隧道施工组织设计.docx
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隧道施工组织设计
XX隧道施工组织设计
第一章编制
1.1编制依据
(1)XX隧道的各种设计文件、标准图、工程数量。
(2)工期要求、劳力、材料、机械(具)、运输等条件。
(3)现场调查资料、预先选定的施工方案。
(4)各种定额指标,包括劳动定额、材料定额和机械定额。
(5)各种质量、安全规划及管理制度。
(6)国家和铁道部现行高速铁路设计规范、验收标准、施工指南、技术规程等。
(7)其它相关依据。
1.2编制范围
XX隧道里程从DK193+870至DK194+978,全长1108m。
对隧道正洞的开挖、初期支护、出碴、二次衬砌、仰拱及填充、附属设施、施工总平面布置、监控量测、资源配置、质量保证措施、安全保证措施、工期及环水保进行编制。
第二章工程概况及主要工程数量
2.1工程概况
XX隧道位于重庆至利川。
隧道进口里程D1K193+870,出口里程D1K194+978,中心里程为D1K194+424,隧道全长1108m。
本隧按旅客列车设计行车速度200,客货共线(开行双层集装箱)双线隧道设计。
洞内采用重型轨道碎石道床,铺设III型轨枕(2.6m)及60钢轨,轨道结构高度766mm。
本隧进、出口均采用斜切式洞门,洞口边仰坡采用砼骨架护坡内植草防护。
全随均为V级围岩,低山地貌,底层单斜。
隧道穿过层为泥岩夹砂岩,无特殊岩土,地下水相对不发育、对砼无侵蚀性,全隧浅埋。
隧道进出口右侧边坡为顺层,围岩质软,暴露后易风化,雨水易软化崩解,岩层倾角较缓,拱部围岩在垂直节理切割下,形成的不良结构体在隧道开挖后易掉块并引起坍方。
2.2主要工程数量
本隧DK193+984~DK194+054段采用拱部明挖,其余段落采用暗挖法施工。
隔离开关处D1K194+636、D1K194+646、D1K194+826、D1K194+876处,预留1根Ф100钢管过轨管,D1K194+876、D1K194+886处,预留2根Ф100PVC过轨管,每个过轨管内预留一根两端长于过轨管0.5m的Ф3.0镀锌铁线。
在D1K194+601~D1K194+871段设置特殊锚段。
拱墙及仰拱采用C35钢筋混凝土,仰拱填充采用C20混凝土。
主要工程数量表
项目
单位
工程数量
W=60
距离(m)
W=50
距离(m)
W=40
距离(m)
总工程量
1
开挖
m³
145.54
449
144.72
475
142.72
184
160350
2
初
期
支
护
混凝土
仰拱喷素混凝土
m³
3.43
449
3.38
475
3.38
184
3767
3
拱墙喷素混凝土
m³
8.17
449
8.14
475
8.10
184
9025
素混凝土
12793
4
钢筋网
Φ8钢筋网
kg
113.37
449
112.69
475
112.41
184
125114
5
锚杆
拱部
L=4m
根
14.50
449
14.50
475
14.50
184
16066
6
m
58.00
449
58.00
475
58.00
184
64264
锚杆
99720
7
边墙
L=4m
根
8.00
449
8.00
475
8.00
184
8864
24930
8
m
32.00
449
32.00
475
32.00
184
35456
9
二
次
衬
砌
拱墙及仰拱
C35钢筋混凝土
m³
20.43
449
20.31
475
20.20
184
22537
C35混凝土
22759
10
仰拱填充
