青云山隧道施工组织设计

青云山隧道实施性施工组织设计

1编制依据、原则、范围

1.1编制依据

新建铁路向莆线永泰至莆田段站前工程设计图纸。

中华人民共和国标准、中华人民共和国铁道部颁发的现行《验收

标准》、《施工规范》、《试验规程》，同时也是合同履行过程中、工程

施工过程中必须执行的规范、标准、规程。

我单位进行的施工准备、区域自然因素、沿线交通情况及现场施

工条件。

我单位执行的GB/T—19001质量标准体系、GB/T—24001环境管

理体系和GB/T—28001职业健康安全体系。

1.2编制原则

(1)遵循《新建向塘至莆田铁路南昌枢纽、永泰至莆田段施工

总价承包招标文件》的原则。严格按招标文件要求的工期、质量、安

全、环保、文明施工等目标编制施工组织设计，使发包人的各项要求

均得到有效保证。

(2)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，满足设计标准和功能要求。

(3)遵循“以人为本、安全第一、确保质量”的原则。充分考

虑施工项目性质、施工环境及招标文件对质量、安全要求，遵循以人

为本的原则安排各项施工活动和设备配置，并严格按照招标文件要求

采用的施工规范、标准、安全操作规程，从制度、管理、方案、资源

方面制定切实可行的措施，确保施工质量及安全。

(3)坚持按项目法管理的原则。通过与建设单位、监理单位和

设计单位协作，综合运用人员、机械、物资、资金和信息，实现质量

和造价在保证安全和工期前提下的最佳组合。

(4)整体推进，均衡生产，确保总工期的原则。

(5)保证重点，突破难点，质量至上的原则。

(6)保持施组设计严肃性与动态控制相结合的原则。

(7)强化组织指挥，加强管理，保工期、保质量、保安全。

(8)优化资源配置，实行动态管理。

(9)重视生态环境，遵循施工生产与环境保护同步规划，同步

建设，同步使用的原则。在施工期间及竣工通车后保证不发生水土流

失，保证不破坏当地环境。贯彻执行国家和当地政府的方针政策，遵

守法律法规，尊重当地的民风民俗。

(10)遵循贯标机制的原则。确保质量、安全、环境三体系在本

项目工程施工中自始至终得到有效运行。

(11)快速施工原则，确保施工机械配套合理、先进，能满足机

械化、专业化施工。

(12)坚持实事求是的原则。在施工组织设计中，坚持施工技术

先进、施工方案可行、重信誉守合同、施工组织科学合理、按期优质

安全高效、不留后患。

施组编制做到施工总体部署和分项工程施工组织相结合，高新技

术与既有技术相结合，使施组具有重点突出、内容全面、思路清晰的

特点。

1.3编制范围

青云山隧道里程范围：左线DK491+253〜DK513+428,长度22175

米；YDK491+571〜YDK513+414,长度21843米。

编制范围：青云山隧道、斜井四座、竖井一座、无喳轨道。

2工程概况

2.1隧道概况

隧道分为左线和右线两座单线隧道，其中隧道左线进口里程

DK491+253,内轨顶面标高69.99m,出口里程DK513+428,内轨顶面标

高155.84m,全长22175m；隧道右线进口里程YDK491+571,内轨顶面

标高70.91m,出口里程YDK513+414,内轨顶面标高155.96m,全长

21843m。隧道最大埋深900m。

全隧道设置4座斜井和1座通风竖井。左右线间每隔500米设横

通道一个。

2.2自然地理概况

2.2.1地形地貌

青云山隧道位于福建省福州市永泰县和莆田市涵江区，起点位于

永泰县城峰镇穴利村，穿越青云山国家4A级风景区和藤山及老鹰尖

省级自然保护区，经莆田市大洋镇孝池村、莲峰村，止于庄边镇泮洋

村，202省道大致平行线路纵贯全段，交通较为方便。隧道处于戴云

