黔张常铁路彭家寨隧道开挖支护施工方案.docx
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1、中铁二十一局集团新建黔张常铁路项目经理部第二项目分部目 录第一章 编制说明1第一节 编制依据1第二节 编制范围1第二章 工程概况与现场施工条件2第一节 工程简介2第二节 主要技术标准5第三节 地质概况6第四节 交通运输情况11第五节 沿线水源、电源、燃料等可利用资源情况11第三章 施工部署与资源配置计划13第一节 总体施工组织安排13第二节 施工组织机构及职责划分、队伍部署和任务划分15第三节 主要工程材料采购供应方案19第四节 总体施工方案、施工顺序20第四章 施工方案、方法及其措施21第一节 施工准备21第二节 隧道工程施工方案22第三节 洞口段23第四节 隧道开挖30第五节 出碴运输38
2、第六节 初期支护与辅助措施39第七节 隧道不良地质及特殊地段施工47第五章 施工进度计划64第一节 节点工期分析64第二节 施工进度指标65第六章 工程质量管理69第一节 质量目标69第二节 质量保证体系及质量职责69第三节 质量保证措施70第七章 安全生产管理77第一节 安全目标77第二节 安全保证体系77第三节 安全生产责任制度78第四节 安全保证措施81第八章 施工成本管理94第一节 资金监管及资金使用计划94第二节 保证工期的主要措施94第九章 环水保管理98第一节 环境保护与水土保持保证体系98第二节 环境保护措施98第三节 水土保持保证措施102第四节 大气环境保护措施102第十章
3、 文明施工103第一节 文明施工的组织管理103第二节 现场平面布置104第三节 现场管理措施105第四节 现场防火106第五节 监督检查106第十一章 与相关方的协调配合工作106新建黔张常铁路QZCZQ-9标彭家寨隧道开挖支护专项施工方案- 1 -彭家寨隧道开挖支护专项方案第一章 编制说明第一节 编制依据一、新建黔张常铁路QZCZQ-9标段第一项目部投标书、施工设计文件、指导性施工组织设计、图纸和相关的参考图、标准图等。二、国家、交通部现行有关设计、铁路隧道工程施工监控量测管理实施办法(沪昆湘安质2014133号)、高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753-2010)、关于进一步明
4、确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知(铁建设2010120号)、铁路隧道工程施工技术指南(TZ 204-2008)、铁路工程施工安全管理手册及其它有关文件规定。三、国家、湖南省及工程所在地各级政府的相关法令、法规。四、现场踏勘、调查、采集、咨询所获取的有关资料。五、我公司为完成本标段工程拟投入的专业技术人员、机械设备等资源。六、我公司拥有的科技成果、施工技术与管理水平以及多年来从事铁路工程施工中积累的经验和能力。第二节 编制范围 彭家寨隧道位于湖南省桃源县,隧道起讫DK268+821.6DK273+669,全长4847.4m,为双线单洞隧道。隧道进口DK268+821.6DK
5、269+270.621位于R=5500的曲线和缓和曲线上;但DK271+016.265DK272+395.579位于R=7000的曲线和缓和曲线上;其余段落位于直线上。隧道为单面坡,坡度-15/4847.4m.二分部负责里程段DK271+245.3-DK273+669.出口口采用正切式洞门,设置一环长30m的大管棚进洞,大管棚采用108钢管,环向间距0.4m。第二章 工程概况与现场施工条件第一节 工程简介彭家寨隧道位于湖南省桃源县,地处武陵山低山区,海拔高程160637m,最大埋深434m,河沟处最小埋深约20m。隧址洞身地表起伏较大,地表自然坡度一般3050;工点区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑
