雷家河隧道施工组织设计方案

第一章编制说明一、编制依据1、新建铁路包西线BXS-2标段为延安北（K483＋500）至张桥车站（K774＋600）段投标施工组织设计、施工合同。2、新建铁路包西线BXS-2标段为延安北（K483＋500）至张桥车站（K774＋600）段土建工程招标文件、补遗书和答疑书。3、铁道部现行的设计、施工《规范》和工程《质量检验评定标准》。4、新建铁路包西线BXS-2标段为延安北（K483＋500）至张桥车站（K774＋600）段土建工程标前会对本工程的有关介绍情况。5、我单位对新建铁路包西线BXS-2标段DK651+715～DK690+019里程段的现场察勘资料。6、我单位可投入本工程的人力、机械设备、测试仪器等各种资源状况。7、我单位在相似工程施工中的施工经验。8、我单位综合管理体系相关要求。9、集团公司现行质量、环境和职业健康管理体系。二、编制原则1、贯彻执行国家和当地政府制订的方针、政策及相关的工程施工规范、规定，积极响应和遵守招投标文件中的工期、质量、安全、环境保护、文明施工等的规定及公路建设工程施工合同、施工合同条款内容。2、突出重点项目和关键工序，统筹组织，合理安排，确保节点工期及总工期。3、发挥专业优势，充分发挥专业人员和专用设备的优势，科学安排各项施工顺序，运用网络技术，组织连续、均衡、紧凑有序地施工。4、积极采用先进的施工技术、施工机械及施工工艺。5、文明施工，重视环保，珍惜土地，合理利用。确保水土保持、保护地下管线和既有构筑物，减少扰民，切实维护建设单位及地方群众的利益。6、执行GB/T28001—2001职业健康安全管理体系，关心职工健康安全。第二章工程概况与特点、重点、难点分析一、工程概况雷家河隧道位于陕北黄土高原梁峁沟壑区，地表植被一般，第四系覆盖层较厚，地势陡峻，地形起伏较大，高程范围563~683m，最大埋深10m。隧道起讫里程为里程DK678+221~DK680+448，隧道总长2223m，为双线隧道。雷家河隧道进口单面掘进1111.5米，起讫里程为里程DK678+221~DK679+332.5。全隧道除出口1020.11m位于R=5000的曲线上外其余均位于直线段上，线路分别为5.4‰和5.2‰的下坡。隧道按喷锚构筑法技术要求设计，均采用曲墙带仰拱复合式衬砌；Ⅲ级围岩初期支护采用喷锚支护，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用超前小导管注水泥浆加固围岩，拱墙设型钢钢架。1、工程地质特征隧道范围内地层只要为第四系上更新统风积黏质黄土和下伏的二叠系砂岩、砾岩。黏质黄土（33eolQ）：灰黄色、土黄色，广泛分布于地表，层厚10～25m，具水平层理，垂直性良好，孔隙度一般，表层1m含较多植物根系，硬塑－坚硬，○Ⅱ级普通土，σ0=150Kpa。砂岩夹泥质、砾岩（PSs+Ms+Cg）：青灰色，泥质胶结，中-粗粒结构，中厚层状构造；岩质一般，岩体尚完整，产状近于水平，节理较发育，产状零乱不可测量；强风化；风化层一般2～5m，○Ⅳ级软石，σ0=400Kpa，完整岩层为Ⅳ级软石，σ0=800Kpa。2、水文地质特征隧道范围内地表水主要为岩基裂隙水渗出形成的沟内地表径流以及降雨和冰雪融化期的季节性地表漫流。地下水主要为基岩裂隙水，该隧道岩体比较完整，但勘察表明，隧道围岩裂隙水较丰富，山沟内均有基岩裂隙水渗出形成的地表径流，水量一般。3、气象资料及地震烈度据白水气象站资料显示：该地区最热月平均气温25.2℃，年平均降降雨量为555.7mm，平均风速3.5m/s，风向NNW、E，最大积雪厚度16cm，最大冻结深度47cm。根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001,地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期0.45s，相当于地震基本烈度七度。4．施工条件4.1筑路材料4.1.1前期所需砂、石料可从沿线采石场就近采购，今年冬季准备施工前期所需的砂石料。