乌鞘岭隧道施工组织设计.doc
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1、施工组织设计1.工程概况1.1.工程简介乌鞘岭隧道位于兰新铁路兰州武威南段打柴沟车站和龙沟车站之间。兰武复线线路起于兰州西站,沿黄河二级阶地西行经河口南站跨黄河后溯庄浪河而上,在既有兰武段打柴沟车站站与龙沟车站之间以特长隧道穿越乌鞘岭后沿龙沟河、古浪河峡谷而下,进入河西走廊与既有线并行进入武威南站。乌鞘岭特长隧道全长20050m,设计为两座单线隧道。该隧道右线出口段线路曲线半径为1200m,缓和曲线伸入隧道68.79m,隧道其余地段均位于直线上,线间距为40m。本标段洞内纵坡除出口段350m为10.9的下坡,余均为11的下坡。本标段起止里程为YDK175+690DK184+800,工程内容包括
2、乌鞘岭特长隧道出口段右线隧道和左、右线隧道出口段洞外的路基及桥涵工程,主要工程项目有隧道正洞7500m、路基土石方306822m3、路基挡护圬工9712m3、大桥1181.58m/4座、涵洞40.42m/1座。1.2.地形和地貌乌鞘岭隧道出口位于古浪县龙沟乡的砂沟台,地形较狭窄,施工场地和地形条件较差,洞口路肩设计高程为2446.27m。该地区整体属于祁连山东北部中高山区,隧道进口以南为庄浪河河谷区,出口以北为古浪河及其支流龙沟河河谷区,隧道经过乌鞘岭毛毛山中高山区,根据山体相对高度及本标段工程情况,可进一步划分为乌鞘岭中高山区和乌鞘岭北坡低高山区二个次级地貌单元。乌鞘岭中高山区:位于F4和F
3、7断层之间,海拔高程3500 m左右,毛毛山最高峰为4070m。该区地势较高,相对高差较大,自然坡度3550,地表广腐植土,阴坡小灌木发育。乌鞘岭北坡低高山区:位于F7断层以北,地形起伏不大,自然坡度1530,海拔高程2800m左右,相对高差200400m。地表多有土层覆盖,其间沟谷发育,主要支沟有大洪沟、窄洪沟、金家直沟、大沙沟、天井沟及直沟等。1.3.工程地质及水文地质1.3.1.工程地质1.3.1.1.乌鞘岭北坡低高山区YDK183+190YDK178+300段,隧道洞身通过白垩系下统砂岩夹砾岩及泥岩,砖红色,呈不等厚互层状,砂岩约占50%以上,砾岩和泥岩各占25%左右。砂岩:主要矿物成
4、分以长石、石英为主,中粗粒结构,钙质胶结,中厚层-厚层状;砾岩:砾石成分以砂岩为主,圆棱状,钙质胶结,中厚层状;泥岩:多杂砂质,泥质胶结,薄层-中厚层状。岩体受地质构造影响较严重-轻微,节理较发育-发育,岩体较完整,以块状结构为主,岩体波速31603670m/s,视电阻率200470m。属较软岩,级软石级次坚石,级围岩,砂岩0=800kpa,泥岩0=300kpa。隧道出口段洞身埋深较浅,地表覆盖第四系松散层,地下水发育,地下水位埋深510m,围岩级别较高,工程地质条件差。YDK178+300YDK177+810段,隧道洞身通过三叠系上统砂岩夹页岩及薄层煤,呈不等厚互层状,以砂岩为主,薄煤层少量
5、。岩体破碎,呈层状、块石碎石状结构,级软石级次坚石,级围岩,0=800kpa。YDK177+810YDK177+025段,隧道洞身通过F7断层破碎带,断层产状N70W70/70,断带宽约400800m,隧道通过长度785m,断带物质主要由碎裂岩及断层泥砾组成,岩体破碎极破碎,呈碎石角砾状散体状结构,岩体波速26302790m/s,视电阻率45550m。级硬土级软石,级围岩,碎裂岩0=600kpa,断层泥砾0=300kpa。1.3.1.2.乌鞘岭中高山区志留系:仅出露下统(S1),分布于F6和F7断层之间,主要由浅灰色、灰绿色砂质板岩夹千枚岩组成。YDK177+025YDK175+690段,隧道
6、洞身通过区志留系下统板岩夹千枚岩,灰绿色,具板状构造;千枚岩以薄层状夹于板岩层中。岩体受地质构造影响严重,发育褶曲,节理很发育-发育,岩体较破碎较完整,呈块石、碎石状块状结构,岩体波速30103640m/s,视电阻率570750m。属硬岩,级次坚石,级围岩,0=1000kpa。1.3.2.水文地质本标段范围内,围岩富水性分区划分可分为三个级别:中等富水区、弱富水区和贫水区。1.3.2.1.YDK183+190YDK178+300段为基岩裂隙水贫水段,岩体主要发育原生层理,构造节理裂隙及地表风化节理裂隙不发育-发育。地下水主要储存于原生层理中,并接受大气降水,高山雪融水及上游地下水的补给。地下径