山脉南段中低山山间地貌，山脉主要走向为北东〜南西，山峰林立,

沟谷深切，多悬崖峭壁。总体地形：DK491+250-DK493+850地形标

高65〜590m,地形坡度相对较缓，一般20°~40°；DK493+850〜

DK504+700地形险峻，沟谷幽深，标高为230〜1018m,中间最高山峰

（对山）1031m。地形坡度一般50°〜80°,局部近90°,甚至倒悬。

DK504+700〜DK513+430海拔标高为580〜145m,地形坡度较缓。

隧道地处亚热带季风气候，冬季较短，温暖湿润。年平均气温

19.5℃,多年平均降水量1400〜2000mm,雨量丰富，每年4〜9月为

雨季，降雨量占全年的70%以上，并常伴随台风暴雨出现。全年无霜

期约296天。隧址区内水系主要为永泰大樟溪及支流（十八重溪），

水流量随季节变化较为明显。

2.2.2工程地质及水文特征

本区以侏罗系上统一白垩系下统的凝灰岩、凝灰熔岩、熔结凝灰

岩为主。

剥蚀中、低山区构造发育，受构造影响，岩体节理、裂隙较发育；

火山岩和部分花岗岩存在不均匀风化现象。

山坡的基岩裂隙水和孔隙水不发育，构造破碎带和节理裂隙密集

带地下水较为发育。

隧道围岩级别一般为U〜in,隧道进出口、浅埋、偏压地段以及

构造破碎带、节理裂隙密集带为IV、v级围岩，隧道洞身工程地质条

件一般较好。

2.2.3地震

根据2001年发布的《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）,

本段地震动参数划分如下：

地震动峰值加速度：DK489+963〜DK519+000（永泰至白沙）为

0.05g；DK519+000〜DK547+846（白沙至莆田）为0.10g。

根据设计，本标段结构物设计按7度设防。

2.2.4工程地质及水文地质概况

青云山隧道地层岩性特征较为简单，主要为侏罗系上统南园组、

白垩系下统石帽山群的火山岩、火山碎屑岩、次火山岩。此外零星

分布有第四系冲洪积和坡积层。

（1）地质构造特征：由于岩石抗蚀力强，多呈尖峰峭岭，山高

坡陡，测区内构造主要表现为断裂构造和裂隙密集带，褶皱不发育。

隧道区域内共有12条断层，其中F1和F2断层对隧道影响较小，F3

到F12等十条断层对隧道都有较大影响，尤其F4、F5、F7、F9、F11

断层规模较大，沿走向延伸较长，断层带影响范围内裂隙较发育，

又沿水沟分布，富水性和导水性一般〜较好。根据地勘资料显示，

自F3到F12断层所穿越地层带均为强富水区，F7和F9日涌水量达

3

到11167m3和12196m0

（2）岩爆灾害预测情况：青云山隧道最大埋深900m,隧道轴线

方位165度，与最大水平主应力方位夹角为41度左右，隧道埋深较

大地段的硬质脆性岩主要为英安质晶屑岩、角砾凝灰熔岩、熔结凝

灰岩、花岗班岩、正长斑岩、流纹岩、次石英二长斑岩等，Y=27KN/mi,

硬质脆性岩类单轴饱和抗压强度取Rc=100MPao

(3)最大水平主应力6.8-15.9MPa,最小水平主应力5.2〜

9.7MPa,属于中等应力水平。综合分析，隧道在埋深在260〜390m

范围，有岩爆发生的可能或产生轻微岩爆。埋深在390〜730nl范围，

会产生中等规模的岩爆。埋深大于730m,会发生较强岩爆。

2.2.5气象特征

永泰至莆田段属于亚热带湿润季风气候区，气候温暖湿润，雨水

充沛，光照充足，冬短夏长，春秋平分，四季分明，干湿明显，无霜

期长。下半年主要受来自海洋的湿润而温暖的热带或海洋气团控制，

常刮南风；上半年主要受干燥寒冷的副极地大陆气团控制，盛行偏北

风。受海洋气候影响强烈，夏秋之交常受台风袭击。

福建省福州市永泰县由于受地形影响，全县各地气温悬殊较大，

