长大隧道施工组织设计.doc
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1、施工组织设计1. 工程概况1.1.线路概述兰新铁路兰州武威南段增建第二线路起于兰州西站,沿黄河二级阶地西行经河口南站跨黄河后溯庄浪河而上,在既有兰武段段打柴沟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引入武威南站。乌鞘岭隧道位于既有兰新线兰州武威南段打柴沟车站和龙沟车站之间,隧道总长20050m,设计为双线分离式隧道,线间距40m。本标段为乌鞘岭隧道右线进口,长度7000m,全部位于直段线上,线路纵坡为11的单面下坡。隧道洞口位于天祝县打柴沟镇赵家庄附近,地形开阔、施工条件和砌碴条件较好,路肩设计高程2664m,交通便利,隧道最大埋深1100m。1.
2、2.工程地质概况1.2.1.地形地貌本标段所在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,隧道经过乌鞘岭毛毛山中高山区,根据山体相对高度,进一步划分为乌鞘岭南坡梁状丘陵区、乌鞘岭中高山区和乌鞘岭北坡低高山区三个次级地貌单元。乌鞘岭南坡低高山及梁状丘陵区:位于F4断层以南,地形起伏不大,自然坡度150250,海拔高程3000m左右,相对高差200400m。地表多有土层覆盖,其间支沟发育,由东到西主要发育石板沟、上雨岭沟、下雨岭沟、芨芨沟及干扎子沟等次级沟谷。1.2.2.气象本标段线路位于中温带干旱气候区,春季多风,少雨干旱;夏季酷热,降水增多;秋季凉爽,降温较快;冬季寒冷,干旱少
3、雪。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。本段年平均气温-0.15.10C,绝对最高气温28.134.70C,最低-29.0-30.60C;多年平均降水量357.8409.4mm,最大降水量552.7mm;多年平均蒸发量15481813.6mm;瞬时最大风速27.629m/s,主导风向北北西;最大积雪厚度2436cm;土壤冻结深度138200cm。1.2.3.地震根据中国地震动参数区划图(GB18360-2001图A)及中国地震局工程地震研究中心针对本线所做1:20万地震动峰值加速度区划图,越岭段地震动峰值加速度为0.
4、3g(g=9.8m/s2),相当于地震基本烈度8度。根据中国地震动反映谱特征周期区划图,结合中国地震局工程地震研究中心针对本线所做1:20万地震动反映谱特征周期区划图,隧道通过区地震动反映谱特征周期为0.30s。1.2.4.工程地质及水文地质概述1.2.4.1.地层岩性本地区地层岩性复杂,沉积岩、火成岩、变质岩三大岩类均有,且以沉积岩为主,其分布主要受区域断裂构造控制。区内出露的地层主要有第四系、第三系、白垩系及三叠系沉积岩,志留系、奥陶系变质岩,并伴有加里东晚期闪长岩侵入体。1.2.4.2.地质构造本区在大地构造单元上属于祁连褶皱系,本段线路横穿祁连褶皱系的北祁连优地槽褶皱带和走廊过度带两个
5、次级构造单元,褶皱及断裂构造发育。褶皱构造在本区较为发育,褶皱形态复杂,据其形成时代和所处的构造部位不同,由南向北可划分为两个褶皱构造带加里东期褶皱带和海印印支期褶皱带区内断裂构造发育,主要为区域性大断裂,走向基本为近东西向,压性压扭性,具有切割深、延伸长、规模大的特点,破碎带一般较宽,断带物质主要为碎裂岩、断层泥砾。由于乌鞘岭特长隧道区褶皱和断裂较发育,岩体受构造作用影响,节理较发育,主要节理方向为北西及北东向,以密闭节理为主,节理面较光滑,延长数米至数十米。1.2.4.3.不良地质与特殊岩土不良地质:隧道通过地段的不良地质主要为有害气体,根据地质调绘和钻探,三叠系上统为含煤地层,砂岩、页岩
6、地层中夹有薄煤层,煤层厚0.21m。特殊岩土:隧道通过地段的特殊岩土主要有湿陷性黄土和膨胀岩。隧道进口端第四系全新统冲、洪积黏质黄土具级非自重湿陷性,湿陷土层约58m。第三系上新统泥岩具膨胀性,其蒙脱石含量17.5322.54%,自由膨胀率42.98%,易崩解,属膨胀岩。1.2.4.4.水文地质特征隧道范围内,围岩富水性分区划分可分为中等富水区、弱中等富水区和贫水区。1.2.4.5.施工可能出现的地质灾害乌鞘岭特长隧道最大埋深近1100m,隧道以围岩为主,地应力值较高,砂、页岩夹煤层,砂、泥岩等地层软硬不均,存在小褶皱、节理密集带,施工中极可能出现围岩失稳、突然涌水、涌泥、岩爆、高地温、瓦斯等
