XX高速公路雁门关隧道工程施工组织设计.doc
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1、新广武至原平高速公路雁门关隧道工程施工组织设计编制说明第一节 编制依据一、二连浩特至河口国道主干线(山西境)新广武至原平高速公路雁门关隧道工程招标文件(第6B 合同段)。二、招标文件提供的设计图、工程量清单等有关资料。三、国家、交通部现行设计规范、施工规范、验收标准及有关文件。四、招标期间招标单位与投标单位所有来往的函件及补遗资料。五、我集团公司对施工现场实地勘察、调查资料。六、我集团公司积累的成熟技术、科技成果、施工工艺方法及同类工程的施工经验。七、我集团公司可调用到本合同段的各类资源。第一节 编制范围二连浩特至河口国道主干线(山西境)新广武至原平高速公路雁门关隧道工程招标文件(第6B 合同
2、段)所规定的雁门关隧道,包括路基土石方、隧道、排水、防护、绿化及环境保护等项目的全部工程内容。第一节 编制原则一、安全第一的原则施工组织设计的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案,特别是断层等不良地质地段的隧道施工安全等。在安全措施落实到位,确保万无一失的前提下组织施工。二、优质高效的原则加强领导,强化管理,优质高效。根据我们在施工组织设计中明确的质量目标,贯彻执行ISO9001 质量体系标准,积极推广、使用“四新”技术,确保创优规划和质量目标的实现。施工中强化标准化管理,控制成本,降低工程造价。三、方案优化的原则科学组织,合理安排,优化施工方案是工程施工管理的行动指南,
3、在施工组织设计编制中,对不同围岩类别的爆破掘进、不良地质条件的处理、两次模筑衬砌等关键工序进行多种施工方案的综合比选,在技术可行的前提下,择优选用最佳方案。四、确保工期的原则根据招标文件对本合同段的工期要求,编制科学的、合理的、周密的施工方案,采用信息化技术,合理安排工程进度,实行网络控制,搞好工序衔接,实施进度监控,确保实现工期目标,满足建设单位要求。五、科学配置的原则根据本合同段的工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织中实行科学配置,选派有隧道施工经验的管理人员和专业化施工队伍,投入高效先进的施工设备,确保流动资金的周转使用,并做到专款专用。选用优质材料,确保人、财、物、设备的科学合理
4、配置。六、合理布局的原则从节省临时占地、减少植被破坏、搞好环保、防止水土流失、认真实施文明施工等多角度出发,合理安排生产及生活场地、房屋布局,做好环境保护和营区绿化。工程完成后,及时平整场地,恢复植被。第一节 遵循的规范和标准本投标文件施工组织设计遵循的主要规范、标准见表1-1。遵循的主要规范、标准表 表1-1序号规范名称编号1公路勘测规范JTJ061-992公路路基施工技术规范JTJ033-953公路隧道施工技术规范JTJ042-944公路隧道设计规范JTJ026-905公路工程施工安全技术规程JTJ076-956爆破安全规程GB6722-19867电力建设安全工作规程SDJ65-828钢结
5、构工程施工及验收规范GB50205-95遵循的施工规范、标准表 表1-2(续)序号规范名称编号9锚杆喷射混凝土支护技术规范GBJ86-8510钢纤维混凝土结构设计与施工规程CECS38:9211公路路面基层施工技术规程JTJ034-200012公路土工试验规程JTJ051-9313公路工程水泥混凝土试验规程JTJ053-9414公路工程石料试验规程JTJ054-9415公路工程金属试验规程JTJ055-8316公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTJ057-9417公路工程集料试验规程JTJ058-200018公路路基路面现场测试规程JTJ059-9519公路工程质量检验评定标准JTJ071-
