站前重难点工程施工组织设计管理的研究

1、施工组织设计施工组织设计是指导项目建设的纲领性文件，是项目建设管理的重要依据。施工组织设计按阶段不同分为指导性施工组织设计和实施性施工组织设计。按照铁路工程施工组织设计指南（铁建设2009226号），技术复杂桥梁、特长或地质复杂的隧道、特大型站房及复杂站场改造等工程应单独编制施工组织设计。对于高风险工程应制定风险预案。目录根据铁路建设工程安全风险管理暂行办法和铁路隧道风险评估与管理暂行规定，公司制定了赣龙铁路扩能改造工程安全风险管理实施细则和赣龙铁路扩能改造工程隧道风险评估与管理细则。通过现场调查并，核对施工图纸，对全线90座隧道、170座桥梁、路基开展了施工阶段风险评估，经评审高风险工点如下

2、：梳理重难点工程1、高风险隧道工点一览表；2、高风险桥梁工点一览表；3、高风险路基工点一览表。（插入图片示意：利用评估结果制作三张表、专家会照片）梳理重难点工程高风险工点即为站前重难点工程，以下采用两个工程案例说明如何编制站前重难点工程施工组织设计，供大家参考：编制施工组织设计案例1：梅花山隧道（1）工程概况梅花山隧道全长13780m，为赣龙铁路全线最长的隧道，位于福建省连城、上杭县境内，起讫里程DK215+970DK229+750，隧道最大埋深688.21m。隧道共穿过5条断层、6条岩性接触破碎带和3处节理密集带，地质情况复杂，施工难度大，主要风险事件有：涌水突泥、坍塌、岩爆、高地温、放射性

3、异常和环境影响，为高风险隧道。全隧设三座辅助坑道：儒畲横洞（斜长1643.07m，综合坡度-0.9%，与正线相交于DK218+600）、坑头角斜井（斜长1028.95m，综合坡度7.40%，与正线相交于DK222+600）、下珠地斜井（斜长1364.53m，综合坡度为7.98%，与正洞相交于DK226+900）。梅花山隧道（2）优化设计情况梅花山隧道进口处于浅埋偏压地段，覆盖层最薄处不足5m，原设计采用明挖法施工。（插入原设计图截图） 该地段为粉质粘土地层，自稳性差，设有大量锚固桩，需先改移既有沟谷后方可开挖明洞段，工程量大，工期较长。经组织参建各方研究，通过加强超前支护（采用60m长159大

4、管棚+套打50超前小导管，环向间距40cm）和初期支护，将进口明挖段调整为暗洞施工。（插入优化后设计图即洞身设计图截图）梅花山隧道梅花山隧道儒畲横洞进入正洞处紧邻F2断层，考虑该断层的影响范围较大，可能对交叉口施工安全不利，造成进洞困难。经组织参建各方研究，将交叉口往大里程方向偏移，避开断层影响段。（插入平面示意图,利用洞身设计图制作前后对比）梅花山隧道梅花山隧道下朱地斜井斜长1364.53m，综合坡度7.98%，与正洞相交于DK226+900，单车道+错车道断面。（插入斜井设计图，利用初步设计图截图） 经组织参建各方现场调查，重新选择了坪头斜井，斜井斜长1065.35m，综合纵坡2.66%，

5、与正洞相交于DK227+600，采用双车道断面，以提高施工效率。（插入优化后辅助坑道平面示意图，利用梅花山隧道平面图截图）梅花山隧道（3）科学划分施工区段梅花山隧道全隧地下水发育，涌水量大，为减少反坡排水，节省投资，提高施工效率，结合全隧纵坡边坡点和辅助坑道设置位置，科学合理划分施工区段。边坡点边坡点里程里程DK215+970DK215+970DK224+20DK224+200 0DK225+600DK225+600DK229+750DK229+750坡度坡度10.910.97.07.0-3 -3坡长坡长（m m）823082301400140041504150梅花山隧道进口工区：施工进口儒畲

