隧道施组设计文稿.doc

1 隧道进口段实施性施工组织设计隧道进口段实施性施工组织设计 一一 编制依据编制依据 1.新建铁路精伊霍线施工设计文件施工设计图纸 2.国家和铁道部现行的设计施工验收规范规则和标准 3.新建铁路精伊霍线北天山隧道工程的设计审查意见技术要 求和资料 4.施工现场情况 5.建设单位有关指示和要求 6.本单位的管理水平技术装备及类似工程施工经验 二二 编制原则编制原则 1.坚持基本建设程序,根据工程实际情况,围绕工程进度,周密 部署,合理安排施工顺序,保证按期开工并提前完成任务 2.采用平行流水及均衡生产组织方法,运用网络计划技术控制 施工进度,工期安排紧凑并适当留有余地,以确保工期兑现 3.借鉴以往长大隧道施工的成功经验,针对本隧道工程特点, 制定切实可行的施工方案创优规划和质量保证措施,确保施工 目标兑现 4.严格遵循有关环保和水保法规,采取切实可行的保护方案和 保证措施,配合当地政府和有关部门做好环保和水保工作 5.合理配置生产要素,优化临时工程布置,减少消耗,降低成本 6.配备在特长隧道方面有丰富经验技术水平高的管理人员和 2 技术人员组成强有力的现场管理机构,按照业主要求组织专业化 施工 7.积极采用目前国内外隧道施工的最新科技成果和工法,结合 国内长大隧道快速掘进方面的成功经验,施工再上一个新台阶 8.认真开展劳动保护,坚持以人为本,提高机械化程度,降低劳 动强度,提高劳动生产率 三三 工程概况工程概况 隧道为北天山越岭主隧道,起迄里程为 ,全长 13610m,是 精伊霍铁路的主要控制工程该隧位于北天山西段的中山区内,山 系为博罗科努山,是伊犁盆地和准噶尔盆地的分水岭,其岭脊线近 东西走向展布越岭垭口高程 2780m,相对高差 5001200m进出 口地形陡峻,岭顶地形起伏较大,岭脊两侧沟谷发育,一般呈“V” 字型,地形条件十分复杂,地表多为植被及灌木覆盖山坡自然坡 度一般为2540,局部形成陡崖隧道进口位于阿萨勒沟右岸山体 斜坡上,出口位于阿肯乌依君与博尔博松河交汇处隧道最大埋深 约 1038m北天山中山山地降水量及气温随高程的变化而变化较 大,岭脊一线降水量最大,其次为岭南地区,岭北降水量最少年 平均气温 1.13.4,最冷月平均气温-12.2-13.7,最热月平均 气温 12.917.1,极端最高气温 28.038.0,极端最低气温- 29.0-39.0,年平均降水量 250860mm,最大冻结深度 200cm 为辅助正洞隧道施工需求,并结合运营养护及防灾要求,在 正洞隧道左侧线间距 30m 处设一全长贯通平行导坑,平导设计起 3 迄里程为 DzK109+255DzK122+815,全长 13560m,平导与正洞 间每隔 420m 设横通道相通 全隧分两个施工区,进口段长 6805m 由中铁 局集团担负施 工,出口段长 6805m 由中铁 局集团担负施工隧道正洞洞身线 路纵坡为人字坡,其中进口段 DK109+240DK113+050 长 3810m 为 3的上坡,中部 400m 为 8.0的下坡,其余 2595m 为 17的 下坡,平导纵坡设计与正线线路坡度一致全隧道除进口段 502.15m 位于半径 R=1200m 的曲线上外,洞身其余地段均位于直 线上 本隧道洞身岩性主要为下石炭系的砂岩夹灰岩英安斑岩 奥陶灰岩在隧道进口附近地表及洞身穿越的沟谷地表分布有第 四系全新统坡积碎石土隧道洞身地质构造发育,进口段洞身围岩 以级为主,在 DK110+920 处穿越 F14 区域性断层,断层影响带 宽 500m,地层相对破碎而且隧道主要穿越灰岩地层,因此隧道 局部段可能有涌水岩爆岩溶等不良地质,单位涌水量预测岭北 为 1690m3/d.km,岭南为 6103m3/d.km本段基本地震烈度为八度 全隧设计正洞洞身为模筑衬砌,整体道床平导洞身级以上 模筑衬砌,以下不进行二次衬砌 四四 工程特征工程特征 (一)工程特点 1.隧道长干扰大,施工组织管理要求高北天山隧道是全线 重点控制工程隧道正洞和平导施工受洞口场地条件限制,施工干 4 扰较大此外,平导还要辅助正洞施工,其多工作面施工在长距离 通风运输供水供电等方面存在较大的干扰和难度,施工技术含 量和施工协调管理能力要求高 2.工程地质条件复杂,施工难度高由于北天山隧道所在地区 地质环境复杂,断裂构造发育,岩层揉皱褶曲,进口段隧道穿越F14 断层,地下水量大岩溶地质较为突出,局部地段可能出现围岩失 稳突然涌水岩爆岩溶等不良地质,施工难度大 3.施工场地狭窄,进场道路困难,制约因素多北天山隧道进口 地势较陡,地形复杂,且隧桥相连,施工场地狭小,进场便道长坡度 大,由于受地形限制场地建于河滩上,受洪水及冻的影响,施工建 筑材料进场困难 (二)工程重点 1.不良地质段的施工与地质超前预报北天山隧道工程地质 和水文地质条件复杂,存在岩溶及岩溶水断层破碎带高地应力 引起的岩爆等不良地质问题,施工中有可能遇到突水突泥和围岩 失稳等地质灾害,特别是在有强岩溶水以及部分断层带(尤其是有 夹泥破碎带的正断层),易产生较大规模的突水突泥因此,针对本 隧道的地质特点建立一套适合本隧道施工的地质超前预测预报 系统,采用多种预报手段,对异常地质情况认真分析,提高预报的 准确度,根据地质超前预报成果,制订相应的施工方法及处理预案,是 确保北天山隧道安全有序施工的重中之重 2.