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1、中铁二十局纳黔高速公路C18标项目经理部 大石板隧道施工组织设计大石板隧道施工方案一、 工程概况本标段线路起讫里程：K121+100K125+850，线路长度4.744123km，标段内隧道1座，双洞单向行车，左线ZK121+646K123+305长1659m，右线YK121+630YK123+340长1710m，是本标段主要控制性工程。最大埋深100m，隧道设计速度80km/h，设计荷载公路-级。（一） 工程地质条件1. 地形地貌隧址区高点在大石板隧道出口一带陡崖上，高程为475.00m，低点在出洞口低谷一带，高程约为370.00m,相对高差为105.00m,地形起伏较大。隧道区地貌上属侵蚀
2、剥蚀低山丘陵地貌。隧道进洞口段为一陡崖，地形坡角约7080，地面高程约为475.00370.00m，相对高差为105.00m,倾向约238。隧道出洞口段为一斜坡，地形坡角约3050，地面高程约为410.00450.00m，相对高差为40.00m，倾向约40。进洞口右侧为一陡崖。2. 地质构造大石板隧道隧址区地质构造位于沙溪沟向斜南翼。岩层产状134。经地表调绘及钻探揭露，隧道区岩石较完整，主要发育有两组裂隙：组：产状1101207085，张开，裂面平直，有褐色铁质侵染，水平延展35m，裂隙间距为3.004.00m；组：产状20307585微张，裂面呈弧形，无充填，水平延展35m，裂隙间距为3.
3、005.00m。3. 水文地质条件（1） 地表水隧址区内无大的地表水系，主要以隧道进出洞口及凹槽等低洼地带的水田为主，接受大气降水补给。（2） 地下水隧址区第四系土层层厚较薄,其空隙水不发育,地层岩性为白垩系中统夹关组(K2j1)的砂岩和侏罗系上统蓬莱镇下段（J3P1）的泥岩，基岩裂隙水为隧道区的主要地下水，主要赋存于强风化基岩裂隙中。基岩浅部风化带及沿裂隙水在岩层露头部分为补给区，接受大气降水的补给，并通过风化裂隙迅速向低洼处径流，其流量受大气降水的控制，具有就近补给就近排泄的特点。弱微风化基岩裂隙水主要接受上部风化带裂隙水的补给和大气降水补给，在水压力作用下，沿岩层裂隙向下径流，在相对地势
4、低洼地段分散排泄或以泉、井方式自然排泄，隧道区地下水贫乏。（3） 水文地质试验有注水试验成果表明：砂岩地层渗透系数K=0.0910.156m/d;泥岩地层渗透系数K=0.099m/d，隧址区地下水较贫乏，水文地质条件较简单。4. 隧道区围岩分级隧道区范围内无明显的活动断裂构造、构造破碎带和软弱夹层等不良地质现象，现状整体稳定。进洞口段覆盖的第四系块石土较厚，杂色，主要由强风化泥岩、砂岩碎块石及粘性土组成。泥岩地表风化为暗紫红色，层理较发育，该段未发现滑坡、崩塌等不良地质作用，斜坡现状稳定。在雨季洞口所覆盖的块石及泥岩强风化层的地下水将对施工产生较大的影响。出洞口段覆盖的第四系土层较薄，以砂岩为
5、主，泥岩多为透镜体夹层，砂岩、泥岩地表风化均为紫红色，新鲜面呈鲜红色，层里较发育。该段未发现滑坡、崩塌等不良地质作用，斜坡现状稳定。隧道洞身由、类围岩构成，构成类围岩的地层岩性为白垩系中统夹关组的砂岩，其厚度较厚，完整性好；地下水一般呈滴状或局部呈线状。构成类围岩的地层岩性为泥岩和砾岩。大石板隧道左线、级围岩所占比例分别为55%、45%；右线、级围岩所占比例分别为69%、31%。围岩级别统计见表1、表2。此外在后期施工过程中，如遇有围岩地质和设计不符时，由施工方及时通知监理、业主和设计四方现场观察确定围岩级别后另行定制相关方案。（二） 洞内救援通道根据设计要求，在隧道中部布置了2处车行横通道和
