某隧道(南端)实施性施工组织设计.pdf
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1、XX隧道(南端)实施性施工组织设计一、编制依据及范围、编制依据1、国家及铁道部对XX铁路建设的有关批复性意见;2、铁道第四勘察设计院有关xx客运专线xx隧道设计文件;3、国家及铁道部有关客运专线技术规范、施工技术指南及验收标准。、编制范围XX隧道全长1 0 1 0 0 m,按照施工任务划分要求,由XX集团公司承担出口(南端)5 1 4 5 m 的线下土建工程施工任务,具体里程为DHK1 5 65+75 5DIIK1 5 70+90 0,按此进行施工组 织编制,以指导现场进行施工。二、工程概况、工程简介XX隧道位于XX省XX市境内,起讫里程DIIK1 5 60+80 0DIIK1 5超十里0,全
2、长1 0.l Kmo 隧道线路起于xx市潇湘西路南侧,在穿越京珠高速与长永高速立交的牛角冲互通后,通 过星沙开发区密集群、高地学校区与民房区后通过xx,终于机场高速辅道南侧,设计为铁 路单洞双线断面。xx集团公司承担xx隧道出口(南端)DHK1 5 65+75 5DHK1 5 70+90 0段施工任务,长度为5 1 4 5 m。其中暗挖隧道394 5 m,明挖隧道1 0 20 m,洞外引道1 80 m。隧道DIIK1 5 68+614.471口110570+774.19位于1?=9000111的左偏曲线地段,曲线段长度21 5 9.72m,其中 缓和曲线长4 90 1 n,偏角az=1 0 3
3、7,47,其余2985.28m位于直线地段。隧道先以+5.002%。缓坡上升,在DIIK1 5 66+5 98变坡点处采用+3%。纵坡上升,至DIIK1 5 68+370处后接20.0%。的上坡快速上升并出露地面,隧道出口 DIIK1 5 70+90 0左线轨面标高为36.1 7m。出口段辅助坑道设计有一斜井和一竖井,斜井位于线路前进方向左侧并与线路相平 行,与线路左线距离为67.5 m,井身斜长为665.4 8m,综合坡度8.05%,斜井口里程为DH K1 5 67+1 95,断面尺寸为5.6mX6nl(净宽X净高)城门洞形,每20 0 nl设一处错车道,错车 道长30 m。(3#)竖井中心
4、里程为口110568+395,井深52.8401(至隧道底部),位于线路中 心,设计为1 7.5 mX8.5 m(净长X净宽)的矩形断面。、主要技术标准铁路等级:客运专线正线数目:双线设计速度:35 0 km/h线间距:5.0 m最小曲线半径:70 0 0 m最大坡度:20%。到发线有效长度:70 0 m牵引种类:电力列车运行方式:自动控制行车指挥方式:综合调度、主要工程数量、工程嵬售序号工程项目单位数量备注1开挖M32暗挖段C25喷碎M33王诉I暗挖段C35衬砌舲M34H汩开挖M35明扬法C35衬砌舲M3暂6引道M:i看7开挖M:tI8C25喷碎M319C35衬砌於M310斜井开挖M311竖
5、井C25喷砂M312竖井C35衬砌於M3DIIK1 5 65+75 5DIIK1 5 69+0 0 0 段 3.24 5 Km|地表局部为人工填土,阶地表层为粉质粘土,软硬塑,藻17m;下伏土:粗圆砾土,厚13%为富含水层,且与xx水具力联系。下伏基岩为白垩系上统泥质砂岩、钙质砂岩,夹薄层石膏和泥灰岩,软硬不均,呈 强-弱风化状,岩层较破碎易掉块。地质构造:黄花向斜轴部在DHK1 5 68+980附近与线路相交,向斜轴向65,两翼产 状多为515。,与xx河底段DIIK1 5 68+70 0DHK1 5 69+0 0 0共30 0 nl相连,形成构造富水 区。(2)DHK1 5 69+0 0
