南华隧道施工组织设计
南华隧道施工组织设计 .............................................................. - 1 - 第一节 编制依据、原则与范围 ................................................. - 1 - 一、 编制依据 ........................................................................... - 1 - 二、 编制原则 ........................................................................... - 1 - 三、 编制范围 ........................................................................... - 1 - 第二节 总体施工组织布置及规划 .............................................. - 2 - 一、 工程概况 ........................................................................... - 2 - (一)
工程范围及工程量 ......................................................... - 2 - (二)
主要技术标准 ................................................................ - 3 - (三)
自然特征 ....................................................................... - 3 - (四)
施工条件 ....................................................................... - 4 - (五)
南华隧道工程特点、重难点分析及其对策 ..................... - 5 - 第三节 施工管理总体目标 ......................................................... - 6 - 一、 质量目标 ........................................................................... - 6 - 二、 安全生产目标 ................................................................... - 7 - 三、 工期目标 ........................................................................... - 7 - 四、 环境保护目标 ................................................................... - 7 - 五、 职业健康目标 ................................................................... - 7 - 六、 文明施工目标 ................................................................... - 7 - 第四节 隧道施工组织计划 ......................................................... - 7 - 一、 机械设备配备 ................................................................... - 8 - (一)
设备配备原则 ................................................................ - 8 -
(二)
设备选型 ....................................................................... - 8 - (三)
设备配备 ....................................................................... - 9 - 二、 施工进度安排 ................................................................. - 10 - (一)
工期安排 ..................................................................... - 10 - (二)
进度指标分析 .............................................................. - 10 - (三)
具体进度安排、形象进度图 ........................................ - 12 - 三、 临时设施及场地布置 ....................................................... - 18 - (一)
洞内临时设施 .............................................................. - 18 - (二)
施工用电 ..................................................................... - 18 - (三)
施工高压用风 .............................................................. - 18 - (四)
施工用水 ..................................................................... - 18 - (五)