6、3处人行横通道（车行横通道兼做人行横通道）。车行横通道、人行横通道设置见表3。表1 大石板隧道左线围岩级别统计表起止里程围岩级别长度（m）主要工程地质问题ZK121+646ZK121+757111强风化泥岩、砂岩碎石块及粘性土、弱风化泥岩、弱风化砾砂岩ZK121+757ZK121+990233弱风化泥岩、弱风化砂岩ZK121+990ZK122+250260弱风化砂岩、弱风化砾砂岩ZK122+250ZK122+824754弱风化砾砂岩ZK122+824ZK122+941117弱风化泥岩ZK122+941ZK123+04099强风化泥岩、弱风化泥岩、弱风化砂岩ZK123+040ZK123+3052
7、65弱风化泥岩、弱风化砂岩表2 大石板隧道右线围岩级别统计表起止里程围岩级别长度（m）主要工程地质问题YK121+630YK121+743113强风化泥岩、砂岩碎石块及粘性土、弱风化泥岩、弱风化砾砂岩YK121+743YK121+985242弱风化泥岩、弱风化砂岩YK121+985YK122+239254弱风化砂岩、弱风化砾砂岩YK122+239YK122+820581弱风化砾砂岩YK122+820YK122+89373弱风化泥岩YK122+893YK123+250357强风化泥岩YK123+250YK123+34090弱风化泥岩、弱风化砂岩表3 车行横通道、人行横通道设置一览表横通道编号左洞
8、右洞衬砌类型桩号间距（m）桩号间距（m）黔川界洞口ZK121+646YK121+630318.73301#人行横通道ZK121+964.7YK121+960人323.53091#车行横通道ZK122+288.2YK122+269车车加强246.82562#人行横通道ZK122+535YK122+525人259238.12#车行横通道ZK122+794YK122+763.1车车加强276.3286.93#人行横通道ZK123+070.3YK123+050人234.7290纳溪端洞口ZK123+305YK123+340二、 施工队伍安排及任务划分安排两个施工队完成，进出口各一个施工队，每个施工队安
9、排两个作业面同时施工，并拉开一定距离。每个施工队设掘进工班、支护工班、衬砌工班（钢筋、防水、混凝土）、运输工班、综合保障工班、钢构件加工工班等六个工班。每个班人员配置采用24小时三班轮休制度，保证有足够的体力保证正常安全施工，严禁疲劳作业。其中隧道一队管理负责人为项目隧道工程师王世军，隧道二队管理负责人为项目隧道工程师张从礼。施工队伍安排及任务划分情况见表4。工班任务划分表5。表4 施工队伍安排及任务划分情况表序号工区名称队伍名称人数担负主要施工任务1进口隧道施工1队248左线ZK121+646K122+475.5长829.5m，右线YK121+630YK122+485长855m。3出口隧道施
10、工2队248左线ZK121+475.5K123+305长829.5m，右线YK121+485YK123+340长855m。表5 大板石隧道工班任务分配及劳动力配置表施工队伍工班名称人数(个)担负主要任务隧道施工1队掘进工班60开挖等支护工班48地表加固、管棚、小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设，喷砼作业等衬砌工班60防水层、钢筋安装、衬砌、附属工程等运输工班40出碴、运输、调度、维修、保养等综合保障工班30风、水、电及其设备维修、保养，道路养护钢结构加工工班30各种钢结构加工及预制管理服务人员20小计248隧道施工2队掘进工班60开挖支护工班48管棚、小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设，喷砼作业等衬砌
11、工班60防水层、钢筋安装、衬砌、附属工程等运输工班40出碴、运输、调度、维修、保养等综合保障工班30风、水、电及其设备维修、保养，道路养护钢结构加工工班30各种钢结构加工及预制管理服务人员20小计248三、 机械设备配备施工设备作为生产力的重要要素，是施工企业生产的重要手段，是企业完成施工任务的重要物质基础。为保证本工程顺利开展，施工机械设备的配备显得至关重要。施工过程中必须按照工程进度计划编制设备配备计划以及设备的维修保养计划，确保设备运转正常。同时，要按照ISO9001体系的要求，做好现场设备的管理，控制成本，做到在确保工程需要的前提下，提高设备的利用率。（一） 设备配备原则根据本工程建设