6、0DHK1 5 70+90 0 段 1.9Km地表局部为人工填土,阶地表层为粉质粘土,软硬塑,厚17m;下为粗圆砾土、砂类土,厚13m,粗圆砾土为富水含水层且与xx具水力联系。下伏基岩以泥质砂岩为主、含砾泥质砂岩和钙质砂岩,夹薄层石膏和泥灰岩,呈强 弱风化状态,岩层软弱,岩层较破碎易掉块。暗挖隧道穿越的地层围岩级别划分及比例如 下表所示XX暗挖隧道围岩级别划分及比例围岩级别J、-rs7 a-IVVVI由-呗U长度(m)2405149050合计暗挖段比例61%37.8%1.2%394 5 m,明挖段 1 0 20 m 合计暗挖段394 5 m,明挖段 1 0 20 m工程地质纵断面图、水文地质设
7、计资料显示工程所在地区地下水类型主要有:第四系松散岩类孔隙水;碎屑岩 类孔隙水裂隙水。根据有关标准判断,地表水及地下水一般对於无腐蚀性,局部地段受岩石夹含易溶盐 矿物的影响,会对混凝土结构产生一定的腐蚀性。分段的水文地质情况为:XX以南区段圆砾土层受XX水补给影响,地下水类型为孔隙水并略具承压性。XX河底段及黄花向斜轴心部位补给作用明显,地下水类型为承压水。XX以北区段岩层产状单一,主要受地表水补给,地下水类型为孔隙水和基岩裂隙水。的、气候条件本地区属亚热带季风湿润气候,气候温暖潮湿。春夏多雨,秋冬干旱,暑热期长,严 寒期短。年平均气温1 7.1,极端最高气温4 3.7,极端最低气温一11.8
8、1,年平均降 雨量13001 5 0 0 mm,大部分集中在49月,暴雨以56月最多,每年洪水期在47月,占全年降水量的46%左右,日最大降水量为25 9.5 mm,年蒸发量13001 5 70 nm),年相对 湿度80%,年日照5 0 0 0.91 5 60.8小时,年主导风向为北北西及北西,年平均风速2.4 3.O m/s,最大风速 25 m/s。也、不良地质(1)水平地层DIIK1 5 68+70 0-DIIK1 5 69+0 0 0共30 0 m过河段地质构造属黄花向斜核部,根据钻探岩 芯分析结果,该段岩层接近水平状态,在隧道施工中易发生滑层、坍落现象,应采取超前 支护及预注浆措施确保
9、该段的施工安全。(2)下穿xx河底地段、斜井下穿水塘地段以及强富水、透水地层隧道于DIIK1 5 68+666-DIIK1 5 69+0 28共3621 n下穿xx河底、斜井下穿水塘地段施工 时极易产生较大规模的突水涌泥。xx以南河漫滩及I级阶地下部广泛分布的砾石类土由于 其孔隙率大,属强富水透水地层,其顶面标高低于河床正常水位4 m左右,地下水与河流 表水水力联系密切,当隧道明挖段或引道段揭露该组含水层,极易产生较大规模的突水涌 泥。(3)Cl S(V-侵蚀性根据勘探成果和矿物鉴定结果,在DIIK1 5 65+75 5DIIK1 5 70+85 0(共5 0 95 m)范围内 少部分钻孔泥岩
10、中夹杂有薄层白色石膏、芒硝等矿物。结合水质分析结果:部分地下水化 验结果具侵蚀性,由于石膏、芒硝易造成地下水C、s(V-等离子浓度增加,进而对混凝土 结构产生腐蚀性。(4)溶洞在及裂隙溶洞水在根据钻孔资料表明,本隧道在DIIK1 5 65+75 5DIIK1 5 66+30 3段(共5 4 8m)小溶孔发 育较密集,局部孔段呈蜂窝状。施工中应加强防护处理措施,在施作仰拱之前,对隧底及 洞身岩溶应加密探测,确保隧道工程的安全。(5)软土、松软土xx以南DIIK1 5 67+1 70-DIIK1 5 70+85 0段(共3680 m)河漫滩区及I级阶地表层存在 软塑粉质粘土、粘土等,其他地段局部有