6、9820公路工程竣工验收办法(1995)1081 文21混凝土泵送施工技术规程JGJ/T10-9522公路水泥混凝土路面接缝材料JT/T203-9523钢筋焊接及验收规程JGJ18-9624普通混凝土配合比设计规程JGJ55-9625水泥混凝土路面施工及验收规范GBJ97-8726混凝土外加剂应用技术规范GBJ119-8827硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB/T175-9228普通碳素结构钢技术条件GB/T700-198829热轧钢板和钢带的尺寸、外形、质量及允许偏差GB/T709-8830钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499-9831用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596-9132钢筋混凝土用
7、热轧光圆钢筋GB13013-9133手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程GB3787-8334道路硅酸盐水泥GB13693-199235道路工程制图标准GB50162-9236碳钢焊条GB/T5117-199537低碳合金钢GB/T5118-199538污水综合排放标准GB8978-199639优质碳素结构钢技术条件GB/T699-8840建筑石油沥青GB494-8541排水用芯层发泡硬聚乙烯(PVC-U)管材GB/T16800-1997工程概况一、项目地点雁门关隧道为全线最长的隧道,进口位于代县白草口乡东水泉村,出口位于上田乡新庄村。第6B合同段起讫里程桩号左线为ZKll0+2
8、70ZKll2+840,长2570m;右线为YKll0+200YKll2+825,长2625m。二、地形地貌隧址区位于恒山山脉西段,属构造隆起上升区,侵蚀和剥蚀作用强烈,地形破碎,山坡北陡南缓,植被少,山势陡峻,属中山区,山高一般为15001800m,相对高差300800m。沟梁大部呈北北西向展布,山梁较宽,沟谷多呈“V”形,沟底卵砾石堆积。隧道出口地形现状见图2-1。三、气象隧址区属温带大陆型半干旱气候,春冬期节多风寒冷,夏秋季节雨量集中。年平均气温15.4,最高月平均气温22.9(七月),最低月平均气温-8.5(一月),极端最高气温38.9(1961 年6 月10 日),极端最低气温-24
9、.5(1971 年12 月21 日);年平均降水量445.6mm,年内分布极不均匀,七、八两月降水量占全年的55,最大年降水量673mm(1959 年),最小年降水量219.3mm;年均蒸发量1817.4mm;年平均地面温度10.9:年均风速2.6m/s,最大风速20m/s(1976 年12 月17 日);无霜期172d。根据代县和朔州气象台观测资料,隧道进口最大冻结深度130150cm,隧道出口最大冻结深度98120cm。四、工程地质条件(一) 地层岩性隧址区内广泛出露上太古界五台群会岗库组和店房台片麻岩组以及下古生界地层,五台期中酸性侵入岩余岗脑片麻岩组及吕梁期变质辉绿岩,辉绿岩墙分布其中
10、。新尘界上更新统和全新统沿山前及沟谷零星分布。太古界五台群金岗库组岩性主要为斜长角闪岩、含榴斜长角闪岩夹含榴角闪黑云变粒岩及两层磁铁石英岩和一层较稳定的含榴蓝晶二云斜长片麻岩。店房台片麻岩组为一套中细粒黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩夹黑云变粒岩及斜长角闪岩。为隧道穿越的主要地层。下古生界寒武奥陶系馒头组三山子组地层岩性依次为白云质泥岩、粉砂质泥岩、页岩、鲕粒灰岩夹生物碎屑灰岩及薄层状灰岩、泥晶灰岩、砾屑灰岩、含燧石结核细晶灰岩夹白云质泥灰岩。馒头组地层为隧道穿越的主要地层。新生界地层零星分布于山前及沟谷地带,出露地层有上更新统亚砂土亚黏土和全新统冲、洪积砂、砾、卵石地层。隧址区内的岩浆岩主
11、要为侵入岩,岩性为五台中期中酸性侵入岩金岗脑黑云角闪斜长片麻岩和变质伟晶岩脉,吕梁早期变质花岗岩和变质辉绿岩脉、吕梁晚期辉绿岩墙和伟晶岩脉。(二) 地质构造隧址区主要经历了五台期、吕梁期和燕山期构造的影响。五台期和吕梁期构造在变质岩系中主要表现为大型复式平卧褶皱的形成、叠加和改造。燕山期构造主要表现为寒武奥陶系及五台群地层的脆性断裂。褶皱发育于九层崖南部寒武系馒头组与五台群店房台片麻岩的接触地带。轴向呈北东向,南翼陡,北翼缓,是区内山南向北强烈挤压所致。隧址区内共有断层27 条,其中切穿洞轴线的13 条(F5. F8. F9. F10.F11. F12. F14. F16. F18. F19.