6、纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫DK268+821.6DK273+669,全长4847.4m,为双线单洞隧道,进口位于辽叶溪,出口位于阙家峪水库附近。隧道进口交通条件极差,出口交通条件稍好,但大型车辆难以通行。隧道进口DK268+821.6DK269+270.621位于R=5500的曲线和缓和曲线上;但DK271+016.265DK272+395.579位于R=7000的曲线和缓和曲线上;其余段落位于直线上。隧道为单面坡,坡度-15/4847.4m.二分部负责里程段DK271+245.3-DK273+669.出口口采用正切式洞门,设置一环长30m的大管棚进洞,大管棚采用108钢管,环向间距0
7、.4m。隧道级围岩段采用全断面法施工,、级围岩段采用台阶法施工,级围岩段采用台阶法+临时横撑法,具体施工方法见下表。表2-1-1隧道围岩级别及开挖方法隧道名称围岩级别长度(米)衬砌类型围岩里程长度(米)开挖方法备注彭家寨隧道(DK273+584-DK273+669)14DQDMDK273+655-DK273+66914墙脚开挖11QLMD-y-IDK273+644-DK273+65511拱脚开挖44DYMD-w-IDK273+600-DK273+64444拱脚开挖V16QLMD-w-IDK273+584-DK273+60016拱脚开挖彭家寨隧道(DK271+245.3-DK273+584)V3
8、0Vw-2DK273+554-DK273+584 30三台阶设临时横撑法V29Vw-2DK273+525-DK273+55429三台阶设临时横撑法IV50IVw-2DK273+475-DK273+52550三台阶III305w-2DK273+170-DK273+475305三台阶III10IVw-3DK273+160-DK273+17010三台阶IV115IVw-3DK273+045-DK273+160115三台阶III10IVw-3DK273+035-DK273+04510三台阶III145IVw-3DK272+890-DK273+035145三台阶II3IIw-FXM-2DK272+887
9、-DK272+8903全断面II5IIw-FYM-2DK272+882-DK272+8875全断面II3IIw-FXM-2DK272+879-DK272+8823全断面II129IIw-FYM-2DK272+750-DK272+879129全断面II3IIw-FXM-2DK272+747-DK272+7503全断面II5IIw-FYM-2DK272+742-DK272+7475全断面II3IIw-FXM-2DK272+739-DK272+7423全断面II996IIw-2DK271+743-DK272+739996全断面彭家寨隧道(DK271+245.3-DK273+584)II3IIw-FX
10、M-2DK271+740-DK271+7433全断面II5IIw-FYM-2DK271+735-DK271+7405全断面II3IIw-FXM-2DK271+732-DK271+7353全断面II129IIw-FYM-2DK271+603-DK271+732129全断面II3IIw-FXM-2DK271+600-DK271+6033全断面II5IIw-FYM-2DK271+595-DK271+6005全断面II3IIw-FXM-2DK271+592-DK271+5953全断面II346.7IIw-2DK271+245.3-DK271+592346.7 全断面第二节 主要技术标准表2-2-1技术
11、标准参数表铁路等级I级正线数目双线设计行车速度200Km/h线间距4.4m,断面相应加宽曲线半径7000m限制坡度15牵引种类电力机车类型客机:动车组、SS7E闭塞方式自动闭塞建筑限界行车速度200km/h、双线电气化铁路第三节 地质概况(1)地形地貌1、彭家寨隧道位于湖南省桃源县,地处武陵山低山区,海拔高程160637m,最大埋深434m,河沟处最小埋深约20m。隧址洞身地表起伏较大,地表自然坡度一般3050;工点区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道出口交通条件稍好,但大型车辆难以通行。(2)水文地质1、气候特征据桃源县气象站气象资料显示:本工点区属于亚热带山原型季风性
