甘肃某铁路客运专线隧道实施性施工组织设计(新奥法施工、附示意图).doc

郭家镇隧道实施性施工组织设计1. 编制依据1.1. 编制依据新建宝鸡至兰州铁路客运专线甘肃段（dk683+620dk986+324.33）站前工程和陕西段无砟轨道轨枕预制及铺轨施工总价承包招标文件（招标编号：js2012-049）、工程量清单（bltj-7标）、指导性施组、答疑、补遗及图纸等。国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则等。国家及甘肃省相关法律、法规及条例等。现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性的条件等资料。集团公司近年来铁路、高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果。集团公司通过北京华夏认证中心认证按照iso9001:2008质量管理体系标准和gb/t50430-2007工程建设施工企业质量管理规范、iso14001:2004环境管理体系标准及gb/t28001-2001职业健康安全管理体系标准编制的管理手册、程序文件。集团公司为完成本标段工程拟投入的施工管理、专业技术人员及机械设备等资源。宝兰7标实施性施工组织设计。1.2. 编制原则遵循招标文件的原则。严格按照招标文件要求的工期、安全、质量等目标编制技术标文件，使发包人的各项要求均得到有效保证。遵循设计文件的原则。在编制施组时，认真阅读核对所获得的技术设计文件资料，了解设计意图，掌握现场情况，严格按设计资料和设计原则编制施组，满足设计标准和要求。遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。严格按照铁路施工安全操作规程，从制度、管理、方案、资源方面编制切实可行的施工方案和措施，确保施工安全。遵循节约资源和可持续发展的原则。贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的原则，依法用地、合理规划、科学设计，少占耕地，保护农田；搞好环境保护、水土保持和地质灾害防治工作；支持文物保护、景点保护；维持既有交通秩序；节约木材。遵循科学、经济、合理的原则。树立系统工程的概念。统筹分配各专业工程的工期，搞好专业衔接；合理安排施工顺序，组织均衡、连续生产；以关键线路为中心，建立数学模型进行工期、资源优化；管理目标明确，指标量化、措施具体、针对性强。遵循引进、创新、发展的原则。积极采用、鼓励研发旨在提高工程技术和施工装备水平、保证施工安全和工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。遵循“六位一体”管理的原则。结合建设项目特点，建立建设项目管理的目标体系、责任体系、分级控制系统和评价评估体系，按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节，将质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新分解细化为最佳匹配的实施目标，以标准化管理为基础，全面实现“六位一体”管理要求。遵循施工生产与环境保护同步规划，同步建设，同步发展的原则。遵循贯标机制的原则。确保质量、环境与职业健康安全综合管理体系在本项目工程施工中自始至终得到有效运行。2. 工程概况2.1. 工程简述郭家镇隧道位于天水市秦安县郭嘉镇西北，隧道穿越黄土梁峁地区，进口紧邻天巉高速公路匝道，出口位于背后沟。地面高程一般13401650m。自然坡度约2045，沟谷深切，多呈v字型，山坡上多为风积黄土覆盖，部分斜坡下部及沟心出露第三系泥岩。隧道洞身最大埋深140m。隧道起讫里程为idk827+931.1idk833+062，全长5131.386m，长链0.486m。除洞身1716.717m位于r-9004.600m的曲线上，其余段落均位于直线上；纵坡依次为3、22%的单面上坡。郭家镇隧道区域地质构造上地处陇西系内旋褶带。震旦系片岩受多次构造运动影响，结构面密集。晚第三纪以来,区内新构造运动较为活跃，表现为河谷阶地上升显著，现代河流侵蚀、下切明显。上第三系泥岩受侵蚀作用影响，厚度变化较大。 2.2. 技术标准铁路等级：客运专线；正线数目：双线；最大坡度：一般20，困难30；最小曲线半径： 3500米；牵引种类：电力；到发线有效长度：650m；列车运行控制方式：自动控制；行车指挥方式：综合调度集中。2.3. 主要工程内容及数量郭家镇隧道总长5131.386m，其中级围岩3625m，级围岩1506.386m，斜井1座，主要工程数量见附表1。3. 地质特征3.1. 工程地质特征1、地层岩性隧道通过区德地层主要有第四系、上第三系、震旦系地层，详述如下：（1）第四系全新统（q4）1）黏质黄土（q4a13）：黄褐色，主要分布于隧道进口郭嘉镇河一级阶地区，厚度约28m，土质均匀，坚硬一硬塑，级普通土，0120kpa，具湿陷性。