12、规模大、设计标准高、施工质量要求严、施工难度大、科技含量高等特点和特殊的施工环境，为确保工程工期、质量和工艺要求，施工设备配置遵循科技含量高、性能优良、生产效率高、环保性能好、采用先进的机械设备原则进行设备组合匹配，使施工设备的配置充分体现先进性、适用性，配置数量以满足施工需要为前提，使用过程中充分挖掘设备的潜力，做到均衡生产，综合利用，降低机械使用成本。（二） 设备选型施工本着“实用先进、选型科学、着重工效、优化合理”的原则，布署开挖、运输、支护三条主作业线，供水、供风、供电及排烟、排水五条辅助作业线，主要以风动凿岩机进行分部开挖，工作效率高；侧卸装载机装碴，自卸车无轨运输，符合断面尺寸要求
13、。各作业线综合机械化配套方案见表6。表6 各作业线综合机械化配套方案表分类作业线名称主要设备配套方案主作业线钻爆开挖作业线钻孔平台、YT28风动凿岩机、风镐、挖掘机。装碴运输作业线ZLC50C侧卸装载机、自卸车。支护作业线单、双液注浆机、压浆机、砼湿喷机、砼喷射机械手、管棚钻机、地质钻机。衬砌作业线液压模板衬砌台车、防水板台车、混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵辅助作业线调压供水作业线变频调压供水系统。高压供风作业线电动压风机、高压风管。供电作业线变压器、内燃发电机、动力电缆、高压电缆。通风排烟作业线轴流通风机、隧道集尘器、通风管。排水作业线各种水泵组成泵站、排水管超前地质预报TSP203系统、地
14、质雷达、地质钻机（三） 设备配备主要施工机械设备配备见附表7。表7 投入大石板隧道施工的主要机械设备表设备名称型号进口工区出口工区合计电动空压机20m3/min6612注浆泵YZB-80336管棚钻机金星9000224地质钻机TXU-100426挖掘机PC220224装载机ZLC50C224自卸汽车EQ3260G121224多功能作业台车简易自制336液压衬砌台车12m224风动凿岩机YT-28303060风镐G10404080高压双液注浆泵ZTGZ-60/120224砼喷射机TK5006612砼运输车HTM8048816砼泵HBT60224轴流通风机290kw224四、 施工进度安排（一）
15、工期安排大石板隧道开工日期工程计划开工时间为2009年2月1日，竣工时间2010年10月31日，施工总工期为21个月。详见施工进度计划横道图。（二） 进度指标分析1. 台阶开挖法施工进度指标分析台阶法开挖施工进度指标见表8。台阶法开挖循环时间为18h，、停每循环进尺3m，每天1.33个循环，日进尺4m。考虑月有效施工时间25天，月进尺100m。表8 台阶法开挖施工进度指标分析作业名称时间循环时间（h）123456789101112131415161718地质超前预报、测量放线0.5超前支护2上下台阶打眼4上下台阶装药起爆1.5通风排烟0.5上台阶出碴3下台阶出碴3上下台阶初期支护3.5合计18
16、2. 侧壁导坑法施工进度指标分析侧壁导坑法开挖施工进度指标见表9。侧壁导坑法开挖循环时间为12h，偏加强每循环进尺0.5m，每天2个循环，日进尺1m，考虑月有效施工时间25天，月进尺25m；加强每循环进尺0.6m，每天2个循环，日进尺1.2m，考虑月有效施工时间25天，月进尺30m；、停每循环进尺0.8m，每天2个循环，日进尺1.6m，考虑月有效施工时间25天，月进尺40m。3. 衬砌施工进度指标分析衬砌施工进度指标分析见表10。衬砌一循环时间为68h，平均每3天完成1循环，台车长度12m，日进尺为3.6m，每个衬砌作业面每月理论进度为108m。考虑均衡施工，衬砌根据开挖支护进度安排施工。4.
