I级高风险特大长岩溶隧道指导性施工组织设计103页.doc

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I级高风险特大长岩溶隧道指导性施工组织设计103页.doc

既有贵昆铁路与新建XX客专基本平行。以贵昆铁路为主干,联结了渝XX、XX桂、内昆等铁路干线。本管段施工时,可通过上述铁路将主要材料运至施工工地附近的货站,再转运至工地。

且与既有XX高速公路平行,从XX乡XX县道行车1km到XX村,从XX乡XX县道新修1km便道即可到达进口施工现场。从XX镇国道320行车7.2km到XX村,XX村至XX组只需加宽3km便道,新修4.3km便道即可到达出口施工现场。

四队施工区位于XX县XX村XX组,原山村路改造一条,从320国道到4号拌合站长2.45公里,原山村路为一条满足农用车及牲畜通行的泥泞路,承载能力差,下雨容易积水,且弯道急路面窄。根据《XX客专XX段大临便道建设标准》的通知,原山村路基本上全部要改修。

砂石料:XX隧道砂石料源有XX县旧场砂石场等[上海]长江深水区1600cm×1040cm×350cm承台施工组织设计73页(钢套箱).rar,距离隧道约15km,总体上不缺石料,但符合高性能混凝土质量的既有砂、石料场不多,大部分需二次加工。

粉煤灰:XX境内粉煤灰资源稀缺,虽在大龙、凯里、盘县等有火力发电厂分布,但粉煤灰数量及质量难以满足要求,部分需外购。

石灰:本管段主要经过石灰岩地区,石灰供应充足。

沿线水源电源燃料等资源获得情况

施工用水:本隧拟采用高压水池供水,充分利用周边水源、地表水及岩溶水(水质经专业评估师评估可用作施工用水,满足施工要求)XX隧道隧道出口位于高山上,供水十分困难,综合各方面考虑供水拟从石板桥水库引入,经老树偆、穿洞坡、马槽地共计4.2km到达XX隧道出口;2#横洞洞顶垂直73m处有一处XX镇白岩村村民用水水源,主要为岩溶裂隙水,经分析满足施工使用;XX1#横洞洞口有一处暗河,可考虑用于施工用水;XX隧道进口处水源较少,经现场考察通过打井来解决施工用水问题。

施工用电:所经地区电网分布情况较好,沿线覆盖有220kv、110kv、35kv和10kv电力线路,相应变电站分布有序。供电营业区均属南方电网XX电网公司管辖,下辖安顺市供电营业区。但由于本隧道施工用电量大,负荷高,故准备拉设专有线路。

油料:施工所需的大量油料可从安顺市购买。沿线县城、乡镇及高速公路、G320国道、省道及县道上均有加油站,可满足工程油料需求。

XX隧道全长11882m,为单洞双线隧道,左右线线间距为5.0m,设计为78m的平坡接7.5‰及25‰的上坡,再接21.4‰及14.99892‰的下坡,全隧除D1K853+132.2929~D1K864+654段位于半径R=7005m的右偏曲线上外,其余地段均为直线,进口里程D1K852+772,出口里程D1K864+654。

隧道最大埋深约380m。全隧共设置2座横洞1座平行导坑,在D1K856+500线路左侧设置长约1043m的1#横洞,横洞中线与左线线路中线小里程方向的平面交角为81°28’50”,采用无轨单车道;在D1K861+500线路左侧设置长约1240m的2#横洞,横洞中线与左线线路中线大里程方向的平面交角为49°59’14”,采用无轨单车道。贯通平导长11829m,采用无轨单车道,位于线路前进方向右侧,平导中线与左线线路中线的距离为35m,平导中线与正洞中线平行。

洞口段设计:根据地形、地质条件,本隧进口采用斜切式洞门,边仰坡采用M10桨砌片石铺砌,厚30cm,出口边仰坡采用M10桨砌片石嵌补。出口段仰坡面存在危岩落石,为确保施工及运营安全,施工前应将坡面危岩落石清除,然后采用嵌补、支顶等措施进行防护、并与天钩上方2~4m,隧道中线左侧15m,右侧50m范围设一道钢轨栅栏。出口紧接大花地钢构中桥,且下方有高速公路通过,施工中应该合理安排施工工序,避免施工干扰,确保施工安全。出口采用斜切式洞门,边仰坡采用人字形截水骨架植草防护;隧道进出口浅埋段分别采用V级b型、c型衬砌进行加强,本隧洞内排水沟与洞外路基侧沟通过洞口设置的检查井实现连接,洞顶设置截水天沟,并以较短途径将洞顶地表水引排至自然稳定的沟谷中,若与路堑天沟或者涵洞入口相接时,施工时注意实际情况确保无缝顺接。

洞身衬砌:1,洞身D1K852+787~+807段埋深较浅采用V级明洞衬砌作为缓冲结构2,洞身多次穿越富水带,D1K853+310~+830.D1K854+030~+260. D1K854+435~+781采用1.0Mpa抗水压衬砌,D1K855+255~+375等极度富水段采用2.0Mpa抗水压衬砌;3,其余段落采用一般复合式衬砌。

