标段大独山高风险隧道专项施工组织设计.docx
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1、标段大独山高风险隧道专项施工组织设计新建沪昆客专贵州段CKGZTJ-9标段大独山高风险隧道专项施工组织设计中国铁建编制:复核:中铁二十局集团第二工程有限公司2010年11月24日目录第一章编制根据、编制范围及设计概况1第一节编制根据1第二节编制原则1第三节编制范围2第二章工程概况3第一节技术标准3第二节自然条件3第三节建设条件9第四节设计概况10第五节工程特点、重难点及要紧风险17第三章总体施工组织安排18第一节建设管理目标18第二节施工管理机构与任务划分19第三节总体施工原则与顺序20第四章施工进度计划22第一节要紧工效指标与技术要素22第二节分工作面施工进度安排22第三节关键线路分析、关键
2、工作面工期检算23第四节进度计划图表23第五节确定总工期与重要阶段工期23第五章临时工程与总平面规划26第一节要紧临时生产设施方案26第二节施工总平面布置图28第六章资源配置方案29第一节人力资源投入计划29第二节机械设备配置计划30第三节要紧材料供应计划33第七章施工方案与方法34第一节洞口段施工34第二节隧道开挖35第三节装渣运输40第四节超前支护施工41第五节初期支护46第六节仰拱及填充53第七节系统防排水54第八节衬砌55第九节施工通风、高压供风、供风、排水及管线布置55第十节超前地质预报56第十一节监控量测58第八章安全风险管理63第一节安全管理体系与责任落实63第二节风险识别与评估
3、64第三节风险操纵措施72第四节高风险地段施工方案与方法75第五节要紧应急预案76第九章四化支撑手段80第十章保证措施82第一节质量保证措施82第二节工期保证措施83第三节投资操纵措施84第四节环保、水保管理措施84第五节冬季雨季施工措施87第十一章存在的问题与工作建议90第一节存在的问题90第二节拟开展的科研攻关项目90第三节设计优化建议90第十二章附表91第十三章附图94第一章编制根据、编制范围及设计概况第一节编制根据1、国家进展改革委发改基础2010483号国家进展改革委关于新建长沙至昆明铁路客运专线可行性研究报告批复;2、铁道部工程设计鉴定中心(铁鉴函2010769号)关于新建长沙至昆
4、明铁路客运专线初步设计的批复;3、国家与铁道部现行的铁路客运专线设计规范、施工指南、验收标准、技术规程(暂规)等;4、承发包合同、招投标文件;5、大独山隧道施工图与设计技术交底资料、纪要;6、国家、铁道部、贵州省政府的有关法律、法规与条例、规定。7、沪昆工管(2010)17号文“关于推进沪昆铁路客运专线贵州段隧道施工机械化的通知”;8、铁建设2009226号文“关于公布铁路工程施工组织设计指南的通知”;9、铁建设2010120号文“关于进一步明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”,建技201013号文“关于印发铁路隧道防水板铺设工艺技术规定的通知”10、大独山隧道进出口计图
5、,新建长沙至昆明客运专线(贵州段)设计文件与图纸;11,标准化管理的原则。通过施工管理标准化,以建设目标与合同约定为纽带,全面推动标准化管理;12,“六位一体”管理的原则。将质量、安全、工期、效益、环境保护与技术创新分解细化为最佳匹配的实施目标;13,线路勘察与现有技术水平、机械水平。第二节编制原则1、安全第一原则施工方案的编制始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则,特别是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。2、优质高效原则加强领导,强化管理,优质高效。施工中强化标准化管理,操纵成本,降低工程造价。3、确保工期的原则针对本合同段的工期要求,编制科