施工通风 ..................................................................... - 18 - (六)
施工排水 ..................................................................... - 21 - (七)
隧道弃碴利用和弃置 ................................................... - 21 - (八)
施工场地布置 .............................................................. - 21 - 第五节 主要工程项目的施工方案、方法及措施 ...................... - 23 - (一)
基本原则 ..................................................................... - 23 - (二)
施工方案 ..................................................................... - 23 - (三)
地质超前预报及预测 ................................................... - 24 - (四)
主要工程项目的施工方法及工艺 ................................. - 27 - 第六节 隧道施工各项措施及其标准 ........................................ - 79 - 一、 技术措施 ......................................................................... - 79 - (一)
控制超欠挖的技术措施 ............................................... - 81 - (二)
保护隧道基底的技术措施 ............................................ - 81 - (三)
隧道全断面施工技术措施 ............................................ - 81 -
(四)
控制变形及防坍塌的技术措施 ..................................... - 86 - (五)
防止围岩失稳和坍塌措施 ............................................ - 86 - (六)
隧道塌方预防措施 ....................................................... - 87 - (七)
保证隧道防水标准的技术措施 ..................................... - 88 - (八)
保证隧道衬砌内实外美的技术措施 .............................. - 89 - (九)
防止隧道衬砌开裂的技术措施 ..................................... - 89 - 二、 各项工程安全保证措施及安全规章制度 .......................... - 90 - (一)
一般技术措施 .............................................................. - 90 - (二)
施工用电安全保证措施 ............................................... - 94 - (三)
隧道施工作业基本安全措施 ........................................ - 97 - (四)
开挖、钻孔及爆破技术措施 ........................................ - 98 - (五)
装碴与运输安全技术措施 ............................................ - 98 - (六)
隧道施工意外事故逃生措施 ........................................ - 99 - (七)
支护安全技术措施 ..................................................... - 100 - (八)
突发事故的防范措施 ................................................. - 101 - (九)
隧道塌方的防范措施 ................................................. - 101 - (十)
突然停电的防范措施 ................................................. - 101 - (十一)
涌泥、涌水的防范措施 .......................................... - 101 - (十二)
模筑衬砌施工安全技术措施 ................................... - 102 - (十三)
通风与防尘安全技术措施 ...................................... - 102 - (十四)
防火安全技术措施 ................................................. - 103 - (十五)
供电与电气设备使用技术措施 ............................... - 103 - (十六)
交通安全保障措施 ................................................. - 105 - (十七)
其它安全保障措施 ................................................. - 105 - 三、 各项安全规章制度 ........................................................ - 107 -
(一)
