化马隧道施工组织设计.doc
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1、中铁十三局集团 化马隧道施工组织设计化马隧道施工组织设计1、编制依据本工程施工组织设计按以下依据编制:1、兰州至重庆铁路夏官营(不含)至广元段(不含)土建工程LYS-4标合同段施工图纸;2、企业自身实力,施工队伍、机械设备能力实际情况;3、施工现场实际施工条件和环境;4、工程建设规模;工程施工工期;5、TB10204-2002 铁路隧道施工规范;6、TB10417-2003 铁路隧道工程施工质量验收标准。2、工程概况2.1工程简介2.1.1工程范围化马隧道位于甘肃省宕昌县境内,属秦岭高中山区,隧道进出口高程分别为1424.858m和1261.710m,隧道洞身最大埋深约1300m,最小埋深约1
2、22m。隧道起讫里程为DK301+282DK313+862,进口位于秦峪羊古堆沟,隧道出口位于董家庄沟内,全长12580m,为双线隧道。隧道进口左线105.22m、右线3504.588m分别位于R=3500m、R=3504.588m的左偏曲线上,洞身左线1243.42m、右线1262.29m分别位于R=3504.588m、R=3500m的右偏曲线上外,其余地段位于直线地段;隧道内线路分别为12.8、13、的单面下坡。隧道围岩级别一览表隧道名称长度(m)围岩分级计算长度(m)化马隧道正线12580019304964260030860化马沟斜井1329.2001269.230300石家院斜井198
3、8.700428.76808800隧道洞身通过的地层主要为第四系全新统坡积砂质黄土、碎石土,二叠系下统灰岩夹砂岩、石炭系中上统灰岩、泥盆系中统灰岩、泥盆系上统灰岩夹板岩、志留系中上统硅质岩夹板岩。隧道通过区位于秦岭褶皱系,地质构造复杂,褶皱发育。受构在影响岩层产状较乱,层面多闭合张开,节理以近垂直岩层走向的节理为主,多为张节理,节理面微张张开。并发育有两处背斜、两处向斜, 7断层条。其中F4断层为区域性断层。隧道区地下水主要为灰岩溶蚀裂隙水、断层带破碎带断层裂隙水以及长大节理裂隙水。预测隧道正常涌水量为5230m3/d、最大总涌水量为15690m3/d。2.1.2主要技术标准铁路等级:国铁I级
4、。正线数目:兰州至重庆双线。限制坡度:兰州至广元段双机13(不进行隧道折减)。路段旅客列车设计行车速度与最小曲线半径:兰州至重庆速度目标值200km/h,对应的最小曲线半径一般3500米(困难2800米)。牵引种类:电力。牵引质量:4000吨。到发线有效长度:880米。闭塞类型:自动闭塞。建筑限界:满足双层集装箱运输的要求。2.1.3地形地貌、地质、水文、气象特征线路由北向南经过黄秦岭高中山区地貌。本段地层岩性变化较大,并与构造作用密切相关。沿线通过甘肃省南部地质构造十分复杂,从北向南,经过秦岭褶皱系大地构造单元。沿线地表水主要为江河水、溪水、沟水,地表水系发育,较大的地表水系主要有白龙江、岷
5、江均为常年流水,河水位受季节性降雨变化,雨季河水汹涌。测区山间溪沟及次级小河流不发育,一般流程较短,流量受大气降雨控制,因季节变化而变化,以蒸发、下渗和径流等形式排泄。地下水类型主要为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶裂隙水。本工区位于甘肃省东南部,属北亚热带湿润向暖温半湿润过渡的季风气候,受境内高山深谷地形的影响,在气候上有明显的区域特征,气候差异悬殊,垂直分带的差异性明显,河谷炎热,山地寒冷。年平均气温5.816.1。最高温度38.6,最低温度-27.9,年平均降雨量440.9941.8mm,相对湿度5878%。2.1.4交通情况本工区主要利用的公路为G212国道,大部分线路基本与G212并