实测多年平均气温为15t〜19.5(,极端最高气温为40.TC,极端最

低气温为-5.4匕，而高山地区的盖洋、盘谷往往出现更低值。实测

多年平均风速1.3〜2.lm/s,最大风速20m/s。流域内多年平均降雨

量1600mm,年径流深975mm,不但年际间变化较大，而且年内分配亦

不均匀，据统计4—9月的降雨量占全年的73.7%。

莆田市属亚热带海洋性气候，面临东海。流域多年平均气温

20.0℃,年降雨量1100〜1800mm(自沿海向上游山区递增)。极端最

高气温39.4P,极端最低气温-2.32,多年平均水面蒸发量为1060mm,

无霜期约360天。木兰溪流域风向以东北，东北偏北为主，台风多出

项在7〜9月，风力10〜12级，最大风速40m/s,据统计，本流域多

年平均最大风速为18.lm/s。本地区大范围暴雨有梅雨和台风雨两

种类型，其中台风雨危害较大。台风雨一般历时二、三天，时间短，

强度大，多在7、8、9三个月，常造成严重的洪涝灾害。莆田市地处

福建省沿海中部，为台风多发地区。每年7月〜10月受台风影响较

大，平均每年5.6次。其中，正面袭击莆田地区平均每年1.6次。台

风影响过程一般为2〜3天。

本区域气象灾害较频繁，沿海地区主要为台风侵袭(可产生大风、

雷暴、强降雨、风暴潮等)。

2.2.6涉及到本标段的环境保护区

本标段重点工程青云山隧道穿越的环境保护区：青云山国家级风

景名胜区、藤山和老鹰尖省级自然保护区等。

①青云山风景名胜区、藤山及老鹰尖自然保护区

青云山国家级风景名胜区位于福建永泰县，面积52.5km2o藤

山省级自然保护区位于福建永泰县，面积17617km2,主要保护对象

为中南亚热带过渡性植物、灵长类、兰科。老鹰尖省级自然保护区位

于福建莆田市，面积3726km2,主要保护对象为南亚热带北缘森林

生态系统。藤山自然保护区、青云山风景名胜区、老鹰尖自然保护区，

自北向南相连接，且青云山风景区与藤山自然保护区相重叠。

青云山隧道(DK491+253〜DK513+428)全长22175m,在

DK492+420〜DK503+270下穿藤山自然保护区的试验区及缓冲区边缘，

穿越长度约10.85km；在DK503+270〜DK504+845、DK505+345~

DK505+970,DK506+680〜DK509+970段下穿老鹰尖自然保护区的试验

区及缓冲区，穿越长度约5.49km；在DK494+070〜CK503+970段下穿

青云山国家级风景名胜区(青云山风景区范围包含在藤山自然保护区

内)，穿越长度约9.9km；隧道南、北洞口均不在自然保护区和风景

区内。

本段线路采取隧道下穿，同时控制地下水流失，确保不因隧道工

程的实施而产生的地表水渗漏影响地表植被生长；同时将隧道辅助坑

道设在核心景区范围以外，以避免施工对生态环境的破坏。

2.3主要技术标准

(1)铁路等级：I级；

(2)正线数目：双线；

(3)旅客列车设计行车速度：200km/h,并预留进一步提速的条

件;

(4)最小曲线半径：3500m；

(5)限制坡度：9%0;

(6)牵引种类：电力；

(7)机车类型：客车：动车组，货车：HXD5；

(8)牵引质量：4000t；

(9)到发线有效长度：850m；

(10)闭塞类型：自动闭塞；

(11)行车指挥方式：调度集中；

(12)建筑限界：满足开行双层集装箱列车要求。

2.4主要工程数量

左线，全长22715m；右线，全长21837m,青云山隧道设计有4座

辅助斜井，分别是梅鼎宫(1#)斜井(2520.3m)、乌田(2#)斜井(2620m)、

风际(3#)斜井(1865.2m)、乾顶(4#)斜井(762.9m),斜井总计

长7768.4mo

风际通风竖井217.45m.

