1123隧道施工组织设计.docx

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1123隧道施工组织设计

1.编制依据及原则

1．1编制依据

本标书依据海军1123工程指挥部颁发的《1123隧道工程招标文件》以及国家、军队、行业施工规范、现场踏勘的实际情况编制。

1．2编制原则

满足业主的工期、质量、安全要求；

满足业主的保密要求；

采用新设备、新工艺、新方法、新技术；

注意环境保护，节约用地，节约投资。

2.工程概况

2．1地形地貌

本工程所在地周围地形复杂，山高坡陡，最高海拔200米，隧道最大埋深185米，水源丰富。

场内地势平缓，对施工场地布置十分有利，地表植被茂密，环境优美，施工干扰小。

洞口四面环山，有利于隐蔽和保密。

2．2工程地质

本工程地质条件较好，从招标文件及现场踏勘情况来看，洞口段地质为上伏2~3米堆积体，下为凝灰岩，由此推断洞口段30米左右围岩节理发育，比较破碎，为Ⅲ级，其余地段围岩较好，可达Ⅰ、Ⅱ级。

2．3主要工程数量

主要工程量见下表：

工程项目

单位

数量

工程项目

单位

数量

切口土方（三类）

m3

5000

喷砼钢筋网φ10

t

142.69

切口石方（五类）

m3

5000

LDPE防水卷材

m2

3285.86

掘进排碴（七类）

m3

82525

结晶涂料

m2

2865.39

被覆钢筋砼

m3

4225

φ150经络排水管

m

2631.51

被覆钢筋

t

255.69

φ50经络排水管

m

9760.57

喷射砼

m3

3178.6

橡胶止水带

m

867.55

砂浆锚杆φ25

t

240

钢筋砼通风管φ1400

m

219.98

2．4工程特点及重难点

2．4．1工程特点

1、主洞洞口地质差，覆盖层厚，支洞库房开挖最大跨度17米，矢跨比0.25。

2、被覆厚度形式多、变化大，被覆厚度0.6~2.0米。

3、标段内有三处支洞与主洞相交，位置各不同，断面大小不一。

4、初期支护要求高：

由于支洞库房跨度较大，只有确保初期支护施工质量，才能更好地保证施工安全，防止围岩坍塌。

2．4．2工程重点

本工程的重点为327米主通道的开挖支护及3号库房的开挖支护，它是本工程的关键线路。

主洞净空小，担负着各支洞的运输及通风等任务，开挖量约2万立方米，主洞能否安全、快速、有序地开挖，控制着整个工程工期。

2．4．3工程难点

本工程的支洞库房施工开挖跨度比普通隧道大，开挖数量大，开挖时围岩拉应力大且拉应力区分布广，开挖后对围岩的支护要求较高；库房的施工通风困难；工作面多、通道狭窄、运输协调有一定难度；洞内断面变化频繁，工序转换多。

洞口及软弱围岩破碎带防坍：

洞口段岩体节理发育，洞内也极可能有节理、破碎带，风化严重，较破碎，有地下水，埋深浅，施工中若加固措施不当，围岩极易坍塌。

长锚杆施作：

洞库支护锚杆，采用4~4.5米长锚杆，数量较大，施工困难，钻孔要用专用机械和长钎，软弱地段需防坍孔，注浆时需采取措施堵孔和排气，以保证注浆饱满。

明洞段库门被覆砼厚度较大，且大体积砼灌注施工水化热产生量大，洞内散热困难，易造成出现裂缝，需采取处理措施。

3.施工总目标、指导思想及施工组织机构

3．1施工总目标

一、质量总目标：

确保工程达到国家及军队有关工程质量验收标准，工程一次验收合格率达100%，优良率达95%以上。

本标段争创全优工程。

二、工期目标：

施工总工期197天。

三、安全目标：

安全生产达国标。

3．2施工指导思想

加强领导、强化管理、科技先行、严格控制、确保工期、优质安全、文明规范、争创一流。

3．3施工组织机构

若我公司中标，我们将严格按照《建设工程管理规范》进行该项目的管理，成立中铁二局第一工程有限公司1123工程项目经理部，行使管理职能、履行合同的权力和义务，确保工程优质、安全、按期完成。

经理部设工程技术部（内含精密测量组、工程调度和保密室）、计划合同部、财务部、物资设备部、安全质量部、试验室、综合办公室。

部门分工协作，责任落实到人。

人员本着“优质、高效、精干”的原则配备：

项目经理、副经理、总工程师各1人；工程技术人员10人；计划合同部2人；财务部3人；物资设备部3人；试验室4人；安全质量部3人；综合办公室3人；保密室2人；公安1人；共计34人。