6、行,由公路通往工点的道路比较困难,需要新建便桥2座及大量施工便道。2.1.5施工用水本工区所经地区分布有岷江、白龙江常年流水河,同时分布有二三级支流,多为季节性河流。天然水质大多较好,适宜作多种用途的水源,对混凝土无侵蚀性。2.1.6施工用电沿线电源分属甘肃省陇南市,根据地方电源分布情况,以及本工区实际情况,采用部分地段贯通10KV电力线路或35KV电力线路,部分地段就近从地方10KV线路“T”接供电方式。施工前期,采用200Kw柴油发电机进行供电。2.1.7油燃料本工区沿线燃料供应相对比较充足,施工用的燃料可就近购买。2.1.8洞内管线布设洞内布置管线主要有:动力线、照明线、高压水管、通风管
7、、高压风管。为方便施工,且不影响运输和行人,管线布置按通风管及排水管布置在隧道线路前进方向的一侧,其他管线布置在线路前进方向的另一侧为原则进行布置。洞内管线布置示意图通风管的布设通风管设在左侧,根据通风设计,采用压入式通风。通过衬砌台车处用铁皮风筒过渡,避免在此处断开或形成瓶颈。风管采用接头为拉链式1500mm的塑布软管和钢风管。高压供风管的布设高压风管设于左侧边墙上,主管道每隔200m分装闸阀,高度位于轨面高度,不影响仰拱及铺底施工。用角钢做支架,管道前段距开挖面30m距离,用高压软管接分风器。给水管路的布设给水管路与高压供风管设于同一角钢支架上,管道距开挖面40m,用直径50mm软管接分水
8、器。供电线路的布设设于右侧边墙上,施工用电采用三相五线制,供电电压为380/220V,作业地段照明采用36V低压。380/220V供电线路采用95mm2塑料绝缘铝绞线。电线悬挂高度距人行地面380V以下不小于2m。供电线路分层架设,干线在上、支线在下,动力线在上,照明线在下。排水管路的布设本标段隧道反坡施工段,每100m150m设一个积水仓,采用多级泵接力排水至洞外。同时掌子面配备23台污水泵,防止掌子面出现涌水。2.2化马隧道斜井各项参数2.2.1化马沟斜井化马沟斜井长度1329.200米(斜距1330.882),斜井洞口开挖底板高程:1434.700m;坐标为N=3735131.065,E
9、=484983.725;斜井与主洞交点里程:DK305+700,坐标为N=3734231.419,E=485962.198;交点底板高程:1367.810;斜井为5.03%下坡。斜井按照每250300m修建一个30m长的平坡段,平坡段修建后斜井的整体坡度为5.4%。2.2.2石家院斜井石家院斜井长度1988.743米,斜井洞口开挖底板高程:1518.298m;坐标为N=3731776.658,E=484262.970;斜井与主洞交点里程:DK309+700,坐标为N=3730253.575,E=484541.765;交点底板高程:1315.793m;斜井为10.18%下坡。斜井按照每25030
10、0m修建一个30m长的平坡段,平坡段修建后斜井的整体坡度为11.2%。断面尺寸见附图:单车道斜井模筑衬砌断面设计图、双车道斜井模筑衬砌断面设计图3.施工部署3.1施工准备3.1.1技术准备设计图纸已经确定。项目部试验室已按要求成立,具备了对进场原材料、半成品、成品进行检验和试验的能力。已经进场的工程材料均经检验合格。完成了控制桩点复测,导线点加密,以及工程位置的测量和放样工作。3.1.2现场准备施工便道已经贯通,可保证施工运输。施工现场三通一平准备就绪。出碴道路、场地已齐备。制定了施工安全、质量、进度、环境保护和文明施工措施,能够保证施工安全、质量、进度。3.1.3风水电供应供风各工作面洞口设
11、置空气压缩机房,设高压风管至开挖面。施工先采用1台12m3内燃空气压缩机供风,紧接将建成7台电动20 m3空气压缩机供风。供水施工用水及生活用水自山坡水沟引到现场供现场施工或从G212国道旁江河附近打井抽水引至施工现场。供电各工作面临时采用2台200kw发电机供电,之后设立2台630-800kw变压器供电。洞内采用三相四线制供电线路进洞(动力用电380V,照明电用220V),在作业面附近设变压器220/36,使作业面照明电压为36V,电线悬挂高度距人行道2m,成洞和不作业地段220V,一般15m布置一盏。施工用电采用永临结合方式,以接入供电为主,自备发电机为辅。在隧道进出口设一座800KVA变