隧道内的双块式无硅轨道铺设以及道床过渡段，隧道地段无神道

床总长44012m,道床过渡段长度80m。

隧道围岩级别及长度表1

围岩级别长度(M)

隧道名称总长度(M)

IIIIIIVV

青云山隧道左线149285149118291622175

青云山隧道右线146685184114983621837

1#斜井2335.36560602520.3

2#斜井1686.33001202620

3#斜井1708100.230271865.2

4#斜井637.540.135.150.2762.9

2.5隧道建筑限界及衬砌内轮廓

本隧道采用双洞单线隧道，左右线线路中线线间距312.4m〜

348.6〜30〜29.91m,由进口〜出口变化。设计行车速度为200Km/h,

并预留进一步提速条件。

本隧道根据《新建时速200〜250Km客运专线铁路设计暂行规定》

(铁建[2005]140号)中建筑接近限界及《200Km/h客货共线铁路

双层集装箱运输建筑限界(暂行)》(铁科技函[2004]157号)确定

隧道建筑限界。

隧道内单侧设置贯通的救援通道，救援通道宽1.5m,高2.2m,

外侧距线路中线的距离为2.3m,救援通道底面高于内轨顶面30cm。

曲线上的隧道，内轮廓不设曲线加宽，隧道轨面以上净空面积为

58.2mo

2.6洞内轨道及照明设置

(1)钢轨:隧道采用60kg/m耐腐蚀钢轨；

(2)道床：隧道内采用双块式无祚轨道整体道床；

(3)隧道内轨顶面至道床底面高度为51.5cm；

(4)隧道内设置固定式电力照明和应急照明设备，洞内专用洞

室设置固定和应急照明设备。

(5)线路：一次铺设无缝线路。

2.7线路平面与线路纵坡设置

隧道左线：进口段位于右偏曲线上，曲线半径R=2000m,隧道内

曲线长1479.8m,隧道其余地段位于直线上。隧道内纵坡为人字坡，

变坡点里程DK507+000。从隧道进口至出口依次为4.1%。上坡，坡长

1547m；7.O%o上坡,坡长14200m；3%o下坡,坡长6300m；7.4%o下坡，

坡长128m。

隧道右线：进口段位于右偏曲线上，曲线半径R=4500m,隧道内

曲线长2553.82m；出口段位于左偏曲线上，曲线半径R=7000m,隧道

内曲线长46.65m,隧道其余地段均位于直线上。隧道内纵坡为人字

坡，变坡点里程YDK507+000。从隧道进口至出口依次为4.8%。上坡，

坡长923m；6.4%。上坡，坡长1900m；7.0%。上坡，坡长12600m；3.0%。

下坡，坡长6302m；7.4%。下坡，坡长112m。

2.8隧道洞门设计

隧道左线进口设置明洞延长，采用帽檐斜切式洞门，进口里程

DK491+253,隧线分界里程DK491+253；出口采用帽檐斜切式洞门，出

口里程DK513+428,隧线分界DK513+428；右线进口采用双侧挡墙式

洞门，进口里程YDK491+571,隧线分界YDK491+571,出口采用帽檐

斜切式洞门，出口里程YDK513+414,隧线分界里程YDK513+414。

进出口段衬砌均按战备要求进行加强，衬砌采用C35钢筋混凝土。

2.9隧道衬砌结构设计

