长山隧道工程施工组织设计2003.doc
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1、目 录 第一章 工程概述 1 1.1. 工程概况1 1.2. 场区自然条件1 1.2.1. 气候特征1 1.2.2. 地形地貌特征1 1.2.3. 地质特征1 1.3. 场区施工条件3 1.3.1. 交通运输条件3 1.3.2. 施工用水、用电条件3 1.3.3. 施工物资采购条件3 第二章 工程重难点分析及对策 3 2.1. 工程重点分析及对策3 2.1.1. 爆破作业安全控制3 2.1.2. 洞室作业安全控制3 2.1.3. 超前地质预报4 2.1.4. 监控量测6 2.2. 工程难点分析及对策6 2.2.1. 溶洞段隧道处理方案6 2.2.2. 洞顶有水塘位置隧道处理方案.10 2.2.
2、3. 浅埋段隧道处理方案.11 2.2.4. 隧道贯通施工方案.16 3.1. 工程管理目标规划.18 3.1.1. 工期管理目标.18 3.1.2. 工程质量管理目标.18 3.1.3. 施工安全管理目标.18 3.1.4. 文明施工管理目标.18 3.1.5. 环境保护管理目标.18 3.1.6. 治安、消防管理目标.18 3.1.7. 防汛抗洪管理目标.18 3.1.8. 卫生防疫、职业健康管理目标.19 3.2. 资源投入(或使用)计划.19 3.2.1. 施工人员投入计划.19 3.2.2. 施工机械设备投入计划.27 3.2.3. 主要材料使用计划.28 3.2.4. 施工水、电使
3、用计划.30 3.2.5. 资金使用计划.31 3.3. 施工进度计划.31 3.3.1. 施工进度计划编制依据.32 3.3.2. 主要项目施工进度控制综合指标.32 3.3.3. 施工进度计划横道图.32 3.4.1. 施工场地布置原则1 3.4.2. 施工场地布置方案1 3.4.3. 总平面布置图5 3.4.4. 主要临时设施规划7 第四章 施工方案、施工方法及施工工艺 8 4.1 总体施工方案 .8 4.2 针对性总体施工方案23 4.2.1 施工机具展开方案23 4.2.2 土方调配方案23 4.2.3 主要分部工程总体施工方案23 4.3. 主要分项、分部工程施工方法及施工工艺.2
4、5 4.3.1. 施工工艺流程.25 4.3.2 明洞及洞口施工26 4.3.3 洞身开挖及支护30 4.3.4 洞身防排水46 4.3.5 洞身防水混凝土衬砌49 4.3.6 施工通风56 4.3.7 管线布置56 4.3.8 监控量测57 第五章 冬季及雨季施工方案及措施 .62 5.1 冬季施工安排62 5.2 雨季施工安排64 第六章 工程管理措施 .66 6.1. 工期管理技术组织措施.66 6.1.1. 工期管理目标.66 6.1.2. 工期管理组织机构.66 6.1.3. 工期保证技术组织措施.66 6.1.4. 工期补救措施.68 6.2. 工程质量管理技术组织措施.68 6.
5、2.1. 工程质量管理目标.68 6.2.2. 质量管理组织机构.68 6.2.3. 质量保证技术组织措施.69 6.3. 施工安全管理技术组织措施.92 6.3.1. 施工安全管理目标.92 6.3.2. 安全管理组织机构.92 6.3.3. 安全保证技术组织措施.92 6.4. 文明施工管理技术组织措施109 6.4.1. 文明施工管理目标109 6.4.2. 文明施工管理组织机构及保证体系110 6.4.3. 文明施工保证技术组织措施110 6.5. 环境保护管理技术组织措施116 6.5.1. 环境保护管理目标116 6.5.2. 环境保护管理组织机构116 6.5.3. 环境保护技术
6、组织措施116 6.5.4. 环境保护的应急措施124 6.6. 治安、消防管理措施124 6.6.1. 治安、消防管理目标124 6.6.2. 治安、消防管理组织机构及保证体系124 6.6.3. 治安消防保证技术组织措施124 6.7. 防汛抗洪管理措施126 6.7.1. 防汛抗洪管理目标126 6.7.2. 防汛抗洪组织机构126 6.7.3. 设防范围和标准126 6.7.4. 防汛抗洪运行体系127 6.7.5 防汛抗洪物资、器材.127 6.8. 卫生防疫、职业健康管理措施128 6.8.1. 卫生防疫、职业健康管理目标128 6.8.2. 卫生防疫、职业健康管理组织机构128