7、地质灾害。围岩失稳:隧道通过段地应力较高,隧道埋深大,三叠系上统的软质岩页岩及断层破碎带在施工中有产生流变或较大变形的可能。断层破碎带松软破碎、含水,其自稳能力差,施工时容易发生坍塌等围岩失稳现象。第三系砂砾岩夹泥岩,岩体成岩差,结构相对疏松,自稳能力差,泥岩具膨胀性,施工时有可能发生围岩失稳现象。在通过泥岩、页岩和煤层为主的岩层,由于其自身强度低,抵抗外力破坏的性能差,当地层走向与隧道夹角较小,出现不利结构面时,也易出现围岩失稳现象。突然涌水、涌泥:隧道通过各断层破碎带、安山岩、板岩地段,由于构造裂隙水发育,地下水循环较快,施工中有可能发生突然涌水现象。在通过断层泥砾带、含泥质地层的影响带时
8、有可能产生突然涌泥现象。施工中在通过破碎带时加强预测预报和监测,及时采取措施加以防治。热害:乌鞘岭隧道通过地段最大海拔高程3600m,隧道最大埋深近1100m,乌鞘岭气象站测得本地区年平均气温值-0.10C。根据钻孔资料显示,钻孔井温未出现异常,孔底温度为10.612.8,地温梯度为1/361/46,初步估算隧道最大埋身处原岩温度低于280C,不会出现地温而引起的热害问题。有害气体:三叠系含薄层煤,厚度一般0.21m,较厚的有三层,其余的以碳质页岩或煤线为主,煤体的气含量均很低,主要以解吸气和残余气为主,解吸气以N2、CO2、O2为主,未检测出甲烷等烃类气体。1.3.线路主要技术标准铁路等级:
9、 级正线数目: 双线旅客列车速度目标值: 140km/h 限制坡度: 6,双机12最小曲线半径: 12600m到发线有效长: 850m牵引种类: 电力牵引质量: 4000吨闭塞类型: 自动闭塞1.4.主要工程数量路基土石方 55.96万m3路基挡护圬工 15586m3框架桥 75.51横延米/2座涵洞 98.02横延米/4座隧道 7000米/1座2. 总体施工组织布置及规划乌鞘岭隧道标段工程量大,工程涵盖范围广,包括洞外路基、框架桥、涵洞、便桥、临电等;2003年2月1日开工,2007年7月31日完工,总工期4年零6个月,工程延续时间长;根据工程特点,总体施工部署在遵照长远原则的前提下设置职能
10、机构、规划施工场地、修建临时设施和配置机械设备及建立相关管理体系,保证工程顺利、有序的进行,按期高质量完成施工任务。其中2003年2月1日2003年3月20日必须完成洞外影响隧道施工的相关工程,在此期间要突出快、准的特点,保证满足业主及左线隧道施工单位的要求,为后期施工创造条件。2.1.施工组织机构为确保工程顺利进行,现场成立项目经理部,严格按项目法施工,我单位在资金、设备、人员配置上都给予全力支持,由项目经理部具体组织和实施本工程的施工组织工作。项目部领导层设项目经理一名,项目副经理2名,总工程师1名,职能层设七部二室,即:工程技术部、质量管理部、环境保护部、计统财务部、物资设备部、安全生产
11、部、后勤保障部、综合办公室和中心试验室。执行层设掘进、机械运输、衬砌、轨道、水电、路基桥涵六个专业施工队和一个综合施工队及一个机械修配厂。现场组织机构框图见图2.1-1。主要职责分工如下:2.1.1.项目经理项目经理是我单位企业法人在本项目的全权代表,全面负责项目经理部的各项工作,负责施工队伍管理和协调业主、监理、地方关系。对本项目的进度、质量、安全等工作负全责。2.1.2.项目副经理项目副经理在项目经理领导下工作,协助项目经理做好分管现场施工生产组织、安全文明施工、标准化建设、生产进度、资源配置和队伍管理,负责组织指挥施工生产管理和内部考核,分管环保协调和综合办公室的工作。 2.1.3.项目