复杂地质条件下的均衡快速施工本隧道工程量大,地质条 5 件复杂,施工工序多,施工任务重,工期紧,如何科学合理地做好设 备选型配套,组织均衡快速掘进,确保既定的质量安全工期目标 的实现是本隧道工程施工的一个重点 3.隧道防坍塌及治水隧道进口洞口和洞内断层地带岩体破 碎,自稳能力差,尤其是透水性较好的断层破碎带,易将地层裂隙 水和不同岩溶水系统的地下水引入隧道,造成突水突泥及围岩失 稳,其防治是本工程施工的又一重点 4.高地应力区岩爆地段的安全施工本隧道最大埋深约 1038m,在隧道洞身通过的各级围岩,岩质较硬,性脆,特别是地处 英安斑岩石灰岩等硬质岩的应力聚集带,聚集了较大的应力,施 工中有出现岩爆的可能性,对隧道施工影响较大,确保安全施工是 本隧施工的另一个重点 (三)工程难点 1.多工作面施工组织难度大北天山隧道是全线工期控制性 工程,设计利用平导辅助正洞施工,多工作面条件下爆破通风运 输存在较大干扰,如何发挥平导最大辅助功能,解决多工作面的协 调施工,实现均衡生产是本隧道施工组织管理的一个难点 2.长距离和多工作面施工通风难度大本隧道平导采取超前 辅助正洞施工,在满足平导施工的前提下,如何利用平导解决正洞 的施工通风是本隧施工的又一个难点 3.断层破碎带及岩溶地段施工防治难度大本隧道地质条件 复杂,且岩溶较发育,岩溶突水突泥等地质问题较为突出,其施工 6 直接关系到人机安全和工程的正常进展,施工中如何防止围岩失 稳及突水突泥等地质灾害的发生,保证施工安全和工期目标的实 现是本隧施工的另一大难点 五五 主要施工对策主要施工对策 针对以上工程特点重点难点,施工中采取以下应对措施: 1.场地布置考虑超前规划合理布局,以节约场地降低费用 2.本工程按照“抓住重点攻克难点快速掘进均衡生产技术 创新确保工期”的原则组织施工,积极稳妥地采用目前国内外 长大隧道施工的最新科技成果和工法,借鉴国内外长大隧道单口 快速掘进的成功经验,实现大型设备的合理配套,促使隧道施工 水平再上新台阶,确保项目管理目标的实现 3.依靠科技攻关,采用先进的施工工艺和措施,不良地质地段 坚持“先预报管超前,严注浆,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭, 勤量测,快反馈,控沉陷”的施工原则,保证施工安全 4.软弱围岩地带按照“先护顶后开挖”的要求组织施工,采 用超前预注浆加固围岩浅眼控制爆破加强初期支护等综合手 段,稳扎稳打,实现均衡生产 5.对于突然涌水涌泥等不良地质地段,配备TSP203进行超前 地质预报,并采用超前探孔等辅助手段,根据预报结果组织施工, 必要时采取帷幕注浆堵水防止突涌水的发生,以保证工程质量和 施工安全 6.断层按“探明地质超前加固围岩少扰动强支护快成环 7 勤量测早衬砌”的原则施工,加强地质超前预报,以预报结果组 织动态施工,选择适宜的开挖方法和支护手段,安全渡过断层地 带 7.成立施工监控量测小组,配备先进的检测设备,安排有经验 的专业工程师负责量测工作,做到信息反馈及时准确,据以指导 施工,确保施工安全顺利进行 8.成立防排水施工小组,进行防排水施工,配备具有丰富防排 水施工经验的专业人员,加强防排水施工质量检查,确保防排水 施工质量,确保隧道衬砌达到不渗不漏的防排水目标实现 9.借鉴国内外长大隧道施工通风的成功经验,采取合理通风方 案,合理布局优化匹配,防漏降阻,严格管理,保证通风质量 10.严格遵循有关环保和水保法规,结合实际情况制定切实可 行的环境保护和水土保持措施,健全环境保护组织机构,配合当 地政府和有关部门做好环保和水保工作 11.在适当位置设污水处理池和垃圾处理厂,将施工过程中的 废水废液和生活污水垃圾等经处理达标后排放和堆弃,确保工 程所在处的环境不受污染和破坏 六六 项目管理目标项目管理目标 1.质量:单位工程一次验收合格率达到 100%,并满足北天山隧 道创优规划要求 2.安全:确保施工过程中施工安全,防止安全和人身伤亡事故 的发生杜绝四级重大及以上安全责任事故和人身重伤及以上责 8 任事故的发生 3.工期:满足招标文件标段工期要求 4.环境保护:符合设计要求,达到国家及自治区对环境的保护 要求 5.文明施工:创建自治区级文明标准工地 七七 工期要求工期要求 自2004年10月14日开工,至2007年10月14日竣工,总工期为36 个月 八八 施工准备施工准备 临时工程修建:本着“满足需求,合理布局,文明整洁,节约用 地,永临结合,降低费用”的原则进行规划部署;现场布置简洁 美观,生活区按高标准进行规划,整体布局体现文明工地的特征 及风貌,展现国铁长隧施工的风采;各类临时设施突出“保温取 暖”;临时设施布置充分考虑冬季施工的需要,数量从大,布置充 足 北天山隧道临时设施集中布置在洞口附近,设置一个项目经 理部施工前期采用无轨运输过渡,利用洞碴逐步拓宽场地,分期 完善洞口临时设施 临时设施分期修建,逐步完善,以满足施工为前提 1.