拉林铁路施工方案

拉林铁路施工方案一、工程概况1.1项目基本信息拉林铁路起于西藏自治区拉萨市拉萨站，止于林芝市林芝站，线路正线全长403.144km，设计时速160km/h，为国家Ⅰ级单线电气化铁路，是川藏铁路西藏境内首段开工建设的路段，也是西藏首条电气化铁路。项目总投资366.2亿元，总工期6.5年，全线共设车站34座，其中新建车站31座，桥隧比高达74.6%，包含120座桥梁、47座隧道，是典型的高原山区艰险铁路工程。1.2自然地质特征项目位于青藏高原东南部雅鲁藏布江流域，海拔跨度2800m~5100m，沿线穿越冈底斯板块与喜马拉雅板块缝合带，地质活动剧烈，具备“三高四活跃”典型特征：高地应力（最大地应力值32MPa，软岩大变形段落累计29.7km）、高海拔（平均海拔3500m以上，含氧量仅为平原地区的60%~70%）、高地震烈度（沿线最高地震烈度Ⅸ度，抗震设防等级需提高一级）；新构造运动活跃、地应力活跃、地热活动活跃（隧道内最高岩温89℃，热害段落累计11.2km）、水害活动活跃（沿线共分布泥石流沟136条、滑坡体72处、危岩落石段89处）。沿线气候属于高原温带半干旱季风气候，年平均气温7.8℃，极端最低气温-21.6℃，极端最高气温37.2℃，年平均降水量450mm，降水集中在6-9月，占全年降水量的80%以上，全年大风天数超过100天，最大风速可达32m/s，极端气候对露天作业、混凝土施工影响显著。1.3主要技术标准序号指标名称参数要求1铁路等级国铁Ⅰ级2正线数目单线3设计速度160km/h4最小曲线半径一般地段2000m，困难地段1600m5限制坡度12‰，加力坡30‰6牵引种类电力7机车类型和谐系列电力机车，动车组CR200J8牵引质量3000t9到发线有效长度650m，预留850m条件10闭塞类型自动站间闭塞2.1施工组织目标2.1.1工期目标总工期78个月，2014年12月开工，2021年6月30日开通运营。其中：路基工程施工周期36个月，2018年12月前完成全部路基填筑及附属工程；桥梁工程施工周期42个月，2019年6月前完成全部梁体架设及桥面系施工；隧道工程施工周期60个月，2020年6月前实现全线隧道贯通；轨道工程施工周期18个月，2020年12月前完成全线铺轨；“四电”及站房工程施工周期24个月，2021年3月前完成联调联试，2021年4-5月完成试运行及安全评估。2.1.2质量目标工程质量符合国家及铁路行业现行标准，单位工程一次验收合格率100%，主体工程质量零缺陷，满足100年设计使用寿命要求；杜绝工程质量一般及以上事故，减少质量通病，混凝土强度合格率100%，钢筋保护层厚度合格率≥95%，轨道几何尺寸合格率≥98%。2.1.3安全目标杜绝生产安全较大及以上事故，减少一般事故，年事故死亡率控制在0.05‰以下，年重伤率控制在0.1‰以下；杜绝特种设备事故、火灾爆炸事故、交通责任事故；实现隧道施工零坍塌、高墩施工零坠落、营业线施工零险情。2.1.4环保目标扰动土地整治率≥95%，水土流失总治理度≥92%，土壤流失控制比≥1.0，拦渣率≥98%，林草植被恢复率≥95%，林草覆盖率≥50%；确保雅鲁藏布江干流水质不受施工污染，沿线野生动物迁徙通道不受阻断，湿地生态系统不被破坏。2.2标段划分及施工任务全线共划分10个土建标段、3个轨道标段、2个“四电”集成标段、2个站房标段，各标段主要任务如下：1.土建1标（DK0+000~DK45+200）：承担拉萨枢纽改造、协荣特大桥、贡嘎雅鲁藏布江特大桥施工，线路长度45.2km，含桥梁23座/18.7km，隧道2座/3.2km，其余为路基及站场工程。