17、 支护类型及开挖进度指标一览支护类型及进度指标一览见表11。（三） 具体进度安排、形象进度图施工具体进度安排见表12。施工形象进度图见图1。表9 侧壁导坑法开挖施工进度指标分析作业名称时间循环时间（h）123456789101112左侧地质预报测量0.5左侧拱部预支护1左侧上台阶开挖2通风0.5左上侧初喷0.5左侧上台阶出渣1左侧上台阶支护1.5左侧下台阶开挖1通风0.5左下侧初喷0.5左侧下台阶出渣1左侧下台阶支护1.5左侧仰拱及回填1右侧地质预报测量0.5右侧拱部预支护1右侧上台阶开挖2通风0.5右上侧初喷0.5右侧上台阶出渣1右侧上台阶支护1.5右侧下台阶开挖1通风0.5右下侧初喷0.5
18、右侧下台阶出渣1右侧下台阶支护1.5右侧仰拱及回填1表10 衬砌施工进度指标分析表作业名称时间循环时间（h）4812162024283236406468铺设防水板8绑扎钢筋24涂脱模剂及台车就位4止水带及封头4浇筑混凝土12养生24拆模4说明：防水层铺设、绑扎钢筋超前、平行作业，不占工序时间。表11 大石板隧道支护类型及进度指标一览表起止里程支护类别长度（m）进度指标（m/月）需要时间（日）备注左线进口段ZK121+646ZK121+682加强偏362544超前管棚、小导管ZK121+682ZK121+767854064超前小导管ZK121+767ZK121+98021310064超前锚杆ZK
19、121+980ZK122+19021040158超前小导管ZK122+190ZK122+210加强203020超前小导管ZK122+210ZK122+268.258.24044超前小导管ZK122+268.2ZK122+308.2停404030超前锚杆ZK122+308.2ZK122+475.5167.310052超前锚杆合计829.5476左线出口段ZK122+475.5ZK122+774298.510090超前锚杆ZK122+774ZK122+814停404030超前锚杆ZK122+814ZK122+931加强11730117超前小导管ZK122+931ZK122+951204015超前小
20、导管ZK122+951ZK123+0307910024超前锚杆ZK123+030ZK123+22519540147超前小导管ZK123+225ZK123+290加强653065超前管棚、小导管合计814.5488右线进口段YK121+630YK121+666加强363036超前管棚、小导管YK121+666YK121+753874066超前小导管YK121+753YK121+97522210067超前锚杆YK121+975YK122+17520040150超前小导管YK122+175YK122+213加强383038超前小导管YK122+213YK122+249364027超前小导管YK122
21、+249YK122+289停404030超前锚杆YK122+289YK122+48519610059超前锚杆合计855473右线出口段YK122+485YK122+743.1258.110078超前锚杆YK122+743.1YK122+783.1停404030超前锚杆YK122+783.1YK122+81026.91009超前锚杆YK122+810YK122+903加强933093超前小导管YK122+903YK123+240337100102超前锚杆YK123+240YK123+322加强823082超前管棚、小导管合计837394表12 大石板隧道施工进度安排表项目名称工程量(m)开始时间
22、完工时间工期(天)进口工区左线进口施工准备及洞口工程2009-2-12009-5-30120隧道正洞(ZK121+646ZK122+475.5)开挖及初期支护829.52009-4-202010-8-15476隧道正洞(ZK121+646ZK122+475.5)二衬829.52009-5-312010-9-30480隧道路面及附属829.52010-6-302010-10-31120右线进口施工准备及洞口工程2009-2-12009-5-30120隧道正洞(YK121+630YK122+485)开挖及初期支护8552009-4-202010-8-13473隧道正洞（YK121+630YK122
23、+485）二衬8552009-5-312010-9-28477隧道路面及附属8552010-6-302010-10-31120出口工区左线出口施工准备及洞口工程2009-2-12009-5-30120隧道正洞(ZK122+475.5ZK123+290)开挖及初期支护814.52009-4-72010-8-15488隧道正洞（ZK122+475.5ZK123+290）二衬814.52009-5-152010-9-30495明洞（ZK123+290ZK123+305）施工及回填152009-5-12009-5-3030隧道路面及附属829.52010-6-302010-10-31120右线出口施工
24、准备及洞口工程2009-2-12009-5-30120隧道正洞(YK122+485YK123+322)开挖及初期支护8372009-4-112010-5-15394隧道正洞（YK122+485YK123+322）二衬8372009-5-152010-6-30405明洞(YK123+322YK123+340）施工及回填182009-5-12009-5-3030隧道路面及附属8552010-7-12010-10-190- 101 -施工进度计划横道图 第 C18合同段年份 月份主要工程项目08年2009年2010年121234567891011121234567891011施工准备及洞口工程隧道正
25、洞(ZK121+646ZK122+475.5)开挖及初期支护隧道正洞(ZK121+646ZK122+475.5)二衬隧道路面及附属施工准备及洞口工程隧道正洞(YK121+630YK122+485)开挖及初期支护隧道正洞（YK121+630YK122+485）二衬隧道路面及附属施工准备及洞口工程隧道正洞(ZK122+475.5ZK123+290)开挖及初期支护隧道正洞（ZK122+475.5ZK123+290）二衬明洞（ZK123+290ZK123+305）施工及回填隧道路面及附属施工准备及洞口工程隧道正洞(YK122+485YK123+322)开挖及初期支护隧道正洞（YK122+485YK12