开挖及凿孔安全规定 ................................................. - 107 - (二)
爆破作业安全规定 ..................................................... - 108 - (三)
洞内运输安全规定 ..................................................... - 109 - (四)
支护工程安全规定 ..................................................... - 109 - (五)
衬砌工程安全规定 ......................................................- 110 - (六)
通风及防尘安全规定 .................................................. - 111 - (七)
照明安全规定 .............................................................- 112 - (八)
排水安全规定 .............................................................- 112 - (九)
隧道工程防火安全规定 ..............................................- 113 - 四、 环境保护、水土保持保证体系及保证措施 .....................- 113 - (一)
环境保护、水土保持组织机构及保证体系 ..................- 113 - (二)
环境保护、水土保持措施 ...........................................- 113 - 五、 文明施工保证体系及保证措施 .......................................- 117 - (一)
文明施工组织机构及保证体系 ....................................- 117 - (二)
文明施工保证措施 ......................................................- 117 -
南华隧道施工组织设计 第一节
编制依据、原则与范围
一、 编制依据
1、、《公路工程施工安全技术规程》JTJ O76-95; 2、《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009; 3、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004; 4、《公路隧道施工技术细则》JTG/T F60-2009; 5、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086-2001; 6、《公路工程技术标准》JTG 01-2003。
7、省道 303 线映秀至卧龙公路 YWH2 合同段施工图及合同文件;
二、 编制原则
1、遵循设计文件、施工技术规范及验收标准的条款,满足合同条款及业主提出的各项要求,特别是工程质量、施工进度、安全生产、文明施工、环境保护等方面的要求。
2、采用我单位近年来在公路隧道等工程施工中掌握的先进技术、工艺和设备,力求做到技术先进、工艺精湛、手段经济、安全可靠、文明环保。
3、根据本隧道工程的特点,突出重难点工程的施工方案及技术措施,科学组织、合理安排、均衡生产,确保优质高效完成本隧道的施工任务。
4、充分考虑隧道施工环境的不利因素,按“难易并重,突出重点”的原则组织施工,在工期安排、人员设备配置等方面留有余地。
5、施工组织管理坚持高标准、高起点、快节奏,施工现场突高标准作业。
6、充分发挥设备效能,关键工序突出机械化施工。
三、 编制范围
省道 303 线映秀至卧龙公路恢复重建工程(调整)土建施工 YWH2 合同段,里程为 K4+900~K7+280,隧道长 2380m 的洞口工程、明洞工程、洞身工程、紧急停车带工程、车行横洞、人行横洞、防排水工程、洞内路面工程、注浆工程、以及绿化(环境保护)工程等,以及为完成上述任务而发生的临时工程。
第二节
总体施工组织布置及规划
一、 工程概况
(一)
工程范围及工程量 南华隧道本标段线路起讫里程:K4+900~K7+280,线路长度 2.380km,隧道采用单洞双向行车,是本标段控制性工程。最大埋深 571m,隧道设计速度 40km/h,设计荷载公路-II 级。围岩级别主要为Ⅴ~Ⅲ级组成。
洞内横洞通道根据设计要求,本标段在隧道 K5+750、K6+360 处分别设置 3#车行横通道和 4#人行横通道。
表 表 1
南华隧道围岩级别统计表
起止里程
围岩级别
长度(m m )
主要工程地质问题
K4+900 K4+960 Ⅳ 60 辉绿岩,岩体较破碎,节理较发育 K4+960 K5+100 Ⅲ 140 中~微风化闪长岩、辉绿岩 K5+100 K5+160 Ⅳ 60 中~微风化闪长岩及辉绿岩 K5+160 K5+300 Ⅴ 140 强~中风化闪长岩、辉绿岩 K5+300 K5+880 Ⅳ 580 中~微风化闪长岩、辉绿岩 K5+880 K6+220 Ⅲ 340 中~微风化闪长岩、辉绿岩 K6+220 K6+420 Ⅳ 200 中~微风化闪长岩及辉绿岩 K6+420 K6+540 Ⅴ 120 强~中风化闪长岩及辉绿岩 K6+540 K7+180 Ⅳ(偏弱)
640 中~微风化闪长岩及辉绿岩 K7+180 K7+280 Ⅴ 100 强~中风化闪长岩及辉绿岩
表 表 2 2 隧道围岩分类及洞门形式
隧道名称 起止桩号 长度(m)
围岩级别及长度(m)
洞门形式 Ⅳ级 Ⅴ级 Ⅲ级 映秀端 卧龙端 南华隧道 主洞 K4+900~K7+280 2380 1540 360 480 / 端墙式 3#横洞 H3K0+008~H3K0+198 190 32 158 / 端墙式 4#横洞 H4K0+008~H4K0+170 162 72 90 / 端墙式 表 表 3
主要工程数量表
工程项目 单位 数量 备注 隧道长度 m 2380
Ⅴ级围岩 m 360
Ⅳ级围岩 m 1480
Ⅲ级围岩 m 540
(二)