6、横洞与正洞交叉处（DK218+600），全部顺坡排水；儒畲横洞工区：施工儒畲横洞与正洞交叉处（DK218+600）坑头角斜井与正洞交叉处（DK222+600），正洞地下水通过横洞顺坡排水；坑头角斜井工区：施工坑头角斜井与正洞交叉处（DK222+600）分界里程（DK224+881），正洞地下水顺坡排水至斜井井底，再通过斜井抽出；坪头斜井工区：施工坪头斜井与正洞交叉处（DK227+600）分界里程（DK224+881）正洞地下水顺坡排水至斜井井底，再通过斜井抽出,斜井与出口贯通后通过出口顺坡排水；出口工区：施工出口坪头斜井与正洞交叉处（DK227+600），全部顺坡排水。（插入动画示意施工范围）

7、梅花山隧道（4）加强风险源专项施工组织设计管理梅花山隧道长达13780m，地下水发育，容易发生突泥涌水风险事件，从而造成淹井，危及施工安全。这对斜井通风、电力、抽排水提出了较高的要求。公司重点加强了辅助坑道进入正洞的专项施工组织设计审查，包括通风、电力、抽排水专项方案，超前谋划，避免后续电力不稳，风力和抽排水能力不足更换电路、管路德情况。对抽水机用电量和抽排水量单独设表，每月定期抄表，统计用电量和抽水量。（插入坪头斜井进入正洞和通风、电力、抽排水专项施工方案图）梅花山隧道案例2：新考塘隧道（1）工程概况新考塘隧道全长2503m，为赣龙铁路全线控制性工程，位于福建省龙岩市新罗区龙门镇境内，起讫里

8、程DK265+762DK268+265，设辅助坑道一座，斜长198.19m，综合坡度4.3%，与正线相交于DK267+400。全隧通过节理裂隙发育段、沟谷浅埋偏压段，下穿养猪场、祠堂、高压线铁塔等建（构）筑物，并紧邻既有赣龙铁路。其中：出口大跨度段（最大开挖宽度达25.26m），为浅埋、全风化花岗岩地层。全隧周边环境和地质条件较为复杂，地下水发育，存在塌方、突水突泥、地表失水、地面塌陷等风险。施工难度极大，安全风险高，按级风险隧道进行管理。新考塘隧道（2）优化设计情况新考塘隧道进口因砖厂取土，破坏局部山体地形地貌，形成高陡边坡，部分垮塌形成35m松散堆积体，为浅埋偏压段，最薄处不足2m，严重影

9、响隧道施工安全。公司组织参建各方复测横、纵断面，研究制定了处理方案：延长明洞，增设锚固桩，反压平衡偏压等综合措施，已顺利通过该松散浅埋偏压段。（插入优化前后设计图，优化前为第一版咨询图，优化后为第二版咨询图，截图）新考塘隧道新考塘隧道出口DK267+040+265段215m为三线大跨结构,加宽值0.810.3m，原设计采用喇叭形渐变式结构断面，台车制作、拼装难度大，影响施工效率。通过研究，对渐变段加宽断面进行优化，采取台阶式加宽方式，分成成加宽0.8m（40m）、2.0m（20m）、4.0m（46m）、6.0m（36m）、8.0m（36m）、10.3（37m）6个断面，以提高施工效率。（插入优

10、化前后示意图，优化前为变更设计报批图，优化后为第二版咨询图，截图）新考塘隧道通过现场调查，新考塘隧道洞身多处下穿养猪场、祠堂、高压线铁塔等建（构）筑物，根据地质情况和隧道埋深，调整了设计参数：采用管棚加强超前支护，短进尺控制爆破减少震动，加大初期支护刚度控制地表沉降，优化进度指标。（插入地表调查照片，如养猪场，祠堂）新考塘隧道新考塘隧道原设计设有一座辅助坑道，但是经过工期分析，无法满足2015年年内开通的工期目标，需增设辅助坑道。公司组织参建各方现场调查后，制定了三个方案：方案一：在隧道出口左侧55米处增设平行导坑，平导长283m，与正洞相交于DK268+040；方案二：在DK267+580右

11、侧63米处增设2号斜井，斜井与正洞相交于DK267+730，斜井长165m。采用单车道无轨运输，综合坡度6.5%；方案三：在DK268+150右侧135米处增设2号斜井，斜井与正洞象交于DK267+930处，斜井长272m，采用双车道无轨运输，综合坡度0.9%。经过经济技术比较，方案三进入正洞为级围岩，施工条件较好，但斜井长；方案一有利于排水，但是平导长且进入正洞为大跨段，地质条件差，进洞困难；方案二最优，具有以下优点：a、可利用已征的临时用地，进洞条件便利，可较快形成生产能力；b、长度最短，只有165米，且采用单车道断面，投资少。（插入方案比选动画图）新考塘隧道（3）科学划分区段进口工区：施