7、流模数M=98.09m3/dkm2,隧道可能正常单位涌水量q=0.052m3/dm,可能正常涌水量256.88m3/d,可能最大涌水量390.26m3/d。本段在不同岩性接触带附近可能发生突水,其他地段发生突水的可能性较小。1.3.2.2.YDK178+300YDK177+810段为中等富水段,地下径流模数M=320.79m3/dkm2,隧道可能正常单位涌水量q=0.25663m3/dm,可能正常涌水量112.92m3/d,可能最大涌水量169.38m3/d。1.3.2.3.YDK177+810YDK175+690段基岩裂隙水中等富水段,岩体原生层理,构造节理裂隙及地表风化节理裂隙发育,含有丰
8、富的地下水。地下水接受大气降水,高山雪融水及上游地下水的补给。地下径流模数M=1327.36m3/dkm2,隧道可能正常单位涌水量q=1.32736m3/dm,可能正常涌水量3198.94m3/d,可能最大涌水量6397.88m3/d。本段在断层边缘及岩性接触带附近可能发生突水。1.3.3.地震烈度本地区地震基本烈度为八度。1.3.4.气象条件乌鞘岭地区海拔高(29003600m),气候垂直分带性明显,气候寒冷,日温差大,阴雨风雪冰雹天气多变,冰冻时间长。根据乌鞘岭气象站资料:最冷月平均气温-11.9,瞬时最大风速29m /s,风向北北西;最大积雪厚36mm;土壤最大冻结深度200cm。1.4
9、.当地自然条件1.4.1.当地交通情况本标段乌鞘岭隧道出口有兰新铁路和国道312线通过,既有铁路兰武线龙沟车站至乌鞘岭隧道出口的公路距离为3.3km;国道312线距出口直线距离100m,均有道路可直达。公路、铁路交通极为方便。1.4.2.电力供应及通讯情况据调查既有兰武线已有河口110/35/6kV变电站、桥头110/35/6kV变电站、永登330/110/10kV变电站、深沟35/10kV变电站、十八里堡35/10kV等变电站,负责铁路运营供电,其负荷尚有富余,略经改造后可向乌鞘岭隧道出口提供工程电源。本标段施工电源拟从十八里铺变电所引出35kv电压等级线路至洞口变电所。本标段通讯线路从附近
10、村镇引入,改建临时通讯路线1.2km。1.4.3.当地劳动力情况工点附近村庄较多,居民较密集,剩余劳动力较多,可在施工高峰期适当补充劳力不足。1.4.4.当地水源及水质情况本标段乌鞘岭隧道出口处有龙沟河蜿蜒流过,水质清澈,水量充足,椐调查属当地居民的饮用水源,可作为生产及生活水源。1.5.主要技术标准主要技术标准序号项 目等 级序号项 目等 级1线路等级级7机车类型货运SS7型2正线数目双线客运SS7D型3最大坡度13其他SS7C型4设计行车速度140km/h8牵引定数4000t5最小曲线半径1000m9到发线有效长度850m双机地段870m6牵引种类电力10闭塞类型自动闭塞1.6.主要工程数
11、量名 称单 位数 量备 注线(右线)隧道m7500大桥m/座1181.58/4涵洞m/座40.42/1路基土石方m3306822路基挡护圬工m397121.7.工程特征分析及施工对策1.7.1.工程特征分析1.7.1.1.工程特点1.7.1.1.1.隧道特长,施工组织管理难度大。乌鞘岭隧道全长20.05km,为我国拟建的最长铁路单线隧道,其施工涉及通风、排水、运输组织、快速掘进、均衡生产等诸多方面因素,施工组织管理难度大。1.7.1.1.2.工程及水文地质条件复杂多变,施工难度大。本隧洞内围岩岩性复杂多变,褶皱形态复杂,断裂构造较发育,主要分布有一条活动性F7断层,其影响带长度达785m左右;
12、局部地段存在薄层夹煤等不良地质,工程地质条件极为复杂;另外本隧地下水集中赋存于含水岩层和断层破碎带,其贯通性和运移条件好,施工中有发生突水及突泥的可能。1.7.1.1.3.施工场地狭窄,制约因素多。 本标段隧道洞口地形狭窄,施工场地布置受限,加之两个标段分割利用,场地问题更为突出,大部分临时设施需沿小龙沟河两岸布设,场地条件较差。1.7.1.1.4.沿线施工对环保、水保、文明施工要求高。本标段位于古浪县龙沟乡境内,隧道出口以北为古浪河及其支流龙沟河河谷区,属黄河上游生态保护区,环保、水保、文明施工要求高。1.7.1.2.工程重点 1.7.1.2.1.洞口浅埋地段和F7断层破碎带地段岩体破碎,自