汽车运输便道便桥 进场主便道己由业主负责修建完毕,进场引入便道由各施工 单位完成引入便道宽 4.5m,路面宽 3.5m,碎石路面,每隔 200m 9 设会车道一处进入洞口及弃碴场各修建一座跨阿萨勒沟便桥, 便桥墩台采用浆砌片石扩大基础,军用便梁,跨度为 10m共修建 便道 1.0km,便桥 1 座 2.临时通讯 施工现场在天山腹地,距离精河县城约 80km,无任何既有通 信手段,解决临时通讯积极与精河县移动网络公司取得联系,在 就近山坡上设置一个无线通讯传送塔,利用手机和无线上网取得 联系隧道开挖一定深度后再与移动网络公司联系,在隧道内设 置移动通讯 3.供电 从电力干线就近 T 接,架设高压线路至隧道口和生活营地, 设置变压所,供施工用电和生活用电隧道洞口并配备 320kw 发 电机 2 台,作为大电贯通前供电电源各后备用电源以及应对自然 灾害的应急电源隧道洞口配电容量为 1260KVA单口掘进长度超 过 1000m 隧道采用 10KV 高压进洞,双回路供电在横通道内设 200KVA 变压器(每隔 1260m 设一座),供附近施工照明及衬砌设 备用电,在距正洞与平导开挖面最近的横通道内分别设 400KVA 移动式变压器,供掌子面附近施工用电,并随工作面前移 4.供水 北天山隧道洞口前阿萨勒沟常年有水,水质纯净,可作为生 产及生活用水,但北天山是自治区主要水源,尽量不抽取地表水, 主要采取打井取水及隧道出水净化后循环使用,采用高山水池供 10 水,并采取保温措施考虑到当地冬季气温条件,所有洞外给排 水管线均用岩棉管塑料薄膜包裹沥青封严后埋入地下 2.4m 5.材料供给 材料由设在精河车站的材料厂供给,计划增建一条货物股道 和一处货物站台,并修建 1000m2的货物库房和租用 1500m2的货 场厂发料直发料等主要材料由营业线火车运至精河站,再换用 汽车运抵工地 6.污水处理 为满足环保要求,设计在隧道口洞外设置有污水处理厂一座,施 工污水及洞内涌水通过排水沟排入洞口初沉淀池,沉淀后进入污 水处理厂,施工废水经净化达标后尽量循环使用 7.施工营地 指挥部设在精河县城,租用房屋,集中办公在项目部没有办 公地点,指挥部主要生产管理人员常驻工地办公 项目经理部和下属正洞施工队平导施工队辅助综合队营 地集中设在洞口对面山坡脚下为满足本隧长期施工,生产生活 房屋均采用砖木结构 生活区按花园小区化规划建设,生活区内工地医院消费合 作社食堂浴室锅炉房等配套设施齐全生活区及生产区采用 绿化带隔音墙双层玻璃等隔音措施 考虑到当地气候条件,所有生产办公及生活用房均铺设暖 气管路 11 8.混凝土拌合站 在北天山隧道洞口设 60m3/h 拌合站一座,并配备 4 台 500L 强制式搅拌机场地由前期隧道弃碴平整后修建 本地区冬季严寒,为满足砼冬季施工要求,于拌合前对砂石 料按热工计算进行加热,加热采用专门的加热仓,仓底设蒸汽管, 通过锅炉对骨料进行加热 9.弃碴场 严格按设计指定位置进行弃碴,及时作好挡护与排水设施 10.炸药库 隧道施工炸药用量较大,按运输及储备条件拟建库容共 30t 的炸药库一处,由精河县公安局确定,设在北天山隧道洞口右侧 500m 远的山沟内,药库设置及修建按爆规有关要求和公安 民爆管理部门的有关规定办理,库区内设避雷针,库区周围用刺 铁线围闭,并设专用电话与驻地联络其设置及修建按爆规 有关要求进行 11.医疗卫生设施 为保障施工生产的顺利进行和施工人员的身体健康,组建工 地中心医院一所,负责本标段职工的就医,并向社会开放 表 1 主要临时工程数量表 序号名 称单 位数 量备 注 1施工支便道km1.0到弃碴场无轨运输 2施工便桥座1弃碴场 3办公生活房屋m22600 4生产房屋m21500 12 5变电所座1 2000KVA 6高压引入线 km 1.5 7高山水池座1 8供水管道公里2 9混凝土拌和站座160m3/h 10炸药库座1库容共 30t 11临时用地亩32 附图 1:北天山隧道进口端施工场地总平面布置示意图 九九 总体施工方案总体施工方案 北天山隧道是全线工期控制性工程,进口段担负正洞长 6805m,平导长 6772m 的施工量 在施工准备期内集中力量优先完成进场便道的修建工作,确 保平导进口工区先于正洞开工,充分发挥平导的作用进场后平导 采用无轨运输先行进洞掘进施工,利用弃碴进行洞口场地平整,为 隧道洞口尽快形成有轨运输创造条件 施工按正洞平导辅助正洞及平导三个作业面组织施工,正洞 与平导辅助正洞交替作业施工,其中正洞承担 3954m 的开挖任务,平 导辅助正洞承担 2851m 的开挖任务,平导承担平导 6772m 的开 挖任务和各横通道的开挖任务 本隧按照“新奥法”原理组织施工,配备大型机械组织施工, 开挖采用钻爆法开挖,光面爆破其中洞口段 IV 级围岩采用超前 小导管注浆,结合喷锚网钢架联合支护,台阶法施工正洞及平导 辅助正洞,级围岩地段采用全断面法开挖;级围岩地段视围岩 稳定情况采用全断面法开挖或者台阶法开挖;级围岩和浅埋及 断层破碎不良地质地段先行超前预加固支护后采用短台阶法开 13 挖开挖作业采用多功能作业台架人工气脚风钻打眼平导级 