6、学的、合理的、周密的施工方案,使用信息化技术,合理安排工程进度,搞好工序衔接,实施进度监控,确保实现工期目标,满足建设要求。4、管理科学的原则根据本隧道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与专业化施工队伍,投入高效先进的施工设备。第三节编制范围新建沪昆客运专线贵州段CKGZTJ-9标段大独山隧道(DIK852+772DlK864+654,全长11882m)。包含大独山隧道正洞、1#横洞、2#横洞、平行导洞工程。第二章工程概况第一节技术标准(一)铁路等级:客运专线;(二)正线数目:双线;(三)速度目标值:250kmh,基础设施预留进一步提速条件
7、;(四)正线线间距:5.0m;(五)最小曲线半径:4000m;(六)最大坡度:20%o,特殊地段30%。;(七)列车类型:动车组;()到发线有效长度:650m;(九)列车运行操纵方式:自动操纵;(十)运输调度方式:综合调度集中。第二节自然条件大独山隧道位于地处黔西高原向黔中丘陵过渡地带,属构造剥蚀、溶蚀中低山地貌,总体来看,地势北西高南东低,具构造剥蚀溶蚀地貌特点。隧址区内最高点位于隧道轴线中部的营盘山,海拔高程1650.5m,最低点位于隧道尾端南侧罗秧河,海拔高程694.20m,相对高差达956.3m。隧址区东部要紧为溶蚀残丘、山间槽谷,槽谷底内呈串珠状分布有溶蚀洼地、落水洞等岩溶形态,西部
8、受罗秧河切割形成陡斜坡河流沟谷地貌。隧址区内地面高程通常为IoOO1400m,坡麓自然斜坡陡峻,坡脚2550,个别地段形成陡崖,此外,隧址区内的其余地段溶蚀洼地、漏斗、落水洞等岩溶地貌亦比较常见。一、工程地质及水文地质(一)地层岩性隧道区基岩大多裸露,为三叠系中统杨柳井(T2y)、关岭组二段(Tag关岭组一段(T2g1下统永宁镇组三、四段(TIyn3+4)、下统永宁镇组二段(Tlyn2)、下统永宁镇组一段(Tlyn】)、下统夜郎组(Tly)地层,隧道进出口及缓坡地带有少量覆土。(二)地质构造该隧道区域构造上位于扬子准地台黔北台隆六盘水断陷普安旋扭构造变形区,区域上为法郎向斜北东翼与新场-九头坡
9、向斜南西翼,受褶曲挤压作用,该区域断裂发育。受断层影响,节理裂隙发育。总体来看,测区地质构造复杂。小箸背斜面:与隧道轴线相交于DK858+913m处,由于受后期断裂的改造,使得基完整性较差,但地层的重复明显,两翼岩层倾角相反,南西翼地层产状:SNN66c5W835,北东翼由于受断层破坏,产状变化较大。断层:大新寨断裂:在隧道中部玉碗井一带与隧道轴线相交,长约3.4km,呈弧形,走向近南北,区内由郎家坟向北通过玉碗井、大新寨,向东延出区外,断层性质为正断层,破碎带宽度约50m。与隧道轴线相交于DIK855+265m处。龙门地断裂:在隧道区中部长箸一带与隧道轴线相交,走向近南北向,长约3.9km,
10、断层性质为正断层,旁侧岩层有褶曲拖拉现象,向北延至与大新寨断裂相连。与隧道轴线相交于D1K856+086处。垮岩断裂:在隧道区中部丘家窝子一带与隧道轴线相交,长约3.7km,走向南东北西向,北西侧延至白坟包一带与东西向小断裂相连,南东侧通过猴子洞与龙门地断裂相连。受断裂影响,岩层产状变化较大。断层性质为正断层。与隧道轴线相交于D1K856+727处。大湾断裂:在隧道区中部弯腰树一带与隧道轴线相交,长约2.4km,走向南东北西向,断层性质为逆断层。与隧道轴线相交于D1K857+289处。营盘坡断裂:在隧道区中部营盘坡一带与隧道轴线相交,长约3.9km,走向南东北西向,南东侧经水落洞、大水洞延出区
11、外,北西侧经小水井延至雷神坡一带尖灭。断层性质为逆断层。与隧道轴线相交于D1K857+747处。杨家冲断裂:在隧道区中部杨家冲一带与隧道轴线相交,长约2.4km,走向南东北西向,发育于北西侧杨家冲,南东侧经洗布塘、榜上延出永宁镇与看哨坡断裂相连。断层性质为正断层,与隧道轴线相交于D1K859+351处。看哨坡断裂:在隧道区中部养马洞一带与隧道轴线相交,长约12.2km,走向南东北西向,倾向北东,为区域性大断裂,断层性质为逆断层,与隧道轴线相交于D1K859+804处。节理:受地质构造影响,区内岩石中节理裂隙较发育,根据调查观测点统计,要紧发育23组节理。(三)水文地质地表水地表水可分为两个水系