详见《施工组织机构框图》。

4.施工方案及方法

4．1总体方案

根据本工程的重点及难点，拟定工程施工总体方案为：

毛洞掘进以快速施工主通道，增辟5号、4号、3号洞库平行工作面。

主通道进至5号库房后，洞内始终保持两个工作面，即在5号库房处分为主通道及5号库房两个工作面；主通道进至4号库房时，5号库房基本结束，该套设备调出开辟4号库房；主通道内的一套设备掘进到3号库房后直接掘进3号库房，剩余25米通道用4号库房设备完成。

2号、1号无名洞室作为调节工序。

运输采用无轨运输；被覆砼数量较少且形式多样，采用自制台架施工；砼灌注采用混凝土输送泵灌注。

掘进及锚杆采用三臂台车钻孔；爆破采用光面爆破；通风采用抽压混合式通风。

4．2分项工程施工方法

一、洞口土石方施工

根据施工图纸及实际地质状况，先清除树木杂草、虚碴、危石，进行测量放样，挖出洞口截水沟，然后施工洞口土石方。

洞口土方施工采用挖掘机自上而下挖装，自卸汽车运输；石方采用小型凿岩机钻孔爆破，挖掘机挖装，自卸汽车运输。

石方边坡开挖采用预裂控制爆破，土方边坡采用人工配合挖掘机自上而下刷坡，边挖边进行钢筋网锚喷支护，及时封闭开挖面，干净利落挂齿进洞。

以利尽早恢复植被，进行洞口伪装。

二、毛洞开挖及支护

1、机械配置

主通道及3号库房掘进配一台21SGBC-CC三臂凿岩台车，支护配一台MO-50锚杆台车及一台AMV7450喷浆机械手，注浆机采用DLB40/50注浆机。

4号、5号库房掘进配一台21SGBC-CC三臂凿岩台车，支护配一台MO-50锚杆台车及一台AMV7450喷浆机械手，注浆机采用DLB40/50注浆机。

2、主通道开挖

主通道及硐室开挖断面较小，采用全断面开挖，三臂凿岩台车钻孔，孔深控制在3.2~3.5米（洞口段控制在2.2~2.5米），按光面爆破设计，非电毫秒微差网络起爆，直眼掏槽，掏槽区域在毛洞中下部左右交替，掏槽及掘进药卷采用φ40药卷，周边眼用φ25光爆药卷，不偶合系数D=1.68（爆破设计见附图）。

洞口段计划月进尺90米。

其余部分计划月进尺135米。

循环时间见下表：

主洞开挖作业循环时间表

项目

作业时间（min）

备注

测量、布孔

60

钻孔

240

含打上循环锚杆

装药起爆

60

通风

30

排险

40

出碴

300

初喷砼

200

含复喷上循环砼

合计

960

主通道施工工序图

3、

主洞与毛洞连接部硐室开挖

使用三臂台车能满足主洞与支洞之间连接部开挖的跨度及高度，故采用全断面开挖法，施工方法及循环时间同主洞开挖。

进入支洞后，为保证施工安全按喇叭口形逐步扩大，扩大到支洞设计断面后，台车反向扩大连接位置。

4、库房开挖

库房开挖断面比较大，全断面开挖难以保证开挖精度，故采用台阶法施工，台阶长度5~8米，上台阶采用多功能台架、手持风钻钻孔，下部用三臂凿岩台车、非电毫秒微差网络起爆，孔深控制在3.5米左右，月进尺135米，循环时间见下表：

库房开挖作业循环时间表

项目

作业时间（min）

备注

测量、布孔、钻孔

300

含钻上循环锚杆

装药起爆

60

通风

30

排险

40

出碴

300

挂网及初喷砼

200

含复喷上循环砼

合计

960

库房施工工序图

4、出碴

隧道出碴采用无轨运输，主洞及支洞连接处采用一台正装侧卸式装载机装碴，硐室出碴采用一台挖掘机配合一台正装侧卸式装载机装碴，15吨自卸汽车运输。

废碴运至指定弃碴场。

5、支护

（1）支护步骤

出碴初喷锚杆挂网复喷

出完碴后，先用AMV7450喷浆机械手进行初喷，封闭新鲜开挖面，下一循环钻孔的同时，进行锚杆钻孔和锚固，并挂钢筋网，下一循环初喷时对该段进行复喷。

（2）喷射砼施工

喷射砼采用湿喷工艺，使用AMV7450喷浆机械手施作。

材料要求：

水泥R42.5，碎石粒径小于15mm，砂细度模数大于2.5，配合比通过试验选定。

作业要求：

喷射作业分段分片、按自下而上顺序进行，岩面有较大凹坑时，应先喷凹坑处找平，喷射前埋设标志或利用外露锚杆长度以控制喷层厚度，新喷砼按规定洒水养护，喷射砼施工工艺框图附后。