2.土建2标~土建9标（DK45+200~DK387+500）：承担沿线中段桥隧及路基施工，其中重点工程包括桑珠岭隧道、巴玉隧道、藏木雅鲁藏布江特大桥、大渡河特大桥等控制性工程，平均线路长度42.7km，桥隧占比平均82%。3.土建10标（DK387+500~DK403+144）：承担林芝枢纽改造、林芝站房及配套工程施工，线路长度15.6km，含桥梁8座/4.3km，隧道3座/2.8km。4.轨道标段：1标负责拉萨至桑日段190km铺轨，2标负责桑日至林芝段213km铺轨，3标负责全线道岔铺设及无缝线路锁定。5.“四电”集成标段：1标负责拉萨至山南段电力、通信、信号、接触网施工，2标负责山南至林芝段“四电”工程施工。6.站房标段：1标负责沿线16座中间站房施工，2标负责15座车站配套生产生活房屋施工。2.3施工平面布置2.3.1大临工程设置全线共设置制梁场12座，单场最大制梁能力30孔/月，满足全线1217孔T梁预制需求；设置混凝土拌合站37座，单站生产能力120m³/h，混凝土总储存能力≥2000m³，配备4套备用发电机组，确保供电中断时连续生产；设置钢筋加工场28座，采用封闭式数控加工模式，单场加工能力500t/月；设置炸药库17座，单库最大储存量10t，严格落实民爆物品“双人双锁、全过程监控”管理制度；设置弃渣场62处，总容量1.2亿m³，所有弃渣场均按“先挡后弃、分层压实、顶面覆土绿化”标准建设，挡墙抗滑安全系数≥1.3。2.3.2施工便道设置新建施工便道720km，改扩建既有道路180km，便道宽度≥4.5m，每2km设置一处错车道，便道两侧设置0.5m宽排水沟，陡坡路段设置防撞墩，弯道处设置反光标识，便道硬化采用20cm厚碎石+10cm厚C20混凝土，满足重载车辆通行需求，便道养护配备专门队伍，确保全年畅通。2.3.3生活办公区设置全线共设置项目部17个、施工队驻地52个，驻地选址避开滑坡、泥石流、洪水等风险区域，房屋采用阻燃保暖夹芯板搭建，配备供氧设备（每间宿舍氧浓度≥23%）、采暖设备（冬季室内温度≥18℃）、卫生医疗站（配备高压氧舱、急救设备及高原病专用药品），生活污水经三级化粪池处理达标后排放，生活垃圾集中收集定期清运至地方垃圾处理站。三、核心工程施工方案3.1隧道工程施工方案（以桑珠岭隧道为例）桑珠岭隧道全长16.449km，是全线最长隧道，为Ⅰ级高风险隧道，存在高地应力软岩大变形、高地热、岩爆、突水突泥等风险，施工采用“斜井+横洞+正洞”掘进模式，设置2座斜井、3座横洞，将隧道划分为8个作业面同步施工。3.1.1洞口段施工洞口边仰坡开挖前先完成洞顶截水沟施工，截水沟采用C25混凝土浇筑，厚度30cm，断面尺寸0.6m×0.8m，与既有排水系统顺接。边仰坡采用“分级开挖、分级支护”，每级开挖高度不超过3m，支护采用Φ22砂浆锚杆（长度3.5m，间距1.2m×1.2m）+Φ8钢筋网（网格尺寸20cm×20cm）+10cm厚C20喷射混凝土，坡脚设置2m高C25混凝土挡墙。洞口采用大管棚超前支护，管棚采用Φ108热轧无缝钢管，长度40m，环向间距40cm，外插角1°~3°，管内灌注M30水泥砂浆，注浆压力0.5~1.0MPa，大管棚施工完成后再进行洞门施工，洞门采用端墙式结构，C35混凝土浇筑，厚度1.5m。