2）黏质黄土（q4s13）：褐黄一棕黄色，主要分布于隧道进口及洞身顶部，为滑坡错落堆积体，厚度约10-30 m，黏质黄土为主，夹棕红色泥岩角砾，坚硬一硬塑，级普通土，0100kpa3）细圆砾土（q4a16）：黄褐色，主要分布于隧道进口郭嘉镇河一级阶地区，砾石成份主要以砂岩、片岩为主，呈圆棱状、棱角状、潮湿、稍密一中密，粒径2-10mm占30%，大于20mm约占15%，其余为杂砂和土充填。级普通土，0400kpa。（2）第四系全新统（q3）1）黏质黄土（q3a13）：褐黄一棕黄色，主要分布于隧道出口背后沟二级阶地区，厚度约16m，土质均匀，坚硬一硬塑，级普通土，0150kpa，具湿陷性。2）黏质黄土（q3eo13）：褐黄色，主要分布于隧道洞身顶部，厚度约2-20 m，土质均匀，坚硬一硬塑，级普通土，0150kpa，具湿陷性。3）粗圆砾土（q3a16）：浅灰色，主要分布于隧道出口背后沟一级阶地区，砾石成份主要以砂岩、片岩为主、浑圆状、潮湿、中密、粒径20-40mm占30%，大于40mm约占40%，其余为杂砂和土充填。（iii）级硬土，0500kpa。(3)上第三系(n1)1）泥岩（n1ms）：棕红色，隧道洞身主要在该底层穿过，厚度约2-120m以上，成份以黏土矿物为主，泥质胶结，强风化层厚约10-20m，级硬土，0=600kpa;级软石0=400 kpa。（4）震旦系(z1)片岩(z1sc):青灰色为主，成份以石英、长石为主，含云母，片状构造，片理发育，片理产状：n50w/80n。局部有夹红色的变质砂岩。强风化层厚2-12m, 级软石0=600 kpa；级次坚石0=800kpa。3.2. 地质构造郭家镇隧道在区域构造上地处陇西系内旋褶带。震旦系片岩受多次构造运动影响，结构面密集。晚第三纪以来，区内新构造运动较为活跃，表现为河谷阶地上升显著，现代河流侵蚀，下切明显。上第三系泥岩受侵蚀作用影响，厚度变化较大。4. 水文地质特征4.1. 地下水特征 隧道通过地区属黄土高原区，根据隧道区地形地貌，底层岩性等条件，隧道区地下水类型可分为黄土孔隙裂隙水和基岩裂隙水，基岩裂隙水主要为风化裂隙水。黄土孔隙裂隙水主要赋存于上更新统黏质黄土中，黄土潜水多不连续分布，没有同意的潜水面，且季节性变化大，富水性较弱。基岩裂隙水，赋存于泥岩、片岩地层中。泥岩结构致密，产状平缓，节理裂隙不发育，渗透性差，不利于地下水的储存和运移，仅在局部孔隙发育地段含少量地下水，水量贫乏。 通过对隧道进口郭家镇沟和背后沟各取一地表水水样，进行了简分析及侵蚀性分析，地下水水化学类型为so4cl-namg型水，矿化度一般1.866-3.626g/l，地下水对圬工具氯盐和硫酸盐侵蚀性，其中进口idk827+931.1-idk828+560段环境作用等级分别为l2和h2；其余段环境作用等级分别为l1和h2。4.2. 隧道正洞及斜井涌水量预测 隧道正洞及辅助坑道富水性分析及涌水量预测结果分别如表4-2-1、表4-2-2所示： 表4-2-1 隧道分段涌水量预测结果表 里 程长度（km）富水性分区单位长度正常涌水量qs隧道可能最大涌水量qo隧道正常涌水量qsm/dkmm/dm/didk827+931idk828+5600.629弱富水281.4531177idk828+560idk832+2303.670贫水93.81032344idk832+230dk833+0620.832弱富水375.0939313合 计5.1312502834表4-2-2 隧道辅助坑道涌水量预测结果表长 度交点里程隧道可能最大涌水量qo隧道正常涌水量qsm/dm/d0.661idk830+7003781265. 不良地质及特殊岩土5.1. 不良地质1、滑坡该隧道idk828+190-idk828+525、idk828+570-idk829+685、idk828+900-idk829+240、idk830+650-idk830+900段顶部为滑坡体，滑坡体以黏质黄土为主，夹第三系泥岩残积物。 其中idk828+190-idk828+525处为滑坡的主滑面，规模452505（长宽厚）m，距道进口约230m其中滑坡滑面在隧道以上60-120m。5.2. 特质性土 1、湿陷性土 场地黄土具级自重湿陷性，湿陷土层厚度12-20m。 2、松软土 隧道洞身范围内黏质黄土（qa13、q3a13、q3eo13）均为松软土，厚8-10m。 3、膨胀岩上第三系泥岩，属弱膨胀岩，遇水后发生膨胀软化，失水干缩。6. 地震动参数及气象资料6.1. 地震动参数 根据建筑抗震设计规范gb50011-2001，中国地震动参数区划图gb18306-2001，该工程所属地震动峰值加速度为0.20g，动反应谱特征周期为0.45s，相当于地震基本烈度八度。6.2. 气象资料据秦安县气象观测站资料显示：隧道区属于半干旱气候，季节性温差较大，雨季和旱季分明，年降水量较少。