11、少量淤泥质土,试验检测属中高压缩性土,且抗 剪能力差,易产生沉降变形及滑动,该段隧道设计有1 0 20 m明挖暗埋段,对基坑边坡稳定 有不利影响,需增加工程技术措施稳定边坡,施工时隧道明挖段及引道段应加强侧壁支护 避免产生坍滑或进行地基处理措施减少其固结沉降量。(6)薄层石膏和泥灰岩地段的膨胀性问题根据目前地质探勘资料显示隧道部分岩体中局部夹含有薄层石膏和泥灰岩,遇水后体 积膨胀变形明显,可能引起洞室较大变形,施工中应考虑岩体中夹含亲水矿物膨胀变形带 来围岩压力增加的问题。三、工程特征分析XX隧道全长1 0.IKm,为一特长隧道,通过对设计资料的研究,分析和理解,本工程 具有如下一些显著的特点
12、:、工程特点1、地质条件较差,技术含量高,施工难度较大隧道出口端部分区段位于城郊密集建筑群底下,并以较小埋深穿越机场高速公路及其 辅道,技术难度较大,洞内围岩强风化、弱风化不均匀分布,洞身大部分为IV、V级围岩。xx以南区段富水层较厚,地下水略具承压性,极易造成岩体失稳和边坡坍塌,同时洞内部 分岩体夹有亲水矿物质,遇水后极易产生膨胀变形,施工中对地下水的封堵、地表沉降、洞内围岩变形及边坡变形控制要求严格,施工难度较大。2、施工风险大xx为一通航河道,河水正常水深71 n多,洪水季节可达到1 4 nl以上。xx隧道以1 9.1 23.8m较小埋深穿越xx河槽及黄花向斜构造,为我国第一座穿越河底的
13、铁路隧道。地表水 体丰富并略具承压性,洞内岩体破碎,开挖后易出现掌子面及后部洞室突涌水、坍塌,防 灾救援方面具备一定难度,投入大,安全风险较高。3、施工工艺新、要求严隧道采用铳挖法施工,在铁路建设史上是一个较新的技术。不同地质地段采用三台阶 法、三台阶临时仰拱法、双侧壁导坑法、CD法、CRD法等多种施工方法,设备的选型配套 范围广、变化大,同时在下穿机场高速公路时采用5 0 nl的6325 mm的超前长管棚预支护,角度控制要求严,工装设备及技术工艺新颖。4、质量标准高隧道按防水型隧道设计,使用寿命100年,二衬施工中防水、排水质量要求高。5、工期与工艺矛盾突出本工程要求工期为30个月,其中隧道
14、洞内管线及设备安装为3个月,土建工程工期 仅为27个月。而隧道工程埋深浅、跨度大、地层含水丰富、地质条件差,开挖方法变化 大,工序繁杂且相互间干扰大,正洞最大月进尺为85 m,工期异常紧迫。6、环保、水保、文明施工要求高本工程地处xx市东部,周围乡镇众多,厂区密集,环保、水保、文明施工标准必须满足市区施工的相关要求。、施工重点通过分析本隧道工程地质对安全、质量、进度的影响,确定隧道施工重点主要有:1、隧道防、排水施工XX隧道下穿XX及其富水地段,斜井下穿水塘(竣工后作为永久性救援通道)地下水 位高,隧道按防水型设计,防水等级为P1 2。建成后要求二次衬砌达到不渗、不漏、不渍,防水要求高,是本工
15、程施工的一个重点。2、地表建(构)筑物的保护及地表沉降量控制隧道所穿越部分地段地面建筑(构)物较多,隧道埋深较浅,围岩较差,施工中如何 将隧道以及地面建筑物的变形控制在允许范围内是本隧施工的第二个重点。、施工难点1、下穿XX地段施工隧道于DIIK1 5 68+666DHK1 5 69+0 28段下穿XX,计362m,并与黄花向斜相连,该段 隧道位于弱风化基岩中,属V级围岩,埋深1 9.123.8m左右,围岩相对破碎且透水性 强,施工过程中工程措施不当极易发生大规模的突涌水及隧道坍塌等地质灾害,是本工 程施工的第一个难点,也是本工程的重点。2、下穿机场高速公路地段施工隧道于DIIK1 5 70+