围岩地段采用全断面法施工,配备门架式三臂凿岩台车打眼;级 围岩地段视围岩稳定情况采用全断面法或者台阶法施工;级围 岩和浅埋及断层破碎不良地质地段先行超前预加固支护后采用 短台阶法施工采用台阶法开挖时,上台阶采用风钻打眼,下台阶 采用门架式三臂凿岩台车打眼 隧道正洞及平导洞内运输前期采用无轨运输施工,等洞口生 产设施完善且洞口施工场地具备有轨运输条件后转换为有轨运 输施工其中无轨运输长平导预计1000m左右,正洞540m 采用有 轨运输时,正洞内按“四轨二线”布轨,平导内按“四轨三线”布 轨,正洞与平导通过横通道用单道连接 隧道正洞平导及平导辅助正洞出碴均采用ITC312装岩机装 碴,均使用18t电瓶车牵引,两节14m3梭矿组列出碴至洞外存碴场, 自卸载重汽车二次倒运至弃碴场出碴完成后,先进行初喷砼,然 后进行喷锚网支护,支护紧跟开挖,以确保施工安全 隧道内的浅埋岩溶断层等可能发生塌顶突水突泥地段施 工时,结合超前地质预报结果,采用超前锚杆,超前小导管注浆超 前帷幕注浆堵水等方法加固围岩后再进行开挖 隧道开挖围岩支护采用风钻或凿岩台车打孔,人工安装锚杆, 架设钢支撑及挂网利用台阶及多功能作业台架,湿喷机喷射砼 正洞及平导均采用整体式液压模板台车衬砌,衬砌前先施工 完成仰拱和铺底砼由洞外拌合站自动计量拌合后,由砼运输罐车 14 运至施工地,泵送砼入模,机捣密实横通道衬砌采用人工架立边 墙和拱架,组合定型钢模,随正洞进度情况适时安排施工大小避 车洞等附属洞室采用在模板台车背人工架立定型拱墙架组合定 型钢模随正洞洞身一并灌注衬砌 洞内施工通风前期采用压入式,后期采用压入式和巷道式相 结合的混合式通风方式 洞内水沟电缆槽根据隧道进口段衬砌施工进度适时安排施 工,从隧道进口向隧道贯通方向施作 整体道床在隧道主体工程基底处理完成且全隧贯通测量闭 合误差调整后,开始在 DK116+045 和 DK113+500 处安排两个工 作面同时向隧道进口方向进行施工,整体弹性道床采用轨道排架 法施工 十十 施工方法施工方法 1.洞口 北天山隧道进口段围岩级别为IV级,埋深较浅且岩体松散,自 稳能力差为确保进洞安全,平导和正洞在洞口开挖前,先做好洞 顶截(排)水沟,清除洞口危石洞口边仰坡按设计坡度,自上而下 分层进行刷坡和防护,分层高度以3m为宜土质边坡采用人工刷 坡,石质边坡以松动控制爆破为主,坡面部位采用光面爆破,以保 持坡面平顺完整,局部爆破困难地段采用人工风镐刷坡为保证边 仰坡的稳定和防止地表水影响洞口的稳定,分层刷坡后对坡面采 用锚网喷加固防护,采用的锚杆为22螺纹钢,每根长2.5m,间距 15 1.5m,梅花形布置,钢筋网为8,网孔2020cm,喷C20砼厚10cm 2.平导开挖及支护 本隧道平导按有轨运输双车道断面设计,净空断面采用 4.8m5.6m(宽高)平导施工前期采用多功能作业台架人工气 脚风钻打眼,无轨运输,开挖掘进1000m以后转为有轨运输,采用门 架式三臂台车打眼,非电毫秒雷管2#岩石乳化炸药深孔光面爆破 装碴采用ITC312挖掘式装岩机,无轨运输采用5t自卸汽车运输,有 轨运输采用18t电瓶车牵引,14m3梭矿出碴采用有轨运输方式,依 据断面设计尺寸按“四轨三线”布设轨道开挖级围岩段按全 断面开挖,每循环进尺3.0m,级围岩段按全断面或者台阶法开挖 (视围岩稳定情况定),每循环进尺2.0m,级围岩段按台阶法开挖, 每循环进尺1.2m 平导施工采用随挖随支,级围岩段拱部采用22系统锚杆, 长2.0m/根,间距1.5m,梅花形布置,喷C20砼厚6cm级围岩段采 用锚喷支护,22锚杆长2.0m/根,间距1.2m,喷C20砼厚10cm,局 部不良围岩地质段采用WDT25中空超前注浆锚杆配合钢架锚 网喷联合支护,拱部超前锚杆长3.5m,间距0.3m,双液注浆,钢架采 用I14工字钢,1.0榀/m,86mm钢筋网,网孔2525cm,喷C20砼厚 15cm级围岩段采用WDT25中空超前注浆锚杆配合钢架锚 网喷联合支护,拱部超前小导管长4.0m,间距0.3m,双液注浆,钢架 采用I14工字钢,3.0榀/2m,8钢筋网,网孔2020cm,喷C20砼厚 20cm 16 3.正洞开挖及支护 隧道正洞及平导辅助正洞按照“新奥法”原理组织施工,采 用多功能作业台架人工气脚风钻打眼,非电毫秒雷管2#岩石乳化 炸药深孔光面爆破,装碴采用ITC312挖掘式装岩机,洞口至1#横通 道长540m采用无轨运输,15t自卸载重汽车运碴,从1#横通道以后 采用有轨运输, 18t电瓶车牵引,14m3梭式矿车2节组列出碴,通过 横通道和平导运至洞外存碴场,自卸载重汽车二次倒运至弃碴场 隧道洞口设计为级围岩,进洞前施做长管棚注浆加固,管棚 采用898mm热轧无缝钢管,长15m,间距0.4m,外插角 5,注 C20水泥砂浆液 ,浆液比水泥 细砂 =10.5,终压 0.5Mpa注 完浆后,采用半断面法开挖,钢支撑锚杆网喷砼紧跟,并视预注浆 效果,必要时采用环向小导管注浆加强,上半断面开挖810m后,下 部开始落底跟进,逐步转换为台阶法施工,台阶长度为35m进入 级围岩以后由台阶法逐步转换为全断面施工,每循环进尺 