创鲁班奖特长深水大直径泥水盾构隧道实施性施工组织设计429页(明挖暗挖盾构) (修复的).doc

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第一篇 工程概述

第1章编制说明

1.1编制依据

1、施工图纸:

⑴新建铁路XX港客运专线XX至XX段XX隧道施工图设计【XXXX隧道工程地质勘察报告】(二零零六年四月)。

⑵新建铁路XX港客运专线XX至XX段施工图XX水底隧道(DIK30+000~DIK46+800)【线路详细纵断面图】(二零零六年四月)。

⑶新建铁路XX港客运专线XX至XX段施工图XX水底隧道(DIK30+000~DIK46+800)【线路平面图】(二零零六年四月)。

⑷XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第一册盾构隧道结构设计〉第一分册【衬砌管片模板图】(二零零六年七月)。

⑸XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第一册盾构隧道结构设计〉第二分册【衬砌管片配筋图】(二零零六年十一月)。

⑹XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第一册盾构隧道结构设计〉第三分册【进口段联络通道设计图】(二零零六年十二月)。

⑺XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第一册盾构隧道结构设计〉第五分册【特殊衬砌环及江中对接段设计图】(二零零六年十二月)。

⑻XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第一册盾构隧道结构设计〉第七分册【进口衬砌圆环布置图】(二零零六年十一月)。

⑼XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第一册盾构隧道结构设计〉第九分册【盾构段内部结构设计图】(二零零六年十二月)。

⑽XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计【XX隧道进口明挖段围护结构设计】(二零零六年五月)。

⑾XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第二册明挖结构设计图〉第三分册【进口明挖段主体结构设计图】(二零零六年八月)。

⑿XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第二册明挖结构设计图〉第五分册【进口明挖段防水设计图】(二零零六年十月)。

⒀XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道〈第二册明挖结构设计图〉第七分册【进口明挖段运营阶段设计图】(二零零六年十二月)。

⒁XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道【进口工作井设备用房及其出入口】(二零零六年七月)。

⒂XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道【进口(XX侧)雨棚】(二零零六年十一月)。

⒃XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道【消防泵房】(二零零六年十月)。

⒄XX港客运专线XX至XX段新建工程施工图设计XX隧道【进口综合楼】(二零零六年十月)。

2、应用的主要规范、规程、标准:

⑴《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)

⑵《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)

⑶《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)

⑷《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)

⑸《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)

⑹《地下防水工程质量验收规范》(GB50108-2001)

⑺《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2003)

⑻《地下铁道工程施工及验收规范2003年版》(GB50299-1999)

⑼《建筑变形测量规程》(JGJ/T8-97)

⑽《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003)

⑾《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)

⑿《钢筋机械连接通用技术规程》(JGJ107-2003)

⒀《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范》(JGJ82-91)

⒁《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)

⒂《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)

⒃《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS 159:

2004)

⒄《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38:

2004)

⒅《压型金属板设计施工规程》(YBJ16-99)

⒆《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(中国土木工程学会标准CCES-2004)

⒇《XX地区建筑基坑支护技术规定》(GJB02-98)

3、应用的主要铁道部标准

⑴《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)

⑵《铁路混凝土工程质量验收补充标准》(铁建设〔2005〕160号)

⑶《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》(TZ214-2005)

⑷《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设〔2005〕157号)

⑸《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2005)

⑹《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》(TBJ10108-2002)

⑺《客运专线铁路路基工程施工技术指南》(TZ212-2005)

⑻《客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)

⑼《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ213-2005)

⑽《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》(铁建设〔2005〕160号)

4、XX港客运专线有限责任公司下发的《XX隧道指导性施工组织设计》(二○○年八月)。

5、XX港客运专线有限公司的招标文件。

6、我公司的投标文件。

7、我公司与XX港客运专线有限公司签订的《合同文件》。

8、本公司的质量、环境、职业健康安全《管理手册》、《程序文件》。

9、现场的各种资源、环境的调查资料。

10、同类工程施工资料及相关工法。

11、本项目投入的施工队伍、机械装备情况。

12、可资利用的新技术、新工艺、新材料、新设备资料。

1.2编制范围

XX港客运专线XX段XX隧道XX段(左线DIK33+000~DIK38+550,右线DIK33+000~DIK38+250)全部工程,包括引道敞开段130m,明挖暗埋段(含缓冲结构)507m,工作井长23m,盾构左线长4890m,右线长4590m,联络通道10处,综合楼,设备用房,雨棚、消防泵房等相关配套工程。