年平均气温11.3，极端最高温度37.9，极端最低温度-18.9，最冷月平均气温-3.0，年平均降雨量448.8mm，年平均蒸发量1436.0mm，平均相对湿度66%，最大风速19m/s，年平均八级以上大风日数3天，最大积雪厚度12cm，最大季节性冻土深度56cm。7. 辅助坑道郭家镇隧道全长5131.386m，共设置1座斜井辅助施工。斜井位于线路右侧，与线路左线交于dk830+700，与线路大里程平面交角693834，综合坡度9.27，长度661m,按双车道永久工程设计。8. 任务划分及承担工程数量郭家镇隧道级围岩3625m，占70.6%；级围岩1506m，占29.4%，具体施工任务划分见表8-1。表8-1 郭家镇隧道各作业面施工范围表施工队伍施工范围长度（m）隧道起始里程隧道1队隧道进口工区正洞1456.9idk827+931.1idk829+388隧道2队斜井工区斜井661斜k0+661斜k0+000正洞2397idk829+388idk831+785隧道3队隧道出口工区1277idk831+785idk833+0629. 施工进度安排按照招标文件和标段实施性施组给定的工期要求，根据本隧道各工作面的工程量和工程特点，考虑我单位投入的人力、施工设备，郭家镇隧道共计3个作业面，各作业面实行平行作业,计划于2013年3月15日进场进行施工准备，2013年5月1日主体工程正式开工，2016年4月15日工程完工，隧道土建工程工期为35.5个月。具体施工进度安排详见附图1。10. 主要施工方法本隧道按新奥法原理进行施工，施工过程中全面贯彻新奥法施工原则，隧道开挖、支护、出渣、防排水、衬砌等主要项目施工方案见表10-1。表10-1 主要项目施工方案表施工项目主要施工方案开挖方案1、施工中坚持监控量测，开挖采用光面爆破技术，隧道级围岩采用全断面开挖法，级围岩采用台阶法。级围岩采用台阶法，设临时仰拱、横向支撑开挖。2、隧道开挖钻孔采用钻孔台车或yt28凿岩机与多功能钻孔台架配合钻孔。3、围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆、光面爆破技术，严格控制超欠挖；断层破碎带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。支护方案超前支护方案超前支护根据具体情况，洞口段采用108mm超前长管棚，42mm超前小导管；洞身段采用单层42mm超前小导管，注浆；洞顶滑坡体段采用89mm超前长管棚，42mm超前小导管。108mm、89mm超前长管棚采用专用的管棚钻机成孔，超前小导管采用yt28风枪成孔。采用专用注浆泵注浆。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。拱部采用中空锚杆、边墙采用22mm砂浆锚杆。喷射混凝土（素喷混凝土、网喷混凝土）为c25混凝土（级围岩为c30）采取湿喷工艺施工，、级围岩拱、墙喷射混凝土中掺入合成纤维。围岩较差地段采用格栅钢架或工字钢架加强支护。出渣方案采用无轨运输，采用挖掘机或侧卸式装载机装车，自卸汽车运输至弃渣场。通风方案采用独头压入式通风，并根据风速增减在局部设置射流风机。通风管采用1800的高强长纤维布基拉链式软风管。衬砌施工方案时间确定根据监控量测结果，确定二次衬砌的施作时间。防水层洞外焊接，洞内焊联，在防水板台车上铺设成型。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。衬砌台车采用12m大模板液压衬砌台车。混凝土浇筑混凝土采用自动计量的混凝土拌和站集中搅拌，搅拌运输车运输，泵送混凝土入模，附着式振动器和插入式振动器捣实。采用顺作法施工，即先墙后拱顺序连续浇筑。仰拱、填充仰拱超前二次衬砌施做、分段整体灌注，利用仰拱栈桥保持通行。机械清底，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，人工安装就位。防排水方案1、防水板施工：在初期支护与二次衬砌之间拱墙铺设防水板加土工布，土工布采用射钉固定在初支表面，采用防水板铺挂台车采取无锚钉铺设。2、施工缝：环向施工缝采用外贴式止水带+中埋式橡胶止水带，并贯通二次衬砌拱墙、仰拱；纵向施工缝采用中埋式橡胶止水带+中埋式橡胶止水条。3、变形缝：环向施工缝应与变形缝结合设置，变形缝要贯通二次衬砌拱墙、仰拱，在变形缝部位中部设中埋橡胶止水带+外贴止水带+嵌缝材料的复合防水构造。变形缝内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水，密封膏要求沿变形缝环向封闭，任何部位均不得出现断点，以免出现窜水现象。4、回填注浆：隧道内衬砌背后拱顶背后埋设注浆管，压注水泥砂浆填充空隙，保证初支与二衬密贴，不形成水囊。5、排水盲管施工：衬砌防水板背后环向设50单臂打孔波纹管排水盲管，其间距地下水的发育状况而定，一般8cm设一环；边墙脚设80纵向双臂打孔波纹管，贯通隧道，并将环向盲管与纵向盲管相连，通过横向排水管排入隧道侧沟内。6、洞内排水：洞内水沟采用双侧水沟加中心沟的方式排水。