26、3+322）二衬明洞(YK123+322YK123+340）施工及回填隧道路面及附属注:项目计划开工日期为2008年12月1日(具体开工时间以监理工程师下达的开工令为准)，竣工日期为2010年11月15日劳动力计划横道图 第 C18合同段年份 月份人数08年2009年2010年121234567891011121234567891011288人256人224人192人192人160人128人132人96人64人64人32人五、 临时设施及场地布置（一） 洞内临时设施洞内临时设施包括洞内高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路及施工抽排水管等，高压风、水管及排水管布置在施工电力线的对侧。通风管
27、布置拱部正中。（二） 施工用电在隧道进口、出口各设一座630kVA变电站供洞外设备及洞内照明、施工用电，变电站配备两台内燃发电机组，以备停电应急。照明电压：作业地段不得大于36V，成洞和不作业地段可采用220V；成洞地段固定的电线路，应用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆。电力线路均布置在其他管线的对侧。（三） 施工高压用风在进出口各设一座空压机站，每座空压机站根据洞内供风量大小安装6台20m3型电动空压机，向洞内提供高压风，空压机根据需风量分别启用，由阀门控制，隧道内选用200mm高压风管。管道安装注意事项：管道敷设要平顺，接头密封，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不能
28、使用。空压机站设有总闸阀，在主管道上每隔200m装闸阀、三通各一个，每500m安设油水分离器一处，并定期放出管中聚积的油水。（四） 施工用水进出洞口各建150m3高压水池一座，用150mm管路供水至洞内，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。水池的出水管设总闸阀，洞内每隔200m安装闸阀、三通各一个，以便施工和维修。当水池与用水点自然水头超过所需水压时，在管道中安装内弹簧薄膜式减压阀，降低管道中水流压力。（五） 施工通风1. 隧道施工通风要求空气中氧气含量：按体积计不得低于20%。粉尘容许浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2
29、mg；含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；二氧化硅含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg。一氧化碳：不大于30mg/m3。当施工人员进入开挖面检查时，浓度可为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3。二氧化碳：按体积计不超过0.5%。氮氧化物换算成二氧化氮（NO2）为5mg/m3以下。隧道内气温不得超过28。隧道施工时，供给每人的新鲜空气量，不应低于3m3/min，采用内燃机械作业时，供风量不宜小于3m3/（minkw）。隧道开挖时全断面风速不小于0.15m/s，坑道内不小于0.25m/s。2. 风量计算（1） 施工通风计算参数正洞隧道内摩阻
30、系数分别为0.0118。直径为1.3m的风管，管节长100m，百米漏风率为1.3%,管道内摩阻系数为0.019。洞内施工人员按80人计，隧道内均采用无轨运输。（2） 通风量计算按洞内允许最低风速计算风量Q1=60VA=600.15110=990(m3/min)V:洞内最小风速0.15m/s；A:正洞开挖最大断面面积，取110m2。按洞内最多人数计算风量洞内施工最多人员按80人计Q2=3KM=3801.2=288m3/min式中3：每人每分钟供的新鲜空气标准（m3/min）K:风量备用系数，取1.1-1.25，取1.2；M:同一时间洞内工作最多人数，取80人。按爆破时最多用药量计算风量Q3=5G
31、b/t=1708m3/minG:同时爆破的炸药用量，取290kgb:爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取35.35t:通风时间取30min按洞内内燃机功率计算风量各施工工区均采用无轨运输，洞内内燃机械产生较多的尾气污染空气，采用2台装载机装碴，工作功率300kw，洞内按3台自卸车计算（重车1台，空车2台），满载功率按132kw，空载功率按99kw计算，内燃机使用功率为额定功率的80%，需要风量为：Q4=Q0P80% =36630.8=1591m3/minQ0柴油机单位功率所需风量指标，取3m3/kwP同时在洞内作业的柴油机额定功率总和，取663kw根据上述计算可知，理论计算所需最大风量为1708
32、m3/min。根据各施工区施工长度并考虑风管漏风来计算所需最大风量。实际所需风机最小风量Q机大于：Qmax:计算最大需风量，取1708m3/min；:百米漏风率，取1.3%；L:通风最大长度，最长取m；由此计算出各施工口所需最小风量1896m3/min。（3） 风压计算为保证把足够的风量送到工作面，并在出风口保持一定的风速，就要求通风机具有一定的风压，使其足以克服沿途所有阻力。通风机具备的风压为：空气密度，隧道海拔取500m，按=1.2kg/m3计。风管内平均风速20.8m/s。系统风压，为简化计算，取由此计算出所需风压为900Pa。（4） 风机选择根据以上计算隧道各施工面均采用长管路压入式通风，隧道左右线进、出口分别配置290kwFDS型隧道通风机通风。（六） 施工排水隧道顺坡排水时掌子面积水利用污水泵抽至已施工完毕的隧道两侧水沟排出洞外；反坡排水时采用洞内每500m设置固定泵站与工作