1.3编制原则

1、严格执行施工过程中涉及的相关标准、规范和规程,遵循建筑施工工艺及其技术规程、坚持合理的施工程序和规定。

2、遵守、执行合同文件各条款的具体要求,确保实现业主要求的安全、工期、质量、造价、环境保护、水土保持、文明施工和职工健康等各方面的工程目标。

3、在认真、全面理解设计文件的基础上,结合工程情况,应用新技术成果,使施工组织设计具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点。

4、充分研究现场施工环境,妥善处理施工组织与周边接口问题,使施工对周边环境的影响最小。

5、加强施工管理,确保施工质量,保证现场施工安全、文明施工,保护环境,保证职工身体健康。

做到:

⑴以ISO9001质量管理体系为标准,保证过程产品和成品质量满足设计和规范要求;

⑵以ISO14001环境管理体系为标准,保证施工过程中各项施工符合国家和XX市有关环保法律、法规要求;

⑶以GB/T28001职业健康安全体系为标准,保证进行施工生产活动主体的健康安全符合标准和有关法律要求;

第2章工程概况

2.1工程简介

1、工程地点

XX港客运专线XX隧道位于XX站——XX站区间。

线路出XX站后,自XX堡起,以隧道下穿XX沥、XX岛、XX沥、XX岛、XX尾水道、XX水道、XX港XX港区6号泊位、规划XX港的监管保税仓库及沿江高速公路后出地面。

隧道全长10800m,是目前国内隧道最长、标准最高的水底隧道,同时也是世界上速度目标值最高的水底隧道,是XX港客运专线的控制性工程。

本标段工程范围为:

左线DIK33+000~DIK38+550,右线DIK33+000~DIK38+250。

2、工程规模

XX隧道XX建设规模详见表2.1。

表2.1  XX隧道XX建设规模一览表

单位工程

工程项目

里程

长度

明挖工程

引道段

DIK33+000~DIK33+130

130m

明挖暗埋段

DIK33+130~DIK33+637

507m

工作井

DIK33+637~DIK33+660

23m

盾构工程

盾构隧道

左线DIK33+660~DIK38+550

右线DIK33+660~DIK38+250

4890m

4590m

附属工程

联络通道

共10处

消防泵房

地上建筑面积:

112.48m2

地下建筑面积:

112.4m2

综合楼

建筑面积:

1807.6m2

雨棚

投影面积:

2903.49m2

设备用房

建筑面积:

1769m2

3、工程定性

XX隧道是目前国内隧道最长、标准最高的水底隧道,是世界上速度目标值最高的水下隧道,是全路第一条水下隧道,是铁路客运专线水下大直径泥水平衡盾构圆形隧道,是XX港客运专线全线的控制性工程。

2.2工程环境及施工条件

1、沿线周边环境

XX隧道位于XX市、东莞市边缘,环境相对简单,本标段所处场地现状为XX市南沙区XX镇东风农场,远期城市规划为城市绿地,线路部分地段穿越农村低层房屋,本标段明挖段及工作井所在位置分布有香蕉、龙眼果园和鱼塘。

2、港口、水运及航道

隧道穿越的区域处于XX东北部,水网稠密,航运条件优越,该段XX东侧既有主要港口有XX港区、XX港区、XX港区及内河港区(莞城作业区、中堂作业区和石龙作业区),其中位于线路附近的港口主要有XX港区及XX港区。

XX港区位于东江南支流河口区,属综合港区,大小泊位俱全,港口发展已初具规模。

目前有码头24个,货物吞吐能力896万吨。

其中1000~5000吨级集装箱及多用途泊位10个,3.5万吨级水泥专用码头1个。

集装箱吞吐能力30万TEU。

XX港区位于XX河口、东江干流河口及淡水河口。

XX港全港有大小泊位9个,码头岸线总长643米,货物吞吐能力113万吨,集装箱吞吐能力7.6万TEU。

XX出海航道自黄埔至XX口桂山岛锚地,全长114.5km,是一条比较稳定的潮流冲刷槽,航运自然条件较优越。

3、道路交通条件

工程所在地位于广东省XX市南沙区境内,临近XX高速公路、XX快速路和铁路,交通网络通畅便利。

从主要交通干线到工地的道路较狭窄(宽7m),交通组织比较困难,尤其是不利于大型盾构设备的进出场。

4、施工用水

沿线穿越XX沥水道、XX沥水道和XX水道,且工程范围内小河渠发育,施工时可就地取用;地下水水质较好,可打井取用。

混凝土用水可就近从自来水公司接一条Φ100mm水管至施工现场。

5、施工用电

沿线电网密集但电力资源比较紧张,而且盾构施工用电负荷较重,施工用电需从南沙供电所单独接高压线至施工现场。

6、通讯条件

沿线通讯条件较好,施工中可采用宽带网络系统、程控电话和移动电话相结合的方法实现内外联络,隧道内采用盾构监控系统和程控电话联络。

2.3工程地质及水文地质条件

1、工程地质条件

⑴人工填土层(Q4ml)