（3）锚杆施工

锚杆采用MO-50锚杆台车钻孔，孔径50mm，采用纯水泥浆锚固，水灰比0.45。

锚固时设临时排气管和注浆管，排气孔采用φ6mmPVC胶管，按间距1~1.5米绑扎于锚杆上，采用φ10钢管注浆，并用注浆泵压入，注浆饱满的标准是排气管排出砂浆浆液。

其施工工艺流程是：

钻锚杆眼排气管绑扎锚杆送入孔内并固定送入注浆管

孔口堵塞注浆锚固。

（4）钢筋网施工

本工程设计钢筋网为φ10钢筋，为使钢筋网和围岩密贴，采用两种作业方式：

一是现场挂设，钢筋网在锚杆施工的同时将钢筋网挂在锚杆上，焊接牢固，钢筋根据开挖面的实际形状进行调整，顺开挖轮廓线按设计间距布置钢筋，钢筋连接全部用焊接。

二是制作成1m×3m的网片后进行挂设。

6、施工通风

施工通风是本工程的难点，特别是库房施工，库房扩大后在连接支洞处形成瓶径，且与隧道成直角，施工废气排出困难，故通风采取混合式通风方案，洞口设一台2×37KW轴流式通风机，由洞外压入新鲜空气到工作面，压入风管经三通可以分支进入支洞库房开挖工作面，主洞与库房工作面爆破、出碴等工序交替进行，以调配风量。

同时，在库房工作面支洞处安设一台55KW通风机向洞外实行抽出式通风，通风方式如图所

示。

（1）按同一时间主洞（或库房）内最多工作人员人数计算

Q=k×m×q

k——风量备用系数K=1.25

m——同时最多工作人数m=80

q=每人所需新鲜风量q=3m3/min人

Q=1.25×80×3=262.5m3/min=5.0m3/S

（2）按同一时间内最多炸药量计算：

Q压入=0.13×（A×V2×L2）1/3/t

式中：

A—同一时间爆破药量，施组设计最大用药量280Kg。

t—通风时间；取t=30分。

L—炮烟抛掷区域，施工中炮烟充满1/2断面且在隧道上半部。

L取150m。

V2=（S/2）2×L2=202×1502

Q压入=0.13×（280×202×1502）1/3/30=6m3/s

（3）按最小风速验算

因开挖断面较大，废气抽出过程中自然稀释，浓度较低，参考经验值取Vmin=0.15m/s。

故：

Q=Vmin×Smax=0.15×90=13.5m3/s

取漏风系数P=1.25，Q需=13.5m3/s

Q供=P·Q需=16.875m3/s=1012.5m3/min

2、阻力计算

（1）摩擦阻力

采用风管为PVC拉链式软风管,直径d=1200mm,风流在管道中呈完全紊流,管壁光滑取k=0.001则α=λ·ρ/8,式中λ=1/（1.74+lg（d/k））2;ρ=0.122kgf.s2/m4得出α=0.000258，考虑到通风最困难时期,即掘进至3号库房工作面最长距离约L=600m.风管周长U=3.768m,S=πd2/4=1.13m2

则h摩=α·L·U·Q2/S3=115mmH2O

式中：

h摩-----摩擦阻力mmH2O

α-----摩擦阻力系数N.s2/m4

L-------风管长度m

U------风管周长m

S-------风管断面积m2

k------风管壁突起平均高度mm

λ------风流状态参数

ρ-----空气重率kgf.s2/m4

Q-------通过风管的供风量m3/s

ξ-----局部阻力系数N.s2/m4

g-------重力加速度9.80665s/m2

（2）局部阻力、弯道阻力：

按50mmH2O计。

（3）总阻力

h总=h摩+h局=165mmH2O

（4）通风机选择

风机功率：

N=B·Q供·h总/（102η）

式中：

B——通风机安全系数采用1.05B1——电机安全系数采用1.2η———通风机效率取0.7η1——电机效率取0.95；则N=1.05×16.875×165/（102×0.7）=41KW，电机功率：

N1=N×B1/η1=41×1.2/0.95=52KW

根据Q供=16.8755m3/s=1012m3/min,N1=52KW，可选用一台2×37KW轴流式风机作为主风机。

7、防排水施工

在锚网喷之前，在初喷面上用U型钢钉将软式透水管固定在岩面上，φ50软式透水管纵横间距均为5米，在纵横交点处用十字节连接，外裹无纺土工布，使透水管纵横均连通，横向透水管与根部纵向透水管用三通连接，将裂隙及渗透水引入集水井，裂隙发育及渗透水较大地段还应加密纵横透水管。