12、 F20、F22. F23),表现为高角度的正断层和逆断层,按走向分为北东东向和北西西向,主要为北东东向断层。其中F5. F12. F16. F18. F19. F20 和F22 断层均发育宽度不等的破碎带,带内岩体破碎,节理与构造裂隙密集发育,稳定性差,隧道穿越时容易发生掉块或大的坍塌现象。节理在隧址区普遍分布。(三) 隧道围岩情况1. 按设计资料,雁门关隧道左、右线断层分布情况见表2-1. 表2-2。ZK110+270-ZK112+830 断层分布表 表2-1YK110+200-YK112+815 断层分布表 表2-22. 按设计,左、右线围岩类别划分见表2-3 和表2-4。ZK110+2
13、70ZK112+830 围岩划分表 表2-3里程(桩号)长度(m)围岩类别备注ZK110+270+630360IVI 类围岩136m 占5.3%; II 类围岩545m 占21.3%; III 类围岩1299m 占50.74%; IV 类围岩580m 占22.66%ZK110+630+850220IIZK110+850ZK111+070220IVZK111+070+350280IIZK111+350+618268IIIZK111+618+64931IZK111+649+760111IIIZK111+760+80040IZK111+800ZK112+050250IIIZK112+050+0702
14、0IZK112+070+625555IIIZK112+625+67045IZK112+670+785115IIIZK112+785+83045IIYK110+200YK112+815 围岩划分表 表24里程(桩号)长度(m)围岩类别备注YK110+200+587387IVI 类围岩130m 占4.97% II 类围岩554m 占21.18%III 类围岩1309m 占50.09%IV 类围岩622m 占23.76%YK110+587+810223IIYK110+810ZK111+045235IVYK111+045+346301IIYK111+346+627281IIIYK111+627+657
15、30IYK111+657+74588IIIYK111+745+78035IYK111+780ZK112+030250IIIYK112+030+05020IYK112+050+620570IIIYK112+620+66545IYK112+665+785120IIIYK112+785+81530II五、隧址区水文地质条件(一) 地表水隧址区内无常年性河流,但分布有数量较多的泉水,其中较大的泉有九龙泉(66L/s) 青龙泉(20L/s)等。新庄石峡沟和东水泉沟十多年前在雨期常暴发洪水,近年来未发生过。(二) 地下水隧址区地下水类型有松散岩类孔隙水、变质岩类裂隙水和碳酸盐岩岩溶裂隙水三种。根据雁门关隧
16、道隧址区钻孔与泉水采样分析,碳酸盐岩岩溶水对混凝土无腐蚀性,变质岩裂隙水对混凝土为无弱结晶类腐蚀(钻孔ZK3 一带为弱结晶类腐蚀)。采用径流模数法和水动力法分段计算隧道涌水量,左线隧道涌水量总计为2261.6m3/d(0.54lm3/d.m),右线隧道涌水量总计为2245.3m3/d(0.531m3/d.m)。六、隧址区地应力场在雁门关隧道钻孔ZKl、ZK2. ZK3. ZK4 和ZK5 进行水压致裂法原地应力测量,结果表明:隧址区最大水平主应力方向为NNE 向,与区域构造应力主压力方向基本一致,和隧道轴线夹角为430:最大水平主应力值为3.4220.91MPa,隧址区内地应力变化大,且分布复
17、杂。在变质岩深埋段,尤其是左线ZKl09+734 ZKll0+628. 右线YKl09+705YKll0+587 段,岩石性脆、强度高,ZK2 孔最大水平主应力达20.91MPa,隧道丌挖时可能发生岩爆。影响地应力值的因素主要为埋深、岩性、构造和地形等。七、地温通过对雁门关隧道ZKl、ZK3. ZK4 和ZK5 钻孔的连续观测,随着深度的增加,地温相应升高。隧道段地温值为914.5。满足隧道施工作业要求。八、地震烈度根据中国地震烈度区划图(1990 年)资料,隧址区地震烈度为度。九、不良地质现象隧址区不良地质现象主要有断层涌水、软岩、断层破碎带、片理、岩溶等。地下水:隧道开挖至F9 和F10