主要技术标准 1.公路等级:二级公路 2.隧道设计速度:40Km/h 3.隧道建筑限界:
(1)隧道主洞建筑限界见表 4 表 表 4 主洞建筑限界
净宽(m) 净高(m) 行车道(m) 侧向宽度(m) 检修道(m) 余宽(m) 10.0 5.0 3.5×2 0.5/0.5 0.75×2 0.25×2
(三)
自然特征 1. 地理位置、地形地貌
南华隧道位于四川省汶川县映秀镇至耿达镇之间,沿渔子溪左岸展布,
为傍山隧道。隧道进出口均原重建的路基段,交通较方便。
遂址区位于侵蚀构造高中山地貌区,隧道附近的山体高点海拔大于2500m,最低谷底约 980m ,高差达 1500m,属于深切割地貌。主要出露晋宁-澄江期岩浆岩,河流走向北西偏西方向,河谷狭窄,两岸谷坡陡峻,河谷下切强烈,河流侵蚀堆积地貌仅在渔子溪两侧呈带状发育,地形较平坦。渔子溪两岸树枝状水系十分发育,沟谷众多,多成“V 型”谷。
2. 地质构造及地震
遂址区距离北川~映秀断裂仅 2.5Km,在北川~映秀断裂的影响下,遂址区发育四条断层。其走向与北川~映秀断裂几乎一致,呈叠瓦状分布,各断层在路线两侧约 1Km 附近合并成一条断层。
据 GB18306-2001《中国地震动参数区划图》国家第 1 号修改单,遂址区地震动峰值加速度为 0.20g,地震动反应谱特征值为 0.35s,对应的地震基本烈度为Ⅷ度。
3. 水文地质条件
遂址区河流为渔子溪,树枝状水系十分发育,河沟众多,冬季河沟及河水较少,夏季沟谷及水位较高。地下水按其赋存特征可分为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水两类。
隧道为傍山隧道,且隧道的靠山侧海拔高,存在远方补给,由于隧道岩性以闪长岩为主,富水性一般。隧址区地下水的补给来源主要为大气降水,向下逐渐沿闪长岩裂隙快速下渗,最终在渔子溪一侧排泄。地下水化学类型为 HCO3-Ca2+型水,对混凝土不具侵蚀性。南华隧道的一般涌水量9171(m3/d),最大涌水量 18342(m3/d)。
4. 不良地质现象
“汶川 5.12 地震”导致场地山体破坏严重,在遂址区附近的山体上出现了大量的崩塌,在斜坡和坡表坡脚堆积大量的崩积体。南华隧道主要的
不良地质现象是隧道进口及出口的崩塌。隧道进口上方崩塌堆积体长约 70,宽约 35m,高差约 50cm 左右,平均厚度 11m,呈倒锥形分布,具一定规模,且上方存在危岩体,对隧道洞口存在一定影响。
隧道出口右侧为基岩陡崖,在坡脚堆积有一定量的崩塌堆积物,目前已被清理呈多级小平台,主要是基岩陡崖上方存在一定的危岩体,对隧道洞口存在一定的影响,在雨季或余震等不良因素影响下,会形成滚石或小规模的崩塌,影响隧道洞口安全。
(四)
施工条件 1. 交通运输条件
本隧道旁边为原 S303 映秀通往卧龙公路,映秀镇与 G213 及即将通车的都汶高速相接。目前成都至映秀高速公路已通车,所有物资均可方便的从成都直达映秀,而映秀至南华隧道施工场地仅为简易便道,雨季有可能中断,各施工单位承担了各自标段的保通任务。
2. 施工材料
钢材:可从成都、都江堰等地购买,用汽车运输至施工现场。
水泥:线路起点附近有都江堰拉法基水泥有限公司,生产有 42.5、52.5等标号的水泥,生产量大,质量可靠,可满足工程施工需要。
砂石料:线路经过区崩塌体多为花岗岩、花岗闪长岩、千枚岩、板岩、结晶灰岩等碎石、片、块石,沿线渔子溪河漂块石、砂砾石丰富,可选择开采作为圬工砌体材料,也可利用隧道弃渣加工砂石料。
3. 供水
沿线水系发育,渔子溪河水可作工程用水,隧道旁山谷地表水也可作工程和生活用水。
4. 供电
目前映秀至耿达段的输电线路基本恢复,施工和生活用电可与当地电
力部门联系就近搭线供电。但沿线灾害频繁,线路受影响大,因此,在利用地方线路的同时,隧道施工队将自备柴油发电机组,满足施工用电需要。
5. 通讯联络
隧道现场移动和电信无信号,联通 3G 移动电话信号较好,另配置远程对讲机作为补充手段来保证联络。隧道内施工则主要采用对讲机实现洞内外联络。
(五)
南华隧道工程特点、重难点分析及其对策 由于本隧道所在地为地震核心灾区,沿线光秃秃的山坡坡面和松散的、处于临界稳定状态的堆积体在余震、雨水、或者风的作用下,仍有发生落石、崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害的危险,尤其是 6~9 月份雨季尤为严重。由于公路基本沿渔子溪左岸行进,两侧为高山峡谷,震后大量松散物质与岩块堆积于河流两侧,一旦暴雨,就会堵塞河道,形成堰塞湖,对施工产生极大危害。由此可见,本隧道外部施工环境安全隐患多,安全压力大。
隧道全长 4963m,本标段负责出口端 2380m 的施工,独头施工超过2000m,通风较为困难;隧道出口端 Ⅳ、Ⅴ级围岩长 1900m,占隧道长度的80%,围岩破碎,稳定性差,局部可能伴有股状涌水现象,因此施工是一个难点,同时独头施工 2380m,工期较为紧张,如何组织施工,确保工期要求又是一个重点;隧道洞口为泥石流堆积体,结构松散,且存在偏压现象,进洞比较困难。
1. 重难点工程 应对措施
(1 1 )
管理措施
1.成立以项目经理为组长的领导小组,负责对重、难点施工方案的决策,明确各级管理人员及施工人员的责任。
2.科学组织、合理安排,突出重、难点工程,合理安排一般工程的施
工顺序。
3.组织精干的专业队伍上场,配置足够的施工人员和机具,确保重、难点工程的质量和工期。
4.做好材料、技术测量等各项保障工作。
5.充分发挥集团公司优势,组织专家组,在上场初期进行项目策划,在施工中对重难点工程进行现场指导。
(2 2 )
技术对策
(1)坚持洞口段先加固后施工的原则,确保进洞安全。
(2)严格按照“管超前、严注浆、短进尺、紧支护、勤量测、快封闭”的原则组织施工,加强施工现场管理,使“超前→开挖→支护→衬砌”形成流水作业。
(3)做好超前地质预测预报工作,随时掌握围岩变化情况,特别是隧道涌水、溶洞、坍塌、掉块、塑性变形及挤压破坏等不良地质情况,及时调整施工方案,制定处治措施,有效的规避地质灾害,防止事故发生。并加强监控量测作业,用量测信息指导施工。
(4)加强隧道通风管理,确保洞内通风良好。充分利用 3#横洞(出口1530m 处)和 4#横洞(出口 920m 处)采用压入式结合吸出式方式进行通风。
第三节
施工管理总 体目 标
一、 质量目标