支护及施工方法:1,本隧D1K852+772~807及D1K864+639~+654采用明挖法施工,其余段采用新奥法施工,光面爆破法开挖,锚喷网支护。2,隧道洞身穿越多处断层破碎带、地质构造带、可溶岩与非可溶岩接触带,且地表分部有很多村庄;根据地勘资料,结合地表村庄分布,对地表水敏感段按照“以堵为主,控制排放”的原则进行设计,采用超前帷幕注浆及开挖后径向注浆等措施尽量减少隧道开挖引起地下水的渗漏。3,为改善工作面的环境,喷射混凝土采用湿喷工艺。4,隧道开挖后应及时施做初期支护并封闭成环,Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶类法施工时,初期支护封闭成环位置距离掌子面不得大于35m,5,仰拱施工应超前拱墙二次衬砌施做,并紧跟开挖面。

全隧施工期间应积极展开施工量测工作,将监控量测作为重要及关键工序列入现场组织,并对支护体系的稳定性进行判别,监控量测必测项目包括以下内容:对D1K852+772~+906及D1K864+639~+554洞口及浅埋段开展地表开裂、沉降观测,观测点应在隧道开挖前布设,并与洞内观测点布置在同一个断面上里程,布点观测面不小于16个,对隧道Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩段开展洞内外观测及拱顶下沉,净空变化监控量测,Ⅲ级围岩断面间距不大于20m,Ⅳ级围岩测量断面间距不大于10m,V级围岩断面不大于5m。

超前地质预报:为保证隧道施工安全、优化设计、实现信息化施工,施工期间应加强施工地质工作,并实施全隧超前地质预测预报,将其纳入正常施工工序进行管理。通过超前地质预报工作,核实和预测掌子面前方的地质条件,以便及时调整工程措施,确保施工及结构安全。结合本隧道工程特点以及工程地质、水文地质条件,开展下列超前地质预测预报工作:

预报的重点及其内容:1,不同岩性接触带的位置,接触带岩体破碎程度,地下水赋存情况;2,断层破碎带的岩体破碎程度及地下水的赋存情况;3,岩溶发育程度、岩溶水赋存情况;4,隧道内围岩级别变化趋势。

预报的方法:全隧应采用地质调查法为基础,综合物探及钻孔为主进行综合超前地质预报。

XX隧道全长11882m,里程为D1K852+772~D1K864+654。全隧共设置2座横洞1座平行导坑,在D1K856+500线路左侧设置长约1043m的1#横洞,在D1K861+500线路左侧设置长约1240m的2#横洞,贯通平导长11829m,里程为:D1K852+768~D1K864+597采用无轨单车道,位于线路前进方向右侧,平导中线与左线线路中线的距离为35m,平导中线与正洞中线平行。

说明:以下工程量统计不包括30m斜切洞门及20m明洞工程数量

工程特点、重难点及主要风险

地质情况复杂、施工风险大

根据工程地质及水文地质情况,本隧为岩溶隧道,可溶岩长度为9063m,占全隧长度的76%,隧道最大埋深约380m,洞身断层破碎带发育,发育区域断层7处,物探解译断层11处,可溶岩与非可溶岩接触带6处,下穿暗河1处(位于隧道拱顶上约43m),地表村庄分布广泛,岩溶漏斗发育,隧道通过可溶岩段,岩溶及岩溶水对隧道影响较大,遇到大型岩溶管道及溶洞可能性较大,可能发生突水、突泥现象,地表局部地段发生塌陷,在断层破碎带、可溶岩与非可溶岩接触带多为地下水富集区,易发生突水、突泥、岩溶塌陷,隧道中段洞身埋深大,地应力相对较高,在高地应力下可能发生岩爆。因此本隧主要风险为塌方,突水突泥,岩爆,危岩落石等风险,为Ⅰ级风险隧道。

工期紧任务重,施工组织难度大

标段总工期48.1个月。XX隧道全长11882m,按进、出口和2个横洞共4个作业面组织施工施工,工期紧任务重。其中1#、2#横洞需双向施工,出口为一大深沟,竖直距离约为167m,施工场地狭窄,洞外场地的布置和施工中的出渣、材料运输、设备调度、用电、道路、工程衔接等诸多相互干扰因素交织在一起,必须紧密协调配合,方能正常组织施工。

符合国家和铁道部有关标准、规定及设计文件要求,检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率100%,单位工程一次验收合格率100%,工程质量零缺陷。

建立健全安全管理体系,对本单位安全生产负全面责任,施工过程中杜绝较大及以上事故,遏制安全生产一般事故;杜绝因施工引起的特别重大和重大铁路交通事故,遏制因施工引起的较大铁路交通事故。

(1)I级高风险特大长岩溶隧道涌水,突泥预防难题:隧道位于碳酸盐岩地层,岩溶强烈发育,隧道最大涌水量为170000m3/d,另外溶蚀破碎带等不可见强富水体,涌水量会成倍增,甚至十倍的增加,而且位于隧道拱顶上约43m的暗河系统复杂,可能遇到大规模的岩溶空腔或填充型洞穴,并可能遭遇管道流,涌水突泥等。因此对水的治理成为一个技术攻关难题。