18、断层时,可能出现突水危险。ZK112548ZK112+788 和YK112+557YK112+806 段富存岩溶裂隙水,单宽涌水量2.4162.532m3/d.m, 涌水量较大,特别是F22 断裂带,由于其一侧阻水,形成集水廊道,当洞室开挖至F22 断层破裂带时,可能会发生严重的岩溶裂隙水突水。隧道洞身除出口端之外,均在地下水位以下,隧道开挖时,地下水涌向洞身,将会产生渗透压力,影响隧道围岩稳定。膨胀性软岩:隧道ZK110+678-ZK110+838. ZK111+788-ZK112+828和K110+670-YK110+787. YK111+757-YK112+627 间围岩岩性为寒武系馒头
19、组泥页岩,据设计资料提示,软化系数为0.190.40, 吸水率为2.252.94,线膨胀率为2.783.47%,抗水、抗冻、抗风化性差,遇水易于软化和泥化,而且容易产生体积膨胀或较大的塑性变形。当有断层时,大气降水和上覆地下水可通过断裂导水入渗至泥页岩层,使工程地质条件进一步恶化,是工程施工难点之一。断层破碎带:F12. F16. F18. F19. F20 和F22 断层均为发育宽度不等的破碎带,断层破碎带内岩石多为角砾岩、碎块岩、断层泥等。带内岩体破碎、节理裂隙极发育,呈散体结构,力学强度低,稳定性差,洞身开挖时易产生掉块坍塌及涌水现象,是工程施工难点之二。除地下水、软岩、断层破碎带对工程
20、产生不利影响外,围岩片理结构产状以及岩溶对洞身开挖也会产生顺层剪切和突水现象,阻碍工程进展。开挖段落可能发生岩爆,在施工中也要引起高度重视。第一节 主要技术标准本项目按新建高速公路标准修建,其主要技术指标见表2-5。主要技术指标表 表2-5项目指标里程桩号左线ZK110+270ZK112+840右线YK110+200YK112+825公路等级高速公路路线长度(km)2.5702.625计算行车速度(km/h)80路基宽度(m)分离式路基12.5隧道建筑限界分式式隧道10.505.00m设计荷载汽车-超20 级 挂车-120地震基本烈度度区衬砌结构形式按新奥法原理设计,采用喷锚网复合式衬砌形式第
21、一节 隧道设计概况雁门关隧道为特长深埋直线隧道,洞内纵坡采用人字坡,按上、下行分离式断面设置,测设中线间距50m。隧道内轮廓采用单心圆断面,洞身段衬砌结构按新奥法原理设计,初期支护采用喷、锚、网支护,两次衬砌采用现浇混凝土,并结合地层地质条件辅以长短管棚、超前锚杆等预加固措施。隧道采用EVA 水层防水,环向、纵向排水管引水,中心排水沟排水,对可能发生涌水的段落采用预注浆堵水与排放相结合的措施。洞门均采用端墙式,并作了景观设计。洞内采用水泥混凝土路面,衬砌内表面采用防火涂料喷涂。第一节 本合同段主要工程数量本合同段主要工程量见表2-6。本合同段主要工程数量表 表2-6项目开挖土石方喷混凝土锚杆模
22、筑混凝土防水层喷涂路面洞门单位kg座数量5612692620668160381569151575106808460002第一节 支护参数雁门关隧道复合式衬砌支护参数见表2-5-1。雁门关隧道复合式衬砌支护参数表 表2-5-1项目单位围岩类别III(浅埋)II(深埋)IIIIVV喷射混凝土厚度C25 混凝土cm25252015128径向锚杆直径mm252525252522长度cm400350350300250200锚杆布置cm756080808080100100120120局部钢筋网直径mm88888(局部)8(局部)钢筋布置cm202020202020202020202020钢架工字钢架型号1
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