勘察范围人工填土层主要为素填土,局部为杂填土及耕植土,颜色主要呈灰色、褐黄色等,组成物主要为粘性土,欠压实,本层主要分布在XX两岸,层厚0.40~3.55m,平均厚度1.36m,层顶埋藏标高-0.09~2.85m,在图表上代号为“

(1)”。

⑵海陆交互相沉积层(Q4mc)

①粉质粘土层

本层零星分布,呈灰色、黄灰色,大部分呈软塑状,局部硬塑状,层厚0.50~9.20m,平均厚度2.51m,标贯击数一般2~11击,平均值7.2击。

在图表上代号为“

(2)1”。

②淤泥层

本层分布广泛,呈深灰色、灰黑色,组成物主要为粘粒,含有机质,局部含贝壳碎片,饱和,流塑状,层厚0.80~17.50m,平均层厚5.27m,标贯击数一般值1~5击,平均2.3击,标准值2击,本层在图表上代号为“

(2)2”。

③淤泥质土层

本层分布广泛,呈深灰色,组成物主要为粘粒,含有机质,饱和,流塑状,层厚0.65~12.85m,平均层厚4.09m,标贯击数一般值1~7击,平均击数2.8击,本层在图表上代号为“

(2)3”。

④粉土层

本层零星分布,呈深灰色、灰色,组成物主要为粉粒及粘粒,很湿,稍密,局部松散,标贯击数2~6击,平均击数3.3击,标准值为2.4击,层厚1.05~3.50m,平均层厚2.22m,在图表上代号为“

(2)4”。

⑤粉细砂层

本层主要分布在XX两岸及XX岛,主要呈深灰色、灰色,组成物主要为粉细粒石英砂,局部含淤泥质或夹薄层淤泥质土,饱和,主要呈松散状,局部稍密或中密状,标贯击数一般为1~10击,局部11~25击,平均击数为6.0击,标准值5.5击,层厚0.50~16.55m,平均层厚5.07m。

在图表上代号为“

(2)5”

⑥中砂层

本层在东莞岸分布,主要是灰色、深灰色,组成物主要为中粒石英砂,分选性较好,饱和,主要呈稍密状,局部松散或中密状,标贯击数一般值5~27击,平均击数10.2击,标准值8.9击,层厚0.60~7.98m,平均厚度3.28m。

在图表上代呈为“

(2)6”。

⑦粗砾砂层

本层主要在东莞岸有分布,呈灰色、深灰色,组成物主要为粗粒石英砂,分选性较好。

饱和,稍密状,局部松散或中密状,标贯击数一般值为5~24击,平均击数13.4击,层厚0.80~11.04m,平均层厚3.21m。

图表上代呈为“

(2)7”。

⑧圆砾土层

本层与XXXX河床地段零星分布,呈灰黄色,组成物主要为石英砾,饱和,中密状,平均击数22击,层厚0.60~2.64m,平均层厚1.23m,本层在图表上代号为“

(2)8”。

⑶冲积层(Qal)

①粘性土层

本层大部分地段有分布(主要为XX两岸),呈褐黄色、灰色、杂色等,组成物主要为粉质粘土,局部为粘土、粉土,呈硬塑状,局部软塑状。

标贯击数为4~21击,平均击数8.9击,标准值8.1击,层厚0.60~9.00m,平均层厚2.98m。

本层在图表上代号为“(3)1”。

②淤泥质土层

本层主要分布在东莞岸,XX岸地段零星分布,呈深灰色、灰黑色,组成物为淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土,饱和,流塑状。

标贯击数一般值为1~8击,平均击数4.5击,标准值4.0击,层厚0.60~8.50m,平均层厚3.00m。

本层在图表上代号为“(3)2”。

③粉细砂层

本层主要分布在XX两岸,呈灰白色、褐黄色等,组成物主要粉砂、细砂,分选性较好。

饱和,稍密~中密状,局部松散或密实状,标贯击数一般为5~30击,平均15.2击,标准值14.4击,层厚0.60~11.50m,平均层厚3.46m。

本层在图表上代号为“(3)3”。

④中砂层

本层主要分布在XX岛和东莞岸,呈灰白色、褐黄色等,组成物主要为中砂,分选性较好,饱和,呈稍密~中密状,局部松散或密实状,标贯击数6~58击,平均击数19.5击,标准值14.4击,层厚0.55~12.90m,平均厚度3.83m。