12、工进口DK265+762DK266+480段718m儒畲横洞工区：施工儒畲横洞与正洞交叉处（DK218+600）坑头角斜井与正洞交叉处（DK222+600），正洞地下水通过横洞顺坡排水；一号斜井工区：斜井进入正洞后双向施工，DK266+480二号斜井与正洞交叉处（DK267+730）1250m；二号斜井工区：施工DK267+730DK268+156（加宽4m段）段426m，往出口单向施工，缓解出口大跨段施工压力；出口工区：施工出口DK268+265DK268+156段109m大跨段（加宽10.3m8m）。（插入动画示意施工范围）新考塘隧道（4）加强风险源专项施工组织设计管理针对新考塘隧道出口大

13、跨段的高风险情况，公司组织了专家评审会，对设计、施工方案进行论证，在此基础上对出口段专项施工组织设计进行了反复研讨，确定了水平旋喷桩和大口径管棚超前支护，双侧壁导洞，改先墙后拱的施工方案。（插入开挖工法示意图；水平旋喷桩专项方案示意图；大口径管棚施工专项方案示意图；导洞施工平面图等）新考塘隧道案例1：中复隧道（1）出口段岩溶风险情况中复隧道出口DK188+980+726段洞身开挖揭示为灰岩，节理裂隙发育，溶隙、溶管、溶腔发育；地下水发育，多为岩溶水，管涌状、泉眼状流出。在DK188+943、DK188+889出现两处较大规模的溶洞，引发了突泥突水事件；动态施工组织中复隧道DK188+889上台

14、阶横断面溶腔示意图溶腔内填充示意图针对岩溶发育的不确定性，调整施工组织方案如下：中复隧道（2）调整出口岩溶段施工组织方案采用TSP、地质雷达、超前水平探孔、加深炮孔、地质素描等综合地质预报手段，长短结合，相互验证，探明岩溶发育情况、地下水情况。同时根据已开挖段揭示地质情况和长距离预报情况动态调整预报手段，调整水平探孔的布置和孔数，在保证安全的前提下提高施工效率。中复隧道中复隧道加深炮孔布置图组织设计单位对超前地质预报成果进行分析判释，根据超前地质预报情况开展动态设计，分段确定支护参数。DK188+747加深炮孔探测出岩溶水单孔最大涌水量75m3/h, 最大射程达18m，涌水压力约1MPa。中复

15、隧道采用地质雷达和超前水平探孔补充探测。中复隧道6751234采用地质雷达和超前水平探孔补充探测。中复隧道经探测，溶洞位于掌子面左上方，经探测，溶洞位于掌子面左上方，并分两支延伸至开挖轮廓范围内。并分两支延伸至开挖轮廓范围内。泄水降压：对已探明的溶腔打设泄水孔放水，降低水压。管棚注浆堵水，加固围岩。中复隧道1#5#10#15#20#22#1#2#3#强化结构，根据地质预报和开挖揭示的水压情况，采用了抗水压衬砌并设置钢边止水带，提高结构强度，保证运营期间的结构安全。中复隧道（3）科学分析已揭示地段地质与设计地质的差异，调整剩余工程施工组织设计。针对剩余段为石英砂岩夹千枚状页岩围岩破碎，裂隙发育，

16、基本为级围岩的情况，合理配置开挖、装渣、出渣等机械设备和作业人员，提高施工效率。中复隧道中复隧道剩余工程详细工期计划表中复隧道剩余工程详细工期计划表段落 序号里程段落段落长度（m）围岩类别施工方法进度指标（米/月）工期（天）开始时间 结束时间施工方向起始里程终止里程斜井出口方向1DK187+455 DK187+570115三台阶8043 13/9/2513/11/72DK187+570DK187+570 DK187+590DK187+5902020V3mV3m超前超前注浆注浆三台阶临三台阶临时仰拱法时仰拱法505012 12 13/11/813/11/8 13/11/2013/11/203DK