(2)I级高风险特大长岩溶隧道安全,快速施工难题:XX隧道地质十分复杂,在保证安全,质量的情况下进行快速施工,在各个施工工序上加大投入技术改进措施。

(3)由于XX隧道地质复杂,地质预报工作十分必要,但依据现有的预报方法和业主对工期要求,需要在地质预报方法上做创新。

(4)新奥法施工的最大特点是把量测、观察技术和方法引进到施工中,并作为施工中一个重要而不可缺少的环节予以实施,其目的之一是要根据观察、量测等得到的资料对已开挖的区间和掌子面前方的围岩状况进行预测,用来指导施工。可根据测量结果与高校等科研机构进行合作,建立数值计算模型,指导隧道施工以及进行稳定性分析。

(5)I级高风险特大长岩溶隧道各种溶洞的处理方法

严格执行环境保护和水土保持“三同时”制度,严格执行本项目《环境影响报告书》及批复意见、《水土保持报告书》及批复意见及《环水保、文物保护管理办法》有关要求;严格按照设计文件及批准的施工组织设计组织施工,将环水保、文物保护及土地复垦措施落实到施工全过程;自觉接受并积极配合国家及地方环保、水保行政主管部门的监督检查。

在确保工程安全、质量、工期、环保、科技创新目标前提下,严格把总投资控制在国家和铁道部批准的范围之内。

施工管理机构与任务划分

建设组织机构和任务划分

XX隧道根据招标文件和施工组织要求,本隧道由4个隧道施工队施工完成施工任务。隧道施工队任务划分如下:

隧道施工一工班负责XX隧道D1K852+735~D1K856+170进口、平导及附属工程施工。

隧道施工二工班负责XX隧道D1K856+170~D1K859+295 1#横洞、平导、正洞以及附属工程施工。

隧道施工三工班负责XX隧道D1K859+295~D1K861+880 2#横洞、平导、正洞以及附属工程施工。

隧道施工四工班负责XX隧道D1K861+880~D1K864+647出口、平导及附属工程施工。

XX隧道工程特点,确立施工原则:“机构精干,队伍专业,科技先行,设备精良,管理规范,施工科学,关系协调,保护环境,保证安全,保证质量,保证工期”。

XX隧道分为四个工点,分别由四个隧道架子队组织施工,根据施工准备工作的难易程度不同,确定进洞施工先后顺序为:XX隧道2#横洞→XX隧道1#横洞→XX隧道出口→XX隧道进口。横洞工点掘进至横洞底部后,分别向进口、出口、平导三个方向平行施工。

每个作业面的施工顺序:施工准备→边仰坡开挖→洞口预加固处理或超前支护→洞身开挖→初期支护→仰拱及填充→系统防排水→拱墙衬砌→沟槽及其他附属工程。

主要工效指标和技术要素

施组安排中,在工序衔接上要充分考虑质量要求对技术条件的控制时间。另外当遇到大型溶洞空腔等处理时也要考虑所消耗的时间。

关键线路分析、关键工作面工期检算

关键线路详见网络图中的关键线路

关键线路工期: 施工准备+横洞+平导+工作面4+沉降=42.2月。

经过检算,XX隧道不含施工准备2个月的施工期为40.2个月,满足指导性施组线下主体工程工期的要求,加3个月施工准备,再加2.4个月无砟轨道工期后的总工期为44.6个月,满足第九标段合同工期的要求。满足铺轨要求。

确定总工期和重要阶段工期

根据招标工期要求和本标段进度计划总体安排,XX隧道计划开始时间为2010年10月1日,结束时间为2014年10月3日,总体施工时间为48.1个月(包含施工准备时间2个月)。

进洞施工:2010年10月1日。

衬砌液压模板台车进场:在各正洞作业面开挖初支开始30天内进场,45天内拼装调试完成,开始衬砌。

1#横洞施工至正洞:2011年4月14日。

2#横洞施工至正洞:2011年4月20日。

CECS 501-2018-T标准下载衬砌完工:2014年9月3日。

附属工程完工:2014年10月3日。

具备铺轨施工条件:2014年10月16日。

由上表。衬砌一循环时间为60h,平均每2.5天完成1循环,台车长度9~12.0m,日进尺为6m,月进尺为108~144m。

XX隧道施工时需修筑沿线路方向的贯通便道,使与XX组、纳炳村XX县道相连接,便道按照双车道施做,路面宽度为6.5m,路面采用20cm厚混凝土路面,新修便道由于通过田地,新修便道修筑困难。

1、充分利用有利地形,线路尽可能顺直办公、商业、酒店及配套大型综合商业体施工组织设计,少占或不占良田好土。尽量避免与铁路线、公路交叉。在山区峡谷地段,便道位置尽可能在施工区上方,以免施工时堵塞便道。

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