12、总工程师项目总工程师在项目经理领导下进行工作,全面负责本项目施工技术和工程质量管理工作。负责与监理单位、设计单位、质检部门和业主的协调工作,负责技术方案、质量控制措施、安全施工方案的制定与审核,竣工资料的编制与移交。组织项目技术人员编制实施性施工组织设计、工程项目质量计划和关键工序及特殊工序作业指导书,推广“四新”技术在本项目的应用,定期组织项目工程质量检查,召开质量分析会,负责质量体系在本项目持续有效运行。2.1.4.工程技术部负责本项目的施工技术管理、施工测量、工程调度、技术交底、临时工程设计,负责分项施工方案的制定,编制实施性施工组织设计和作业指导书,负责施工技术指导和工程变更的申报、工
13、程技术资料的填报、归档及竣工资料的编制和移交。图2.1-1 乌鞘岭特长隧道第1标段施工组织机构框图项目经理项目副经理项目副经理总工程师工程技术部安全生产部物资设备部计统财务部质量管理部环境保护部综合办公室中心试验室掘 进 工 程 队机 械 运 输 队衬 砌 工 程 队路 基 桥 涵 队轨 道 工 程 队水 电 专 业 队 综 合 工 程 队机 械 修 配 厂后勤保障部障 2.1.5.质量管理部贯彻执行国家、业主和本企业有关施工质量管理方面的规定和制度。负责工程质量监督、检查、评定,配合监理工程师做好项目质量管理工作,编制工程项目质量计划,制定创优目标及措施,并监督执行。组织开展QC小组活动,负
14、责对施工中出现的不合格品和不合格项进行处置,并制定纠正和预防措施。2.1.6.环境保护部宣传、贯彻、执行国家、地方政府关于环境保护法规和负责项目建设中的环境保护、水土保持工作,并协调与地方的关系。2.1.7.物资设备部负责本项目施工所须机械设备、运输车辆、机具模板、支架等调遣、购买、调度、使用管理、维护保养,定期对施工设备进行检查,对机械状况的完好性、附件的齐全性以及工作装置调整的正确性负责,并备足各类机械的零配件,保持施工设备良好运转,确保工程连续施工。负责工程施工所需物资的供应工作。根据工程进度安排,编制上报业主供应材料计划,合理编制自购物资的采购、供应计划,负责工程所需物资、材料的采购、
15、保管、标识、分发、日常管理等工作,并负责爆破物品的管理。对购进的材料质量负责,所有材料应有出厂质量保证书、合格证及应有的化验报告,并配合试验室进行抽检。2.1.8.计统财务部主要负责项目经理部合同的管理、施工统计报表、施工计划的制定与检查、工程计量与支付;负责项目资金的计划管理工程决算等。2.1.9.安全生产部负责本项目施工安全管理和检查工作。制订各项安全生产规章、制度及分项工程安全操作规程,负责施工安全检查,交通运输管理、职工安全教育培训。2.1.10.后勤保障部 负责施工人员的生活供应和劳动保护,负责和外地医院的联系及工地医院的行政管理工作。2.1.11.中心试验室负责工程所需物资和材料的
16、检验测试,选定砼的配合比,施工中各类原材料、半成品、混凝土试件的检测试验,水质分析等。并配合监理工程师进行抽样检验。2.1.12.综合办公室综合办公室为综合性管理单位,负责征地拆迁、内外关系协调,负责日常事务管理、医疗卫生、后勤保障服务、工地文化建设、社会综合治理工作。2.2.施工队伍任务划分掘进工程队:主要负责右线7km隧道的开挖和初期支护工作,按四班制编制,总计130人。机械运输队:负责出碴和洞内外主要运输工作,编制90人。衬砌工程队:主要负责砼拌合、洞内钢筋加工和隧道衬砌工作,编制270人。路基桥涵工程队:主要负责路基及桥涵施工,编制150人。轨道工程队:主要负责运输轨道、预制场、整体道
17、床铺设及道路维修工作,编制150人。水电专业队:主要负责水电供应和水电维修工作,编制70人。综合施工队:主要负责大型临时设施修建和路基附属工程施工,编制150人。机械修配厂:主要负责机械维修工作,编制90人。2.3.临时设施2.3.1. 生产及生活房屋在右线线路右侧统一规划建立生活服务区和生产区,生产区和生活区分离设置,生产区分设在左右线之间的平台区和右线线路右侧。在生活区内建三层楼房作为生活办公房屋,主要生活房屋有办公宿舍楼、餐厅、医院、洗浴中心、文化活动中心、商务中心、污水处理厂、公共厕所。主要生产房屋有洞口值班房、空压机房、变电站、水泵房、水泥库、零星材料及配件库、机械维修车间、钢筋加工