3.0m,级围岩段按全断面或者台阶法开挖(视围岩稳定情况定), 每循环进尺2.0m,级围岩段按台阶法开挖,每循环进尺1.2m 正洞掘进施工采用随挖随支,级围岩段拱部采用22系统 锚杆,长2.0m/根,间距1.2m,梅花形布置,拱部挂8mm钢筋网,网孔 为2525cm,喷C20砼厚8cm级围岩段采用锚网喷支护,22 锚杆长2.5m/根,间距1.0m,梅花形布置,拱部挂8mm钢筋网,网孔 为2525cm,喷C20砼厚15cm,洞口及局部不良围岩地质段采用 WDT25中空超前注浆锚杆配合钢架锚网喷联合支护,拱部超 17 前锚杆长3.5m,间距0.3m,双液注浆,钢架采用I16工字钢,1.0榀 /m,8mm钢筋网,网孔2525cm,喷C20砼厚15cm级围岩段采用 WDT25中空超前注浆配合钢架锚网喷联合支护,拱部超前锚 杆长4.0m,间距0.3m,双液注浆,钢架采用I16工字钢,3.0榀/2m,8钢 筋网,网孔2020cm,喷C20砼厚22cm 对隧道穿越浅埋地段及断层破碎带等可能涌突水突泥地段 加强综合超前地质预报,采取帷幕注浆堵水及加固围岩后再进行 开挖,开挖后及时实施喷网锚钢架等联合支护 附图2:北天山隧道进口段台阶法开挖施工方法示意图 附图3:北天山隧道进口段全断面开挖施工方法示意图 4.附属洞室开挖及支护 横通道大小避车洞梯车洞电洞室等根据正洞掘进情况,在 不影响正洞开挖掘进的基础上,适时安排施工,采用开挖台架人工 风钻全断面开挖支护采取同正洞围岩施工支护相同的方法 5.断面变化处的过渡处理 本隧道不同衬砌加宽处及衬砌断面变化处采用以下开挖方 法:当大断面变成小断面时分界点留错台按照小断面直接开挖;小 断面变成大断面时在到达分界点前35m范围内逐渐外挑扩大,至 设计位置时过渡为设计断面,过渡段的超挖部位二衬时采用同级 砼回填下锚段和隔离开关变断面分界点直接按设计断面开挖及 支护 6.正洞衬砌 18 隧道正洞衬砌采用两套液压模板台车衬砌,每套长14m,第一 套放在进口正洞,在洞口组装,第二套放在平导辅助正洞,在洞内 组装洞口段待洞身开挖200m后,开始安排洞身衬砌,洞口段钢筋 砼衬砌分两部分施工,先施工仰拱及墙脚部分钢筋砼,待该部砼达 到一定强度后,拆模及进行施工缝凿毛,然后施工边墙及拱部钢筋 砼仰拱及墙脚砼采用组合钢模板人工立模浇注,边墙及拱部砼施 工采用模板台车整体浇筑 洞门与洞口段最后一组衬砌整体浇筑施工洞门端墙钢筋采 用现场绑扎,为保证洞门外观美观,洞门全高一次浇筑,利用大块 钢模板拼装,定位锚杆及拉筋固定模板,泵送砼浇筑,插入式振捣 器振捣施工 平导辅助正洞开挖从4#横通道进入,当正洞开挖与5#横通道 贯通并在5#横通道形成运输能力后,开始安排第二套衬砌模板台 车,台车在洞内组装,组装时在拱部打锚杆作为起吊和移位固定点,利 用滑轮和电瓶车牵引起吊,在组装位置适当挖深降底以确保起吊 高度组装完毕台车离开,对其挖深部分采用同级砼回填 衬砌前先施工完成仰拱和铺底,为确保洞内运输畅通,在检铺 底及仰拱施作时,无轨运输段用工字梁搭设临时通道,有轨运输段 铺设单道通过衬砌前在喷射砼与衬砌之间,拱墙按设计要求铺设 复合防水板,并在环向覆设50mm透水盲沟,间距5.010m,两侧 墙角纵向设100mm软式透水管盲沟,并通过50mm三角透水 管将衬砌背后水流汇入侧沟在地下水发育地段的施工缝设置膨 19 胀性橡胶止水带,其它地段施工缝设置橡胶止水条防水,在泄水孔 穿过防水层处,两侧粘贴橡胶垫进行防水处理 7.附属洞室衬砌 正洞衬砌经过横通道时,正洞与横通道衬砌相交部分,制作特 殊拱架人工架立拱墙架,随正洞衬砌一并灌注衬砌,剩余横通道 衬砌随正洞进度情况适时安排施工,人工架立边墙和拱架,模板采 用组合式定型钢模砼采用洞外拌和站集中生产供应,利用轨行式 砼罐车运输至浇筑地点后,泵送砼入模,插入式捣固棒捣固 大小避车洞等附属洞室衬砌和正洞洞身衬砌一并进行施做 正洞洞身衬砌时,按设计部位及尺寸,在模板台车背后采用架立 定型拱墙架组合式的钢模预留 8.衬砌断面变化处的衔接过渡 衬砌断面变化处的衔接过渡根据设计及模板台车要求采用 台阶式过渡方式根据设计位置和尺寸要求,对不能利用模板台车 和模板台架衬砌地段,主要是接触网下锚节点处和有隔离开关处 采用人工架立边墙架和拱架,安装组合式定型钢模板进行衬砌砼 衔接过渡 9.平导衬砌 平导模筑衬砌采用两套模板台车施工,每套长12m,第一套放 在平导进口,在洞口组装,由进口向出口方向施工,第二套根据平 导掘进情况裁定,在洞内组装,组装方法同正洞,组装时尽量安排 在洞内运输停止的情况下进行施工在形成有轨运输以后开始安 20 排第一套模板台车衬砌,检铺底及衬砌施工段有轨运输为单道通 行衬砌前首先要完成检铺底和矮边墙砼施工,检铺底采取半侧施 工,半侧有轨通行,拔道后组织施工另半侧,半侧施工长度一般为 50100m砼由洞外拌和站集中拌和供应,利用轨行式砼罐车运输 至浇筑地点,泵送砼入模,插入式捣固棒捣固 10.水沟电缆槽衬砌 水沟电缆槽衬砌根据隧道洞身衬砌进展情况和轨道运输布 置情况适时安排施工,衬砌采用定型钢模,机运砼,人工入模,插入 式捣固棒捣固 11.