被覆地段的LDPE防水卷材施工前，应酬检查防水板是否有变色、厚薄不均、斑点、划痕、撕裂等缺陷，检查喷射砼面是否平整，割除外露锚杆头，防水板用射钉固定在喷射砼面上，固定钉间距50~80厘米，防水板接头采用自行式热合机进行双缝焊接，搭接长度为10厘米。

防水板施工工艺见工艺框图。

8、被覆砼施工

本标段隧道被覆砼断面形式多样，可采用自制衬砌台架及组合模板进行被覆砼施工，砼灌注使用HBT60C砼输送泵，插入式捣固器振捣，砼由设在洞口的全自动电脑拌和站提供，6立方米砼运输车运输。

三、不良地质地段的预防措施

对施工中可能出现的断层及软弱围岩地段进行地质超前预报，超前地质预报系统每月探明前方150～200ｍ地质情况，进行工况模拟分析，及时调整施工方案，施工时严格遵循以下原则：

先深探，管超前，预注浆，短进尺，弱爆破，强支护，紧封闭，常测量。

地质超前预报采用TSP202超前地质预报方法：

TSP202超前地质预报系统是利用地震波在不均匀地层中的反射波特性，来预报隧道掌子面前方及周围区域的地质情况。

在隧道洞室墙壁的一定范围内布置爆破点，进行微弱爆破产生的地震波信号在隧道周围岩体内传播，当岩石强度发生变化时，比如有新断层或岩层变化，信号的一部分被返回。

返回的信号经过特殊设计的接收器接收。

根据信号返回的时间和方向，通过专用数据处理软件处理可以得到结构面的距离和方位。

TSP202超前地质预报系统分为测量和软件分析两大部分。

测量就是现场爆破和地震波数据采集，一般情况下，测量布置是隧道掌子面左侧或右侧钻24个爆破孔，由掌子面起向后方间隔1.5m打一孔，孔深2.4m安装接收器，然后逐孔爆破，同时接收地震波信号，爆破装药量10-40g。

为了节约测量时间，TSP测量所有准备工作如钻孔、用水泥砂浆固定接收器套管等，可以和隧道施工作业同时进行。

隧道进洞以后，我们将在主洞布置一组TSP202检测系统，以对隧道的地质情况进行超前预测，以便在施工中拿出最有效的施工方案。

进行超前预报有以下几方面的作用：

⑴基本上可以杜绝坍方，这在我国的秦岭隧道的施工中已经证明；⑵在软弱围岩的施工中可以加快进度，缩短工期，同时还能提高经济效益。

根据TSP202超前地质预报反馈资料，若前方出现破碎带、断层等不良地质，必须及时调整施工方法，对支护参数进行调整，先应对不良地质地段进行小导管超前预注浆，加固破碎围岩，开挖方式调整为分部开挖，及时支护，缩短开挖进尺，加强支护，有必要时格栅钢架支撑，增加量测频率及时反馈围岩信息，对所采用参数及时进行修正，达到防坍的目的。