18、房、炸药库、雷管库。房屋具体位置详见图2.4-1乌鞘岭隧道标段进口施工场地平面布置示意图。房屋占地面积详见表2.4-1 2.3.2.施工便道2.3.2.1.运输主干道从旧312国道加强村引出,顺火石沟而下,跨庄浪河,经台子村后,溯石板沟而上1.5km左右后折向西,沿山坡至乌鞘岭隧道进口处。便道全长4.2km,为材料、机械设备进出场运输主干道。主干道标准:路面宽度4.5m,厚度25cm,横坡3%,单侧设排水沟,每500m设会车道,宽度9m,采用泥结碎石路面。泥结碎石路面施工方法:修建主干道路基,并整平碾压,压实度达到90%以上;摊铺10cm厚碎石整平,制作并浇注泥浆,泥浆板结后再摊铺碎石35cm
19、碾压。以此方法施工直至达到设计厚度。2.3.2.2.弃碴运输便道 从乌鞘岭隧道进口引出,沿山坡至上雨岭沟、岌岌沟弃碴场,便道全长6.4km。 弃碴运输便道标准:路面宽度9m,厚度25cm,横坡3%,单侧设排水沟,采用泥结碎石路面。施工方法见上。2.3.3.施工便桥 本标段在运输主干道跨庄浪河处设50米长单车道便桥一座。桥梁采用片石砼扩大基础,桥梁跨度16m,梁体采用16m钢筋砼空心板梁。2.3.4.拌合站及构件预制拌合站设在隧道口附近,在拌合站设HZS60A60m3拌合楼一座,并设2台PL800自动上料机和2台JZC500强制式砼搅拌机组成砼拌合站。预制场设于洞外路基YDK162+000处,设
20、2台JZC500强制式砼搅拌机和2台PL800自动上料机组成小型拌合站。2.3.5.施工及生活用电进口电源由既有深沟变电所引出35KV电压等级线路,长度为14km,并在进口设变电站一处,并设3000KVA变压器一台,备用800kw发电站。洞内10KV高压电缆进洞,设移动式变电站一座,变压器容量800KVA,电缆采用监视性屏蔽橡胶电缆。洞内动力电压采用380V,照明采用220V和36V两种。隧道成洞和开挖成型地段采用220V、250W的高压钠灯照明,布设间距50米,开挖工作面和需要移动照明的地方采用36V的矿用镍钨灯。2.3.6.施工及生活用水在庄浪河设集水井一座,铺设临时150给水管路1.65
21、km供水。因为隧道掘进方向为下坡,在洞口上方高程约2705米处设200m3高山水池一座供给高压水和生活用水。在所有需要供水的地方铺设水管,形成自来水供给网。在用水区域内铺设一道污水排放管路,经污水处理厂净化后统一排放。2.3.7.施工用风 洞外设5台20m3空压机组成空压机站供给洞内高压风。2.3.8.通讯 在工地设通讯所,设置100门程控电话交换机一部,在施工现场形成电话通讯网,其中洞内每500米设一部电话机。根据工程需要配备一定数量的移动电话和对讲机。项目经理部装传真机2部。2.4.施工总平面布置 在设计指定的场地范围内根据工程需要合理布局,主要按照功能齐全,生活区和生产区分离,服务中心集
22、中的原则布置。具体布置详见图2.4-1乌鞘岭隧道标段进口施工场地平面布置示意图。3. 施工进度安排及保证工期措施3.1.施工总体进度安排根据招标文件规定,结合我单位施工能力及类似工程施工经验,经认真计算和研究,本标段施工总体进度安排如下:2003年2月1日开工,2003年3月15日前完成施工场地布置范围内的正式工程(含左线平导场地),乌鞘岭隧道右线进口4月1日进洞,2007年4月30日所有工程完工。总工期比招标文件要求提前3个月竣工,如建设单位对总工期有新的要求,我单位将调整资源配置,保证按期完工。施工总体进度计划横道图和网络图见图3.1-1和图3.1-2。3.2.主要分项工程进度安排 路基工
23、程2003年2月15日开工,2004年7月31日完工; 桥涵工程2003年4月1日开工,2003年11月31日完工; 隧道开挖与初期支护2003年4月1日开工,2006年8月31日完工; 隧道二次衬砌2003年7月15日开工,2006年10月15日完工; 隧道整体道床2006年4月1日开始预制,2006年10月15日开始铺设,2007年3月15日完工; 隧道洞门2003年9月1日开工,2003年11月31日完工。 2007年3月15日至2007年4月30日进行场地清理,准备交工。3.3.保证工期的措施乌鞘岭隧道是兰新铁路兰武段增建第二线的咽喉控制工程,是我国最长的铁路隧道,如何保证特长隧道工期
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