整体道床施工 整体道床施工一般安排在隧道主体工程基底处理完成,且隧 道贯通测量闭合后,开始施工根据本隧工期紧的特点,也可在正 洞施工一定程度,利用GPS和全站仪等先进的测量仪器对两端洞 口及施工未贯通段高精度测量控制,误差调整达到要求后,即可组 织整体道床施工弹性整体道床采用轨道排架法施工,钢筋砼支承 块招揽专业化队伍在隧道附近建厂加工组装,支承块的安装和固 定利用轨道排架来实施,轨道排架一次安装长度为100m;用移动 式组装平台安装支承块道床砼由洞外砼拌和站供应,轨行式砼输 送车运输,泵送入模,附着式振动器配合插入式捣固棒捣固,人工 抹面养护 十一十一 施工进度安排施工进度安排 (一)施工进度安排原则 21 1.施工进度按照“突出重点,统筹优化,均衡快速,确保安质, 确保工期”的原则进行安排 2.临时工程按照“一次规划分期实施”安排,做到快建点 早开工 3.组织均衡生产,确保整个施工过程的连续性,作到稳产高产 4.精心组织,合理安排,平行流水作业,均衡生产,确保总工期 的实现 5.不良地质地段按“优先预报量测分析动态组织稳步推 进”安排施工,计划适当留有余地,稳中求快,确保安全 6.平导掘进总体均衡快速,尽快超前,为正洞施工创造条件 (二)隧道施工进度指标 表 2 北天山隧道进口段正洞施工指标 围 岩 项 目 级级 级 围岩长度(m)5755950100 开挖(m/月)18015072 平导辅助正洞开挖(m/月)180120 衬砌(m/月)平均 284 水沟电缆槽(m/月)平均 324 整体道床(m/月)平均 973 22 表 3 北天山隧道进口段平导施工指标 围 岩 项 目 级级级备注 围岩长度(m)5747935100 开挖(m/月)36022590上坡 开挖(m/月)315下坡 衬砌(m/月)平均 484 (三)施工进度安排 表4 北天山隧道进口段正洞施工进度安排表 序号工程名称天数开工时间完工时间 1洞口土石方工程152005-3-12005-3-15 2DK109+240DK110+620 段开挖支护2502005-3-152005-11-25 3DK110+620DK111+460 段开挖支护1742005-7-12006-1-24 4DK111+460DK112+300 段开挖支护1422005-11-302006-4-20 5DK112+300DK113+140 段开挖支护1412006-1-292006-6-19 6DK113+140DK113+980 段开挖支护1402006-4-252006-9-15 7DK113+980DK114+820 段开挖支护1402006-6-242006-11-14 8DK114+820DK115+660 段开挖支护1402006-9-202007-2-10 9DK115+660DK116+045 段开挖支护652006-11-192007-1-24 10洞门及附属工程302006-6-12006-6-30 11DK109+240DK110+620 段衬砌(1#台车)3302005-5-152006-4-15 12DK110+620DK111+670 段衬砌(2#台车)2252005-9-12006-4-15 13DK111+670DK112+600 段衬砌(1#台车)1542006-4-202006-9-24 23 14DK112+600DK113+510 段衬砌(2#台车)1522006-4-222006-9-24 15DK113+510DK114+400 段衬砌(1#台车)1482006-9-292007-2-26 16DK114+400DK115+200 段衬砌(2#台车)1422006-9-302007-2-12 17DK115+200DK115+580 段衬砌(1#台车)622007-3-12007-5-3 18DK116+045DK115+580 段衬砌(2#台车)762007-2-172007-5-3 19水沟电缆槽6192005-9-12007-5-12 20DK113+500DK109+240 段整体道床 1982007-3-12007-9-15 21DK116+045DK113+500 段整体道床1522007-4-12007-8-30 表5 北天山隧道进口段平导施工进度安排表 序号工程名称天数开工时间完工时间 1洞口土石方工程82004-11-222004-11-30 2洞身开挖支护7282004-12-12006-11-28 3洞门及附属工程162005-5-152005-5-31 4DzK109+255DzK110+670 段衬砌(平 1#台车)2432005-5-12006-2-3 5DzK110+670DzK111+540 段衬砌(平 2#台车)1802005-8-12006-1-30 6DzK111+540DzK112+300 段衬砌(平 1#台车)1472006-2-82006-7-5 7DzK112+300DzK113+080 段衬砌(平 2#台车)1502006-2-52006-7-5 8DzK113+080DzK113+980 段衬砌(平 1#台车)1732006-7-102007-1-3 9DzK113+980DzK114+880 段衬砌(平 2#台车)1732006-7-102007-1-3 10DzK114+880DzK115+460 段衬砌(平 1#台车)1122007-1-82007-4-30 11DzK116+027DzK115+460 段衬砌(平 2#台车)1122007-1-82007-4-30 附图 4:北天山隧道进口段施工总进度安排网络图 附图 5:北天山隧道进口段施工总进度安排横道图 附图 6:北天山隧道进口段施工总进度安排斜率图 24 (四)施工进度作业安排说明 1.