼输送泵泵送入模。
左右洞各配备1台功率为2×37kw的通风设备进行压入式通风。
7.4.隧道施工方法
7.4.1.明洞及洞门施工
洞口开挖前应清除坡顶危石,施工中应尽量减少扰动周围岩体,并且先把边仰坡上方的截水沟等排水、截水设施做好,以避免地表水冲刷边仰坡坡面或进入洞口施工场地形成水害。
挂齿进洞前,采用Ф108×6钢管形成超前管棚,并挂网喷锚加固,确保施工安全及边仰坡稳定。
明洞边墙基础地基符合设计要求,拱、墙用全断面衬砌台车,泵送砼一次浇注,钢筋加工和绑扎按设计及规定办理,浇筑砼连续进行。
拱圈砼达到
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