C20混凝土
m³
9.49
449
9.34
475
9.19
184
10388
C20混凝土
10388
11
钢筋
HRB335
kg
1019.10
449
1013.47
475
1007.84
184
1124417
2294
12
HPB235
kg
446.44
449
443.66
475
440.89
184
492314
13
沟
槽
侧沟
沟槽身
C25混凝土
m³
1.35
449
1.35
475
1.35
184
1496
14
HPB235钢筋
kg
9.64
449
9.64
475
9.64
184
10681
15
盖板
C35钢筋混凝土
m³
0.14
449
0.14
475
0.14
184
155
16
HPB235钢筋
kg
12.61
449
12.61
475
12.61
184
13972
HPB235钢筋
525365
17
中心沟
沟身
C25混凝土
m³
0.72
449
0.72
475
0.72
184
798
HRB335钢筋
1124417
18
HPB235钢筋
kg
0
449
0
475
0
184
0
19
盖板
C35钢筋混凝土
m³
0.06
449
0.06
475
0.06
184
66
20
HPB235钢筋
kg
7.58
449
7.58
475
7.58
184
8399
21
防
排
水
防水板
㎡
26.90
449
26.78
475
26.66
184
29704
22
无纺布
㎡
26.90
449
27.68
475
26.66
184
30132
23
外贴止水带
m
4.14
449
4.12
475
4.10
184
4570
24
中埋式止水带
m
5.99
449
5.96
475
5.94
184
6613
25
界面剂
㎡
1.00
449
1.00
475
1.00
184
1108
26
纵向盲管(沟)
Φ80
m
2.20
449
2.20
475
2.20
184
2438
27
环向盲管(沟)
Φ50
m
2.81
449
2.80
475
2.78
184
3103
28
外裹无纺布
㎡
1.49
449
1.49
475
1.49
184
1651
29
横向排水管(PVC)
Φ100
m
0.29
449
0.29
475
0.29
184
321
30
弯头
个
0.07
449
0.07
475
0.07
184
78
斜切延伸段衬砌工程数量表
项目
单位
数量
工程总量
衬砌
拱墙及仰拱
C35钢筋混凝土
m³
37.60
3872.80
仰拱填充
C20混凝土
m³
9.60
988.80
钢筋
HRB335
kg
1725.05
177680.15
HPB235
kg
949.38
97786.14
沟槽
侧沟
沟槽身
C25混凝土
m³
1.35
139.05
HPB235钢筋
kg
8.56
881.68
盖板
C35钢筋混凝土
m³
0.13
13.39
HPB235钢筋
kg
10.21
1051.63
中心水沟
沟槽身
C25混凝土
m³
0.67
69.01
盖板
C35钢筋混凝土
m³
0.06
6.18
HPB235钢筋
m³
7.78
801.34
防排水
聚合物水泥砂浆
m³
0.62
63.86
Φ80纵向盲沟
m
2.66
273.98
Φ100PVC隧底
横向排水管
m
0.28
28.84
Φ100PVC管配套异形弯头
个
0.07
7.21
斜切式洞门工程数量表
项目
单位
数量(15m)
衬砌
C35钢筋混凝土
m³
457.52
仰拱填充C20混凝土