12、:(I)DlK860+050以西,通过地表沟谷与地下暗河直接汇入北盘江;(2)D1K860+050以东,通过地表沟谷与地下暗河排入打邦河,然后汇入北盘江。罗秧河是隧道出口地下水的排泄基准面,其中有多条NNE支沟汇入罗秧河,最终排入北盘江。支沟时有流水,主沟常年有水流。地表水与地下水向河中排泄,加剧了隧道区地表溶蚀的发育。地下水:本区地下水类型要紧为第四系松散土层孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水。a.第四系松散层孔隙水含水岩层为第四系松散土层,岩性要紧为坡残积粘土、含碎石粉质粘土、砂、砾石等。富水性差,水量贫乏。b.碳酸盐岩裂隙溶洞水含水岩组为永宁镇组一段(TIynI)、三、四段(TIyn3+4)、关
13、岭组二段(T2g2),杨柳井组(Tzy)与竹杆坡组(T2Z)。岩性要紧为灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥质白云岩、泥质灰岩,富水性中等至强。C.碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙水赋存于三叠系下统夜郎组(Tly)、永宁镇组二段(Tiyd),三叠系中统关岭组一段(Tag)等的灰岩、白云岩及泥质白云岩等构成的含水岩组中。含水岩组的富水性通常属弱中等富水。地下水的补给、径流、排泄区域内地下水要紧同意大气降水补给,在碳酸盐岩裸露地区,大气降水通过落水洞、漏斗、溶洞、溶隙迅速落入地下,补给地下水。在非可溶岩分布区,大气降水沿岩石的细小裂隙渗入地下。地表水也是地下水的补给来源,特别是在可溶岩与非可溶岩接触带尤为明显,非
14、可溶地区的溪沟水进入可溶岩区后,多数通过落水洞、溶蚀裂隙潜入地下,补给地下水。由于岩性条件的差异,地下水的径流方式差别也很大,在厚层灰岩分布区,岩溶管道发育,地下水多集中于地下岩溶管道中径流,并以岩溶大泉及暗河的形式排泄于河谷中或者沿与非可溶岩的接触带排出地表。区域要紧的河流属珠江流域北盘江水系,最大河流为北盘江,其次是北盘江支流白水河与西泌河,广泛分布于岩溶地区,是地表水与地下水的要紧排泄通道。由于隧道水文地质条件较复杂,综合考虑区内地下水的出露特征,岩性、构造、地形地貌与岩层的富水程度,临近施工区域各地下水系统与隧道洞身有关关系见下表。其中,D1K855+3OOD1K858+O2O段发育1
15、处暗河,为张家寨暗河,该暗河与隧道大角度相交,推测相交里程D1K856+63OD1K856+65O0进口位于石丫口,标高为+1580,出口位于张家寨邻近,出口标高为+1306m,出口流量约为1.3m3s(2009年8月22日),暗河长2.4Km。根据梯度来推测,隧道与暗河相交处,暗河大致位于隧道洞顶以上43m。大独山隧道岩溶水系统分区见表2-l-lo表2-1-1大独山隧道岩溶水系统分区表岩溶水系统划分地下水补、径、排特征与拟建隧道的关系水文单元内隧道与地下水位的关系DlK852+780DlK855+300北部与西部是单元的补给区,在纳丙寨槽谷中径流,向南东方向排泄补给区高于隧道,对隧道进口段岩
16、溶涌突水有较大影响。季节交替带D1K858+020-D1K860+050同意北边高山地表水与基岩裂隙水的补给,沿近南北向沟谷向南径流排泄单元地下水水位高于隧道,但总体流量较小,且地面有非可溶岩发育,整体来看对隧道岩溶涌突水影响小水平径流带D1K855+300-D1K858+020同意北部高山沟谷地表水与串珠状洼地地下水的补给,沿断裂带径流,在张家寨一带暗河出露其补给区通过隧道,雨季高于隧道,流量大,对隧道岩溶涌突水奉献大,需特别注意水平径流带D1K860+050-D1K864+640同意单元东部高山沟谷地表水与成片洼地地下水的补给,沿近东西向岩层径流,在老鹰岩南西方向及下九达寨以暗河方式排补给