按照验收标准,各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%,单位工程一次验收合格率达到 100%;主体工程质量质量零缺陷;隧道衬砌杜绝渗漏水。
杜绝工程质量重大事故;遏制工程质量一般事故。
二、 安全生产目标
始终把“安全第一、预防为主”的安全方针落到实处,杜绝人员因工、非因工死亡事故;无生产安全一般事故;无因工重伤事故;年轻伤率控制在 5‰以内。
三、 工期目标
南华隧道开工日期工程计划开工时间为 2012 年 10 月 1 日,竣工时间2015 年 6 月 23 日,施工总工期为 30 个月 23 天。
详见施工进度计划横道图。
四、 环境保护 目标
严格执行国家《环境保护法》和《水土保持法》和地方政府有关规定,坚持做到“少破坏、多保护,少扰动、多防护,少污染、多防治”,实现环境监控达标,确保环境保护、水土保持设施与主体工程“同时设计、同时施工、同时投入使用”,把映卧公路建设成为绿色、环保工程。
五、 职业健康目标
杜绝亡人事故,杜绝责任火灾和爆炸事故,杜绝责任设备、交通和财产损失事故。杜绝施工人员因工责任重伤、轻伤率控制在 3‰以下。改善作业环境,定期对从事有害作业人员进行健康体检,把职业病控制在最低限度。
六、 文明施工目标
临时设施建设标准达到建设单位要求的标准,施工现场规划合理,标语、标牌齐全、醒目。
施工完成后做到工完料清,不留污染,把所占用土地恢复原状,对占用河道进行疏浚,工程交付后文明撤离,施工过程中确保不发生影响社会治安的案件。做好文明工地建设,争创文明标段。
第四节
隧道施工组织计划
安排一个施工队从 3 号横洞通道进洞,开挖至主洞后,分左、右两个工作面进行施工,施工队设掘进工班、支护工班、衬砌工班(钢筋、防水、混凝土)、运输工班、综合保障工班、钢构件加工工班等六个工班。每个班人员配置采用 24 小时三班轮休制度,保证有足够的体力保证正常安全施工,严禁疲劳作业。隧道队管理负责人为项目隧道工程师杨开明,工班任务划分表 5。
表 表 5 南华隧道工班任务分配及劳动力配置表
施工 队伍 工班 名称 人数(个) 担负主要任务 隧 道 施 工 队 掘进工班 60 开挖等 支护工班 59 地表加固、管棚、小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设,喷砼作业等 衬砌工班 50 防水层、钢筋安装、衬砌、附属工程等 运输工班 30 出碴、运输、调度、维修、保养等 综合保障工班 20 风、水、电及其设备维修、保养,道路养护 钢结构加工工班 20 各种钢结构加工及预制 管理服务人员 20
合计 259
一、 机械设备配备
施工设备作为生产力的重要要素,是施工企业生产的重要手段,是企业完成施工任务的重要物质基础。为保证本工程顺利开展,施工机械设备的配备显得至关重要。施工过程中必须按照工程进度计划编制设备配备计划以及设备的维修保养计划,确保设备运转正常。同时,要按照 ISO9001体系的要求,做好现场设备的管理,控制成本,做到在确保工程需要的前提下,提高设备的利用率。
(一)
设备配备原则 根据本工程建设规模大、设计标准高、施工质量要求严、施工难度大、科技含量高等特点和特殊的施工环境,为确保工程工期、质量和工艺要求,施工设备配置遵循科技含量高、性能优良、生产效率高、环保性能好、采
用先进的机械设备原则进行设备组合匹配,使施工设备的配置充分体现先进性、适用性,配置数量以满足施工需要为前提,使用过程中充分挖掘设备的潜力,做到均衡生产,综合利用,降低机械使用成本。
(二)
设备选型 施工本着“实用先进、选型科学、着重工效、优化合理”的原则,布署开挖、运输、支护三条主作业线,供水、供风、供电及排烟、排水五条辅助作业线,主要以风动凿岩机进行分部开挖,工作效率高;侧卸装载机装碴,自卸车无轨运输,符合断面尺寸要求。各作业线综合机械化配套方案见表 6。
表 表 6 各作业线综合机械化配套方案表
分类 作业线名称 主要设备配套方案 主 作 业 线 钻爆开挖作业线 钻孔平台、YT28 风动凿岩机、风镐、挖掘机。
装碴运输作业线 ZLC50C 侧卸装载机、自卸车。
支护作业线 单、双液注浆机、压浆机、砼湿喷机、砼喷射机械手、管棚钻机、地质钻机。
衬砌作业线 混凝土搅拌站、液压模板衬砌台车、防水板台车、混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵 辅助作业线 调压供水作业线 变频调压供水系统。
高压供风作业线 电动压风机、高压风管。
供电作业线 变压器、内燃发电机、动力电缆、高压电缆。
通风排烟作业线 轴流通风机、通风管。
排水作业线 各种水泵组成泵站、排水管 超前地质预报 TSP203 系统、地质雷达、地质钻机 (三)
设备配备 主要施工机械设备配备见表 7。
表 表 7
投入南华隧道施工的主要机械设备表
设备名称 型号 单位 数量 合计 电动空压机 L3.5-20/7 套 4 4 注浆泵 YZB-80 台 2 2 柴油空压机 PDSG55S
1 1 管棚钻机 金星 9000 台 1 1 地质钻机 TSP-203 台 2 2 挖掘机 PC220 辆 1 1
装载机 ZL500 辆 2 2 装载机 Z400 辆 1 1 自卸汽车 金刚后八轮 辆 6 6 多功能作业台车 简易自制 个 4 4 液压衬砌台车 12m 台 2 2 风动凿岩机 YT-28 把 40 40 风镐 G10 把 10 10 高压双液注浆泵 ZTGZ-60/120 台 2 2 砼喷射机 PZ-7D-Z 台 4 4 混凝土搅拌楼 HLS60 套 1 1 砼运输车 HTM804 辆 3 3 砼泵 HBT60A 台 2 2 轴流通风机 2SZ-S-100A 套 2 2 数控弯折机 JAP-16 台 1 1
二、 施工进度安排
(一)
工期安排 南华隧道开工日期工程计划开工时间为 2012 年 10 月 1 日,竣工时间2015 年 6 月 23 日,施工总工期为 30 个月 23 天。
详见施工进度计划横道图。
(二)
进度指标分析 1. 台阶开挖法施工进度指标分析
台阶法开挖施工进度指标见表 8。
台阶法开挖循环时间为 16h,Ⅳ级围岩每循环进尺 2m,每天 1.5 个循环,日进尺 3m。考虑月有效施工时间 25 天,月进尺 75m。Ⅳ 停 、Ⅳ加强 每循环进尺 1.6m,每天 1.5 个循环,日进尺 2.4m。考虑月有效施工时间 25 天,月进尺 60m,Ⅲ加强 每循环进尺 2.4m,每天 1.5 个循环,日进尺 3.6m。考虑月有效施工时间 25 天,月进尺 90m。Ⅲ 停 每循环进尺 2m,每天 1.5 个循环,日进尺 3m。考虑月有效施工时间 25 天,月进尺 75m。