5.工程总工期及进度计划安排

5．1总工期

本工程施工总工期197天，开工时间2002年12月16日，竣工时间2003年6月30日，比业主要求工期提前23天。

5．2分项工程进度计划

临时工程20天：

起止时间2002年12月16日至2003年1月5日；

洞口土石方30天：

起止时间2002年12月26日至2003年1月25日；

主洞开挖及支护90天：

起止时间2003年1月26日至2003年4月25日；

3号支洞库房开挖及支护60天：

起止时间2003年4月25日至2003年6月23日；

4号支洞库房开挖及支护40天：

起止时间2003年4月10日至2003年5月24日；

5号支洞库房开挖及支护40天：

起止时间2003年2月24日至2003年4月4日；

清理场地7天：

起止时间2003年6月24日至2003年6月30日。

6.工程采用的主要机械设备

6．1主要施工机械设备表

拟投入的主要施工机械设备表

序号

机械或

设备名称

型号

规格

数量

国别

产地

制造

年份

额定功率

Kw

生产能力

用于施

工部位

备注

1

三臂凿岩台车

21SGBC-CC

2

挪威AMV

2000

3×55

开挖

2

锚杆台车

MO-50

2

中国

1999

18.5

锚喷

3

砼湿喷机

AMV7450

2

挪威AMV

1999

7.5

20m3/h

锚喷

机械手

4

砼输送泵

HBT60C

1

中国

2000

75

60m3/h

锚喷

被覆砼

5

注浆机

DLB40/50

2

中国

2000

7.5

5m3/h

锚杆

6

空压机

电动

3

中国

1998

73

20m3/min

开挖

7

内燃空压机

VY-12/7

1

中国

1998

100

12m3/min

开挖

8

挖掘机

Pc200

1

日本

1999

130

0.8

开挖

9

装载机

ED600T

2

挪威

2000

160

600t/h

装碴

10

拌和站

HZS50

1

中国

2001

55

50m3/h

砼

11

通风机

90-1轴流

1

中国

1999

2×37

600m3/min

开挖

12

通风机

88-2轴流

1

中国

1999

55

400m3/min

开挖

13

自卸汽车

EQ3141G

8

中国

2001

118

8t

装运

14

自卸汽车

红岩

5

中国

2000

145

15t

装运

15

砼运输车

PCL-606

3

中国

2000

145

6m3

砼

16

钢筋切断机

GQ-40

1

中国

1999

3

φ6~φ40

钢筋加工

17

钢筋弯曲机

GW-40

1

中国

1999

3

φ6~φ40

钢筋加工

18

钢筋调直机

GTJ-14

1

中国

1999

1.5

钢筋加工

6．2主要材料、量测、质检仪器设备表

配备本工程主要的材料、测量、质检仪器设备表

序号

仪器设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1、测量仪器

1

全站仪

TPS-300

台

1

2

水准仪

DS200

台

2

2、检测试验设备

A、隧道监控量测设备

16

周边收敛仪

WRM-4

台

2

17

收敛仪

QJ-85

台

2

18

三点锚头位移计

台

2

19

四点锚头位移计

台

2

20

传感器

WY-40

台

2

21

应变传感器

SGY-135

台

2

22

应力传感器

JXY-II

台

2

23

锚杆测力器

RT6-IIB

台

2

24

隧道断面测量仪

TAPS

台

2

25

激光导向仪

台

2

B、试验设备

26

万能试验机

WE-1000

台

1

27

压力试验机

YE200A

台

1

28

液塑限测定仪

LP-100

台

1

29

砂石标准筛

套

1

30

电动击实仪

DJ-Q12

台

1

31

重型击实仪

QZ-2

台

1

32

分析天平

TG3286A

座

3

33

电热干燥箱

DG701-4

台

1

34

钢筋反复弯曲试验机

WS-S

台

1

35

钢筋打点机

台

2

36

五联液压式高压固结仪

YGG-1

台

1

37

等应变直剪仪

ZJ

台

1

38

水泥安定仪

台

1

39

石子压碎指标仪

150

台

1

40

砼抗渗仪

HS-40

台

1

41

砼搅拌机

TZG60

台

2

42

砼振动台

座

1

43

砼快速蒸煮养护箱

NSW-2

台

1

44

砼贯入阻力仪

XK16-004

台

1

45

可控湿干燥机

0-300oC

台

1

46

维勃稠度仪

台

1

47

电热蒸煮水发生器

SZ-226-77

台

1

48

湿度密度仪

1078-03-1078-06

台

1

49

砼回弹仪

HT225A

台

1

7.施工总体布置

7．1材料供应

根据招标文件要求，砂石、水泥、钢材、火工品等大宗材料由业主另外招标供应，其余材料由投标人自行采购的要求，我单位在中标后在场地内设足够的材料储备库和堆放场地，保证施工的连续性。

特殊材料通过招标方式进行采购，本工程有较好的交通条件，材料均可用汽车运至工地。

主要材料消耗量计划表

序号

材料名称

单位

总数量

施工月

1

2

3

4

5

6

7

8

1

钢筋

t

628

20

60

110

140

140

110

48

3

水泥

t

3872

100

445

690

720

720

690

327

4

硝铵炸药

t

92

5

15

15

19

19

15

4

5

导火索

m

9000

500

1400

1500

2000

2000

1400

200

6

火雷管

个

4570

250

700

750

1000

1000

700

370

7

非电毫秒管

千发

100.4

9.5

16

17

17

16

16

8.9

8

柴油

t

346

30

55

60

60

60

50

31

9

砂

m3

3700

300

600

650

700

700

600

150

10

碎石

m3

5240

450

800

950

950

950

800

390

7．2管理人员动员周期、劳动力计划及设备进场方法

我公司在投标期间已做好了管理人员的动员，一旦我公司中标，管理人员、测量人员及仪器3天内可达工地。

设备及人员的动员周期如下：

设备

动员周期（天）

人员

动员周期（天）

测量仪器

3

管理人员

3

试验仪器

10

测量人员

3

运输设备

7~15