7、6.8.3. 卫生防疫、职业健康保证技术组织措施128 6.9. 维护城市交通安全措施131 6.9.1 维护交通安全管理目标.131 6.9.2 维护交通安全管理组织机构.131 6.9.3 维护交通安全运行体系.131 6.9.4 维护交通安全管理措施.132 第七章 事故应急预案 133 7.1 指导思想 .133 7.2 组织机构 .133 7.3 指挥机构职责及分工 .133 7.4 应急处理预案 .134 7.5 应急处理措施 .134 7.6 应急抢险 .134 7.7 重特大事故报告和现场保护 .136 1 第一章第一章 工程概述工程概述 1.1. 工程概况工程概况 花山大道新
8、建工程四标施工里程为 K2+920K3+920,南段在九峰一路和花山一路之 间穿越九峰山系的长山山体,在该位置处设置长山隧道一座,本座隧道采用小净距隧道 的形式。长山隧道左线进口桩号为 K2+934、出口桩号为 K3+397,进出口位置均设置 20m 长的明洞段,左线级围岩长 122m,级围岩长 316m,级围岩长 25m,总长 463m;右线进口桩号为 K2+934、出口桩号为 K3+340,进出口位置分别设置 26m 和 20m 长的明洞段,右线级围岩长 54m,级围岩长 322m,级围岩长 30m,总长 406m, 该座隧道属短隧道,不需设置人行横通道。本座隧道建筑限界宽 13.75m、
9、高 5.0m,其中 行车道宽 11.00m,路缘带宽 0.5m,左侧设 0.75m 检修道,右侧设 1.0m 宽检修道。 1.2. 场区自然条件场区自然条件 1.2.1. 气候特征气候特征 场区地处亚热带北缘,气候温和,雨量充沛,具湿润季风气候特征,冬暖夏热,冬 夏交替明显,冬夏长,春秋短,夏季多高温,年平均气温 16.3,多年最低月(一月) 平均气温 2.64.6。最低气温为-18.1,最高月(七月)平均气温 28.831.4,最高 气温达 41.3。 多年平均降雨量 1284.5mm,多集中于 49 月,全年各月中六月份降水最多,月最 大降雨量 669.7mm。雷暴雨日数平均每年 36 天
10、,近 25 年最大积雪厚度 17cm。 多年平均蒸发量为 1391.7mm,区内 47 月盛行东南信风,余皆多为北风或东南风, 最大风力为八级,风速 27.9m/s。 1.2.2. 地形地貌特征地形地貌特征 长山隧道穿越石门峰,地貌单元属剥蚀丘陵,地面标高 41101m 之间,隧道进口段 坡度较缓,地表为耕地;左洞出口段坡度较缓,地表分布少量山竹;右洞出口段坡度相 对较陡,地表植被较发育。 1.2.3. 地质特征地质特征 地质构造特征 隧道区地质构造为单斜构造,岩层总体向北倾斜(产状约 900300900600) ,下 部为三叠系大冶组(T1d)泥灰岩,中部为二叠系龙潭组(P2I)泥岩、砂岩、
11、灰岩,上 部为二叠系孤峰组(P2g)硅质岩。从区域上来看隧道区属于倒转向斜的北翼,其核部为 三叠系大冶组灰岩,两翼为二叠系泥岩、砂岩、灰岩、硅质岩。隧道区上部岩层裂隙非 2 常发育,在部分钻孔中岩芯呈碎屑状,下部岩层裂隙相对不发育,钻孔岩芯较破碎,呈 块状或短柱状。灰岩中见有岩溶发育,对隧道施工不利。 地震条件 据地震区划分,武汉市属 4.75 级,地震烈度 6 度区,属基本稳定区,在未来百年 内,本区地震活动处在剩余应变能量释放阶段和应变能力积累阶段,发生大于 6 级别地 震的可能性不大。 水文地质条件 地表水:隧道山体南坡洞口上方分布有 2 个人工水塘,水深 0.81.0m,主要接受大 气
12、降水。 地下水:该隧道地下水主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水主要赋存于砂岩、硅质岩裂 隙中,由于裂隙较发育,产状较陡,但渗透性较差,隧道开挖时岩层中可能会出现渗水 现象。隧道区还发育有灰岩,其中可能存在岩溶裂隙水。 场区土层分布情况 根据该标段的岩土工程勘察报告,隧道区南坡上覆较厚的残坡积层,基岩埋深在 0.513.7m,北坡有基岩出露,露头为硅质岩,上覆残坡积层相对较薄。场地基岩为三叠 系大冶组(T1d)灰岩、泥灰岩、二叠系龙潭组(P2l)泥岩、砂岩、灰岩及二叠系孤峰组 (P2g)硅质岩。 隧道围岩分级 勘察单位根据围岩分类标准(公路隧道设计规范 (JTGD70-2004) ) ,综合实验及 钻
13、探成果,隧道洞室围岩级别划分如表 1 所示。 表表 1 长山隧道围岩分级表长山隧道围岩分级表 隧道名称线位洞门桩号 级 (m) 级 (m) 级 (m) 合计 (m) 左线 K2+934K3+3 97 12231625463 长山隧道 右线 K2+934K3+3 40 5432230406 小计17663855869 所占比例(%)20.273.46.4100 不良地质现象 1) 隧址区内的不良地质作用主要为岩溶,主要发育于地层接触地带。溶洞充填不 3 均,有的地方充填密实,有的地方为空洞,充填物主要为粘土夹碎石,粘性土一般呈软 塑状态,碎石成分为灰岩、泥岩或砂岩。本隧道洞身要穿越溶洞,施工过程
