改建铁路扩能改造工程nlzq-ⅱ标葱坑隧道实施性施工组织设计

目录1概述21.1编制依据21.2工程概况21.2.1隧道地理位置21.2.2工程地质和水文地质31.2.3不良地质及特殊岩土31.2.4地震动参数及气象资料41.3工程设计情况41.4主要工程量81.5施工重点、难点及对策92.施工总布置112.1施工运输便道112.2施工供水112.3施工供电112.4施工供风112.5施工排水122.6施工通风122.7场地布置152.8弃砟场152.9施工通讯152.10洞内三管两线布置152.11火工品库162.12主要临时工程数量163施工组织安排183.1施工工期183.2施工组织机构与任务划分183.2.1项目部组织机构18 3.2.2架子队任务划分193.2.3架子队的设置及构成194施工总体安排225隧道开挖、支护施工措施235.1洞口工程235.1.1洞口情况的概述235.1.2洞口部位的施工程序235.1.3洞口部位的施工方法295.2洞身工程305.2.1施工方案305.2.2施工方法305.2.3施工主要工序措施425.3超前地质预报525.3.1超前地质预报内容及范围525.4隧道二次衬砌605.4.1仰拱615.4.2拱墙615.4.3主要工序措施625.5接口工程695.5.1综合接地施工695.5.2电缆槽695.5.3过轨管埋设706施工进度计划706.1施工进度安排原则706.2施工总工期及计划开、竣工日期706.3施工进度安排706.3.1工程项目施工进度指标706.3.2进度计划716.3.3工程项目施工进度分析71 7施工安全措施737.1安全目标737.2安全管理组织机构737.2.1安全管理组织机构设置737.2.2安全管理职责737.3安全管理体系747.4安全生产管理制度767.4.1安全生产责任书制度767.4.2安全生产技术交底制度767.4.3安全生产教育制度777.4.4安全生产检查制度797.4.5安全生产奖惩制度807.4.6安全生产交接班制度807.4.7安全事故报告和处理制度807.4.8安全风险预测设计制度807.5不良地质段的开挖与支护817.6出砟与运输安全技术措施817.7衬砌安全技术措施817.8通风与防尘827.9洞内供电与电气设备安全技术措施827.9.1电路敷设827.9.2接地与防雷837.9.3电器设备设置837.9.4漏电保护器设置847.9.5电器设备的安装847.9.6配电箱及开关箱的设置857.9.7电器装置的选择857.9.8低压带电检修工作安全措施867.9.9电器设备使用与维护安全措施87 7.9.10临时用电防火措施877.10隧道贯通前爆破安全措施887.11监控量测887.12隧道施工塌方事故预防、处理原则及主要措施908质量保证措施918.1隧道开挖918.2喷射混凝土918.3衬砌混凝土928.4衬砌混凝土防渗措施928.5防衬砌开裂的技术措施938.6防排水施工措施949工期保证措施999.1征地拆迁配合措施999.2缜密超前施工准备措施999.3组织保证措施999.4管理保证措施1009.5技术保证措施1009.6设备保证措施1019.7物资保证措施1019.8后勤保证措施1029.9冬雨季施工工期保证措施1029.10特殊条件下保证工期的措施10310施工环境保护措施10410.1施工现场环境标准10410.1.1噪声标准10410.1.2污水排放标准10410.1.3空气标准10410.1.4固体废弃物标准10410.1.5隧道施工标准104 