12、压器,两斜井各设立2台630 KVA变压器,隧道出口设2台800 KVA变压器;动力设备采用三相380V,隧道内照明采用三相四线制供电线路进洞(动力用电380V,照明电用220V),在作业面附近设变压器220/36,使作业面照明电压为36V,电线悬挂高度距人行道2m,成洞和不作业地段220V,一般15m布置一盏。为保证施工正常进行,每个隧道口配备发电机若干。3.1.4隧道通风3.1.4.1通风方案拟定条件.隧道主要采用钻爆法施工;.独头掘进最远送风距离为3600m;.因工期紧张,要求快速掘进,通风排烟不能占有循环时间过长,按30min考虑(平时送风不占用循环时间);.污染主要是爆破作业产生的有
13、害气体和粉尘;.用可提供足够风量、风压的风机及漏风小、阻力小的风管;3.1.4.2通风方案制定的考虑和依据能够供给足够的新鲜空气,并冲淡、排除有害气体和降低粉尘浓度,以改善劳动条件、保障作业人员的身体健康。3.1.4.3 通风方案的确定考虑化马隧洞各工作面的施工特点,选择压入式通风方式,进入正洞后根据实际情况采用混合式通风的方式。.风机的选型考虑综合因素,选用压入式132kw2通风机。.考虑正洞开挖断面大的特点选150PVC增强维纶布管。.通风管的布置管道通风与风管掌子面有50米距离。风管吊挂平直,拉紧吊稳,避免出现褶皱增加阻力,在交接处避免死弯。3.1.5砼拌和3.1.5.1拌和系统化马隧道
14、各工作面洞口临时设立一台JS500强制式搅拌机、混凝土湿喷机,供喷射砼用。另外在化马隧道各工作面洞口建设一台HZS60混凝土搅拌站供衬砌混凝土和喷射混凝土。3.1.5.2水泥库房水泥库房邻近搅拌站设置。库房采用整体板房、防雨篷布围护,底部以砖石支垫并铺设油毡隔潮,保持通风。房址设在地势较高的位置,并完善排水系统。3.1.5.3砂石料仓砂石料仓邻近搅拌站设置。各料仓用浆砌片石挡墙间隔,并设置防雨、雪及防冻设施。3.1.6锚杆、拱架加工化马隧道各工作面洞口设钢加工棚,在钢筋加工棚加工锚杆、格栅钢拱架和管棚。3.2资源配备3.2.1机械设备 主要施工设备 表-1序号设 备 名 称规格型号数量功率进场
15、日期1钻爆台车82009.3.142混凝土湿喷射机1618kw2009.3.143注浆机87.5kw2009.3.144挖掘机日立82009.3.35侧卸式装载机ZL-50c82009.3.36装载机ZL-50c52009.3.37自卸汽车402009.3.38小型空压机3m31618kw2009.3.149空压机20m3352009.3.1410搅拌机自落式s3001618kw2009.3.1411发电机16200kw2009.3.1412通风机132*28264kw2009.3.1413风动凿岩机TY-28802009.3.1514风镐G10302009.3.1515变压器630KVA+8
16、00KVA6+22009.3.1516冷弯机822kw2009.3.1417冲击钻302009.3.1418电动砂轮机82009.3.1519交流电焊机BX500322009.3.1420混凝土运输车8m3202009.7.1021搅拌站HZS6052009.5.1022混凝土输送泵HBT6082009.7.1023衬砌台车82009.7.103.2.2人员准备 劳动力安排表 表-2序 号工 种工 作 内 容人数备 注1队长指挥全队作业82副队长协助队长指挥全队作业163技术员洞挖的施工技术164测量员洞挖放线定位,控制高程165凿岩工钻孔2406爆破工装药、连接网络起爆327力工临建809管