13、稳能力极差,尤其是断层带内地下水含量丰富,施工时极易发生坍塌等围岩失稳现象,其施工防坍及治水是本隧施工的重点。1.7.1.2.2.本标段单口掘进7500m,工期紧、任务重,科学、合理地做好设备选型配套,组织快速掘进是本隧施工的重点。1.7.1.2.3.隧道出口下穿既有铁路,其洞顶距既有线仅为5.m左右,施工中采取安全可靠的既有线加固及防护,确保既有线行车安全是该标段施工的又一重点。1.7.1.3.工程难点1.7.1.3.1.本隧工程及水文地质条件复杂,工期短、任务重,且软弱围岩所占比重大,在软弱围岩中组织实施快速掘进是本隧施工的一大难点。1.7.1.3.2.本隧含水岩层和断层破碎带影响范围较大
14、,在断层边缘及不同岩性接触带附近施工时有发生突水及突泥的可能,防坍、防涌是本隧施工的又一难点。1.7.2.施工对策针对以上工程特点、重点、难点,施工中拟采取以下应对措施:1.7.2.1.场地布置应考虑超前规划、合理布局,并兼顾相邻标段的需要,大型临时设施尽量共用、永临结合,以节约场地、降低费用。1.7.2.2.下穿既有线地段采用D24型施工便梁加固线路,洞内设长管棚预支护,短进尺分部开挖,加强初期支护并衬砌紧跟,确保既有线安全。1.7.2.3.本工程按照“抓住重点、攻克难点、快速掘进、均衡生产、技术创新、确保工期”的原则组织施工,积极稳妥地采用目前国内外长大隧道施工的最新科技成果和工法,借鉴国
15、内外长大隧道单口快速掘进的成功经验,实现大型设备的合理配套,促使隧道施工水平再上新台阶,确保项目管理目标的实现。1.7.2.4.依靠科技攻关,采用先进的施工工艺和措施,不良地质地段坚持“先预报、管超前,严注浆,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测,快反馈,控沉陷”的施工原则,保证施工安全。1.7.2.4.1.软弱围岩地带按照“先护顶、后开挖”的要求组织施工,采用超前预注浆加固围岩、浅眼控制爆破、加强初期支护等综合手段,稳扎稳打,实现均衡生产。1.7.2.4.2.对于突然涌水、涌泥等不良地质地段,配备TSP203进行超前地质预报,并采用超前探孔等辅助手段,根据预报结果组织施工,必要时采取帷幕注
16、浆堵水防止突涌水的发生,以保证工程质量和施工安全。1.7.2.4.3.F7断层按“探明地质、超前加固围岩、少扰动、强支护、快成环、勤量测、早衬砌”的原则施工,加强地质超前预报,以预报结果组织动态施工,选择适宜的开挖方法和支护手段,安全渡过断层地带。1.7.2.4.4.薄层夹煤地段施工配备瓦斯监控设备,加强瓦斯检测,若发现瓦斯存在及含量偏高,及时采取相应措施,按铁路瓦斯隧道施工规范要求组织施工,保证施工安全。1.7.2.4.5.成立施工监控量测小组,配备先进的检测设备,安排有经验的专业工程师负责量测工作,做到信息反馈及时、准确,据以指导施工,确保施工安全顺利进行。1.7.2.5.成立防排水施工小
17、组,进行防排水施工,配备具有丰富防排水施工经验的专业人员,加强防排水施工质量检查,确保防排水施工质量,确保本隧道衬砌达到不渗不漏的防排水目标实现。1.7.2.6.借鉴国内外长大隧道施工通风的成功经验,结合本隧道通风竖井的设置,拟采用长管路压入式通风与长管路压入和竖井吸出相结合的两阶段通风方案,合理布局、优化匹配,防漏降阻,严格管理,并根据不同的施工阶段采用不同的通风方式,保证通风质量。1.7.2.7.严格遵循有关环保和水保法规,结合实际情况制定切实可行的环境保护和水土保持措施,健全环境保护组织机构,配合当地政府和有关部门做好环保和水保工作。在适当位置设污水处理池和垃圾处理厂,将隧道和桥梁钻孔桩