10.2减小生态破坏10410.3加强对噪声、粉尘控制10510.4水环境保护10510.5大气环境保护10610.6弃砟、取弃土和固体废弃物处理10611水土保持10711.1水土保持的内容10711.2水土保持的措施10712文明施工及文物保护10912.1文明施工目标10912.2文明施工保证体系10912.3文明施工管理措施11012.3.1组织领导11012.3.2健全管理制度11012.3.3加强思想政治工作11012.3.4文明施工技术措施11012.3.5环境卫生管理11112.3.6安全文明标志11112.4文物保护管理措施11213施工资源配置11314应急预案11414.1组织指挥体系11414.2险情类别、预防措施、处置措施11414.2.1触电事故应急预案11414.2.2火灾应急预案11514.2.3易爆品、火工品爆炸事故应急预案11614.2.4隧道塌方应急预案11814.2.5水灾应急预案12014.2.6隧道岩爆应急预案121 14.2.7突水突泥应急预案12214.2.8隧道作业窒息应急预案12314.3应急响应标准12415附表125表15-1劳动力计划表125表15-2主要材料供应计划表125表15-3拟配备本工程的实验和检测仪器设备表125表15-4总体施工进度计划横道图125表15-5总体施工进度计划网络图125表15-6葱坑隧道主要设备进场计划125表15-7葱坑隧道施工现场平面布置图125 1概述1.1编制依据（1）改建铁路南平至龙岩线扩能改造工程NLZQ-Ⅱ标工程施工总价承包招标文件、补遗（答疑）书、工程量清单、葱坑隧道设计图等；（2）当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；（3）中国水利水电第十四工程局有限公司所拥有的技术装备力量、机械设备、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验；（4）相关技术标准、施工指南及福建福平铁路有限责任公司下发的相关文件；《铁路工程施工施工组织设计指南》（铁建设［2009］226号文）《铁路隧道监控量测技术规程》（铁建设［2007］138号）《铁路给水排水施工技术指南》（经规标准［2009］73号）《铁路建设项目现场安全文明标标志》建技［2009］44号《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设（2010）241号《铁路隧道工程施工规范》TB10204-2002《新建铁路工程测量规范》TB10101-99《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210-2001《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009《铁路工程基本作业施工安全技术规程》TB10301-20091.2工程概况1.2.1隧道地理位置葱坑隧道范围位于福建省三明市境内，最高海拔为320米。隧道进口位于椒畔村境内，出口位于后底村境内，最大埋深约77米，最小埋深约5米。隧道线路里程 DK44+660～DK47+201，全长为2541米。隧道洞身段为剥蚀低山及山间谷地，山体坡度约30~55°，谷地呈狭长带状展布，植被发育，辟为林地。1.2.2工程地质和水文地质（1）地层岩性1）山坡表层为Qel+dl粉质粘土，红褐色，黄褐色，硬塑，厚0至4m，部分地段有Qel+dl碎石土，灰黄色，稍密至中密。2）γ花岗岩，褐黄色、灰白色，全风化至弱风化，全风化厚5～20m，分布于DK44+657～DK45+675及DK47+053～200段。3）C1l石炭系下统石英砂岩，灰白色至青灰色，全至弱风化。弱风化，岩体较完整，局部节理裂隙发育，分布于DK45+675～DK46+110段。4）P2l二迭系上统龙潭组碳质粉砂岩，灰褐色至红褐色，全至弱风化。全风化呈砂土状，强风化裂隙发育，弱风化，岩质较软，岩体完整，分布于DK46+110～DK46+938段。5）P2l二迭系上统龙潭组泥岩，紫红色，全至弱风化，主要分布于DK46+938～DK47+053段。（2）地质构造1）DK45+297发育F1断层，断层产状200°∠55°，破碎带宽约4m。2）物探资料显示DK45+675发育F2断层，断层产状不明，倾向大里程，倾角约为79°。3）DK46+056发育F3断层，断层产状310°∠85°。