17、187+590 DK187+68090三台阶临时仰拱法8034 13/11/21 13/12/244DK187+680 DK187+820140变台阶法8053 13/12/25 14/2/165DK187+820 DK187+925105三台阶8039 14/2/1714/3/286DK187+925DK187+925 DK187+955DK187+9553030V3mV3m超前超前注浆注浆三台阶临三台阶临时仰拱法时仰拱法505018 18 14/3/2914/3/2914/4/1614/4/167DK187+955 DK188+060105三台阶8039 14/4/1714/5/27 3

18、3DK188+060DK188+060 DK188+180DK188+180120120变变台阶法台阶法808045 45 14/4/1614/4/1614/5/3114/5/31贯通贯通点点2DK188+180 DK188+500320变台阶法80120 13/12/16 14/4/151DK188+500DK188+500 DK188+635DK188+6351351353m3m超超前注浆前注浆三台阶临三台阶临时仰拱法时仰拱法505081 81 13/9/2513/9/25 13/12/1513/12/15出口二次衬砌及附属工程二次衬砌及附属工程14/7/30中复隧道案例2：象山隧道1#2

19、#斜井岩溶突水地质灾害处理（1）风险情况2009年12月23日上午10点左右，象山隧道1斜井右洞出口方向在进行下台阶左侧初期支护喷射混凝土施工时，掌子面（YDK24+158）及后方初期支护出现开裂、掉块现象，并迅速发展为涌水，初始水量约200m3/h，随后突水量持续增加，最大时达7200 m3/h 。地质灾害发生后参建四方全力组织抢险，采取洞砟回填、加大抽排水能力、堆码砂袋挡水墙封堵等措施，终因突水量大、速度快，未能取得成效。最后采取在隧道进口及1#斜井内设置混凝土挡水墙方案，将突水封堵于YDK20+026YDK24+158（DK20+026DK24+121）隧道洞身及1#斜井内，通过排水管泄

20、水保持进口挡水墙拱顶零水压。涌水造成地表大面积失水沉降，房屋开裂，水泥厂停产。象山隧道象山隧道经专家分析论证，本次岩溶突水的原因为：突水地段地质及水文地质条件极为复杂，处于断裂破碎带的交汇处及岩溶洼地，地下水补给充沛，尽管采取了强有力的防治工程措施，但仍然还发生了岩溶突水并诱发了地面沉陷、建筑物开裂等灾害。（2）处理方案象山隧道发生岩溶突水地质灾害，牵动了各级领导的心，中央、部、省领导分别作出批示，原铁道部、福建省、龙岩市和南昌铁路局领导深入现场，科学指挥参建四方及龙岩市各级政府组织抢险，及时转移群众，避免了人员伤亡。在上级部门的指导下，多次组织专家会，制定了处理方案：象山隧道设计单位采取电法

21、、震探仪等物探与深孔钻探相结合的综合手段开展区域地质补勘，探明地质情况；（插入地质补勘图）象山隧道加强地表沉降监测和水文观测由设计单位迅速完成地表沉降监测和水文观测专项设计后，施工单位建立了涵盖地灾影响的整个范围地表沉降观测网。象山隧道洞外地表沉降观测洞内沉降观测施工组织设计雨量监测地表水流量观测堰地下水位观测井洞内水压观测建立了区域降雨量自记式采集点、地表流量观测堰、地下水位观测井和洞内水压等立体式水文观测体系，由设计单位每周定期综合分析地表沉降、降雨量、河流流量、洞内水量和水压变化规律并向相关单位反馈。洞外地表沉降观测施工组织设计洞内沉降观测雨量监测地表水流量观测堰地下水位观测井洞内水压观

22、测加强地表构筑物变形观测和巡查，排查次生地质灾害，迅速进行地表处置，划定地灾影响区和核心区，对沉降量较大区域内的道路共4个段落立即进行地表注浆加固，对出现断流的河流进行截流引排，铺砌河床，防止地表水下渗，对危房进行搬迁、拆除。象山隧道地表注浆加固危房搬迁截流引排铺砌河床采取地表深孔投料,封堵岩溶突水溃口，形成堵泥塞。探灌结合，摸清塌体形态，为正洞处理提供依据。象山隧道地表深孔施作的堵泥塞完成后，配置了5000m3/h抽水能力的移动泵站对洞内积水进行追排。象山隧道移动泵站固定泵站排水管引进专业注浆队伍，根据地质情况分段动态制定超前预注浆方案，经建设单位组织参建各方审查后实施：随着工程进展注浆方案