12、湿润气候区,年平均气压1010.4mb;年平均气温16.6,极端最高气温40.6;年平均相对湿度82%,年平均降水量1437.2mm,年最大降水量2167.2mm;年平均蒸发量1183.3mm,年最大蒸发量1406.5mm;平均风速2.1m/s(主导风向NNE),最大定时风速19.3 m/s(主导风向EN、E),最大瞬时风速20.0 m/s(主导风向N);年最大积雪深度26cm。2、水文特征1.地表水 隧址区位于低山区,穿越地段山峦重叠、沟壑纵横、植被茂盛、降水充沛。隧道区水系发育,以岭脊牛耳界为分水岭,西侧为辽叶溪水系,东侧为龙潭镇水系,最终均汇入沅江。进口段辽叶溪支流及出口竹园湾组沟流量较
13、大,为常年流水,其余隧道洞身沟谷为季沟谷节性。2.地下水类型 地下水的类型及分布特征隧址区地下水的形成、布受地形地貌、地层岩性、地质构造、植被、降水量等多种因素控制和影响。隧道区地下水赋存类型可分为第四系松散层孔隙潜水、基岩裂隙水、碳酸岩类溶水及构造裂隙水。 第四系松散层孔隙潜水:主要分布于洞身沟谷,坡洪积,坡残积、冲洪积物中,地下水位埋深一般较浅,对基岩裂隙水具有积极的补水作用。 基岩裂隙水:主要赋存于元古代五强溪组凝灰质长石石英砂岩、震旦系下统南沱砂组砂岩夹砾岩、白垩系下统砂岩夹泥岩的风化裂隙、构造裂隙及层间裂隙中。节理裂隙密集带为地下水的主要富集场所,主要补给来源为大气降水,水量一般较小
14、。 碳酸岩类岩溶水:主要赋存于震旦系上统陡山沱组白云岩夹灰岩夹页岩中,水量一般较大。岩溶水动态变化较大,与地表水关系密切,能快速的实现相互转化。由于岩性特征、岩层组合和所处地质构造及地貌环境的不同,水文地质特征差异颇大,水文地质条件极为复杂。 构造裂隙水:主要赋存于f9、F20断层碎裂岩中,水量一般较大。与地表水关系密切,能快速的实现互相转化。由于岩性特征、岩层组合和所处地质构造及地貌环境的不同、水文地质特征差异颇大,水文地质条件极为复杂。 隧道区山峦叠嶂,地形陡峻,洞身段沟谷深切,均属于沅水水系,通过对隧道区沟谷流量测量,确定计算参数如下表:河流名称流域面积(km2)流量(m3/d)地下径流
15、模数M(m3/d km2)测流时间马尾洞沟1.328191014382010.3.15曲尺坡沟1.753393722462010.3.15白毛溪1.25014182011.4.28竹园湾组沟1.188096862011.4.28 地下水补给、径流、排泄条件隧道浅埋区地下水以潜水为主。地下水的补给、径流、排泄受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。地下水属于典型的渗入-径流型循环系统,地下水在运动过程中主要受节理和裂隙通道控制。地下水的补给来源主要为大气降水及地表沟水,区域径流方向与地表水方向基本一致。地下水的排泄方式除以河流、沟谷作线状排泄外,还以泉点作点状排泄。除上述天然径流排泄外,隧
16、道建成后将形成新的人工径流排泄系统,届时隧道通过区的地下水将涌入隧道进行人工排泄。 环境水对混凝土的侵蚀性判定通过对隧道区地表水取样分析,地表水水化学类型为:HCO3SO4-CaMg(Na+K), HCO3SO4-Ca(Na+K)型水,矿化度0.120.21g/L,PH值7.547.89,水质呈碱性。水质较好,地表水对圬工无侵蚀性。施工中需加强地下水监测,水质分析,并对设计反馈结果。 富水性分区及涌水量预测 富水性分区据本次区域水文地质调查,经地下水径流模数计算,结合地形地貌、地层岩性、地质构造特征,将隧址区地下水富水性分为两个区。 中等富水区:分布于隧道洞身DK272+840DK273+21
17、5,段长375m。本段岩性主要为元古代五强溪组凝灰质长石石英砂岩、震旦系下统南沱岩组砂岩组砂岩夹砾岩、震旦系上统陡山沱组白云岩夹灰岩及碎裂岩中。隧道施工在断层带、节理裂隙密集带、岩性接触带、白云岩夹灰岩地段及浅埋段有可能发生突涌水,应做好地质超前预报工作,提高防排水意识。弱富水区:分布于隧道出口DK273+215DK273+669及隧道洞身DK271+475DK272+840,单位正常涌水流量为930m3/dkm。岩性主要为远古代五强溪组凝灰质长石石英砂岩、震旦系下统南沱砂岩组砂岩夹砾岩、白垩系下统砂岩夹泥岩。该段岩体节理裂隙较发育、岩体较破碎,节理裂隙连通性一般,隧道开挖过程中在节理裂隙密集