表 表 8
台阶法开挖施工进度指标分析
作业名称 时间 循环时间(h)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 4 15 16 地质超前预报、测量放线 0.5
超前支护 2
上下台阶打眼 3.5
上下台阶装药起爆 1.5
通风排烟 0.5
上台阶出碴 2.5
下台阶出碴 2.5
上下台阶初期支护 3
合计 16
2. 全断面法施工进度指标分析
全断面法开挖施工进度指标见表 9。
全断面法开挖循环时间为 15h,Ⅲ级围岩每循环进尺 3m,每天 1.6 个循环,日进尺 4.8m,考虑月有效施工时间 25 天,月进尺 120m。
表 表 9
全断面法开挖施工进度指标分析
作业名称 时间 循环时间(h)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 地质超前预报、测量放线 1
全断面打眼 4.5
全断面装药
起爆 2
通风排烟 1
全断面出碴 4
初期支护 2.5
合计 15
Ⅴ加强、 Ⅴ偏加强 环形预留核心土法开挖循环时间为 15h,Ⅴ 加强、 Ⅴ偏加强 每循环进尺 0.5m,每天 2 个循环,日进尺 1m,考虑月有效施工时间 25 天,月进
尺 25m;Ⅴ上、下环形预留核心土法开挖循环时间为 16h,Ⅴ级每循环进尺0.8m,每天 1.5 个循环,日进尺 1.2m,考虑月有效施工时间 25 天,月进尺30m;环形预留核心突发开挖施工进度指标分析见表 10。
表 表 10 环形预留核心土法开挖施工进度指标分析
作业名称 时间 循环时间(h)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 地质超前预报、测量放线 0.5
超前支护 2
周边开挖 3
通风排烟 0.5
上台阶出碴 2
下台阶出碴 2
上下台阶初期支护 3
仰拱及回填 2
合计 15
3. 衬砌施工进度指标分析
衬砌施工进度指标分析见表 11。
进口方向台车长度为 9m,衬砌一循环时间为 64h 小时,平均每 3 天完成 1 循环,日进尺为 3m。出口方向台车长度各长 12m,衬砌一循环时间为68h,平均每 3 天完成 1 循环,日进尺为 3.6m。考虑均衡施工,衬砌根据开挖支护进度安排施工。
4. 支护类型及开挖进度指标一览
支护类型及进度指标一览见表 12。
(三)
具体进度安排、形象进度图 施工具体进度安排见表 13。
表 表 11
衬砌施工进度指标分析表
作业名称 时间 循环时间(h)
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 64 68 铺设防水板 8
7 绑扎钢筋 24
21 涂脱模剂及台车就位 4
4 止水带及封头 4
4 浇筑混凝土 12
11 养生 24
24 拆模 4
4 说明:防水层铺设、绑扎钢筋超前、平行作业,不占工序时间。
表 表 12
南华隧道支护类型及进度指标一览表
起止里程 支护类别 长度(m)
进度指标(m/需要时间(日)
备注
月)
3#横洞
H3K0+198 H3K0+100
加强 Ⅴ车 98 75 39 双层超前小导管 H3K0+100 H3K0+070 Ⅴ车 30 120 7 单层超前小导管 H3K0+070 H3K0+055 Ⅳ车 15 150 3 无 H3K0+055 H3K0+015 JⅣ车 40 120 10 超前锚杆 H3K0+015 H3K0+008
加强 Ⅳ车 7 100 2 无 3#横洞 横洞岔口
20
合计
190
81
进口方向 K5+750 K5+730 Ⅳ停 20 60 16 超前锚杆 K5+730 K5+520 Ⅳ 210 75 73 超前锚杆 K5+520 K5+480 Ⅳ停 40 60 22 超前锚杆 K5+480 K5+310 Ⅲ停 170 75 78 超前锚杆 K5+310 K5+150 Ⅴ 160 30 176 单层超前小导管 K5+150 K5+095 Ⅳ 55 75 23 超前锚杆 K5+095 K5+050 Ⅲ 45 120 13 无 K5+050 K5+010 Ⅲ停 40 75 17 无 K5+010 K4+965 Ⅲ 45 120 13 无 K4+965 K4+900 Ⅳ 65 75 28 超前锚杆 合计
850
459
出口方向 K5+750 K5+770 Ⅳ停 20 60 9 超前锚杆 K5+770 K5+885 Ⅳ 115 75 45 超前锚杆 K5+885 K5+910 Ⅲ 25 120 6 无 K5+910 K5+950
加强 Ⅲ 40 90 13 无 K5+950 K6+080 Ⅲ 130 120 32 无 K6+080 K6+120 Ⅲ停 40 75 15 无 K6+120 K6+215 Ⅲ 95 120 23 无 K6+215 K6+340
加强
Ⅳ 125 60 60 单层超前小导管 K6+340 K6+380 Ⅳ停 40 60 19 超前锚杆 K6+380 K6+410 Ⅳ 30 75 11 超前锚杆 K6+410 K6+450 V 40 30 39 单层超前小导管 K6+450 K6+510
加强
V 60 25 70 双层超前小导管 K6+510 K6+550 V 40 30 39 单层超前小导管 K6+550 K6+680
加强 Ⅳ 130 60 63 单层超前小导管 K6+680 K6+720 V 40 30 39 单层超前小
导管 K6+720 K6+760
Ⅳ停 40 60 19 超前锚杆 K6+760 K6+990
加强 Ⅳ 230 60 111 单层超前小导管 K6+990 K7+040 V 50 30 49 单层超前小导管 K7+040 K7+170
加强 Ⅳ 130 60 63 单层超前小导管 K7+170 K7+228 V 58 30 56 单层超前小导管 K7+228 K7+248
加强
V 偏 20 25 23 双层超前小导管 K7+248 K7+268
加强
V 偏 20 25 23 φ108 大管棚 合计
1518
827
表 表 13
南华隧道施工进度安排表
项目名称 工程量(m) 开始时间 完工时间 工期(天)
进口工区 横洞 施工准备及洞口工程