北天山隧道施工开挖按三个作业面组织施工,以平导掘进 开挖为龙头,组织大型机械施工,为正洞施工创造条件 2.正洞平导辅助正洞及平导开挖掘进循环均按级 3.0m/ 每循环;级 2.0m/每循环;级 1.2m/每循环,其中正洞承担 3954m 的开挖任务,平导辅助正洞承担 2851m 的开挖任务衬砌 正洞与平导各配置两套液压模板台车,其中正洞模板台车每套长 14m,平导模板台车每套长 12m 3.平导开挖于 2004 年 12 月 1 日开始至 2006 年 11 月 28 日 完成,历时 23.9 个月;正洞开挖于 2005 年 3 月 15 日开始至 2007 年 2 月 10 日完成,历时 23.2 个月;正洞衬砌第一组台车计划于 2005 年 5 月 15 日投入使用,计划衬砌长 3580m,第二组台车计划 于 2005 年 9 月 1 日投入使用,计划衬砌长 3225m,至 2007 年 5 月 3 日完成,历时 23.6 个月;平导衬砌第一组台车计划于 2005 年 5 月 1 日投入使用,计划衬砌长 3655m,第二组台车计划于 2005 年 8 月 1 日投入使用,计划衬砌长 3117m,至 2007 年 4 月 30 日完成,历时 23 个月 4.整体道床在正洞贯通后组织两处施工,第一处自 2007 年 3 月 1 日起从 DK113+500 处向进口方向施工,长 4260m,计划 2007 年 9 月 15 日完成,历时 6.5 个月;第二处自 2007 年 4 月 1 日起从 DK113+500 处向进口方向施工,长 2545m,计划 2007 年 8 月 30 日完成,历时 4 个月 25 十二十二 施工运输组织方案及措施施工运输组织方案及措施 前期由无轨运输向有轨运输过渡有轨运输采用43kg钢轨,轨 距900mm,轨枕采用1501815cm方木 (一)运输轨道布置 1.隧道洞口场地在前期无轨运输弃碴填筑,平整后布设洞外 运输轨道及检修轨道,并设置卸碴码头 2.平导在无轨运输达 1000m 后,考虑改为有轨运输,轨道按 “四轨三线”布置 3.正洞由洞口至1#横通道采用无轨运输,平导辅助正洞采用 有轨运输,双轨道布置,平导与正洞通过横通道用单轨道连接 4.根据正洞施工进展情况,正洞内轨道布置按以下过程组织 实施: 当正洞与 2#横通道开挖贯通后,随及撤除 1#与 2#之间 一个股道变为单轨运输,岔口存留约 20m 长,作为会车道,此时 正洞出碴通道由 2#横通道经平导运出洞外,当衬砌通过2#横 通道后,随及全部撤除 1#与 2#之间的轨道; 当正洞在 3#开挖贯通后,随及撤除 2#与 3#之间一个股 道变为单轨运输,岔口存留约 20m 长,作为会车道,此时正洞出 碴通道由 3#横通道经平导运出洞外,当衬砌通过3#横通道后, 随及全部撤除 2#与 3#之间的轨道 依次类推 5.同理,平导辅助正洞施工轨道布置同上 26 6.平导内轨道布置在距掌子面200m250m铺设特制的带前后 转撤器的对称道岔形成运输系统,运输车辆从两侧股道通过道岔 从中间股道上穿过门架台车,进行调车装碴运碴作业,其余地 段轨道按“四轨二线”布置,分重车空车道运输,进出实行路单 管理,保证洞内运输的畅通高效 附图7:北天山隧道进口端洞口运输轨道布置示意图 附图8:北天山隧道进口段洞内运输轨道布置示意图 (二)有轨运输轨道材料计划 表6 有轨运输轨道材料计划表 材料名称规 格单 位数 量备 注 钢 轨43kgm319401373t 右单开付39 左单开付5 道 岔 腹式付2 1501815cm根23000932m3 轨 枕 3301815cm根1120100 m3 道 钉P43万颗15 铁 垫 板P43块13000 鱼 尾 板P43块5110 高强螺栓P43套10220螺杆螺帽 弹簧垫圈 (三)运输组织方法 北天山隧道进口的正洞及平导施工受洞口场地布置限制,先 期施工采用无轨运输过渡,待洞口施工场地形成,并具备有轨运输 条件后,由无轨运输转换为有轨运输组织施工 27 正洞洞内运输采用双节梭矿组列运行,根据洞内四轨二线的 布置特点,轻车及重车分线,并设调车人员,保证洞内运输的畅通 平导及平导辅助正洞施工前,为减轻洞内进出车干扰,加快 出碴速度,平导及平导辅助正洞施工的出碴梭矿在爆破前分别调 入会车道等待装碴,装完碴后重车出洞按次序放行,并尽可能采用 多列跟踪运行,以提高通过能力 (四)牵引能力计算 北天山隧道洞内最大坡度为17,牵引力按洞内最大一次出 