4.1.2水本项目施工用水较便利，经检验沟溪水，水质纯净，对砼无腐蚀性，满足施工要求。4.1.3施工用电本项目变压器拟采用630KVA二台，另备250KW发电机两台。4.1.4水泥、钢材、防水卷材、外加剂等材料均由西安购买运入。4.2运输条件路线所经区域交通条件欠佳，距公路较远，运输条件受限。4.3通讯条件施工范围目前内大部分地方无无线通讯信号，项目已经安装三部程控电话机，用座机进行通讯。项目部正在与移动公司联系，尽早开通移动无线信号。5、工期要求5.1工期目标以开挖掘进为控制工序，安排总体工期和阶段工期，统筹安排各专业工期的衔接。5.2总体工期按投标文件施工总工期11个月，实际开工日期2008年03月01日，拟于2009年1月30日完工。二、工程特点、重点、难点分析1、工程特点序号特点内容1隧道两头掘进距离长雷家河隧道全长2223m，进口需独头掘进1111.5m。2隧道结构复杂多变，工程措施针对性强、质量标准要求高。隧道不同级别围岩段等洞身结构各不相同；针对不同的地质地段，要采取各不相同的施工方法和措施，确保施工安全、快速、有序施工，隧道衬砌不渗不漏，表面无湿渍，质量标准要求高。3环境保护责任大、要求高。弃碴防护、污水处理、水资源保护和植被保护，避免水土流失和环境污染而引起环境、地质问题。2、工程重点、难点及对策2.1工程重点、难点雷家河隧道进口DK678+221～DK+236为洞口浅埋段。是施工的重点、难点。2.2工程对策2.2.1洞口施工避开雨季，做好边仰坡的防护及洞顶排水，将洞门基础加深至基岩。2.2.2进入洞身前先施作超前支护措施，再进行洞身开挖。2.2.3.控制隧道开挖进尺，加强监控量测与超前地质预报工作。第三章施工方案及施工方法一、施工顺序1、施工顺序施工测量→洞口刷坡、防护→超前支护→开挖→通风→清帮、找顶→初期支护→出碴→仰拱及填充、砼垫层→边墙基础→防水层铺设→二次衬砌砼施工→沟槽施工→路面施工→洞内装饰。2、大管棚施工程序施作钢架砼导向墙→钻机就位→钻孔→清孔→插入钢管→孔口密封处理→管棚钢管注浆。3、隧道结构防排水施工顺序隧道开挖→初期支护→设置纵环向透水盲管→防水板铺设→设置橡胶止水条、带→二次衬砌防水砼浇注。4、洞身二次衬砌施工顺序测量放线→铺设轨道→台车就位→调整并锁定→涂刷脱模剂→安装止水条、端模→泵送砼入模、捣固→养护→脱模→养护。二、隧道施工方法隧道施工方法概述:隧道施工严格执行隧道施工有关规范和标准，积极推广应用国内外隧道施工的新技术、新工艺，投入先进的钻爆、装运等大型机械设备，形成“钻、装、运、支护、二衬”等机械化作业线，实现机械化快速施工，以装备的技术进步促进施工的技术进步。施工中加强围岩量测，并对断层破碎带和节理发育岩体破碎地段进行综合超前地质预报，实行信息化施工，通过对数据的分析和处理，及时反馈指导施工。开工后首先进行洞口段路堑开挖，场地平整，施工设施建设和设备安装，为施工创造条件。同时完成洞口洞顶截排水沟，洞口开挖后及时对边仰坡施作锚喷支护。Ⅴ级围岩洞口段采用超前大管棚注浆加固，采用环形开挖留核心土法开挖，洞口段衬砌和洞门在雨季之前及早施做；洞身Ⅳ级围岩地段采用台阶法施工，风动凿岩机钻孔，控制弱爆破辅以人工和机械开挖。洞身Ⅲ级围岩采用全断面法开挖，采用人工手持YT-28凿岩机配以自制用多功能台架进行钻眼，爆破采用非电毫秒雷管微差起爆光面爆破技术。断层破碎带施工坚持“先预报、短进尺、弱爆破、紧支护、快封闭、勤量测”的原则。初期支护及时成环，根据围岩量测结果及时施做二次衬砌。为保证开挖断面尺寸，采用激光导向仪和激光断面仪等辅助手段确定开挖轮廓线和炮孔位置。洞内采用无轨运输，装碴用挖掘机配合装载机，自卸汽车运输。喷射混凝土采用湿喷法，均采用ZSP-6D型湿喷机进行湿喷砼作业，全断面开挖时配以多功能台架进行，采用台阶法、环形开挖留核心土法开挖时可直接利用碴堆对围岩进行喷射砼。锚杆施工采用YT-28凿岩机钻孔，配以简易平台或多功能台架人工安设。防水板采用移动式工作平台铺设复合防水板。洞内衬砌采用9m全断面液压衬砌台车，每循环9m。砼采用自动计量砼拌合站集中拌合，砼罐车运输，输送泵入仓灌注砼。