2012-6-16 2012-10-01 108 隧道 3#横洞开挖及初期支护 (H3K0+198~+008)
190 2012-10-01 2012-11-30 61 隧道 3#横洞岔口
2012-12-01 2012-12-20 20 隧道 3#横洞洞门及二衬 (H3K0+198~+008)
190 2012-11-01 2013-02-01 90 进口 方向 隧道正洞开挖及初期支护(K5+750~K4+900)
850 2013-01-06 2014-04-08 459 隧道正洞 K5+750~K4+900) 二衬 850 2013-02-10 2014-05-08 453 隧道路面及附属 850 2014-05-09 2014-07-09 60 出口方向 隧道正洞开挖及初期支护(K5+750~K7+268)
1518 2012-12-21 2015-3-23 827 隧道正洞(K5+750~K7+268) 二衬 1518 2013-02-06 2015-4-23 767 隧道路面及附属 1518 2015-4-23 2015-6-23 60 明洞及洞口工程 12 2015-4-23 2015-6-23 60 说明:4#人行横洞施工不影响总体工程工期未排。
中铁二十局省道 303 映秀至卧龙公路恢复重建工程 YWH2 标项目经理部
南华隧道施工组织设计
施工进度计划横道图
第 YWH2 合同段 年份
月份 主要工程项目 2012 年 2013 年 2014 年
6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 施工准备及洞口工程
隧道 3#横洞开挖及初期支护 (H3K0+198~+008)
隧道 3#横洞岔口
隧道 3#横洞洞门及二衬 (H3K0+198~+008)
隧道正洞开挖及初期支护(K5+750~K4+900)
隧道正洞 K5+750~K4+900) 二衬
隧道路面及附属
隧道正洞开挖及初期支护(K5+750~K7+268)
隧道正洞(K5+750~K7+268) 二衬
隧道路面及附属
明洞及洞口工程
注:项目计划开工日期为 2012 年 10 月 1 日(具体开工时间以监理工程师下达的开工令为准),竣工日期为 2015 年 6 月 23 日。
4#人行横洞工程不影响总体工期,未排。
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劳动力计划横道图
第 YWH2 标 年份
月份 人数 2012 年 2013 年 2014 年 2015 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7
300
260
220
180
140
100
60
20
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三、 临时设施及场地布置
(一)
洞内临时设施 洞内临时设施包括洞内高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路及施工抽排水管等,高压风、水管及排水管布置在施工电力线的对侧。通风管布置拱部左侧。
(二)
施工用电 在此隧道设一台变压器,配备两台内燃发电机组,以备停电应急。
照明电压:作业地段不得大于 36V,成洞和不作业地段可采用 220V;成洞地段固定的电线路,应用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆。电力线路均布置在其他管线的对侧。
(三)
施工高压用风 在进口处设一座空压机房,每座空压机站根据洞内供风量大小安装 6台 20m 3 型电动空压机,向洞内提供高压风,空压机根据需风量分别启用,由阀门控制,隧道内选用 Ø200mm 高压风管。
管道安装注意事项:管道敷设要平顺,接头密封,凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不能使用。空压机站设有总闸阀,在主管道上每隔 200m装闸阀、三通各一个,每 500m 安设油水分离器一处,并定期放出管中聚积的油水。
(四)
施工用水 洞口右上方建 60m 3 高压水池一座,用 Ø 150mm 管路供水至洞内,高压水管安装在高压风管上部,为满足施工用水水压要求,在管道进入洞内适当位置设管道增压泵。
水池的出水管设总闸阀,洞内每隔 200m 安装闸阀、三通各一个,以便施工和维修。当水池与用水点自然水头超过所需水压时,在管道中安装内弹簧薄膜式减压阀,降低管道中水流压力。
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(五)
施工通风 1. 隧道施工通风要求
①空气中氧气含量:按体积计不得低于 20%。
②粉尘容许浓度:每立方米空气中含有 10%以上游离二氧化硅的粉尘为 2mg;含有 10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为 6mg;二氧化硅含量在10%以下,不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为 10mg。
③一氧化碳:不大于 30mg/m 3 。当施工人员进入开挖面检查时,浓度可为 100mg/m 3 ,但必须在 30min 内降至 30mg/m 3 。
④二氧化碳:按体积计不超过 0.5%。
⑤氮氧化物换算成二氧化氮(NO2)为 5mg/m 3 以下。
⑥隧道内气温不得超过 28℃。
⑦隧道施工时,供给每人的新鲜空气量,不应低于 3m 3 /min,采用内燃机械作业时,供风量不宜小于 3m 3 /(min•kw)。
⑧隧道开挖时全断面风速不小于 0.15m/s,坑道内不小于 0.25m/s。
2. 风量计算
(1 1 )
施工通风计算参数
①正洞隧道内摩阻系数分别为 0.0118。直径为 1.3m 的风管,管节长100m,百米漏风率为 1.3%,管道内摩阻系数为 0.019。
②洞内施工人员按 80 人计,隧道内均采用无轨运输。
(2 2 )
通风量计算
①按洞内允许最低风速计算风量 Q 1 =60VA=60×0.15×110=990(m 3 /min) V:洞内最小风速 0.15m/s; A:正洞开挖最大断面面积,取 110m 2 。
②按洞内最多人数计算风量