4）DK46+110发育F4断层，断产状310°∠75°，破碎带宽约10m。5）物探资料显示DK46+938为P2l碳质粉砂岩与P2l泥岩岩性接触带，二者呈整合接触关系。6）DK47+053为P2l泥岩与γ花岗岩岩性接触带，二者呈侵入接触关系。1.2.3不良地质及特殊岩土 DK45+230左侧20m可见一小型溜坍，长约15m，宽约8m，滑床厚约3m，目前极不稳定；DK45+476右侧349.8m有一小型溜坍，长约5m，宽约8m，滑床厚约2m，目前极不稳定；DK47+059至+093左侧39m至右侧77m可见溜坍外露，DK47+214左侧14.3m为一小型溜坍，长约10m，宽约20m，滑床厚约2m，目前极不稳定，右侧也存在小型溜坍长约10m，宽约60m，滑床厚约1.5m，目前极不稳定。1.2.4地震动参数及气象资料根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。隧道工点年平均气温18.8~19.6℃，极端最高气温41.8℃，极端最低气温-5.8℃，1月最冷月平均气温9.7℃，7月最热月28.7℃，有霜期日数64天。1.3工程设计情况（1）洞口工程隧道进口里程为DK44+660，DK44+660～DK44+679段为明洞，洞门结构为帽檐斜切式缓冲洞门，隧道出口里程为DK47+201，DK47+182～DK47+201段为明洞，洞门结构为帽檐斜切式缓冲洞口。洞门边仰坡设置截水天沟，边坡采用锚网喷支护。具体支护设计及参数详见相关设计图纸。（2）洞身工程隧道设计Ⅱ级围岩755m，Ⅲ级围岩645m，Ⅳ级围岩585m，Ⅴ级围岩556m。隧道采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚支护，主要支护形式：喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢架等，在初期支护和二次衬砌之间设置防水隔离层，设置预留变形量。特殊地形地质地段，对支护措施采用管棚、小导管等等措施进行加强。衬砌支护参数见表1-1.表1-1葱坑隧道围岩级别划分表序号里程长度围岩级别1DK44+660～DK44+72161Ⅴ2DK44+721～DK44+74120Ⅳ3DK44+741～DK44+79655Ⅲ4DK44+796～DK45+146350Ⅱ5DK45+146～DK45+24195Ⅲ6DK45+241～DK45+436195Ⅳ7DK45+436～DK45+46630Ⅲ 8DK45+466～DK45+626160Ⅱ9DK45+626～DK45+65125Ⅲ10DK45+651～DK45+74190Ⅳ11DK45+741～DK45+78645Ⅲ12DK45+786～DK46+031245Ⅱ13DK46+031～DK46+06130Ⅲ14DK46+061～DK46+161100Ⅳ15DK46+161～DK46+21655Ⅴ16DK46+216～DK46+28165Ⅳ17DK46+281～DK46+621340Ⅲ18DK46+621～DK46+65130Ⅳ19DK46+651～DK46+751100Ⅴ20DK46+751～DK46+78635Ⅳ21DK46+786～DK46+82640Ⅲ22DK46+826～DK46+87145Ⅳ23DK46+871～DK47+201330Ⅴ合计Ⅱ级围岩755m；Ⅲ级围岩645m；Ⅳ级围岩585m；Ⅴ级围岩556m。（3）内轮廓净空要求隧道内轮廓按满足《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》（铁建设函［2005］285号）中电力牵引铁路桥隧建筑限界（KH-200）要求拟定，线间距为4.4m时，轨面以上净空面积为81.37㎡，曲线上隧道衬砌内轮廓不需加宽，仅考虑线间距加宽。隧道内双侧设置贯通的救援通道，宽度1.25m，高2.2m，外侧距离同侧线路中线≥2.2m，救援通道底面高出内轨顶面30cm。（4）主要技术标准1）铁路等级：Ⅰ级铁路。