7、洞门顶部设截水天沟、天沟设于边仰坡坡顶以外不小于10m处，其坡度根据地形设置，但不应小于3%，以免淤积。8、洞门与桥台相连，在桥隧连接处洞内2m内断面加深，同时中心水沟加深，设汇水池一处，以汇集洞内中心水沟流水并通过横向排水管引排至侧沟附近的转向井。中心汇水池采用与洞内中心沟一致的钢筋混凝土盖板，两侧对称设置1根400mm钢筋混凝土管，横向排水管设置坡度4%。两侧侧沟底设置300mm硬质pvc管，将侧沟内流水引排至转向井。转向井内的水通过400mm硬质pvc管引排至洞口后，侧向排走。11. 劳动力配置郭家镇隧道进口、斜井、出口，组织3个隧道施工队进行同时施工，各个施工队的具体分工详见表10-1。设置3个专业隧道施工队，本着精干、高效的原则配备有经验、懂管理、专业强的施工人员，组成“超前地质预报”、“钻爆”、“装运”、“支护及注浆”、“防水衬砌”、“辅助作业线”等机械化作业线，实行弹性编制，按24小时三班安排施工。各队劳动力安排见表11-1。表11-1 郭家镇隧道任务划分及人员配置表施工队伍人数承担任务备注隧道1队掘进、支护作业班组95进口工区正洞掘进、支护作业班组：负责隧道的钻眼、爆破、施工支护、管棚施工、注浆作业及本队施工机械的使用与日常保养。运输作业班组：负责隧道出渣运输、混凝土的运送、行车调度作业、施工人员进出洞及洞外材料的运输、供应、运输设备的日常保养。衬砌作业班组：负责隧道立模、衬砌台车、拌和站混凝土的生产、结构防排水施工、浇注衬砌混凝土及养护，混凝土施工设备的日常保养。辅助作业班组：负责钢筋、拱架的制作、隧道内通风、供电、照明及洞内排水等工作，负责洞外空压站、发电站、泵站的日常管理等工作。技术室：负责隧道施工的地质预报、测量、试验工作。运输作业班组20衬砌作业班组50辅助作业班组40技术室15合计220隧道2队掘进、支护作业班组285斜井工区斜井及正洞运输作业班组25衬砌作业班组100辅助作业班组60技术室18合计488隧道3队掘进、支护作业班组105出口工区正洞运输作业班组20衬砌作业班组50辅助作业班组40技术室15合计23012. 主要机械设备配备为确保工期和质量，根据本隧道工程内容和特点，配置性能良好、配套完善、数量充足的隧道施工机械设备，拟配备的主要施工机械设备见表12-1。表12-1 郭家镇隧道各作业面机械设备配备表作业内容进口工区斜井工区出口工区开挖三臂液压凿岩台车1台，yt-28风动凿岩机40台，多功能台架1台。三臂液压凿岩台车2台，yt-28风动凿岩机70台，多功能台架2台。三臂液压凿岩台车1台，yt-28风动凿岩机40台，多功能台架1台。支护多功能升降平台2台、锚杆台车1台、管棚钻机1台、混凝土湿喷机2台、液压注浆泵2台、砂浆泵2台、砂浆搅拌机1台、锚杆钻机2台。多功能升降平台4台、锚杆台车2台、管棚钻机1台、混凝土湿喷机4台、液压注浆泵4台、砂浆泵4台、砂浆搅拌机1台、锚杆钻机2台。多功能升降平台2台、锚杆台车1台、管棚钻机1台、混凝土湿喷机2台、液压注浆泵2台、砂浆泵2台、砂浆搅拌机1台、锚杆钻机2台。出渣装载机2台、挖掘机1台、自卸汽车7台。装载机2台、挖掘机1台、自卸汽车12台。装载机2台、挖掘机1台、自卸汽车7台。二次衬砌12m液压衬砌台车1台、仰拱栈桥2台、混凝土输送车5台、60m3输送泵1台。12m液压衬砌台车2台、仰拱栈桥2台、混凝土输送车6台、60m3输送泵1台。12m液压衬砌台车1台、仰拱栈桥2台、混凝土输送车5台、60m3输送泵1台。辅助作业线通风：1台2*125kw轴流式风机、排水：2台水泵；高压水池供水：2台水泵；高压供风：5台20m3/min电动空压机，推土机一台、300kw柴油发电机组1台、200kw柴油发电机组1台。通风：1台2*125kw轴流式风机、排水：20台水泵；高压水池供水：2台水泵；高压供风：6台20m3/min电动空压机，推土机一台、300kw柴油发电机组1台、200kw柴油发电机组1台。通风：1台2*125kw轴流式风机、排水：20台水泵；高压水池供水：2台水泵；高压供风：5台20m3/min电动空压机，推土机一台、300kw柴油发电机组1台、200kw柴油发电机组1台。13. 施工平面布置本着“满足生产、方便施工、因地制宜、节约用地”的原则，对施工现场进行统筹规划、合理布置以保证工程需要。各施工队分别在各自隧道洞口附近设置营地。施工场地平面布置见附图2、附图3、附图3。14. 施工辅助作业方案14.1. 高压供风方案高压风采用螺杆式电动空压机组成的移动压风站集中供风方式，移动压风站随着正洞隧道的掘进移动，空压机的位置距开挖面的距离始终保持在1km范围以内。高压风管采用150mm无缝钢管，进洞后采用托架法安装在边墙上，沿全隧道水沟上50cm位置布置，高度以不影响仰拱及铺底施工为宜。管道前段距开挖面30m距离主风管头接分风器，用高压软管接至各风动工具。移动空压机配备按洞内风动机械同时工作最大耗风量及管道漏风系数等计算。：安全系数电动取0.30.5。：空压机本身磨损的修正系数取1.051.10。：不同海拔高度的修正系数取1.14。