层顶埋藏标高-26.90~-17.08m,本层在图表上代号为“(3)4”。

⑤粗砾砂层

本层主要分布XX岛和东莞岸,呈灰白色、褐黄色等,组成物主要粗砂、砾砂,分选性较好,饱和,呈中密状,局部稍密或密实状,标贯击数4~89击,平均击数25.5击,标准值24击,层厚0.55~13.05m,平均厚度3.99m。

本层在图表上代号为“(3)5”。

⑥砾石卵石层

本层在XX两岸零星分布,呈灰白色,组成物主要为圆砾、角砾、卵石,分选性较差,饱和,中密状,标贯击数10~50击,平均击数28.1击,标准值22.6击,层厚0.60~5.90m,平均层厚1.82m。

本层在图表上代号为“(3)6”。

⑷残积土层(Qel)

本层零星分布,呈褐红色、灰色,组成物主要为粉质粘土、粘土,大部分呈硬塑状,局部呈软塑状,遇水易软化,标贯击数为7~47击,平均19.4击。

标准值16.9击,层厚0.55~15.40m,平均层厚为3.92m,本层在图表上代号为“(4)”。

⑸基岩(K1b)

基岩岩性主要为白垩系白鹤洞组猴岗段泥质粉砂岩、泥岩,局部为细砂岩、砂砾岩等,根据风化程度差异,把基岩分为全风化带、强风化带和弱风化带,现分述如下:

①岩石全风化

本层大部分钻孔有揭露,呈褐红色、灰色、深灰色等,原岩组织结构已风化破坏,岩石已风化成坚硬土状,标贯击数一般为30~90击,平均击数44.5击,标准值为41.3击,层厚0.50~11.00m,平均厚度2.74,本层在图表上代号为“(5)1”。

②岩石强风化带

本层大部分钻孔均有揭露,呈褐红色、灰色,岩石组织结构已风化破坏,岩芯大部分呈碎块状,风化裂隙较发育,岩体较破碎,岩质软,标贯击数一般50~90。

平均值54击,层厚0.40~49.61m,平均厚度5.66m。

在图表上代号为“(5)2”。

③岩石弱风化带

本层分布广泛,呈褐红色、灰色等,主要由泥质粉砂岩、泥质细砂岩组成。

陆源碎屑结构,中厚层状,泥质、钙质胶结,局部铁质胶结,局部裂隙发育,岩芯呈短柱状、柱状及碎块状,岩质稍碎,揭露层厚1.00~53.30m,平均揭露层厚17.91m,在图表上代号为“(5)3”。

XX隧道XX地质纵剖面见附图2.1。

地层岩性见表2.2。

2、水文地质条件

⑴地表水

场区地表水主要为XXXX、XX沥、XX沥以及XX两岸的小水渠及鱼塘,XX、XX沥、XX沥主要接受上游补给,向下游和XX口排泄,XX两岸的水渠和鱼塘与XX连通,并接受大气降水和XX水补给,地表水为咸水。

⑵地下水

XXXX隧道横穿XX平原区,地势东北、西北较高,往南渐低,标高1~2米,地面坡降约为0.01~0.32‰,隧道以北,地表水及地下水均自东、西、北三面向南汇流入XX。

测区地处北回归线以南,属亚热带海洋性气候,雨量充沛,河网发育,为地下水的渗入补给提供了充足水源。

但由于地下水位浅,岸边地带受海潮影响,地下水循环交替作用迟缓,特别是XX在全新世遭受海侵影响,形成大片咸水区。

隧道大部分地段为第四系松散沉积物覆盖,局部地段如XX主航道水下河床基岩面无第四系松散沉积物覆盖。

第四系松散沉积物下伏基岩为白垩系碎屑岩类(红层)。

根据测区地下水的形成、赋存条件、水力特征及水理性质,地下水可划分为两大基本类型:

第四系松散岩类孔隙水和白垩系碎屑岩类裂隙、孔隙水。

2.4工程设计简介

1、主要技术标准

铁路等级:

客运专线

正线数目:

双线

设计速度:

200km/h及以上

线间距:

采用双孔单线结构,线间距根据盾构施工要求确定。

最小曲线半径:

7000m

最大坡度:

20‰

到发线有效长度:

700m

牵引种类:

电力

表2.2地层岩性统计表

岩土分层

岩土名称

时代与成因

地基承载力基本值

岩石抗压强度

粘粒含量

石英含量标准值

渗透系数

围岩分级

σ0

天然

饱和

(kPa)