2）正线数目：双线。3）速度目标值：200km/h。4）曲线半径：葱坑隧道全段位于直线上。 5）正线线间距：4.4m。6）坡度：隧道全段位于8.6‰坡中。7）建筑限界：“电力牵引铁路KH-200桥隧建筑限界”（非双层集装箱限界）。 表1-2衬砌支护参数表衬砌类型预留变形量（cm）初期支护二次衬砌喷混凝土钢筋网锚杆钢架拱墙（cm）底板/仰拱（cm）施做部位及混凝土等级厚度（cm）设置部位网格间距（cm）钢架规格设置部位间距（环向×纵向）（m）长度（m）设置部位钢架类型间距（m）Ⅱa型1～3拱部C255---拱部-2.5---35※40Ⅲb型4～6拱墙C2512拱部25×25φ6拱部1.2×1.53.0---4040Ⅲc型4～6拱墙C2518拱部25×25φ6拱部1.2×1.53.0拱墙130格栅1.5m4040Ⅲ级下锚洞4～6拱墙C2518拱部25×25φ6拱部1.2×1.53.0拱墙130格栅1.2m4040Ⅳb型7～10拱墙C3023拱部20×20φ6拱部1.5×1.53.5全环Ⅰ18型钢0.8☆4045仰拱C2523边墙1.5×1.2 Ⅴb型10～15拱墙C3025拱墙20×20φ6拱部1.5×1.54.0全环Ⅰ20a0.6※45※55仰拱C2525边墙1.2×1.0隧道进出口洞门设计为帽檐斜切式带缓冲结构的洞门，采用明挖施工，明洞衬砌采用C35钢筋混凝土，厚度70cm。 （5）隧道防排水隧道防排水遵循“防、排、堵、截结合，因地制宜，综合制理”的原则，满足《地下工程防水技术规范》（GB50108）规定的一级防水标准，即衬砌表面无湿渍。（6）监控量测现场监控量测不仅监测各施工阶段围岩和支护动态，确保施工安全，而且是调整初期支护设计参数、确定二次衬砌和仰拱的施做时间的依据。量测项目：洞内外观察、水平相对净空变化值的量测及拱顶下沉量测为必须进行的监控量测项目；对浅埋地段应进行地表下沉量测，根据施工需要必要时增设隧底上鼓及围岩内部变形等量测项目；施工完成后应进行沉降观测，以确定无砟轨道的铺轨时间。监控量测点布置间距：Ⅴ级围岩地段为5m、Ⅳ级围岩地段为10m、Ⅲ级围岩地段为30~50m、Ⅱ级围岩地段为50m。1.4主要工程量主要工程量如下表1-3所示。表1-3葱坑隧道主要工程量序号分项工程名称单位工程量1土石方m3299118.642喷砼C30m37867.693喷砼C25m37105.374喷砼C20m3159.45衬砌C35混凝土m323973.826衬砌C30混凝土m322385.817C20混凝土m314216.769注水泥浆m37879.510Φ6挂网钢筋t92.6311钢筋HPB300t213.1812钢筋HRB400t929.8313中空锚杆Φ22L=4.0m根345514中空锚杆Φ22L=3.5m根370315中空锚杆Φ22L=3.0m根517616中空锚杆Φ22L=2.5m根3020 17砂浆锚杆Φ22L=4.0m根558918砂浆锚杆Φ22L=3.5m根360419I20钢架t1359.7720I18钢架t1026.1921130格栅t152.3122水泥浆m31565.323定向水平旋喷桩m594024φ42mm，壁厚3.5mmkg507702.5625φ50mm，壁厚3.5mmkg24726.2426φ50mm，壁厚5.0mmkg49391.6427φ108mm*9mm热轧无缝钢管kg58156.8628φ89mm，壁厚5mmkg102460.429φ95mm，壁厚6mmkg3907.730φ108,壁厚5mmkg6400.831排水管m13468.6232土工布m269017.7733止水带m212461.334止水胶m15748.3735EVA防水板m271520.77说明：此工程量不作为结算依据，为参考的大约工程量。