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洞内施工最多人员按 80 人计 Q 2 =3KM=3×80×1.2=288m 3 /min 式中 3:每人每分钟供的新鲜空气标准(m 3 /min)
K:风量备用系数,取 1.1-1.25,取 1.2; M:同一时间洞内工作最多人数,取 80 人。
③按爆破时最多用药量计算风量 Q 3 =5Gb/t=1708m 3 /min G:同时爆破的炸药用量,取 290kg b:爆炸时有害气体生成量,岩层中爆破取 35.35 t:通风时间取 30min ④按洞内内燃机功率计算风量 各施工工区均采用无轨运输,洞内内燃机械产生较多的尾气污染空气,采用 2 台装载机装碴,工作功率 300kw,洞内按 3 台自卸车计算(重车 1台,空车 2 台),满载功率按 132kw,空载功率按 99kw 计算,内燃机使用功率为额定功率的 80%,需要风量为:
Q 4 =Q 0 ΣP80% =3×663×0.8=1591m 3 /min Q 0 —柴油机单位功率所需风量指标,取 3m 3 /kw ΣP—同时在洞内作业的柴油机额定功率总和,取 663kw 根据上述计算可知,理论计算所需最大风量为 1708m 3 /min。根据各施工区施工长度并考虑风管漏风来计算所需最大风量。
实际所需风机最小风量 Q 机大于:
100max) 1 (QLQ Q max :计算最大需风量,取 1708m 3 /min; β:百米漏风率,取 1.3%; L:通风最大长度,最长取 m;
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由此计算出各施工口所需最小风量 1896m 3 /min。
(3 3 )
风压计算
为保证把足够的风量送到工作面,并在出风口保持一定的风速,就要求通风机具有一定的风压,使其足以克服沿途所有阻力。通风机具备的风压为:
2220.81.5 1 2L 10078 . 0 V2DL = =摩 h
ρ—空气密度,隧道海拔取 1100m,按ρ=1.2kg/m 3 计。
V—风管内平均风速 20.8m/s。
系统风压其他 正 局 摩h h h h H ,为简化计算,取摩h 1.2 H
由此计算出所需风压为 900Pa。
(4 4 )
风机选择
根据以上计算隧道各施工面均采用长管路压入式通风,隧道进、出口方向分别配置 2×90kwFDS 型隧道通风机通风。
(六)
施工排水 隧道顺坡排水时掌子面积水利用污水泵抽至已施工完毕的隧道两侧水沟排出洞外;反坡排水时采用洞内每 500m 设置固定泵站与工作面移动泵站相结合的方式,每个泵站配备两套抽水设施,一套工作一套备用,排水管采用 Ø 150mm 钢管,利用泵站采用机械接力抽排至洞外,排到洞外的污水经污水处理站处理达标后排放。
(七)
隧道弃碴利用和弃置 隧道进口弃碴场面积 64.37 亩,出口弃碴场面积 24.56 亩,各弃碴场弃碴前应先做好挡护,施工期间做好临时排水设施,避免造成水土流失和环保破坏。
(八)
施工场地布置
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南华隧道进出口平面布置见图 1。
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3#横洞映秀C20硬化便道300m图 图 1
南华隧道进口施工平面布置图
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第五节
主要工程项目的施工方案、方法及措施
(一)
基本原则 在保证围岩稳定或减少对围岩扰动的前提条件下,根据设计图纸开挖方法进行掘进,发现与设计地质不符时与监理、业主和设计单位联系,确定新的施工方法,并尽量提高掘进速度。在选择掘进方式时,一方面考虑隧道围岩地质条件及其变化,使围岩能保持稳定;另一方面考虑岩体的坚硬程度,既能保证掘进速度,又能减少对围岩的扰动,确保施工安全。
施工中坚持先探后挖的施工原则,将超前地质预报纳入施工循环,不探明前方地质,不能开挖。同时本着稳定掌子面、及时闭合和加固地层的原则,相互补充,合理选择开挖方法。
在隧道穿越断层破碎带及涌水地带时,按照“探水→注浆→开挖”施工循环,注浆与开挖交替进行,即注浆一段,开挖一段的方式施工。
在不良地质地段,隧道主要施工顺序是:超前地质预报→超前支护→开挖→初期支护→仰拱开挖及浇注混凝土→铺设防水材料→拱墙二次衬砌。在施工中做到前一工序未按设计要求完成,后一工序不能开工。
(二)
施工方案 严格按“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测,步步为营,稳步前进”的原则组织施工。
根据隧道洞门地形、地质条件,隧道 3 号横洞采出口采用墙式洞门。利用 3 号横洞进洞,进洞前做好大管棚预支护,进洞后分为两个工作面进行施工。隧道 3 号横洞进口围岩为崩坡积堆积体,结构松散,呈散体结构。地形有偏压,进洞前进行地表注浆及反压回填处理。
隧道按照新奥法原理组织施工,根据参考设计图纸及施工规范一般Ⅲ、Ⅲ加强 级围岩采用全断面法开挖,Ⅳ平、Ⅳ平加强 、Ⅳ停、 Ⅴ级围岩段采用台阶法施工;Ⅴ加强偏 、Ⅴ加强 围岩采用环形预留核心土法开挖,风动凿岩机钻孔,非
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电毫秒雷管微差起爆,侧卸式装载机装碴,自卸车运送至弃碴场。
隧道开挖后立即锚、喷、网支护,隧道横洞进口采用大管棚进洞,一般地段采用小导管、药卷锚杆超前预支护,隧道系统锚杆采用药卷锚杆。
监控量测作为施工组织设计的一个重要组成部分,监控量测工作必须紧接开挖、支护作业,按设计要求进行布点和监测,并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据及时分析处理,并将结果反馈到施工过程中。
隧道进洞前核对地形及地质情况,确保进洞安全及洞口稳定,洞内分段仔细核对地质情况,如发现与设计资料不符,及时与监理、业主和设计单位联系,确定新的支护方式,确保施工安全。
施工应贯彻仰拱先行的原则,仰拱填充与仰拱分开施做。二次衬砌采用拱墙一次整体式。在铺设防水板之前,应对初期支护的渗...
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