18、带可能产生一定量涌水。 涌水量预测 采用地下径流模数法对隧道涌水量进行计算预测。隧道两侧的影响宽度结合岩性、构造、节理裂隙发育情况、隧道区的植被、以及地形地貌、气象等的综合因素进行取值,预测结果见下表。彭家寨隧道分段涌水量预测结果表 隧道里程富水性分区段长(km)径流模数(m3/dkm)集水面(km2)正常用水量(m3/d)最大用水量(m3/d)DK271+245.3DK271+475中等1.00514381.5121686503DK271+475DK272+840弱1.3656861.379362809DK272+840DK273+215中等0.37522460.5612636317DK27
19、3+215DK273+669弱0.3954180.4190570(3) 地层岩性 隧道范围内出露岩性主要有第四系全新统地层和元古界、震旦系、白垩系中的砂岩夹岩、白云岩夹灰岩夹页岩及断层带内的构造岩等,现分析如下: 第四系新统(Q4) 粉质粘土(Q4a11 Q4d11 Q4p11):分布于隧道出口、山梁顶部及各冲沟冲内,厚度0.5m2m不等,灰黄色,夹有砾石,砾石成分以砂岩、页岩等为主,结构松散,软塑-硬塑,II普通土,0=80120kPa. 白垩系下统(K1)砂岩夹泥岩(K1Ss+Ms):出露于龙潭镇花水坪村一带。紫红色、粉砂质结构,薄层-中厚层状构造,泥质胶结,层间结合力一般,局部夹薄层泥岩
20、,节理较发育,岩体较完整,强风化,锤击声门,IV级软石,0=400kPa;弱风化,IV级软石,0=550kPa。震旦系上统陡山沱组(Zbd) 白云岩夹灰岩夹页岩(ZbdDm+LS+Sh):分布于花水坪村附近。灰白、深灰色中厚层致密-中细粒结晶白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩,结晶粒状结构,薄层-中厚层状构造,局部夹黑色页岩、碳质页岩等,岩体较完整-岩体较破碎。强风化,IV级软石,0=500kPa,弱风化,V级次坚石,0=800kPa.震旦系下统南沱岩组(Zann) 砂岩夹砾岩(ZannSs+Cg):分布于花坪村附近。灰绿色,青绿色,砂岩,层状构造,砂质结构,岩质较硬;砾岩、砂砾岩,砾状结构,中厚
21、层状构造,钙质、硅质胶结,岩体较破碎-岩体完整。强风化,IV级软石,0=500kPa,弱风化,V级次坚石,0=1000kPa.远古界五强溪组(Ptbnbw)砂岩(Ptbnbw Ss):为隧道洞身穿越的主要岩层。灰白色,内红色,砂质结构,中厚-厚层状构造,节理较发育,岩体较完整,岩质坚硬,锤击反弹。强风化,IV级软石,0=500kPa,弱风化,V级次坚石,0=1200kPa.构造岩类 碎裂岩(Cru):主要分布于F20及f9断层破碎带内,断层组成物质主要由原岩为砂岩、白云岩、页岩等组成,IV级软石,0=500kPa。(4) 地质构造 工点所经区域主要隶属华夏和新华夏构造体系,大地构造单元上隶属扬
22、子地台,二级构造单元武陵山东端江南台背斜。沿线无区域性深大断裂、活动断裂分布,主要发育褶皱过程中伴生的北东向或北东向压性或压扭性断裂为主。 根据区域资料分析及沿线实际调查、物探、钻探资料、彭家寨隧道洞身穿过以下断层:f9、F20,均为逆断层,延伸数公里,断裂带物质主要为碎裂岩。特征如下: F20:分布于DK273+045DK273+160 逆断层,断层产状:N41E/65N,断裂影响带宽约115m.断层上盘为震旦系上统陡山陀组白云岩夹灰岩夹页岩、震旦系下统南沱冰渍岩组砂岩夹砾岩,下盘均为白垩系下统砂岩夹泥岩,断带物质主要为碎裂岩,局部呈角砾状,IV级软石,0=500kPa。 褶皱构造:本段褶皱
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