碴量来计算,即计算平导采用18t电瓶车牵引2节14m3梭式矿车通 过17坡度时的牵引能力 按重车上坡起动计算: Qc= (1000SPC)(W+ Wi +110jp)-P 式中:Qc重车上坡起动力 S起动时粘着系数,取0.2; PCP机车粘着重及机车自重,取Pc=P=16t; W重车起动时的基本阻力,取7.5kg/t; Wi 坡度阻力,取17; jp 起动加速度,取0.04m/S2; Qc= (10000.216)(7.5+ 17 +1100.04)-16=94.7 t 按重车下坡制动计算: Qc= (1000SPC)(110V22L-Wo+Wi)-P 式中:Qc重车下坡起动力 28 S起动时粘着系数,取0.2; PCP机车粘着重及机车自重,取Pc=P=16t; V2/L取0.33 Wo 重车运行时基本阻力,取5kg/t; Wi 坡度阻力,取17; Qc= (10000.216)(110V22L-5+17)-16=90.3 t 按重车上坡运行计算: Qc= (10000PC)(W0+ Wi +35R1/2)-P 式中:0运行时粘着系数,取0.15, Wi坡度阻力,取17;代入,求得: Qc= (10000.1516)(5+ 17 +35R1/2)-16=88.9 t 根据以上计算结果,取其最小值作为16t电瓶车的控制牵引 能力,即Qc =88.9 t 最多牵引梭矿列数n计算:梭矿:14m3;载重:22t;自重:12.6t; n= Qc /q=88.9/(22+12.6)=2.5(辆),取2辆 按电动机能力验算牵引重量Qc: 因本隧道处于长大坡道上,尚需对电动机的放电能力进行验 算 式中:Fc电机车长时的牵引力,按2251kg计; p iwta F Q c c )( 0 29 a考虑停车及调车时间内继续用电的系数,取1.15; t相对运行时间系数,t=149/293=0.51; i纵坡千分数绝对值,i取17; 计算结果表明,电动机牵引能力120.494.7,故16t电瓶车满 足牵引能力要求,实施施工时为了满足施工设备略有富余的机械 配备原则,采用18t电瓶车作为牵引设备 (五)出碴运输设备数量配备 按最长运距计算配置北天山隧道进口段出碴运输设备数量, 并考虑一定备用数量隧道出碴运输设备配备数量见下表 表 7 出碴运输设备数量表 序 号设 备 名 称规 格 型 号数 量备 注 1电瓶车 18t 16 辆备用 2 辆 2可控硅充电器 KC-80 16 组备用 2 组 3梭式矿车 14m3 32 节备用 4 辆 (六)有轨运输列车管理措施 1.成立列车调度管理机构:为了快速安全地搞好出碴运输 工作,加快施工进度,施工中制定科学合理的运输组织方案,对所 有车辆进行编号,纳入运行组织图中统一管理和调配,确保施工运 输的高效畅通同时为加强现场的运输组织管理,由主管生产的项 目副经理负责,调度中心组织钉道班出碴运输班机械修理班充 120.45(t)16 17)(50.511.15 2251 p i)(wta F Q 0 c c 30 副经理 调度中心 机械修理班 充电维修班 出碴运输班 钉道班 汽车班 电维修班和汽车班具体负责相关工作运输工作管理机构图 运输工作管理机构图 2.成立专职班组,落实工作职责:由项目副经理主管现场,调度 中心组织协调形成车辆运输管理维修保养轨道养护等专业管 理体系,使运输管理系统化和高效化 3.现场实行叫班制:即由现场调度中心值班人员根据施工情 况,提前通知有关班组进入现场做好准备工作,防止工序衔接中出 现空档 4.洞内各工作面按复合工序统筹安排,合理组织,尽量协调出 碴时间,将出碴与进料运输适当错开,避免相互干扰,保证出碴的 连续进行 5.轨道质量是运输作业的关键,轨道养护班分成二组,一组专 门负责轨道和道岔的钉设,另一组专门负责轨道的养护,抽换枕木 和整道工作 6.车辆运输过程中,实行限速行驶,各站设有电话员负责记录 各车辆的运行情况 31 7.加强车辆的维修和保养工作,确保运输车辆的利用率和完 好率 8.实行动态管理,以列车运行图作为依据,结合现场实际,合理 安排,充分利用作业时间建立健全各项管理制度,杜绝违章操作 和违章指挥,消除交通事故 (七)多工作面施工有轨运输技术措施 北天山隧道进口段利用平导横通道工作面承担正洞施工任 务,施工时需多工作面组织施工,施工过程中爆破通风,出碴运输 等方面干扰极大,若不能科学协调组织,势必影响隧道的总体施 工进度针对本隧道的施工特点和各工区的施工条件,本工程制定 如下技术组织方案: 1.按复合工序组织施工:为保证各工序施工的协调进行,将平 导和平导辅助正洞工区的施工工序按复合工序进行安排,以满足 平导出碴运输的连续性为原则,采用逻辑网络对各工序进行优化 安排,确保平导辅助功能的最大发挥施工中以平导为主线,其余 各工区利用平导的施工间隙随机安排,将各工序施工合理错开,以 减轻相互干扰 2.爆破及通风协调:横通道未贯通前,各工作面进风均从后部 用通风机通过管路分岔送到各掌子面,为避开各工作面同时供风, 其爆破通风错开进行,其次序根据各工区的进风条件和复合工序 的安排确定 3.出碴进料运输协调:出碴进料运输(主要是出碴运输)是控 3