3.1.2洞身开挖根据地质条件采用不同开挖工法：Ⅱ级围岩段采用全断面开挖法，循环进尺3.5m，采用光面爆破，周边眼间距40cm，装药量0.15kg/m，炮眼痕迹保存率≥85%；Ⅲ级围岩段采用台阶法开挖，上台阶高度3.5m，循环进尺2.5m，上下台阶错开距离5~8m；Ⅳ级围岩段采用三台阶临时仰拱法开挖，每台阶高度2.5m，循环进尺1.5m，各台阶错开距离3~5m，临时仰拱采用I18工字钢+20cm厚喷射混凝土，封闭时间不超过12h；Ⅴ级围岩及软岩大变形段采用双侧壁导坑法开挖，导坑宽度4m，循环进尺0.8m，两侧导坑错开距离≥5m，核心土预留宽度≥3m，初期支护封闭时间不超过8h。3.1.3初期支护软岩大变形段采用“双层初期支护+预应力锚杆”体系：第一层初期支护采用I25b工字钢拱架（间距0.6m）+Φ27中空注浆锚杆（长度4.5m，间距1.0m×0.6m）+Φ8钢筋网（双层）+28cm厚C30喷射混凝土；第二层初期支护采用I22b工字钢拱架（间距1.0m）+Φ32预应力锚杆（长度6m，间距1.5m×1.0m，预应力150kN）+22cm厚C30喷射混凝土，支护总厚度50cm，允许变形量控制在30cm以内，变形速率超过5mm/d时立即采取补强措施。3.1.4高地热及岩爆防控地热段施工采用“通风降温+个体防护+局部制冷”组合措施：隧道内压入式通风风量不低于1800m³/min，通风管直径1.8m，出口风速≥3m/s；当洞内温度超过35℃时，设置局部制冷机组，出风口温度≤18℃；施工人员配备降温工作服，连续作业时间不超过2h，每1h轮换一次，洞内设置温度监测点，每100m布置1个，温度超过40℃时立即停工撤离。岩爆段施工采用“应力释放+超前支护+主动防护”措施：开挖前采用超前钻孔卸压，钻孔直径10cm，深度10m，间距2m×2m，向孔内高压注水软化围岩；初期支护增加Φ6钢筋网（网格10cm×10cm），拱部设置可伸缩锚杆，允许变形量15cm；掌子面后方50m范围内设置钢拱架防落石棚架，施工人员佩戴防砸头盔，掌子面无人时才进行爆破作业。3.1.5二次衬砌二次衬砌采用12m长液压模板台车整体浇筑，混凝土采用C35高性能耐腐蚀混凝土，抗渗等级≥P10，抗冻等级≥F300。衬砌钢筋采用数控设备加工，安装采用专用定位卡具，保护层厚度控制在5cm±1cm，混凝土浇筑采用分层对称浇筑，每层厚度不超过50cm，振捣采用插入式振捣器，振捣间距不超过30cm，避免漏振、过振。衬砌浇筑完成后12h内开始养护，养护时间不少于14d，采用喷淋+蓄水组合养护，衬砌表面湿度保持≥90%，二次衬砌与掌子面的距离：Ⅱ、Ⅲ级围岩段不超过200m，Ⅳ级围岩段不超过100m，Ⅴ级围岩段不超过70m。3.2桥梁工程施工方案（以藏木雅鲁藏布江特大桥为例）藏木雅鲁藏布江特大桥全长525.1m，主桥采用430m中承式钢管混凝土提篮拱桥，是世界首座跨度超400m的高原铁路拱桥，桥面距江面高差120m，设计风速34m/s，抗震设防烈度Ⅷ度。3.2.1基础施工两岸拱座采用明挖扩大基础，开挖深度25m，基底嵌入中风化花岗岩≥3m，开挖前先在边坡顶部设置2排Φ108抗滑桩，长度15m，间距2m，防止边坡滑塌。拱座混凝土采用C40大体积混凝土，单座拱座混凝土方量2.1万m³，采用分层浇筑，每层厚度30cm，浇筑间隔时间不超过7d，混凝土内部布设冷却水管，采用Φ50钢管，间距1.5m×1.5m，进水温度≤15℃，通水流量≥1.5m³/h，控制混凝土内部最高温度≤65℃，内外温差≤20℃，温度下降速率≤2℃/d，同时布置温度传感器，每50m³布置1个，实时监测温度变化。3.2.2拱肋施工拱肋采用钢管混凝土结构，单根拱肋直径1.8m，壁厚24mm，材质为Q420qE高强度钢，拱肋分13个节段工厂预制，单节段最大重量120t，采用缆索吊装系统安装，缆索吊跨径560m，额定起重量200t，吊装精度控制在±5mm以内。