：风动机具同时工作耗风量总和。：管道漏风系数取1.15。同时工作的各种风动工具耗风量：使用台数。：每台耗风量。：同时工作系数取0.85。：风动机磨损系数取1.10。使用钻孔台车进行钻孔的工作面，每个工作面考虑安排10台风枪，一个工作面喷射混凝土湿喷机耗风量按16m3/min计，则每个工作面总耗风量为：51m3/min；其他作业面采用风枪进行钻孔，每个工作面考虑安排18把风枪。每台耗风按3.5m3/min计，一个工作面喷射混凝土湿喷机耗风量按16m3/min计，则每个工作面总耗风量为79m3/min。据此每个掘进作业面配备2台40m3/min的电动空压机即可满足供风要求，同时备用1台20m3/min的电动空压机作为备用。14.2. 施工通风方案通风控制条件隧道在整个施工过程中,作业环境符合下列卫生及安全标准:隧道内氧气含量：按体积计不得小于20%。粉尘允许浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg；含有10以下游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。有害气体浓度：一氧化碳不大于30mg/m3，当施工人员进入开挖面检查时，浓度为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3；二氧化碳按体积计不超过0.5;氮氧化物（换算为no2）5mg/m3以下。洞内温度：隧道内气温不超过28，洞内噪声不大于90db。洞内风量要求：隧道施工时供给每人的新鲜空气量不应低于3m3/min，采用内燃机械作业时供风量不应低于3m3/(min.kw)。洞内风速要求：全断面开挖时不小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不小于0.25m/s。风量计算按洞内同时工作的最多人数计算q=qmk(m3/min)q-每人每分钟呼吸所需空气量q=4m3/minm-同时工作人数，正洞取m=140人，k-风量备用系数，取k=1.15由此得q1=qmk=41401.15=644m3/min按允许最低平均风速全断面取0.15m/s，计算工作面供风量q2=60avq2=60av=60950.15=855m3/min按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算采用压入式通风：工作面需要风量q3= (m3/min),式中：t-通风时间，取t=30min。g-同时爆破炸药用量，按级围岩考虑,每循环最大进尺取3.5m，正洞取1.27kg/m3，则g=953.51.27=422kg;a隧道断面积，取a=95m2；l掌子面满足下一循环施工的长度，取200m。则采用压入式通风时，工作面需要风量：q3=7.8303422(95200)2 1389m3/min按稀释内燃设备废气计算风量隧道出渣采用18 t自卸汽车运输，柴油发动机功率为206kw，zl50装载机装车，装载机发动机功率为162 kw，按独头掘进30005000 m时洞内重车数为2辆，空车数是3辆，装载机1量。取重车、装载机负荷率为0.7，利用率0.9；空车负荷率为0.25，利用率0.9。又假设出渣工序中还有混凝土喷锚、衬砌等平行作业，取混凝土输送车配用柴油机功率162 kw，负荷率0.65，利用率0.9；车辆1辆，工序中柴油机使用功率 =0.70.92062+0.250.92063+0.70.9162+0.650.9162 = 595kw式中，ki 每种机械的负荷率； kt 每种机械的利用率； ne 每种机械的柴油机额定功率，kw。稀释内燃设备废气所需的供风量为：q4= an=3595=1785m3/min a洞内同时使用内燃机每kw所需的风量，一般用3m3/min计算。取上述四种计算中的最大值作为通风设计量，即风量取1785m3/min。隧道进口：根据施工安排单口掘进最大长度按l=2359m。风管漏风系数=1.429，(=0.015,l=2359m)通风机供风量q法供=pcq4；则q大供=1.4291785=2551m3/min,取：2560m3/min；风机全压管道阻力系数风阻系数rf=6.5l/d5，摩阻系数取软管直径d=2.0m、1.8m、1.5m。风管直径选择根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直径，为便于管理和维修，朱家山山隧道通风统一采用2.0m。管道阻力损失管道阻力损失hf=rfqjqi/3600+hd+h其他式中 qj通风机供风量，取设计风量，m3/min； qi管道末端流出风量，m3/min；hd隧道内阻力损失取50；h其他其他阻力损失取60；风机设计全压h=hf=rfqjqi/3600+110；风机功率计算风机功率计算公式：w=qhk/60 式中：q风机供风量 h风机工作风压 风机工作效率，取85% k功率储备系数，取1.05通风管理隧道通风管理是隧道通风的一个重要环节，一个良好的通风方案没有有效的管理是达不到设计效果的，通风管理从以下几个方面进行管理：风机管理：通风机专职司机对通风机进行专业管理，司机可 以从电流表上判断风管通风情况，若电流突然降低，可能中途风管破裂；若电流突然升高，可能风管受挤压而缩小过风断面。