1.5施工重点、难点及对策重点（关键）工程和难点工程分析及主要对策见下表：表1-4工程重难点分析及对策表工程重难点及分析主要应对措施隧道进洞施工隧道进口洞口为粉质粘土，花岗岩为全风化至弱风化，洞身岩体风化强烈，稳定性差；出口洞口为浅埋段，1、隧道洞口开挖前，做好隧道洞口截排水沟，对于上方可能滑塌的地表土围岩等先清除，必要时，对隧道洞口开口线外地表进行加固处理；2、开挖自上而下分层开挖，开挖完成后及时进行边仰坡的锚喷支护，尽早固结洞口； 粉砂岩、泥岩风化层及花岗岩全风化层，岩体破碎，遇水松软，稳定性差，施工风险较高，如何保证安全进洞是本隧道施工的重点。3、正洞开挖前，严格按照设计要求做好洞口的超前管棚支及水平旋喷桩施工（明暗分界处）；4、洞口段施工严格控制循环进尺和台阶高度，破碎带施工采取短进尺、弱爆破、强支护、勤测量施工原则。断层破碎带及接触带围岩破碎，含水较丰富，施工不当容易造成围岩坍塌、支护变形侵限。应加强排水及采取以下措施：（1）加强土石分界范围的初期支护措施，配合钢架，采取超前小导管注浆及洞身管棚注浆加固；（2）按照“管超前、预注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的原则施工。（3）必须做好锁脚锚管，尽量采用机械或人工开挖，需放炮时采取小炮以防坍塌。仰拱及时跟进，初期支护尽早封闭成环。（4）加强监控量测，并依据量测数据分析判定支护稳定情况，以便调整支护参数。监控量测洞身V级围岩地段围岩破碎、浅埋，易发生变形，监控量测可监测围岩及支护变形情况，预防发生塌方事故，所以做好监控量测是本工程施工的重点。（1）及时布设观测点、及时观测数据、及时分析数据、及时反馈结果、及时采取措施；（2）施工过程中把监控量测纳入施工工序中，做好设计与施工间的信息传递与反馈，以便修正开挖方法和参数，实现优化设计和安全施工；（3）监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行量测项目和内容的调整。量测数据应及时分析处理，并与工程类比法相结合，及时调整支护参数和施工对策；（4）当拱顶下沉，收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，及时分析原因，采取措施。超前地质预报隧道洞身发育4处断层，两处接触带，岩体破碎，最大涌水为430m3/d，（1）对照设计图的地质资料，根据预报地质条件的变化情况及对施工的影响程度调整施工方案；（2）断层及断层影响带的位置、规模及其性质以便及早做好施工准备； 易发生围岩坍塌事故，超前地质预报可提前对前方预判，以指导施工安全度过。（3）预报可能出现突泥突水地点、涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影响及时制定应对措施。（4）不同岩性、围岩级别变化界面的位置；（5）浅埋段地面出现下沉或裂缝时，预报其对隧道稳定和施工的影响程度；（6）及时了解工程地质灾害可能发生的位置和规模以便制定应对措施。 2.施工总布置2.1施工运输便道施工便道选定按照既满足施工需要，又节省投资的原则，尽量利用地形条件，减少对洞口植被的影响。葱坑隧道位于三明市沙县境内，隧道进口位于椒畔村境内，出口位于后底村境内，毗邻G205国道，交通较方便。新建便道标准：（1）改扩建现有乡村水泥路标准：局部扩宽，路面采用泥结石路面，扩宽道路路面总宽6.5m，长度20m。（2）自现有道路至洞口道路标准：山区地段便道干线宽4.5m，引入线为3.5m，每200m～300m设会车道一处，宽6.5m，平面半径一般不小于20m，极困难条件下为15m。2.2施工供水隧址地区地下水丰富，可打井取水。拟在隧道施工洞口附近设置100m³的高山水池供洞内施工用。上水管用2×Φ100mm钢管，下水管用Φ150mm钢管。高压水管安装在高压风管上部，为满足施工用水水压要求，在管道进入洞内适当位置设管道增压泵。2.3施工供电葱坑隧道用电从附近高压线T接引入，隧道进、出口各配置1台800kvA变压器，兼顾施工及生活用电。隧道施工供电线路采用400／220V三相五线系统，动力设备采用380V，照明采用220V、隧道掌子面照明采用36V电压供电。附近均有高压线可接入。