16、1 5 0DHK1 5 70+20 0段计5 0 m下穿机场高速公路,采用暗挖法施工。隧道基本位于第四系土层中,围岩级别为VI级,地质条件差,洞顶埋深浅(洞顶距高速公 路路面仅8m左右),地表道路交通流量大且路面沉降要求严。施工中如何在确保既有公路 安全畅通的情况下快速安全通过该段是本工程的第二个难点,也是本工程的重点。3、隧道明挖地段基坑防护施工隧道出口端(DHK1 5 69+65 0 DIIK1 5 70+1 5 0 段、D HK1 5 70+20 0+720 段共计 1 0 20 m)设计为明挖暗埋法,且两段中间被机场高速公路分割。该段地表覆盖层薄且下伏土层为透 水土层并距xx主河槽较近
17、,水力联系密切。沟槽开挖深度大(最大开挖深度23m),边坡 稳定性差。施工中如何依据设计基坑围护结构及工程地质、水文地质条件选择合理、有效 的方法控制地下水位和边坡防护的稳定和基底承载力是本工程的第三个难点。4、膨胀性围岩地段的变形控制隧道部分岩体中局部夹含有亲水膨胀矿物,开挖过程中可能出现初期支护较大变形、二衬裂纹等不良工程问题,其变形预控及防治问题是本工程施工的第四个难点。四、总体施工方案、组织机构设置1、组织机构设置原则根据本工程的规模、技术难度和XX客运专线XXTJII标大标段的管理跨度特点,采用“扁平化”的管理模式,成立xxxx客运专线XXTJII标项目经理部xx隧道分部(以下简称
18、项目分部),全面负责本合同段的生产指挥和施工管理。项目部组织机构定员44人,设项 目经理1人,常务副经理1人、项目总工程师1人,副经理4人,副总工程师2人,项目 部内设工程技术部、科技部、物资设备部、安全质量部、经营部、财务部、综合办公室、工地试验室及派出所等六部二室一所。2、职责范围划分拟投入本项目的组织机构框图中各管理层职责范围如下:项目经理:主持全面工作,全面履行项目合同,对工程质量、安全、工期和成本控制 全面负责;负责项目经理分部内部行政管理工作,包括人员调配、财务管理和对外协调等。常务副经理:主抓生产进度、安全、文明施工、资源配置和队伍管理,负责组织指挥 施工生产、各生产单位的接口界
19、面协调和内部考核,项目经理不在时,主持经理部日常工 作。副经理:辅助项目经理处理其它对内,对外的事务。总工程师:主抓技术管理工作和质量控制,并负责与监理单位、设计单位、部质检站 和业主的协调工作。副总工程师:协助总工程师负责技术管理工作和质量控制,并负责与监理单位、设计 单位、部质检站和业主的协调工作。专家顾问组:负责指导制定隧道的重大施工方案;解决施工中遇到的各种技术难题。科技部:制定本项目科研计划,并组织实施;课题完成后,提交研究报告。工程技术部:组织设计文件会审,编制实施性施工组织设计和技术交底;负责工程 测量、量测、试验、隐蔽工程的检查评定,配合设计、监理工作;制订施工技术管理细 则和
20、保证措施;管理变更洽商,建立技术管理日志,做好项目技术档案管理工作;掌握项目各 生产单位的工程进展情况,归纳分析影响进度的因素,并提出改进措施;组织重点技术难 题攻关,检查指导作业工区的技术工作;编制年、季、月施工计划,监督计划、执行情 况;编制竣工文件,参加工程竣工验收。安全质量部:负责安全、质量和文明施工管理,按照质量体系文件,全面开展各项质 量活动;制订安全、质量等管理细则和保证措施,组织处理安全质量事故。经营部:编制项目成本计划和资金使用计划,确定、分解成本控制目标;负责向业主提供 按合同文件规定的、必须递交的证明文件,办理与业主间工程款的收付;办理验工计价和 内部承包核算;负责合同管