值班司机发现风管出问题可以立即通知通风班进行抢修。 风管管理：风管的挂设、检查、修复均由专业班组实施，使风管漏风率、局部阻力降低到最大限度。工程管理部设置一名通风工程师，对通风方案的实施进行检查指导、对通风效果进行监测，每增加60m 风管均要测出风口风速，计算风量，同时测出正洞或斜井内的风速，对当前通风质量进行评价，并根据实测结果与通风设计进行对比，验证通风设计。通风施工过程中各作业面均采用压入式通风。通风方案见图14-2-1所示。图14-2-1隧道通风布置图14.3. 施工排水设计水量的计算是按地质资料所提供的可能最大涌水量计算的，如果所取的分段长度位于两个不同的水段内，则按比例分别算出其在两个水段的涌水量，然后再相加。泵站的抽水量需要分级处理、其中还包括施工用水正洞30m3/h、斜井20m3/h，抽水按每天20小时工作考虑，各工作泵站由“浮球”式水位控制器自动控制。泵站抽水几何高度为：线路坡度x与分段长度的乘积。泵站抽水扬程粗值按h（l1l2）sin(1+k)求得.其中:l1为排水长度l2为吸水管长度k为管路阻力换算扬程系数，见表14-3-1为排水管路的倾角。 表14-3-1 管路阻力换算扬程系数k实际扬程管路直径（mm）200以下250300350以上k1030502040102010302040153051530以上10301020310水泵的选择取主要是根据每一段所需要的抽水量和扬程考虑，水泵的配备按正常涌水量计算考虑，备用数量和使用台数总和应满足最大涌水量的排放要求，并做到使用一台、备用一台、检修一台配备。图14-3-1 进出口端施工排水平面示意图图14-3-2 斜井作业面施工排水示意图施工排水设计方案详见图图14-3-1、图14-3-2所示。15. 其他辅助作业15.1. 弃渣利用及弃置方案本隧道共弃碴80.02万方（实方）,其中进口为22.05万方，弃碴于dk824+300右侧约2km处高家庄对面平地、运距7.2km、占用果园92亩;郭家镇隧道出口及斜井共用1个碴场，位于dk829+100右侧约1km处孙家坡村前坡地，占用果园96亩，其中出口弃20.6万方、运距4.3 km，斜井弃37.37万方、运距1.7km。碴场均按要求进行绿化或复垦。16. 正洞施工方法及工艺16.1. 施工测量16.1.1. 洞外控制测量隧道开工前，首先复测设计中线，并在山顶布设导线网联系隧道进出口或辅助洞口，严密平差，达到设计精度；对进出口高程进行联测闭合，采用统一高程。洞外平面控制测量采用三等三角测量，每个洞口设置三个平面控制点，将控制点设在能相互通视，稳固不动，而且便于引测进洞，能与开挖后的洞口通视之处。洞外高程控制测量采用四等水准，每个洞口布设两个高精度水准点。水准点布设在坚固、通视好、施工方便、便于保存且高程适宜之处。两个水准点的高差，以安置一次水准仪即可联测为宜。16.1.2. 洞内控制测量洞内控制测量采用索佳set2100全站仪（测量精度1.5）和dsz2水准仪（精度1.5mm）。 洞内平面控制测量采用二等导线进行平面控制测量。进洞：利用距离洞口较近、通视效果较好的导线点sd1，后视其它导线点，分别测得sd1至洞口导线点的方位角。再取均值作为sd1距洞口导线点的方位角。控制网见图16-1-1。图16-1-1 交叉导线主控网示意图主网布设：采用交叉导线作为主控网，导线平均边长200400m，主控网布设导线点如“交叉导线主控网示意图”所示。沿隧道中线布设z1、z2、zn各点，沿隧道一侧布设b1、b2、bn各点，bi、zi近视在同一里程。各导线点同时作为水准点，可通过精密几何水准测bi与zi间高差来检核导线点稳定性。施工导线：在开挖面向前推进时，用以进行放样来指导开挖的导线，其边长直线段为150250m，曲线段为60100m。基本导线：当掘进100300m时，为了检查隧道的方向是否与设计相符，选择一部分施工导线，敷设200m精度较高的基本导线，以减小测量误差的传递与积累。 洞内高程控制测量洞内高程控制测量采用四等精密水准。路线往返测高差不符值、环闭合差、检测高差较差的限差等要求按国家现行标准及规范执行，每千米水准测量误差小于2mm。往返测高差不符值限差0.8n1/2，n为两个水准点间单程测站数。每公里偶然中误差小于1.0mm，水准网全中误差2.0mm。贯通面上的测量中误差为mhml1/2。 洞内施工放样隧道开挖放样分别采用bjsd-2型三维激光断面仪和j2激光经纬仪直接设站于洞内中线点上，将掌子面里程和仪器高程输入编程计算机后即可确定掌子面拱部中心，据此再放出开挖断面。16.1.3. 竣工测量工程竣工后，为了检查主要结构物及线路、隧道位置是否符合设计要求，为机电设备安装、检修工程等提供测量控制点，进行竣工测量。