复杂地质条件下长大山岭隧道施工组织设计课件.ppt

'复杂地质条件下长大隧道施工组织研究湖北宜昌 摘要施工组织设计是工程施工极其重要的关键工作，直接决定工程施工成败，是确保长大隧道施工处于有序可控状态的技术保障。本文从工序组织、劳力和机械配置、运输方式等方面来探讨***隧道如何通过施工组织来确保长大隧道施工进度、安全、质量和效益水平不断提高。 前言***隧道全长5867m，在进口端右侧30m预留二线位置设置不贯通平导，单面上坡，最大埋深约700m，是实施综合施工地质预测预报的11座隧道之一，是全线14座重点隧道工程之一,同时又是全线8座一级风险隧道之一。隧道穿越大路坡复向斜（由大路坡向斜、尖山坡背斜、穿心坪向斜组成）；区内发育有8条（F1—F8）断层和2条暗河（DK105+970牛鼻子暗河和DK105+020凉水井暗河），预测最大涌水量约19万m3/d，正常涌水量48529m3/d。***隧道主要的地质问题是：岩溶、断层破碎带的突水突泥、高地应力(岩爆或软岩大变形)、高水压、高地温、煤系地层及瓦斯。 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定通过短隧道、中长隧道、长大隧道施工特点的分析和对比研究，可得出下列结论： 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定1.1在开挖方法方面，除有人工钻孔和机械钻孔可供选择外，开挖方式依据地质情况分为短台阶法和全断面是一致的。根据实际情况,采用人工钻孔是参建单位的唯一选择。 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定1.2由于是长大隧道，其运输方式和通风效果有关。根据单口施工长度近4Km的情况下,显然采用无轨运输方式是不行的。通过其他单位的经验和有关资料，单口施工长度2Km以下的情况下，通过减少车辆废气、加强通风，可以采取无轨运输方式。（长大隧道通风技术作为单独科研项目，本文不再总结） 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定1.3岩溶复杂情况下的长大隧道其地质预测预报工作，在施工过程中显得极其重要，有的可以纳入工序管理，有的作为一项工作，对正常的施工工序是一定影响的，但在现场施工组织必须考虑。（长大隧道地质预测预报研究作为单独科研项目，本文不再总结） 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定1.4长大隧道在铁路线上一般都是重点或控制工程，与短隧道、中长隧道施工工期都差不多，因此，在工期保证方面压力较大，需要有较高的进度要求，因此，在设备配套和工序循环时间要求方面值得很好的优化和研究。 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定1.5生产辅助系统方面有些不同。长大隧道的供风、供水、供电、排水系统和短、中长隧道方面相似，但距离更长，需要根据设备配置和工作面情况进行设计，主要是高压电进洞，以解决洞内通风、照明、电气设备（如洞内电动空压机）的用电问题。 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定1.6由上述几点，在大的施工组织方案确定后，复杂地质条件下长大隧道施工组织的好坏从施工进度方面可直观的反映，主要解决的关键技术： 1长大隧道施工组织研究关键技术的确定1.6.1复杂地质条件下长大隧道运输施工组织方案；1.6.2复杂地质条件下长大隧道机械选型和优化配套；1.6.3复杂地质条件下长大隧道分工序劳动力组织； 2长大隧道施工组织研究关键技术的研究具体研究分理论计算和参观、学习几个方面，并随施工进展情况及时研究解决出现的问题。 2长大隧道施工组织研究关键技术的研究2.1***隧道运输施工组织研究***隧道运输施工组织方案从施工组织设计角度就确定，在进口实施有轨运输方式，出口采取无轨运输方式。在这方面，研究主要的内容是有轨运输。首先平导断面小，只有采用有轨运输才能施工。在有轨运输方面的研究，主要是依据整体施工组织方案和工期进度指标，通过理论计算确定。***隧道进口整体施工组织方案是平导1个工作面、Ⅰ线正洞1个主工作面，由平导通过横通道进入Ⅰ线作为1个辅助工作面。