23、由正常岩溶段的三断面5m加固圈调整为岩溶突水溃口的三断面8m加固圈象山隧道为保证注浆后的开挖安全，组织论证了施作泄水孔泄水降压的方案，在保证水压小于0.5mpa的前提下开挖，并采取双层管棚+抗1.5MPa水压衬砌象山隧道科学组织，调整施工顺序，先易后难，先左洞后右洞，左洞贯通后提供顺坡排水条件，最后注浆夹击岩溶突水溃口（插入泄水降压示意图，溃口注浆方案图，检查孔布置图，检查孔出水量表、孔内成像视频）象山隧道案例3：观音山隧道塌方处理（1）风险情况2012年11月29日下午14点30分，观音山隧道进口掌子面DK31+861即将出碴完毕时，掌子面后方DK31+800附近拱部右侧初期支护混凝土出现掉

24、块，并伴有响声，随后发生大面积塌方，最后拱顶塌至DK31+769，并造成初支混 凝凝土剥落、变形侵限。现场场人员已撤离，未发生伤亡。亡。观音山隧道DK31+820DK31+800DK31+780龙岩DK31+769地面线20207.26DK31+748.8仰拱及仰拱填充未开挖仰拱未开挖岩层二衬端头塌体顶端DK31+757塌体底端DK31+780DK31+790DK31+774仰拱端头DK31+825下台阶baDK31+805ccDK31+861掌子面DK31+827塌体顶端DK31+834塌体底端地表钻孔11.515.8536.172.34.3248.143.879塌方体104175136塌方

25、纵向长度58m观音山隧道进口掌子面纵断面剖析图DK31+800地表钻孔DK31+820地表钻孔观音山隧道进口塌方示意图空腔洞内地层主要为古生界寒武系中统（2）变质砂岩夹板岩、下统（1）炭质极质，变质砂岩夹炭质板岩、石炭系（C1z）粉砂岩。隧道掌子面揭示围岩为寒武系中统2变质砂岩夹炭质板岩，灰色间灰黑色，弱风化,节理、裂隙较发育，岩体较破碎,裂隙宽约0.30.8m，裂隙中局部夹灰白色蚀变矿物,质软易碎、遇水易软化；其中上台阶左侧、中部及右侧夹灰黑色炭质板岩,质软、易碎易滑，拱部和右侧见裂隙水，地下水发育。地质情况视倾角38.4（2）处理方案塌方发生后，通过地表三个深孔钻探探明塌方体情况后，确定采

26、取全断面超前预注浆加固塌方体。但由于塌方体松散，钻孔成孔困难，全断面注浆耗时长，通过不断总结，逐步调整注浆方案：第二循环采取了开挖轮廓线内钻孔注水泥-水玻璃双液浆形成止浆圈，管棚注浆加固开挖轮廓线；第三循环采取了利用管棚单序孔注水泥-水玻璃双液浆形成止浆环，双序孔注水泥单液浆加固开挖轮廓线，均达到了较好的加固效果果，已顺利通过塌方段。观音山隧道观音山隧道管棚与超前预注浆断面布置图上台阶平台开挖轮廓线注浆轮廓线止浆墙开挖轮廓线超前预注浆纵断面图内轨顶面内轨顶面4、管棚孔493、二次注浆孔27实心表示为已完成孔2、止浆孔315、取芯孔4止浆孔超前预注浆孔大管棚1、超前预注浆孔69观音山隧道第一循环

27、处理措施示意图Z4Z5Z6Z13Z14Z15Z17Z18Z19Z20Z21 Z22 Z23Z24Z25Z27Z29Z31Z32Z33Z34Z35Z36Z37Z38Z39Z41121mm大管棚47110mm双液浆注浆孔41Z3内轨顶面C20混凝土找平层2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#16#17#18#19#20#21#22#23#24#25#26#27#28#29#30#31#32#33#34#35#36#37#38#39#40#41#42#43#44#45#46#47#Z1Z7Z8Z9Z10Z11Z26Z30Z1248#观音山隧道进口塌方段管棚和双液浆止浆环孔位图#149#Z2Z16Z40Z28上台阶平台开挖轮廓线注浆轮廓线止浆墙开挖轮廓线超前预注浆纵断面图内轨顶面止浆孔超前预注浆孔大管棚观音山隧