(MPa)

%

%

(m/d)

(1)

人工填土层

Q4ml

(2)1

粉质粘土层

Q4mc

100

0.0032

(2)2

淤泥层

Q4mc

40

0.0001

(2)3

淤泥质土层

Q1mc

70

0.0001

(2)4

粉土层

Q2mc

100

0.042

(2)5

粉细砂层

Q3mc

80

5.0

(2)6

中砂层

Q4mc

150

8.0

(2)7

粗砂砂层

Q4mc

200

15.0

(2)8

砾石、卵石层

Q4mc

400

28.0

(3)1

粘性土层

Q3al

140

0.0032

(3)2

淤泥质土层

Q3al

70

0.0001

(3)3

粉细砂层

Q3al

100

17.08

5.0

(3)4

中砂层

Q3al

150

46.37

12.0

(3)5

粗砾砂层

Q3al

200

40.13

15.0

(3)6

砾石、卵石层

Q3al

400

19.30

10.0

(4)

残积土层

Qel

150

0.0035

(5)1

岩石全风化带

K1b

200

1.0

(5)2

岩石强风化带

K1b

400

1.23~3.55

0.7~14.70

46.70

1.2

(5)3

岩石弱风化带

K1b

600

6.54~82.80

3.1~78.70

3.0~31.9

40.74

裂隙不发育段:

0.8

裂隙发育段:

55.2

列车运行方式:

自动控制

行车指挥方式:

综合调度

2、主体结构设计原则

⑴隧道设计使用年限:

100年

⑵主体结构安全等级:

一级

⑶隧道按百年一遇高水位设计,按三百年一遇水位校核,并满足低水位的设计要求。

⑷隧道按100年基准期超越概率10%的地震动参数进行抗震设计,按100年基准期超越概率2%的地震动参数设防,并满足国防对铁路的要求。

⑸主体结构耐火极限不低于3小时。

⑹运营期隧道抗浮稳定安全系数:

不考虑摩阻力时≥1.1,考虑摩阻力时≥1.2。

⑺采取必要措施严格控制软硬不均地段及软土地基地段隧道的沉降,满足高速列车运营要求:

列车荷载作用下,道床顶面变形值不大于3mm;不均匀沉降≤2cm/20m;不同构筑物过渡地段(如盾构与工作井、工作井与明挖隧道连接段)因差异沉降形成的折角<1/1000;差异沉降错台≤0.5cm。

⑻结构允许裂缝开展宽度≤0.2mm,不允许出现贯穿裂缝。

⑼防水等级:

一级

⑽轨道类型:

板式无碴轨道

3、建筑限界及内净空

⑴隧道限界及内净空

圆形隧道有效净空面积为66.1m2,相应隧道内径为9.8m,隧道内轮廓见图2.2。

⑵明挖暗埋段限界

明挖暗埋段为矩形结构,其有效净空面积为66.4m2,横断面见图2.2。

⑶引道段限界

引道段为敞开结构,上部为全钢雨棚,断面见图2.2。

4、主体结构类型

⑴盾构隧道段结构内径9.8m、外径10.8m,采用单层衬砌结构。

衬砌管片形式采用钢筋砼平板形管片,通用楔形环双面楔形(楔形量24mm),管片厚度500mm,采用“7+1”分块模式,环宽2.0m。

管片拼装采用错缝拼装,封顶块采用“搭接1.4m,径向推入后再纵向插入”的方式拼装。

管片接缝外侧设置一道弹性密封垫,内侧预留嵌缝槽,在接缝外侧设置海绵橡胶垫片,管片间采用斜螺栓连接。

图2.2建筑轮廓图

⑵明挖段围护结构根据开挖深度不同采用钢板桩、钻孔桩墙和连续墙等形式,主体结构采用支护结构内的现浇钢筋混凝土结构。

2.5主要工程材料及数量

XX隧道XX主要工程材料及数量见表2.3。

表2.3  XX隧道XX主要工程材料及数量

序号

工程材料

单位

引道段

明挖暗埋段

工作井

盾构段

附属工程

合计

1

开挖土方

m3

11792

132254

17272

930973

750

1093041

2

C20混凝土

m3

1740

2428

689

28342

33199

3

C35混凝土

m3

3874

29803

4532

6370

44579

4

C50混凝土

m3

153378

153378

5

钢筋

t

734

6022

1320

30067

129

38272

6

自粘式防水卷材

m2

5098

39720

870

1433

47121

7

钻孔桩

m3

1174

6816

7990

8

旋喷桩

m3

16384

519

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