隧道除左线进口DK491+253〜+268段斜切式洞门、DK491+268〜

+389明洞段、出口左线DK513+413〜+428及右线YDK513+399〜+414

斜切式洞门段采用整体式衬砌外，其余地段均采用复合式衬砌结构。

复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成，II级围岩根据

地质条件采用曲墙加仰拱或底板结构形式；III〜V级围岩采用曲墙加

仰拱结构形式。

2.10隧道防排水设计

2.10.1防排水原则

(DDK492+450〜DK503+300穿越藤山自然保护区，全长10850m；

DK494+100〜DK504+000穿越青云山风景区，全长9900m；DK503+300-

DK504+875,DK505+375〜DK506+000、DK506+710〜DK510+000穿越老

鹰尖自然保护区，全长5490m。对于与地表存在良好水力联系、地下

水发育、具有较强富水性的以下断层及其影响带：隧道左、右线

DK(YDK)495+486〜(F3)、DK(YDK)496+493〜+543(F4)、

DK(YDK)498+313〜+373(F5)、DK(YDK)499+745〜+805(F6)、

DK(YDK)500+535〜+600(F7)、DK(YDK)501+890〜+940(F8)、

DK(YDK)502+390〜+465(F9)、DK(YDK)506+536〜+586(F10)、

DK(YDK)510+935〜+997(FH)、口1((丫口10512+9421口1(513+008小12)设

计采用“以堵为主，限量排放”的原则，采取超前预注浆或径向注浆

的手段，以降低围岩的渗透系数，控制地下水流失。

(2)除上述地段外，其它地段均采用“防、排、堵、截结合，

因地制宜，综合治理”的原则，采取切实可靠的设计、施工措施，保

障结构物和设备的正常使用与行车安全。

2.10.2防排水设计

2.10.2.1防水设计

初期支护与二次衬砌间铺设EVA防水卷材加土工布；防水卷材厚

度11.5mm,幅宽与2m,土工布重量2350g/m'。

(1)环向施工缝采用外贴式止水带+P201止水胶，仰拱仅设置

中埋式止水带，纵向施工缝处设置P201止水胶和混凝土界面剂刷涂，

每侧一条。

(2)变形缝处理

变形缝处设置P201止水胶。拱墙变形缝处衬砌外缘与防水卷材

结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵,

以外2cm范围内设置U型镀锌钢板接水盒，其余空隙采用填缝料填塞

密实。

2.10.2.2排水设计

(1)洞内设双侧水沟与中心管沟。纵向间距30m设置一处中心

管沟检查井；

(2)隧道衬砌防水卷材背后环向设置①50打孔波纹管，结合施

工缝设置，纵向间距一般5〜10m并根据地下水发育情况调整，地下

水较大时，在地下水较大处增设1〜2道；在隧道两侧边墙墙脚外侧

两道环向盲沟之间设置纵向中110打孔波纹管，每10m一段，每段纵

向盲沟中间设中50PVC管泄水孔一处，接头处均通过三通或弯头连接;