竣工测量的主要内容有：隧道贯通测量、线路中线、隧道净空断面和永久性高程点。平面贯通测量：在隧道贯通面处，采用坐标法从两端测定贯通，并归算到贯通断面和中线上，求得横向贯通误差和纵向贯通误差。高程贯通测量：隧道贯通后，用水准仪从两端测定贯通点的高程，其误差即为竖向贯通误差。根据地下控制网平差和中线调整。采用激光断面仪进行隧道净空断面测量。隧道贯通后地下导线则由支导线经与另一端基线边联测成为附合导线，水准导线也变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行中线点的检测，直线夹角偏差值6，高程亦用平差后的成果。将新成果作为净空测量、调整中线起始数据。并报监理工程师审查批准后使用。16.2. 洞口段施工方法及工艺洞口段工程主要包括隧道洞口边、仰坡的土石方开挖、防护、端墙、翼墙圬工、洞口排水系统、明洞、棚洞及洞门等。本标段隧道洞口处于浅埋、基岩外露地段，明洞采取明挖法开挖，及时进行边仰坡防护。洞口段采取大管棚预加固后双侧壁导坑法暗挖进洞施工。施工顺序为：测量放线洞口开挖（地表处理截排水天沟洞口土石方开挖）边仰坡刷坡与防护超前支护施工暗洞进洞施工明洞衬砌洞门回填。16.2.1. 洞口开挖 地表处理及截水天沟进出口洞门施工前先进行测量放线，根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟，以利截排水，同时将洞口段开挖线以外1015米范围的漏斗、洼地、危石等进行处理，防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全，确保边仰坡稳定。 洞口开挖及边仰坡防护洞口开挖由外向里，尽量减少开挖量，从上至下分层分段开挖，台阶高度23米。土方和强风化岩采用pc200反铲挖掘机挖装，人工配合清理边仰坡开挖面，局部陡坡段采用人工开挖，石方采用弱爆破。 出渣采用装载机和反铲挖掘机配合装渣，15t以上自卸汽车运渣。洞口开挖弃渣运至指定弃渣场堆放。为进洞施工方便，洞口5m范围土石方先开挖至上断面设计标高，作为进洞施工平台。 边仰坡防护边仰坡开挖后及时进行洞口边仰坡防护，以防围岩风化，雨水渗透而滑塌。临时边仰坡采用喷锚网防护：22砂浆锚杆l-3m，梅花形布置，8钢筋网片，网喷混凝土，厚15cm；永久防护采用带排水槽的c25混凝土拱形骨架护坡、骨架内填空心砖、空心砖内进行植被绿化。洞口段碎石土及块石土等覆盖层厚，施工前先清除洞顶松动岩体，并设置主动、被动防护网。16.2.2. 暗洞进洞暗洞施工前首先对洞口衬砌外13m范围内的边仰坡进行锚喷（网）加固。洞口土石方开挖到达明暗洞交界处满足大管棚施作高度时，形成台阶做超前大管棚施作平台，在平台上施作超前大管棚，超前大管棚施工工艺见本章“16.6.1.超前长管棚”中相应内容。在超前大管棚施作完成后进行暗洞洞身开挖。16.2.3. 明洞施工明洞施工工艺流程见图16-2-1。侧壁及基础开挖净空检查及钢筋放样安装边墙基础钢筋仰拱及边墙基础钢筋安装钢筋检查浇筑仰拱及边墙基础混凝土水沟立模仰拱填充混凝土浇筑台车定位拱墙钢筋安装钢筋检查外模安装浇筑拱墙衬砌混凝土拆模养护防水层施做回填土合格合格不合格不合格图16-2-1明洞施工工艺流程图 明洞开挖明洞土石方开挖采取横向分层纵向分段的方法进行施工，采用挖掘机开挖，必要时采取弱爆破和人工配合机械刷坡，装载机装渣，自卸汽车出渣。按照设计施作边仰坡防护。开挖完成后进行基底处理，基底承载力达到要求后施作仰拱、填充混凝土在仰拱混凝土终凝后进行浇筑。 仰拱及边墙基础施工仰拱施工采用全幅施工，基础开挖采用挖掘机开挖，自卸汽车运输。钢筋安装前先根据测量放样的水平、中线点，设置定位钢筋，再安装钢筋，保证钢筋位置的正确。堵头模板处及边墙基础面预留接头钢筋，并长短错开，保证满足钢筋焊接需要。钢筋焊接采用机械连接，纵环向施工缝处设止水条。仰拱及边墙基础混凝土浇注过程中，根据混凝土浇注的进度将拼装式钢模或木模板固定在钢筋骨架上方，保证仰拱混凝土的拱形。 拱墙混凝土浇注仰拱及边墙基础混凝土浇注完毕48h后，将边基与拱墙施工缝连接处及时凿毛，清除浮浆，并用高压水吹干净。拱墙钢筋施工时，搭设钢管脚手架以模板台车为工作平台进行拱墙钢筋的安装，定位钢筋与模板之间设同标号砂浆垫块。端墙处预留钢筋与洞门端墙钢筋相连。明洞衬砌均采用模板台车作内模，外模采用组合钢模对拱墙衬砌混凝土一次性灌注，混凝土由自动计量拌和站生产，罐车运输，泵送入模，插入式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌筑后进行洞顶回填施工。 防水层施工明洞衬砌全部施工完毕后，在混凝土养护期满后进行防水卷材施工，先用砂浆将混凝土基面整平，然后再施作防水卷材。 明洞回填洞外防水层施做完成且混凝土强度达设计强度后进行明洞回填。侧墙回填两侧同时进行。土质地层，将墙背坡面挖成台阶状，用片石分层码砌，缝隙用碎石填塞密实。拱部回填应两侧分层夯实，每层厚度不大于0.3m，两侧回填的土面高差不大于0.5m；回填至拱顶后，分层满铺至设计高程。