仰拱和填充超前施工，仰拱一次施工长度控制在4～6m，施工采用无干扰架空栈桥，以保证掌子面施工正常进行。隧道通风采用110KW可调轴流式通风机压入式通风，供风管采用Φ1500mm的软管。隧道洞内排水：本隧道包头端施工方向为下坡，施工中在掌子面附近开挖集水坑，然后用抽水泵将积水排至洞外。隧道洞口排水：采用永临结合的截水沟排水。污水须通过洞外沉淀池净化方可排放。1、隧道开挖及初期支护施工1.1洞口段施工1.1.1施工方法1.1.1.1洞口开挖前，先做洞顶截水天沟，处理洞顶危石天沟采用人工开挖，孤石采用小药量解体，禁止大爆破扰动边仰坡稳定，开挖后及时进行砌筑，要求如下：1.1.1.1.1所选用的片石应质地坚硬，不易风化，无裂纹，中部厚度不得小于15cm，表面应清洁，如遇有泥垢应用高压水冲洗干净。1.1.1.1.2浆砌片石时，底层应大面朝下，相互交错衔接在一起，搭接紧密。1.1.1.1.3具体做法：基底夯实或座于坚实岩层，底层先铺设3~4cm砂浆，然后安放高度大致相等的片石，用手压浆，空隙处先填满较稠的砂浆，再用适当的小石块卡填紧实，做到砂浆密实、饱满；然后再铺上层砂浆，以同样的方法再铺砌上层片石。1.1.1.2洞门边、仰坡土石方施工采用明挖法施工，土方用挖掘机挖装，石方用风钻打眼弱爆破，挖掘机装碴，自卸汽车运碴。自上而下分层开挖、分层防护，分层高度2～3m。按设计要求施做防护。1.1.1.3洞门混凝土施工结束后，选择晴朗干燥天气施作外层防水层。外防水层采用2.5mmSBS型改性沥青防水卷材，铺设前先对混凝土表面找平，防水板现场拼焊铺设，铺设完后施作水泥砂浆保护层，然后进行回填。1.1.2主要技术措施1.1.2.1洞口施工避开雨天进行。如确需在雨天施工采取以下措施：对工地进行防洪检查，完善排水设施，保持排水系统畅通；指定专人巡视，发现积水或水沟阻塞的地方，及时疏通放水；加强与气象部门联系，时刻注意气候变化；开挖土石方边坡自上而下按设计坡度分层开挖刷坡，并及时对边坡进行覆盖，避免边坡受雨水冲刷，损坏边坡。1.1.2.2进洞的各个桩点进行复核，准确无误。1.1.2.3处理好洞顶危石，加固好边仰坡，确保其稳定。1.1.2.4在洞口低洼处设集水井及抽水机、准备一些沙袋等。1.1.2.5开工前进行详细技术交底；人员、机具、设备、材料等及时到位。1.1.2.6施工浆砌石时，片石宜放在沟内，防止滚落伤人。1.1.2.7砌筑时严禁在截水沟内用水，确保边坡稳定。1.2V级围岩段施工1.2.1V级围岩分布在洞口浅埋部位，围岩整体性很差，为确保进洞安全，在拱部开挖轮廓线外打设超前大管棚，进行超前预注浆加固，在大管棚超前支护下采用环形开挖留核心土法进行暗洞开挖，该段围岩严格按照“管超前，严注浆，小断面，短进尺，强（紧）支护，早封闭，勤量测”的原则组织施工。洞口V级围岩段结合护拱一次打入长度15m的φ108超前大管棚。1.2.2Φ108大管棚施工方法1.2.2.1施作套拱在洞门洞身交界处架立三榀20号工字钢套拱，用连接筋焊接成一个整体，套拱紧贴掌子面施作。在钢支撑上以40cm大管棚间距安装Φ127mm,长2m的孔口导向钢管，与管棚位置方向一致，然后浇注100cm厚的C25砼包裹钢支撑和导向管。套拱完成后,喷射15cm厚C20砼封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。1.2.2.2搭设钻孔平台架、安装钻机用方木搭设钻孔平台架，平台上满铺木板，搭设牢固，以防钻孔时钻机晃动。施工时可保留洞口或洞内下半部分土石方，减少平台架设高度，具体方法根据现场施工实际情况选定。1.2.2.3钻孔采用水平地质钻机，从导向管向内钻入。1.2.2.4安装管棚钢管管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接，顶进时，钢管接头错开。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它堵塞严密，以防注浆冒出。堵塞时预留进浆孔和排气孔。1.2.2.5注浆浆液采用注浆机灌注。当排气孔流出浆液后，关闭排气孔,继续灌注浆,达到设