18、等施工过程中的废水、废液和生活污水、垃圾等经处理达标后排放和堆弃,确保工程所在处的环境不受污染和破坏。2.总体施工组织布置及规划2.1.编制依据及编制原则2.1.1.编制依据2.1.1.1.本项目招标文件、图纸及现场踏勘获取的有关资料。2.1.1.2.国家及铁道部颁布施行的有关标准及规范。2.1.1.3.我单位以往工程施工的施工经验及技术成果。2.1.2.编制原则2.1.2.1.坚持基本建设程序,根据工程实际情况,围绕工程进度,周密部署,合理安排施工顺序,保证按期或提前完成任务,交付运营单位使用。2.1.2.2.采用平行流水及均衡生产组织方法,运用网络计划技术控制施工进度,工期安排紧凑并适当留
19、有余地,以确保工期兑现。2.1.2.3.借鉴以往长大隧道施工组织的成功经验,针对本隧道工程特点,制定切实可行的施工方案、创优规划和质量保证措施,确保施工目标兑现。2.1.2.4.严格遵循有关环保和水保法规,采取切实可行的保护方案和保证措施,配合当地政府和有关部门做好环保和水保工作。2.1.2.5.合理配置生产要素,优化临时工程布置,减少工程消耗,降低生产成本。2.1.2.6.选派在特长隧道方面有丰富经验、技术水平高的管理人员和技术人员组成强有力的现场管理机构,按照业主要求组织专业化施工。2.1.2.7.积极采用目前国内外隧道施工的最新科技成果和工法,结合国内长大隧道快速掘进方面的成功经验,在安
20、全、质量等方面再上一个新台阶。2.1.2.8.认真开展劳动保护,坚持以人为本,提高机械化程度,降低劳动强度,提高劳动生产率。2.2.总体施工组织布置2.2.1.组织机构设置为承建本工程,根据以往同类型工程的施工管理经验,依据本工程规模及施工特点,我单位将把该工程列入头号重点工程进行管理。本着“精干、高效”的原则,抽调具有丰富施工经验的管理人员和技术人员组建“乌鞘岭特长隧道标段项目经理部”,负责本工程施工中的统一指挥和协调,全面履行合同。项目经理部设项目经理1人,项目副经理1人,项目总工1人。项目经理部下设六部二室,即工程技术部、安全质量部、物资部、计划财务部、机电部、科技开发部、综合办公室及中
21、心试验室等职能部门,具体负责各项施工管理职能工作。根据工程需要,项目经理部下辖2个专业施工队,一个修配所,一个污水处理厂。高峰期进入工地总人数约710人。拟为承包本合同段设立的组织机构框图见下页2.2.2.职能划分2.2.2.1.项目经理2.2.2.1.1.按照合同条款,全权负责工程项目的整个实施过程,履行合同要求。2.2.2.1.2.制定项目管理目标和创优规划,建立完整的管理体系,保证既定项目管理目标的实现。2.2.2.1.3.组织精干高效的项目管理班子,搞好项目机构设置、人员选调、具体职责分工。2.2.2.1.4.科学合理组织施工,及时组织有关人员编制项目施工方案、进度计划安排、重大技术措
22、施、资源调配方案、提出合理化建议与设计变更等主要议案。2.2.2.1.5.沟通内、外联系渠道,及时妥善处理好内、外关系。2.2.2.1.6.建立严格的经济责任制,强化管理,推行科技进步,搞好工期、质量、安全、成本控制,提高综合经济效益。2.2.2.1.7.接受业主单位和上级业务部门的监督指导,及时向业主单位汇报工作。2.2.2.1.8.参予质量事故的调查处理,组织落实纠正和预防措施,并对事故直接人员进行经济处罚。2.2.2.2.项目副经理2.2.2.2.1.配合项目经理工作,具体组织工程项目的施工,分管安全质量部、物资供应部、机械设备部,对项目经理负责。2.2.2.2.2.协助项目经理协调与建
23、设、设计、监理单位的关系,保证工程进度、质量、安全、成本控制目标的实现。2.2.2.2.3.负责组织推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料,保证工程进度,节约工程成本。2.2.2.2.4.科学组织施工,及时组织编制进度计划安排及资源调配方案,参与提出合理化建议与设计变更等重要决策。2.2.2.2.5.负责组织有关部门制定项目环保规划、措施,定期对环保工作进行检查,确保环保工作落到实处。2.2.2.2.6.负责施工现场环境保护、文明施工、综合治理等工作,严格执行国家及铁道部的有关标准及要求,争取地方政府最大的支持。2.2.2.3.项目总工2.2.2.3.1.对工程项目质量负责。2.2.2.3.2
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