17、道工保证风水供应1610司机11211混凝土工混凝土浇筑20012支护工喷锚支护20013电 工保证施工和照明用电1614保管员物质入库及出库1615安全员负责洞内作业安全检查16合 计9684.施工方案化马隧道掘进按钻爆法组织施工。主体隧道开挖采用进口工作面、出口工作面和二个斜井工作面掘进,无轨运输出碴。从两端洞口工作面、斜井工作面施工正洞时,原则上尽量利用大型机械施工。级围岩地段,采用凿岩台车进行全断面开挖,、级围岩及时进行工序转换,采用人工钻爆法台阶开挖或环形开挖预留核心土法施工。大跨度隧道施工严格控制进尺,每次开挖一榀钢架间距并尽快施作初期支护。做到“管超前、短开挖、强支护、勤量测、早
18、封闭”。隧道开挖均采用光面爆破技术,严格控制超挖和减少对围岩的扰动,保证开挖成形质量,以充分发挥围岩的自承能力。各工作面依据洞口控制点放样出洞口开挖边线,再进行洞口开挖、防护。隧道开挖前,首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。4.1洞口开挖4.1.1土方开挖洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工,大型自卸汽车运输,并及时做好坡面防护,开挖一段防护一段。开挖时测量跟班作业,控制开挖轮廓。采用人工配合挖掘机清除地表植被,再沿着洞口分层开挖,每层控制开挖厚度2m,剥离土方用自卸汽车运至指定弃碴场。开挖过程中发现土层变化时,及时报监理工程师同意后修改挖方坡度,准备石方开挖工作。4.1.2
19、石方开挖采用人工钻孔预裂爆破,挖掘机装碴,修边坡,自卸汽车运碴。预裂爆破参数选择:抵抗线长度 W=HDD/150(硬度系数D取0.52,爆破深度H取2.5m 高度影响系数取1.0)炮眼间距 a=(0.7-1.4)w炮眼排距 b=a超深深度 h=0.15H 炮眼深度L=H+h单孔装药量 Q=0.33q.a.b.H(kg)单位体积耗药量取 1.5kg/m3起爆网络 多排微差毫秒网络4.1.3排水措施为避免雨天冲刷,在开挖前将洞口距边、仰坡开挖线35处修建排水沟,能够将雨水顺利排除,避免雨水冲刷边坡。4.1.4洞口边坡加固保护措施洞口边坡符合设计要求后,采用小导管并挂钢筋网喷砼防护。.钢管型号为40
20、,长3.0m,间距1.5m1.5m梅花型布设,方向垂直于坡面。.钢筋网片为8钢筋编制,网眼尺寸20cm20cm与小导管相邻处用电焊机焊牢固。.在坡面埋设长1m 50钢管(埋入80cm),并与网片固定,做排水管。.在小导管、钢筋网、排水管安装完成后,进行喷砼防护。.在喷浆工作完成后对小导管进行注浆。4.2洞口加固化马隧道各工作面洞口均为级围岩,岩性主要为泥岩,因此进洞之前对洞口环向采取加固措施,确保安全进洞。隧道进、出口采用超前大管棚进行超前支护,两斜井采用超前注浆小导管超前支护,洞口5m范围内环设I18(斜井口)、I20b(进口、出口)工字钢拱架喷砼加强措施,间距1榀/0.5m。两侧边坡采用小
21、导管挂网喷C25混凝土,小导管长3.0m,间排距1.5m1.5m梅花型布设,喷砼厚度为15cm;钢筋网采用为8钢筋,网孔间距20cm20cm。排水孔采用50钢管(埋入80cm),梅花型布置,间排距3.53.5米。超前导管采用40钢管,长3.5m,间排距0.4m0.3m梅花型布设。其施工工艺如下:测量放线:按设计开挖轮廓线,外放30cm,为施做小导管位置。小导管环向间距40cm,外插角510度。小导管制作尾部宜采用套丝并与注浆器相配套,方便注浆。注浆浆液采用1:0.8水泥浆,注浆压力不大于0.3MPa,注浆压力达到0.3MPa关闭注浆器阀门,停止注浆。洞外管棚施工,采用脚手钢管搭设管棚钻孔作业平
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