m³
144.00
钢筋
HRB335
kg
20582.72
HPB235
kg
12120.87
沟槽
侧沟
沟槽身
C25混凝土
m³
20.25
HPB235钢筋
kg
128.40
盖板
C35钢筋混凝土
m³
1.95
HPB235钢筋
kg
153.15
中心水沟
沟槽身
C25混凝土
m³
10.02
盖板
C35钢筋混凝土
m³
0.90
HPB235钢筋
m³
116.70
衬砌外防水
层
聚合物水泥砂浆(厚2cm)
m³
5.61
第三章施工总体安排
3.1施工组织机构、施工队伍的安排
3.1.1组织机构
为强化组织指挥和施工管理,我单位成立“中铁十五局集团第二工程有限公司林长高速第5合同段项目经理部”,下设六部二室,即工程技术部、安全环保部、质量检查部、物资设备部、合同管理部、财务部、工地试验室、综合办公室。
项目部下设两个隧道队、两个砼拌和站。
其中隧道一队负责西垴隧道进口的施工,隧道二队负责西垴隧道出口的施工,拌合站负责隧道混凝土的供应。
施工组织机构图
3.1.2施工队伍的安排
根据本工程规模和工期进度的要求,拟安排专业施工工班承担本隧道的施工任务,隧道施工任务划分详见下表“施工工班部署及任务划分”:
队别
任务划分
按施工高峰时配置劳动力(人)
开挖工班(2个)
负责本隧道所有洞口和暗洞的开挖工作
36
运输工班(2个)
负责本隧道所有洞碴的运输和其他材料转运等
20
支护工班(1个)
负责本隧道洞口支护和暗洞的初期支护施工
36
钢材加工工班(2个)
负责本隧所有防水、钢拱架和钢筋加工及安装施工
24
衬砌工班(1个)
负责本隧所有仰拱、二衬、水沟砼等施工
24
综合工班(1个)
负责本隧除上述四个工班施工之外的其他所有工程施工,包括盖板预制及现场整理和突击作业。
10
3.2施工条件及准备
隧道全线为
级围岩,围岩稳定性差,施工难度大,施工中一定做到“短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测”,切勿冒进。
(1)风、水、电管线敷设、施工便道、施工现场布置,机具设备、人员配置、材料装备、修建防排水设施等。
(2)根据地质勘探资料和施工设计,详细了解工程地质和水文地质情况,制定相应的施工方法和措施,编制施工组织设计,制定施工监测计划。
3.3总体施工方案
隧道在D1K193+870∽D1K193+984、D1K194+959∽D1K194+978段采用明挖法施工,在D1K193+84∽D1K194+054段采用拱上明挖,拱下CRD法施工,在D1K194+340∽D1K194+520段采用大拱脚台阶法施工,其余各段均采用CRD法施工。
隧道设置格栅钢架、超前Φ42小导管超前支付,在D1K194+054∽D1K194+084、D1K194+939∽D1K194+99段设置Φ89大管棚。
为有效提高喷混凝土的力学性能,减少回弹,V级衬砌每立方米中掺入0.9kg微钎维。
支护根据不同围岩采用湿喷砼、挂网、锚杆、超前锚杆(管棚、导管)、钢拱架(格栅拱架)等组合支护形式。
仰拱(铺底)采取分段开挖整体浇筑,仰拱(铺底)超前衬砌施工。
筑龙网WWW.ZHULONG.COM23衬砌混凝土采用自动计量拌合站生产,拱墙衬砌采混凝土搅拌运输车运砼+HBT60输送泵泵送+全液压整体衬砌台车衬砌。
隧道出口段配置瓦斯监测仪——简易钻孔台车(一台)——挖碴机/防爆型(二台)——14m3梭式矿车/防爆型(四台)——湿喷机/防爆型(二台)——液压整体衬砌台车/防爆型(一台)——砼输送泵/防爆型(二台)——砼运输车/防爆型(二台)——砼拌合站机械化作业线。