17、区流量大,其补给区高于隧道,暗河出露高程低于隧道,隧道施工可能会袭夺地下水季节交替带泄于罗秧河水化学特征本隧道区域地下水类型为HCO3Ca2+、HCO3-Ca2+.Mg2+,矿化度较低,地下水多不具侵蚀性。三叠系中统关岭组二段(T2g2)泥质灰岩、下统永宁镇组三四段(Tlyn3+4)溶塌角砾岩及其二段(TIyn2)泥灰岩中具石膏假晶、板柱状石膏晶簇及针状次生石膏,地下水具SO42-.HC03-a2+.Mg2+水的水化学特征,建议硫酸盐对混凝土结构侵蚀等级按照H3考虑。隧道涌水量预测正常涌水量Q正=84065m3d;预测最大涌水量Q最大=168129m3d其中DK855+3(X)DK858+20
18、与DH860+050DK864+640段,地表岩溶形态与地下岩溶管道发育,预测涌水量较大。二、不良地质不良地质现象为岩溶及岩溶水、岩爆、危岩落石等,分述如下:岩溶及岩溶水DlK853+600DlK855+230、DlK856+050D1K856+770D1K860+290D1K860+930这些段落为非可溶岩段外,其它段落均为可溶岩,穿越的可溶岩地层要紧为三迭系中统杨柳井组(T2y)、三叠系中统关岭二段(Tag?)、三叠系下统永宁镇组第三、四段(TIyn3+4)、永宁镇组一段(T1yn),属于岩溶中等发育至强烈发育地层。据野外调查,地表岩溶形态要紧为岩溶洼地、落水斗、溶沟、溶槽、石芽、溶洞、溶
19、蚀裂隙。区内发育一条暗河管道,进口位于石丫口,入口标高为+1580,出口位于张家寨邻近,出口标高为+1306m,出口流量约为1.3m3s(2(X)9年8月22日),暗河长2.4Km,与隧道大角度相交。通常的泉点、岩溶强发育点多在碳酸盐岩与碎屑岩接触带邻近出现,说明可溶岩与非可溶岩接触带也是岩溶强烈发育的重点地段,该隧道有T2g2与Tg、T2g与Tiy/、TIynI与T】y、Tjyn3+4与2g1等可溶岩与非可溶岩接触带,隧道可溶岩非可溶岩接触带较多。地应力及岩爆根据区域地质数据,本区地应力不高,隧道影响区域内构造线呈NW向展布,隧道出口外侧为相对深切的河谷地貌,其谷底标高均低于隧道标高,地应力
20、在近谷方向应有一定的释放。隧道中段埋深大,地应力相对较高,但中段岩性为灰岩,为地下水活跃的岩溶裂隙含水层,对地应力的调整与释放有利。综合分析认为地应力对隧道的影响不大,要紧以深埋段的岩体剥落为主。危岩落石隧道出口上方地势较陡,出露地层为三叠系中统杨柳井组(T2y)白云岩,岩层单斜,岩层产状N45OW/27OSW,偶有零星孤石分布在洞口上方,孤石最大约7,对隧道出口有一定的影响。综上所述,本隧为岩溶隧道,可溶岩长度为9063m,占全隧长度的76%,隧道最大埋深约380m,洞身断层破碎带发育,发育区域断层7处,物探解译断层11处,可溶岩与非可溶岩接触带6处,下穿暗河1处(位于隧道拱顶上约43m),
21、地表村庄分布广泛,岩溶漏斗发育,隧道通过可溶岩段岩溶及岩溶水对隧道影响较大,遇到大型岩溶管道及溶洞可能性较大,可能发生突水、突泥现象,地表局部地段发生塌陷,在断层破碎带、可溶岩与非可溶岩接触带多为地下水富集区,易发生突水、突泥、岩溶塌陷,隧道中段洞身埋深大,地应力相对较高,在高地应力下可能发生岩爆。因此本隧要紧风险为塌方,突水突泥,岩爆,危岩落石等风险。三、地震动参数根据中国地震动参数区划图(1/400万)(GB18306-2001)划定,测区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.04so四、气象条件本管段所处地区属亚热带湿润季风气候,气温及降雨等各地虽有差异,但变幅不大。总
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