拱肋节段安装采用“两岸对称吊装、临时扣索固定”，每安装1个节段即张拉扣索，扣索采用Φ15.24钢绞线，单根破断拉力260kN，张拉力严格按设计值控制，偏差不超过±5%。拱肋合龙选在凌晨气温稳定时段（温度10℃~15℃）进行，合龙段采用焊接连接，焊接完成后分级松扣，松扣过程中实时监测拱肋线形，偏差超过10mm时立即调整。拱肋混凝土采用“泵送顶升、对称灌注”工艺，从拱脚向拱顶对称泵送，单根拱肋混凝土灌注时间不超过6h，泵送速度控制在15m³/h，灌注过程中两侧混凝土面高差不超过50cm，混凝土强度达到设计强度的100%后，再进行吊杆安装。3.2.3桥面系施工桥面系采用钢-混组合梁，梁高3.5m，钢梁节段工厂预制，单节段重量80t，采用桥面吊机安装，安装顺序从拱顶向两岸对称进行，每安装2个节段即张拉吊杆，吊杆采用低松弛高强钢丝束，单根破断拉力9000kN，张拉力偏差不超过±3%。桥面混凝土采用C40钢纤维混凝土，厚度25cm，采用分仓浇筑，每仓长度12m，浇筑前对钢梁顶面进行抛丸处理，涂刷界面剂，混凝土浇筑完成后采用机械振捣，养护时间不少于21d，桥面防水层采用聚氨酯防水涂料+高聚物改性沥青防水卷材，厚度≥3mm，确保防水寿命不低于30年。3.3路基工程施工方案拉林铁路路基总长102.3km，其中高填方路基32.7km（最大填筑高度42m），路堑路基28.5km（最大开挖深度38m），特殊路基41.1km（含冻土路基地段12.3km、膨胀土地段18.7km、岩溶地段10.1km）。3.3.1路基填筑路基填料优先选用A、B组填料，严禁使用膨胀土、冻土、有机质含量超过5%的土作为填料，填料最大粒径不超过15cm，含水率控制在最佳含水率±2%范围内。填筑采用“三阶段、四区段、八流程”工艺：三阶段为准备阶段、施工阶段、验收阶段；四区段为填筑区、平整区、碾压区、检测区，各区段长度不小于50m；八流程为施工准备、基底处理、分层填筑、摊铺平整、洒水晾晒、碾压夯实、检验签证、路基整修。分层填筑厚度根据压实设备确定：采用20t振动压路机时，松铺厚度不超过30cm，压实厚度不超过25cm；采用25t以上重型压路机时，松铺厚度不超过40cm，压实厚度不超过35cm。碾压顺序为“先轻后重、先慢后快、先边缘后中间”，碾压速度控制在2~3km/h，碾压次数不少于6遍，路肩部位多碾压2遍。高填方路基填筑前先进行强夯处理，强夯能级不小于3000kN·m，夯点间距4m×4m，强夯后地基承载力≥200kPa，填筑过程中每填筑5m进行一次冲击碾压，冲碾次数不少于20遍，路基沉降速率连续3个月小于5mm/月后方可进行轨道工程施工。3.3.2特殊路基处理冻土路基地段采用“主动降温+被动保温”措施：路基基底铺设20cm厚XPS保温板，导热系数≤0.03W/(m·K)，保温板两侧延伸至坡脚外2m；路基两侧设置热管，热管直径108mm，长度12m，间距3m，冬季将地下热量导出，保持路基处于冻结状态；坡脚设置2m高的块石护坡，块石粒径30~50cm，孔隙率≥30%，利用空气对流降低路基温度，控制冻胀量不超过5cm。膨胀土地段采用“换填+封闭”处理：路堑段开挖至设计标高后，超挖80cm，换填A组填料，顶部铺设2cm厚沥青混凝土封闭层，防止雨水渗入；填方段基底换填50cm厚碎石垫层，边坡采用骨架护坡+植物防护，骨架采用C25混凝土浇筑，间距3m×3m，骨架内种植耐寒耐旱草本植物，防止雨水冲刷边坡。3.3.3路基附属工程路基边坡防护与路基填筑同步施工，填筑一级防护一级，避免边坡裸露时间过长。