采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶1.0m以上后进行。顶层回填材料采用粘土以利于隔水。隔水层与边坡搭接平顺、封闭紧密，防止地表水下渗。16.2.4. 洞门修筑在进洞施工正常后，适时安排洞门施工，洞门采用混凝土整体浇筑，浇筑时采用钢管搭设脚手架，大块模板立模，混凝土输送泵浇筑，插入式振捣器振捣。洞门施工工艺流程见图16-2-2。基础测量放样基础测量放样安装基础模板安装基础钢筋基础混凝土浇筑墙身测量放样墙身钢筋安装墙身模板安装墙身混凝土浇筑混凝土养护洞顶回填及防排水处理洞门装饰基坑检查不合格不合格检查合格图16-2-2洞门施工工艺流程图洞门完成后及时修筑洞顶排水沟和边仰坡防护工程，保证洞口稳定和排水顺畅。洞口段结构混凝土在拌和站集中拌制、混凝土输送车运输车运输、输送泵泵送入仓，采用插入式捣固棒捣固，外侧模板采取在浇筑混凝土时按混凝土浇筑分层厚度分层支立，在每层混凝土浇至该层外模口10cm时安装下一层外模，如此循环直至顶部。每层外模在安装前加工制作成整体，使其能短时间安装就位，防止混凝土浇筑间断时间过长形成人为施工缝。16.3. 超前地质预报施工方法及工艺组建地质超前预报专业小组，进行超前地质探测预报，制定不良地质条件下的施工预案。根据图纸建议采用的各种地质预报方法，以常规地质综合分析法为基础，tsp203地质超前探测预报系统做长距离宏观控制，地质雷达做近距离判断，红外线探水仪做连续地下水探测，通过水平钻孔等，形成综合地质超前预报系统。16.3.1. 工程地质预测法工程地质预测法是工程地质技术人员根据设计地质图纸、现场地质纪录，运用工程经验和地质知识进行分析、预报地质的一种方法。此法的关键在于工程地质工程师的经验丰富和现场详细的地质纪录和物探资料。施工前预报：根据设计给出的隧道地质条件说明资料，认真分析隧道的地质断面图、平面图，掌握隧道的地质特点和水文特点。进行长距离宏观预报各段隧道可能出现的不良地质情况。施工常规地质法预报：主要完成开挖面的地质素描，地质展开图，并利用tsp203预报资料、雷达检测资料、红外线探水资料、超前钻孔资料进行地质分析预报，是综合地质预报的中枢。综合超前地质预报系统程序见图16-3-1。施工阶段地质资料记录：首先对已开挖地段进行地质调查，调查的主要依据为隧道开挖面地质素描、岩石结构面调查和涌水观测记录施工准备制定预报方案预报分级研究地质资料地质分析长距离预报物探法深孔水平探测地质综合判断施工建议施工方案选择隧道施工地质素描下循环预报项目技术决策预报验证反馈加深炮孔探测红外探测超前水平钻孔地质雷达异常段正常段异常段地质预报报告中长距离预报短距离预报地质素描。图16-3-1综合超前地质预报系统程序图开挖面地质素描内容有：岩性、地质年代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插情况；断层及破碎带的形态、产状、宽度、填充物特征；主要节理裂隙的形态、产状、规模及相互切割关系。围岩岩体结构类型、完整性、围岩的物理力学性能。岩石结构面调查内容有：围岩的岩石结构产状、物理力学属性、节理的延伸性、粗糙起伏情况、张开程度。地下水出露情况、水量大小等；地下水的分布形态、大小、位置走向等；围岩节理内含水情况。地质素描采用图表形式形象纪录。施工阶段前预测：根据开挖面地质素描、岩石结构面调查记录采用前推法预测前方地质情况，首先按1100的比例作出开挖面前方一定长度的展开图，逐一将开挖面地质素描和岩石结构面的记录资料，按其产状、节理轨迹线绘制到展示图上，最后按其节理走向和轨迹延伸，结合tsp203的预报成果、地质雷达预报成果和超前钻孔的钻芯地质资料画出前方地质情况。地下水地质预测：现场技术人员根据以往施工经验对地下水做出经验性预报。当隧道由弱可溶岩进入强可溶岩的边界部位时，可能发生涌水；突水点的涌水特征：一般有渗、滴水段线状渗水段集中涌水段高压喷水段；当隧洞由渗、滴水段进入线状渗水段时，作好出现集中涌水的准备，进行超前预报的施工防治能取得较好效果；钻孔内出现浑水、喷水、地温测值变化较大，前方可能有涌水。掌子面附近出现铁锰质富集或泥质充填的裂隙，则表明前方有涌水的可能。16.3.2. tsp203超前地质预报系统tsp203系统在围岩较好地段可测出前方100200m范围内的岩层分界面、岩层的物理性质、断层等，围岩完整性较差时，预测范围在50100m之间。tsp203系统作业布置示意图见图16-3-2。tsp203作业流程：准备工作测量孔位、钻孔埋设传感器记录孔位连线检查暂停施工爆破拾波恢复施工、成果分析。钻孔：在距离工作面50米处钻深度为1.5m的孔，布置传感器；自工作面起，每隔1.5m钻孔一个，钻孔深度为1.5m，最后一个孔与传感图16-3-2 tsp203系统作业布置示意图器的距离大于20m。所有钻孔的高度尽可能的在同一标高线上。钻孔位置如“tsp203系统作业布置示意图”所示。钻孔完毕后，逐个测量孔的深度和倾斜度，并作好纪录。埋