3.3.1洞口施工方案
本隧进、出口均采用斜切式洞门。
洞口边仰坡采用砼骨架护坡内植草防护。
3.3.2正洞洞身开挖方案
隧道全线为V级围岩,洞身采用CRD法锚喷构筑施工。
严格控制超欠挖,软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖,以减轻对围岩的扰动和破坏。
施工步骤:
超前支护(超前小导管或超前锚杆)——测量开挖轮廓线——钻爆作业—出碴—初喷混凝土——格栅钢架——施工锚杆(砂浆锚杆或D25中空注浆锚杆)——挂钢筋网——复喷混凝土——二次衬砌。
3.3.3装碴运输方案
隧道采用有轨运输方式,防爆型轨行装碴机装碴,12t防爆型电瓶车牵引梭式矿车出碴。
洞内采用有轨运输方式,轨道采用38kg/m钢轨、7号道岔,轨距762mm。
3.3.4初期支护施工方案
初期支护采用防爆型砼湿喷机,衬砌采用轨行式砼输送车、衬砌台车等。
洞外拌合站由二台强制式拌合机和二台电子配料机组成。
支护根据不同围岩采用湿喷砼、挂网、锚杆、超前锚杆(管棚、导管)、钢拱架(格栅拱架)等组合支护形式。
隧道施工临时支护按照施工工艺要求执行,超前支护及初期支护严格依照设计图要求进行施工
隧道支护施工方案
超前支
护方案
超前小导管采用Φ42mm、L=3m无缝钢管
长管棚采用Φ89无缝钢管
初期支
护方案
初期支护在开挖完成后及时施工,紧跟开挖面
拱部系统锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,边墙采用Φ22mm砂浆锚杆
喷射混凝土C30混凝土
钢架采用工20b型钢钢架
3.3.5仰拱填充施工方案
仰拱(铺底)采取分段开挖整体浇筑,仰拱(铺底)超前衬砌施工。
仰拱采用自行式仰拱栈桥,分段施工,全幅整体浇筑;防水板采用无钉铺设工艺;采用10.5m长的衬砌台车衬砌,模筑混凝土以插入式高频振捣器振捣为主,辅以附着式振捣器。
混凝土由自动计量拌合站生产,砼搅拌运输车运输,砼输送泵灌注。
仰拱混凝土达到设计强度70%后,方可灌筑隧底填充混凝土。
隧道仰拱上部填充砼施工前先清洗仰拱上虚碴及杂物,排除积水。
填充砼表面要求平整,横坡、纵坡与设计一致。
仰拱施工缝与填充砼施工缝相互错开,要求施工缝顺直、平整及凿毛清洗,同时设置止水带防水。
仰拱填充施工同时施工综合接地及过轨管。
3.3.6结构防排水施工方案
防排水原则:
对于与地表水存在良好水力联系、地下水发育的地段采用“以堵为主,限量排放”的原则,以降低围岩渗透系数,减少水资源流失。
其它地段采用“防、排、堵、截结合,因地制宜、综合治理”的原则。
防水方案:
暗洞:
初期支护和二次衬砌间拱墙背后设土工布和防水板。
环向施工缝采用中埋式橡胶止水带+外贴式橡胶水带复合防水结构;纵向施工缝采用中埋式钢边止水带+遇水膨胀止水条复合防水结构。
明洞:
衬砌采用防水钢筋混凝土,其抗渗等级不得小于P10,衬砌外铺设防水层。
排水方案:
施工期排水:
顺坡排水在开挖地段隧道两侧开挖排水沟,排至洞内已施工仰拱地段中央排水沟排出洞外。
衬砌背后设置纵、环向设置排水盲管。
洞门顶部设截水天沟,洞门端墙及挡墙背后设置排水盲沟网。
运营期排水:
洞内水沟采用矩形中心水沟排水。
3.3.7二次衬砌施工方案
全隧道采用复合式衬砌。
二次衬砌采用整体式液压衬砌模板台车、拱墙一次成型,泵送混凝土浇筑,隧道衬砌施工方案见表。
隧道衬砌施工方案
施工项目
施工主要方案
时间确定
监控量测,确定二次衬砌的施作时间
防水层
在防水板台车上铺设成型,环纵向透水管盲沟连通
钢筋
钢筋在洞外加工成型,拱墙钢筋在台车上人工绑扎,仰拱钢筋就地绑扎