环向盲沟与纵向盲沟两端均直接与隧道侧沟连通，便于排水管路的维

护。地下水发育地段环向盲沟间距适当加密；

(3)明洞防排水设计执行铁道部现行《铁路隧道防排水技术规

范》(TB10119)中的有关规定。明洞衬砌采用防水型衬砌结构，衬砌

全环外贴防水卷材；

(4)洞门顶部设截水天沟，截水天沟中线距边、仰坡开挖线边

缘不小于5m,其坡度根据地形设置，但不应小于3%。，以免淤积。

2.11辅助坑道设计

为开辟施工工作面，加快施工进度，满足施工通风和分散弃硅的

要求，以及运营期间防灾救援的需要，本隧道共设双车道斜井4座和

通风竖井1座。

2.12工程特点

(1)隧道长度占到本标段长度的90.46%,本标段隧道正洞总长

度折合单线46.49884公里(未含横通道)，另还有7.7684公里的斜

井和217.45m的竖井辅助洞室，工程数量大，所需投入的各种资源配

置大。

(2)青云山隧道地质较为复杂，洞身经过12条碎裂岩带、断层、

裂隙密集带、硅化碎裂带，且有5条碎裂岩带、断层、裂隙密集带、

硅化碎裂带为强富水性段，会产生中涌水，易渗水、掉块、坍塌；洞

身穿越两条节理裂隙发育带；有三段为高地温地段；隧道最大埋深近

900m,五段硬质岩地段可能属于中等〜强规模岩爆区；一段HI级围岩

存在软岩大变形。施工难度大、科技含量高。

(3)青云山隧道左右线总长44012m,四座斜井7.7684m,由于

受风景区和自然保护区影响，斜井承担的正洞施工任务不均衡，尤其

梅鼎宫(1#)斜井和乌田(2#)斜井之间正洞长达6.310km,而招标

工期为50个月，工期紧张，施工时需合理安排，统筹组织，采用最

先进的机械设备，搞好协调调度和工序衔接，确保工期目标的实现。

(4)青云山特长隧道采用钻爆法施工，设置4座斜井，加上进

出口，多开工作面实现长隧短打，且左右线并行同时进行施工，施工

组织和安排较为复杂，施工机械和设备配备数量较大，且对施工设备

的性能要求高。斜井进入正洞要开四个工作面，隧道的通风排烟和施

工排水相当困难，制约着施工进度，是否能达到预定的工期目标的关

键。

(5)青云山隧道洞身有10850m穿越藤山自然保护区，有9900m

穿越青云山国家4A级风景区，有5490m穿越老鹰尖自然保护区，且

部分段落具有较强的富水性，隧道施工对风景区及自然保护区的影响

必须重点考虑，尤其洞身施工中对地下水系的影响，为确保风景区和

自然保护区不被破坏，在该段施工时，必须按照设计要求，采取“以

堵为主、限量排放”的原则，采用超前预注浆或径向注浆等手段以堵

为先导原则进行限量排放，以降低围岩的渗透系数，控制地下水流失，

确保山体植被不因水系影响而遭到破坏，堵水效果和施工质量需切实

保证。

(6)由于本标段内地形复杂，起伏较大，永临结合电力干线工

程量大，而工期只有6个月，工期极为紧张，而永临结合电力线路的

架设又制约着青云山隧道的施工进度，尤其洞身掘进到一定深度以后,

目前青云山隧道各工区现场的电力条件无法满足隧道洞身较大时的

用电要求。

(7)本项目设计时速设计为200km/h,并预留进一步提速条件，

因此对线下工程的施工质量要求以及无喳轨道的施工质量要求高，采

用双块式无硅轨道结构，轨道施工精度控制技术是无喳轨道施工技术

的关键。施工过程中必须加强质量控制和管理，确保达到设计开通速

度要求。

(8)本标段沿线山体植被非常好，施工中应重视环保，避免污

染环境和造成水土流失。

2.13施工重难点及对策分析

青云山隧道为特长隧道，是本标段的重、难点工程，也是本项目

的控制性工程，隧道长、地质复杂，通过四个斜井和进出口多个工作

面进行掘进开挖，单口掘进深度大、出硅运输、通风排烟和施工排水

困难，工期较为紧张，且穿越风景区和自然保护区，要对自然环境以

及地下水系进行有效的保护，因此必须制定相关的对策对施工中的重

难点进行保障，并加强信息收集和反馈，及时调整和完善施工方案及

方法，实现动态施工。

针对青云山特长隧道施工，制定以下(表2)对策以解决施工过

程中的重、难点问题，确保施工顺利、安全进行，确保工程质量目标

和工期目标以及成本、安全、环保等目标的实现。

青云山隧道工程重、难点的主要对策一览表表2

序

P.重、难点内容主要施工对策

①组织相关管理人员认真研究本工程各项目的特点，针对项目

特点及时讨论达成共识并迅速进行目标分解及贯彻进行；②合

施

工理安排工期并尽快展开平行作业工序，保证各环节衔接紧密；

总

体隧道长、工作面多、③迅速出台与本工程相关的各项保证制度及管理办法；④结合

组

1织工期紧，隧道施工环工程进展程度合理安排各项资源的投入及协调。⑤选派经验丰

安

排节相互制约

富的施工管理人员和队伍。⑥临时设施布置做到紧凑、合理、

有序。⑦工序安排要有严密的计划，狠抓关键线路，形成流水

作业，科学安排。⑧人员设备材料按计划有序投入。

特长大隧道无轨运①对洞内运输，设专业的调度员，针对不同的施工阶段，绘制

运输调

2输洞内空间受限，极行车网络图。②建立无线结合有线的洞内通讯系统，确保调度

度

指令直接下达施工一线。

易造成窝工。

序

号

对策

施工

主要

容

难点内

重、

机

可多

磨、

用耐

站，选

水泵

级抽

置多

水，设

井排

置斜

理布

①合

斜井

③

全。

工安

保施

，确

系数

安全

抽水

斜井

提高

。②

水机

的抽

联动

造成

身设计

斜井自

通

排水

3

进、

贯通

尽早

统。④

水系

用抽

备备

，配

机制

预警

涌水

斜井

建立

难度

风排水

斜井通

风

。

压力

、通风

排水

斜井

减轻

全，