重力式挡墙采用C25混凝土浇筑，泄水孔采用Φ10cmPVC管，间距2m×2m，向外倾斜4%，孔后设置30cm厚砂砾反滤层，挡墙每10m设置一道伸缩缝，缝宽2cm，填充沥青麻筋。锚杆框架梁防护采用Φ32螺纹钢锚杆，长度6m，间距3m×3m，框架梁截面尺寸0.3m×0.4m，C30混凝土浇筑。路基排水系统与地方排水系统顺接，排水沟采用C25混凝土浇筑，坡度不小于2‰，确保排水通畅，无积水。3.4轨道工程施工方案全线采用有砟轨道，正线钢轨采用60kg/mU75V无缝钢轨，轨枕采用Ⅲa型预应力混凝土轨枕，每公里铺设1667根，道砟采用特级花岗岩道砟，厚度35cm。3.4.1铺轨施工采用2台PG-28型铺轨机从两端向中间同步铺轨，日铺轨进度不低于2km。铺轨前先对路基沉降、桥梁变形、隧道净空进行验收，各项指标合格后方可铺轨。道砟摊铺采用摊铺机，摊铺厚度25cm，压实密度≥1.7g/cm³，轨排工厂预制，轨排长度25m，采用火车运输至铺轨现场，铺轨机吊装就位，临时固定后及时补砟整道。3.4.2无缝线路锁定钢轨焊接采用接触焊，焊接接头质量满足《钢轨焊接》TB/T1632要求，接头平直度：顶面0~+0.2mm/m，侧面0~±0.2mm/m，探伤合格率100%。无缝线路锁定轨温控制在15℃~25℃范围内，锁定前对轨道进行应力放散，放散温度均匀，放散量偏差不超过±5mm，锁定采用拉伸器配合撞轨法，锁定后及时设置位移观测桩，每500m设置1对，定期观测钢轨位移，位移量超过10mm时重新放散锁定。3.4.3道岔铺设正线道岔采用18号单开道岔，厂内预组装合格后运输至现场，采用吊车吊装就位，铺设精度满足：轨距偏差±1mm，水平偏差≤2mm，导曲线支距偏差≤2mm，道岔铺设完成后采用大型养路机械捣固不少于3遍，确保道岔稳定性满足160km/h运行要求。四、特殊工况施工保障措施4.1高原施工人员健康保障所有进场人员先在海拔3000m的营地进行7天适应性体检，患有严重心脑血管疾病、呼吸系统疾病的人员严禁进场。施工期间实行“三班两运转”工作制，每日工作时间不超过8h，禁止加班。每个施工点配备至少1名专职医生，每个施工队配备1台高压氧舱，人员出现高原反应时第一时间吸氧治疗，重症患者2h内转运至最近的县级医院。营地每日提供高热量餐食，人均每日蛋白质摄入量不低于120g，定期发放高原专用保健品，每年组织一次全员体检，建立人员健康档案，健康不合格人员及时调离高原岗位。4.2冬季施工保障当日平均气温连续5天低于5℃或最低气温低于-3℃时，启动冬季施工方案。混凝土拌合站采用封闭式暖棚，棚内温度≥10℃，拌合水加热至40℃~60℃，砂石料预热至0℃以上，混凝土拌合时间延长50%，混凝土出机温度≥10℃，入模温度≥5℃。混凝土浇筑后采用保温棉+电热毯+暖棚组合养护，暖棚内温度≥5℃，养护时间不少于28d。隧道施工洞口设置保温门，洞内通风采用预热送风，防止洞内结冰，土石方开挖采用松动爆破，严禁冻土强夯，避免地基扰动。4.3生态环境保护严格控制施工扰动范围，严禁随意破坏植被，施工便道、营地优先利用既有道路和荒地，减少新增占地。弃渣场严格按设计要求设置挡墙和排水系统，弃渣分层压实，顶面覆土厚度不小于50cm，种植当地原生草灌植被，植被成活率≥90%。雅鲁藏布江沿线施工严禁向河道排放污水、丢弃垃圾，桥梁施工设置钢围堰，钻孔桩泥浆经沉淀处理达标后排放，钻渣全部外运至指定弃渣场。沿线设置3处野生动物迁徙通道，施工期间禁止夜间鸣笛，每年3-5月藏羚羊迁徙季节，相关路段暂停施工，确保动物顺利迁徙