通过理论计算，就Ⅰ线工程确定了轨道布置，明确需最低配置的电瓶车、梭矿车、轨道混凝土运输车的数量，上报集团公司后得到了批准。在Ⅱ线明确施工后，结合Ⅰ线进展，确定了总体施工组织方案，并以计算需增加得运输设备。 2长大隧道施工组织研究关键技术的研究2.2***隧道机械选型和优化配套研究***隧道机械选型和优化配套的研究，在参观隧道局宜万线特长隧道-野三关隧道后，结合***隧道特点确定的。装碴设备的选型方面，在考虑成本后和平导平导的设计断面大小选定了WZL-160电动挖装机。***隧道平导断面矮小，只能布置单线轨道（局部设置会车道），在架设通风管后，净高小，因此，选型就确定选用S14梭矿车，主洞选用的是S20梭矿车，有轨砼运输车6-8m3，电瓶车选型均为14吨以通用 2长大隧道施工组织研究关键技术的研究2.3***隧道分工序劳动力组织隧道内开挖面工序流程一般分为钻爆、通风、出碴、支护，开挖面后方工序有仰拱施工、防水板、衬砌，在配置了合理的施工设备后，快速施工的关键因素是工序流程和工序的劳动力配置。明确工序流程是首要的。隧道施工的工序流程安排是否合理，直接影响施工进度，工序劳动力的配置影响的是工序循环时间，对进度有重大影响。为提高开挖进度，在围岩完整性、稳定性较较好的Ⅲ级、Ⅳa围岩地段，在安全有保障的前提下，将初期支护适当延后25m左右，钻眼和喷射混凝土变为平行作业，可直接加快开挖速度。流水作业的工序时间的控制十分重要，除劳动力数量外，提高劳动力效率和工序质量是是现场管理的重要内容。通过分析、参观和研究，基本明确了各工序循环时间和最低劳动力配置,在工序方面明确提出了“六定”标准。 3***隧道施工组织实施情况3.1***隧道进口端：前期采用无轨运输方式，2006年下半年采用有轨运输方式。机械设备配置情况：主洞掌子面1台装载机，负责掌子面装碴和移开挖台架工作；挖掘机1台，负责掌子面扒碴及仰拱开挖等作业；主洞出碴运输设备共配备6台电瓶车，6台梭矿（包括1套备用），5套20m3出碴设备，可满足出碴作业。仰拱衬砌施工共配备2台6m3和1台8m3有轨砼运输车，基本可以满足仰拱衬砌施工。平导开挖断面14m3左右，每循环进尺约2m，共配置6台14m3出碴设备可满足平导快速施工，平导掌子面配备1台挖装机作为装碴设备，可满足快速施工需要。每循环出碴作业时间基本控制在2～3小时之间。平导最高月进尺超过300m。横通道正洞工作面，配备1台50装载机和1台挖装机作为装碴设备，出碴设备和平导共用,基本可满足快速施工需要。 Ⅰ线衬砌采用2台12m电动行走式全断面液压衬砌台车，砼输送泵泵送入模，每月施工衬砌一般在180m左右。***隧道进口开挖方法主要以全断面开挖为主。隧道全断面开挖劳动力配置是正洞钻爆每班16人13台钻（隧道局全断面20人19台钻），钻孔深度一般在2.7m左右，每开挖钻眼装药时间2.5～3.5个小时；平导钻爆实行两班制，每班二个循环，每循环进尺2.0m左右，配7人6台钻。初期支护人员主洞两班制每班4～5人，平导及横通道工作面每班4～5人。主要是由于进口开挖围岩始终较好，支护量少，施工中距掌子面的距离可以适当拉开。如果围岩差，支护量大，需安装格栅、挂钢筋网、安装锚杆，则支护人员劳动力明显不足，假如需安装格栅，则支护人员应保证在每班10人，方可满足支护施工需要。每月150m衬砌施工进度，距宜万总指要求的二次衬砌距掌子面距离不得大于150m的标准始终有一定的差距，衬砌台车的功效达不到宜万线的中等水平。 3***隧道施工组织实施情况3.2***隧道出口端***隧道出口采用无轨运输方式。开挖是采用人工钻孔，装载机装碴，无轨出碴。衬砌采用12m电动行走式全断面液压衬砌台车，砼输送泵泵送入模，其施工组织由于前期地质情况很差，与一般无轨运输方式施工的隧道基本相同。出口段前期施工管理模式为大包，2005年3月，应集团公司要求改为劳务分包，2006年4月Ⅰ线正洞改变为班组承包。目前经理部有管服人员61人、班组人员167人，隧道施工机械具112台套。 4、成功经验和存在问题通过实施有轨运输，***进口的洞内施工环境基本达到相关规定要求，出碴工序时间基本固定，在劳动力数量满足要求的情况下，施工进度基本保持在一定水平上，特别是平导最终突破了300m/月的进度指标。经验是合理设备配置是基础，如进口前期的无轨运输总体来看不是必要的；出口在后期施工中，由于环境的恶化，施工效率将难以提高；在科研方面存在的问题是一些工序的时间与先进水平相比，只是处于中间水平，说明还有提高的余地，还需进一步完善。'