21、理、清算积累等事宜。物资设备部:负责材料和设备订货、租赁,为项目施工提供保障;编制材料、设备供 应计划,经主管经理批准后负责实施;分类保管好一切材料、机电设备的资料和报告证件 等,建立管理台帐,做好各项材料消耗和库存统计工作;制定物资设备管理标准和实施办 法,对工程使用的材料、机电设备的质量和管理负全责;控制项目成本,制定定(限)额 发料标准和机械台班内部租赁收费标准,办理材料、机械成本核算和费用结算。办公室:办公室是项目经理分部的综合协调部门,主要负责项目的对外联络、文秘、人事劳资、治安保卫以及内部行政事务。工地试验室:负责原材料和工程的试验检验工作。派出所:负责维护施工期间、施工管段的安全
22、工作,并与当地公安机关进行业务接洽 等工作。、施工工区划分及劳动力配置针对XX隧道南端的具体工程任务,计划设置三个作业工区,安排三个作业队进行施 工。斜井工区:施工一队通过斜井承担正洞DIIK1 5 65+75 5DIIK1 5 67+5 95段(1 84 0 m)施工 任务。竖井工区:施工二队通过竖井承担正洞DHK1 5 67+5 95DHK1 5 68+880段(1 285 m)施工 任务。出口工区:施工三队承担xx隧道出口端DHK1 5 68+880DHK1 5 70+720段及出口 1 80 m 引道(共计20 20 m)的施工任务。xx隧道工区任务划分示意图每个工区由一名现场副经理负
23、责,技术主管配合,直接管理各作业班组。各个工区分 别成立出罐运输班、支护班等11个作业班组,各作业班组的职责范围及人员配置如下表 所示。班组名称 班组名称 初期支护班职责范围负责洞内初郡支舂(窜锚暴、挂钢筋网 及喷柱、架设钢架等)作业施工及洞内劳动力人数(人)施工 一队工队 八 施二“施工 三队合计注浆、超前管棚和超前小导管等超前支 护及路堑边坡防护施工404U40120出硅运输班负责洞内弃硅外运以及洞外弃磴倒运、洞内施工材料运输及路堑土石方运输25252070抽水班负责洞内废水的向外排除88521垂直提升班负责3#竖井垂直提升。1212电工班负责洞内、外高低压线路的架设、维护。46616管路
24、班负责洞内外施工及生活用水的供应、管 路维护66618於拌合楼负责洞内腔的拌合、运输作业202040衬砌班负责洞身衬砌社浇注作业、防水板挂设 及衬砌所需机械设备操作及保养。353535105机械加工班负责机构车辆的维修保养及各种钢构 件如钢筋网、锚杆、钢管等所有构件加 工作业30302080综合班负责洞内外施工便道的养护作业10101030合计178192142512、临时工程规划及布置1、临时工程规划原则按照XX客专对临时工程的相关要求,临时工程按照“一次规划、分期实施、整洁有 序、节约用地、满足需求、略有富余”的原则规划;施工场地按照生活、生产区分离,工 厂化生产的原则进行布置。2、临时工
25、程规划布置项目经理分部驻地根据XX隧道的施工特点,以及XX客专公司对本隧道的管理要求,本项目设XX隧道 项目经理分部。项目经理分部位于XX市人民东路北侧(XX省农产品加工所院内),租用房 屋1 70 0 m2,办公区、生活区分离,食堂、餐厅等配套设施齐全,目前项目分部驻地已正式 投入使用。生产、生活区布置本隧道分三个工区组织施工,斜井工区办公、生活区利用xx市规划路(杉木路)进 行布置,占地约5 0 0 0 m2。办公区设有各职能部门办公室、接待室及会议室等,其中会议室 按照容纳40人的标准进行修建,并具有多媒体功能。生产区主要设有钢构件加工场、物 资存放场,以及设备检修场等,另在斜井修建有变
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