为防止因特殊情况高压电源停电而影响施工，在进、出口各配置300kw发电机组。2.4施工供风在隧道进、出口共配置8台空压机，采用Φ200mm钢管供风。为储存风量，缓解风压损失，在主管线上隔段增设风包，在管线最低和末端处加设油水分离器，经常排放高压风管和风包中的积水、油污，保证供风质量。高压风前期采用洞外电动空压机组成的压风站供风方式，掘进大于800米后采用在洞内布置增加风包供风方式，高压风管直径采用Φ 200mm无缝钢管，进洞后采用托架法安装在边墙上，沿全隧道通长布置，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。2.5施工排水施工排水主要为地下渗水和施工用水的排水。根据本工程设计资料，葱坑隧道区段内涌水量大为430m³/d。排水方式：顺坡排水。正洞上台阶渗水及涌水通过边墙临时侧沟引入集水坑，再由集水坑自仰拱中心水沟排出洞外。反坡排水：采用水泵将掌子面附近水抽至中心水沟集水坑，再经过集水坑抽排至洞外，集水坑数量根据现场开挖长度确定，集水坑配备两套抽水设施，一套工作一套备用，排水管采用Φ150mm软管，排到洞外的污水经沉淀池处理达标后排放。2.6施工通风隧道均采用长管路独头压入式通风，由洞外经长风管将新鲜风送至工作面，污风沿隧道排出。根据各洞口承担的施工任务，葱坑隧道进、出口各布置1台2×110kw轴流风机。轴流风机选用SDF（c）-NO12.5型（全压1378~5355Pa，电机功率2×110KW），通风管直径为Φ1.5m。施工通风方案：隧道进、出口施工通风主要采用长管路独头压入式通风，由洞口回风。通风最长距离为进口施工段，长度为1530m。通风检算进、出口采用相同类型通风设备，若通风满足进口通风要求，则同样满足出口施工需要，因此本通风检算只考虑进口施工通风。通风管使用PVC拉链风筒，节长20m，平均百米漏风率0.67%，接头漏风率0.179%，考虑通风筒架设弯曲、个别破损等，取平均百米漏风率P100=1.2%，摩擦阻力系数a=1.4×10-3kg/m³。全断面开挖断面积正洞Amax=128㎡一次爆破最大用药量正洞Gmax=342kg洞内最多作业人数正洞70人爆破后计划排烟时间t=30min洞内掌子面内燃机功率按1台CAT320D挖掘机107kw，1台ZL50C装载机车162kw和1台北方奔驰工程车227kw考虑。掌子面需风量计算： 按洞内允许最低风速计算：Q1=Vmin×Amax式中：Vmin—保证洞内稳定风流之最小风速0.15m/sAmax—开挖最大断面积。Q1=0.15×128×70=1344m³/min按洞内最多作业人数计算：Q2=3MK式中：M—洞内同时最多作业人数K—风量备用系数K=1.23—每人每分钟所需新鲜空气量（m³/人·分钟）Q2=3×70×1.2=252m³/min按排除炮烟计：式中：ψ—淋水系数，沿干燥岩层掘进的巷道取0.8；b—炸药爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取b=40；K—扩散系数0.4；L临—稀释炮烟达到允许浓度所需隧道长度（m）;P—风筒漏风系数。④按稀释内燃废气计算其中：Qi—单位功率所需风量指标，采用2或3（m³/min.KW）N—各种内燃机设备功率K—利用率系数K=0.65通过Q1、Q2、Q3、Q4比较，最大需风量为1871m³/min。供风计算 沿程风压损失：式中：风阻系数R=6.5×a×L/D5=6.5×1.4×10-3×1530/(1.5×5)=1.856Q机—通风机高效风量2385m³/min（计划2台轴流风机供应一个正洞工作面）Q需—掌子面需风量1871m³/minD—通风管直径1.5mQ损=Q机×P100×L/100=2385×1.2%×1530/100=437.89m³/min通风管出口风量：Q出口=Q机—Q机×P100×L/100=2385-2385×1.2%×1530/100=1948m³/min由以上结果可知，Q出口=1948＞Q需=1871m³/min，P损=2300Pa2B20～50B