衬砌台车
正洞采用12m大模板液压衬砌台车,辅助坑道采用简易台车
混凝土浇筑
混凝土运输车运输,泵送混凝土入模,附着式振动器和插入式振动器捣实。
采用衬砌台车施工,一次性连续浇筑,拱顶埋压浆管,确保混凝土密实
仰拱及填充
仰拱超前二次衬砌施做、分段整体灌注的方案,利用仰拱栈桥保持通行。
人工清底,混凝土全幅浇筑,插入式振动器捣实,平板振动器整平。
仰拱填充在仰拱满足强度要求后施做
水沟电缆槽
采用定型钢模板,钢管支撑体系加固,混凝土直接入模,插入式振动器捣实。
盖板在预制场集中预制现场安装就位
3.3.8施工排水及通风方案
施工通风:
采用压入式通风。
采用2×2×55kw双机轴流式通风机,要求机况良好,加强施工通风系统,确保良好的通风。
在隧道进洞口处各设一座空压机站,并联安装3台20m3/min、1台10m3/min内然空压机,供应各施工面所需高压用风。
隧道开挖面工作风压不小于0.5Mpa,高压风管采用φ200mm的无缝钢管。
施工排水:
(1)自然坡排水,局部反坡地段采用潜水泵抽排。
(2)顺坡施工时,排水方便,只需在洞身两侧挖排水沟,利用自然坡度排水至洞外污水处理池,经过处理后排放,反坡施工中则采用反坡排水方式,在洞内一侧在充分利用设计综合洞室的基础上每隔400m左右布置一个集水坑,集水坑之间采用污水泵接力抽水,直至排到洞外污水净化池达标后排放
3.3.9洞身衬砌、支护及施工方法
全隧除斜切、斜切延伸段采用明挖法施工,设置明作衬砌,D1K193+984∽D1K194+054段采用拱部明挖,拱下暗作,设置复合式衬砌外;其余段落均采用暗挖法施工,设置复合式衬砌。
暗挖段按锚喷构筑法施工,光面爆破法开挖。
隧道顶地表房屋较密集,施工前应对地表房屋进行调查,并拍照、摄像取证,施工中应控制爆破装药量,采用弱爆破施工,确保地表房屋安全。
1、洞身衬砌、施工方法、加强支护、超前支护参数详见"设计说明附表一"。
2、喷混凝土采用湿喷工艺。
3、隧道拱墙衬砌应一次灌筑,带仰拱衬砌应先施工仰拱。
仰拱应整体灌筑,严禁半幅施工,以确保仰拱施工质量。
4、暗洞段采用锚喷构筑法施工,并对结构支护体系的稳定性进行监测分析。
3.4工期总体安排及进度指标
Ⅴ级围岩(交叉中隔壁法)掘进支护施工,按每16h一个循环作业进行安排。
每循环进尺0.8~1.6米,按每月工作25.5天计,每月进尺45米,施工作业时,需要合理安排各工序的相互衔接。
3.4.1工期总体安排
3.4.2工期进度指标
第四章施工方法和工艺
4.1明洞及洞门、洞口段施工
4.1.1明洞及洞门施工
明洞采用明挖法,进口采用拱上明挖、拱下CRD法,进出口均设置一环大管棚超前注浆预支护,CRD法开挖进洞。
隧道进出口均采用斜切式隧道洞门,能起到缓解微气压波的作用,以减少对附近居民的影响,为确保洞门两侧边坡稳定,对两侧边坡进行坡面防护。
洞门混凝土采用C35耐腐蚀钢筋混凝土整体浇筑。
由于斜切式洞门为渐变圆弧形,因此模板采用定型钢模,满堂脚手架支撑。
洞门的施工时间根据隧道施工的具体情况定。
4.1.2洞口段施工
洞口开挖避开雨季施工,先开挖并施作洞口截水沟等排水系统,天沟设于边、仰坡顶以外不小于5m,其坡度根据地形设置,但不应小于3%,以免淤积。
洞口土方及表层风化石方采用机械自上而下分层开挖,爆破石方采用短开挖、弱爆破自上而下开挖,人工修整坡面。
洞口开挖施工时设临时集水坑和排水沟,并及时抽排积水,确保洞口基岩不被水浸泡。
按照设计清刷边坡,以人工配合机械逐层开挖,接近坡面时采用人工刷坡,以防破坏坡面稳定性和整体性。
为确保施工顺利进行,在进行暗洞施工前对洞口衬砌外1~3m范围内的边仰坡进行锚喷(网)加固,然后开挖进洞。
(1)施工准备
测量放样,确定其准确位置。
详细计算各段的坐标及尺寸,做好与之相应的模板及支撑的设计。
(2)仰拱开挖与灌注
采用人工或机械开挖,并对基底进行处理满足设计要求后灌注仰拱砼,仰拱砼为C35耐腐蚀钢筋砼。
灌注后及时养护。
(3)拱墙砼施工
内、外模均采用工厂加工的大块钢模拼装以保证外观质量。
钢筋现场绑扎,混凝土泵送,插入式振捣。
按设计要求做好与暗洞交界处的防水。
4.1.3洞口边仰坡防护
隧道进出口采用C35砼骨架护坡防护,网格内植草防护。
施工时对边仰坡锚、喷、网进行临时防护,以确保洞口美观和安全。
洞口开挖前作好天沟等防排水设施,再行开挖边仰坡,洞门土石方应严格按自上而下的开挖顺序,边开挖,边支护,边验收,在洞门部位爆破,应根据实测地形地质条件分析,确定包括钻孔机具、钻孔参数、炸药和雷管参数在内的作业计划,合理确定爆破作业的孔距、排距、爆破孔方向等参数,尽可能减少对边坡的破坏,保证成洞围岩不被破坏。
为防止地表水流向洞口,需设置排水天沟,将水排向洞口两侧底部,避免地表水沿洞门边坡漫流。
洞门边坡支护采用锚杆和喷射砼进行支护,必要时增加钢筋网喷射砼支护,覆盖层土开挖采用人工自上而下,岩石开挖,采用风钻钻眼,空压站供风,2#岩石硝铵炸药爆破,塑料导爆管起爆,自上而下分层开挖。
尽早修建洞门,以策安全。
进口洞门采用克莱姆长管棚钻机实现管棚支护。
4.1.4进洞施工方法及措施
隧道进出口均设置一环大管棚超前注浆预支护,双侧壁导坑法开挖进洞的施工方法。
(1)管棚布置于隧道拱部,每环布置41根,采用Ф89钢管制作,管棚长度为30m,出口为20m。
管棚外插角为1°~3°。
(2)管棚超前支护完成即进行开挖,开挖采用CRD法施工。
支护采用I20b型钢钢架加强,间距0.6m,喷砼(模筑砼)支护。
具体的开挖及支护详见洞身的开挖、支护方法及相关的作业程序。
4.1.5明洞施工
4.1.6洞口大管棚
为了确保洞口浅埋段的进洞安全,隧道进出口明洞与正洞交接处拱部设1环30米长φ89的大管棚41根作超前支护,砼导向墙长为1.5米,并设20Ib型钢架以加强支护,在土层中,大管棚压注水泥浆时,压力不小于2Mpa,其余地段压注水泥砂浆(水灰比1:
1,砂灰比2:
1),压力不小于1Mpa;具体设置根据施工揭示地质情况可作适当调整。
4.2隧道开挖施工
4.2.1施工方法
隧道正洞采用CRD法施工;CRD法施工应遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原测进行。
4.2.2设计参数
(1)超前支护:
拱部ф42注浆小导管,2m(2.4m)设一环,每环42根,间距0.6m,每根长3.0m,搭接不小于1m。
(2)系统支护:
拱墙设I20b型钢钢架,纵向间距1m(0.8m);喷C35钢筋混凝土,拱墙部位厚25cm(28cm),仰拱部位厚15cm(28cm);拱墙设单层ф8钢筋网片,网格间距20cm×20cm;拱部采用ф25中空注浆锚杆,边墙采用ф22砂浆锚杆,长度3.5m(4m),间距1.0m×1.0m。
(3)临时支护:
中壁设I20b工字钢,纵向间距1m(0.8m),喷C25砼16cm厚,中壁超前支护ф22砂浆锚杆,2m设一环,每环11根,间距0.6m,每根长3.5m。
4.3隧道钻爆设计
4.3.1爆破方法
根据围岩走向、层厚、石质等地质情况进行爆破设计。
爆破采用普通光面
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