14、中要加强地 质预报,查明隧道前方溶洞分布范围、类型、岩层完整稳定程度、充填物与地下水情况 等,慎重选择施工方案与安全措施,防止因隧道掘进造成溶洞坍塌。 2) 进洞口段要从红粘土中穿过。红粘土有明显的胀缩特性,对施工会造成一定的 不利影响,应注意做好防排水工作,施工期间应避免红粘土在水中浸泡或在太阳下暴晒。 1.3. 场区施工条件场区施工条件 1.3.1. 交通运输条件交通运输条件 施工物资、机械设备可通过陆运或水运到达武汉市,场外运输条件比较优越;通过 既有道路可抵近场区,进入施工场地需要修建施工便道,施工便道长约 1200m,便道路 面宽度 4.5m,施工前,先对原地面进行翻挖、碾压密实,在
15、其上设置 0.6 米厚承重层, 材料选择风化片石,再做 0.2 米厚的泥结碎石路面。同时要求做好路面和坡脚的排水及施 工过程中的养护工作。 1.3.2. 施工用水、用电条件施工用水、用电条件 施工场区内市政供水管线不发达,施工用水采用打井取地下水。地下水经检验合格 后方可使用。 施工用电就近接入附近的 10KV 高压线,安装两台 500KVA 变压器。 1.3.3. 施工物资采购条件施工物资采购条件 武汉市建材市场十分发达,货源比较充足,本工程所需物资材料均可就地购买,并 且可选择的余地较大,施工物资材料采购条件十分优越。 第二章第二章 工程重难点分析及对策工程重难点分析及对策 2.1. 工程
16、重点分析及对策工程重点分析及对策 2.1.1. 爆破作业安全控制爆破作业安全控制 理解分析 本工程火工品使用频繁、消耗量较巨大,同时又是城区爆破作业,施工过程中必须 重点控制爆破作业,以防出现意外。 对策 火工品的安全管理,严格按照爆炸物品管理条例之规定进行。从购进、运输、 储存到使用,严格按照地方主管部门及公安部门的有关规定执行。 4 爆破作业严守爆破作业安全规程等相关规定、规范要求。 2.1.2. 洞室作业安全控制洞室作业安全控制 理解分析 依据常例,洞室暗挖作业为事故多发作业项目,施工过程中必须采取谨慎的态度, 重点控制洞室暗挖作业各个环节,以回避风险。 对策 超前支护安全措施 按设计进
17、行超前支护加固地层,通过现场试验确定各技术参数,以取得良好的固 结效果。 超前支护位置必须准确,严防进入结构内,造成支护困难。 使用的机械要专人操作,定期检查,保证机械性能良好。 加强对加固地层的检验,确保开挖掘进的安全,并作为监测分析的依据,以利于 施工中不断改进。 暗挖及初支施工安全措施 坚持以地质为先导的原则,时刻掌握隧道的地质情况,异常地质要有特殊的超前 支护和初期支护措施。 采用合理的开挖方式:施工时严格按照:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快 封闭、勤量测”的原则进行。 依据经验及现场试验,选取最可靠、最安全的爆破施工技术参数;爆破安全警报 解除前,严禁实施下道工序;定人、定职处
18、理危石。 严格控制每循环进尺,开挖成形后及时进行初期支护,确保工序衔接,应尽早施 做隔板封闭成环,以改善受力条件。对特殊地段缩小钢格栅的间距,加强初期支护。钢 格栅连接必须牢固,保证纵向连接筋与钢格栅焊接质量。 随时注意观察掌子面的情况,发现地质情况变化,及时采取相应处理措施,保证 施工安全有序地进行。 加强监测。初期支护后,量测拱顶下沉及边墙收敛、地面下沉与隆起,及时对数 据进行分析,发现异常情况立即上报,并采取相应防治措施。 利用监测数据,掌握围岩变形速率,判断初支的稳定性,为二次衬砌提供依据。 具备条件时及时进行二衬模筑混凝土施工,确保施工质量和环境及施工安全。 2.1.3. 超前地质预
19、报超前地质预报 理解分析 5 隧址区内的不良地质作用主要为岩溶,主要发育于地层接触地带。溶洞充填不均, 有的地方充填密实,有的地方为空洞,充填物主要为粘土夹碎石,粘性土一般呈软塑状 态,碎石成分为灰岩、泥岩或砂岩。本隧道洞身要穿越溶洞,施工过程中要加强地质预 报,查明隧道前方溶洞分布范围、类型、岩层完整稳定程度、充填物与地下水情况等, 慎重选择施工方案与安全措施,防止因隧道掘进造成溶洞坍塌。 对策 按照宏观预报与施工期预报相结合,长距离预测与短距离预测相结合的原则,特别 是突出查明隧道前方的地质状况。根据勘测设计资料,以地质理论为指导,采用地质调 查、物探和钻探等相结合、相互对照、相互补充、相
20、互配套综合对比分析的方法,进行 预测预报,以便提高物探成果解译水平,为隧道施工提供全面、详细、准确的地质资料, 进而避免地质灾害引发恶果。 超前地质预测预报方案如图2-1所示。各阶段地质预报与各种预测方法之间的配套模 式如表2-1。 TSP203中长期预报 L=100150m 搭接10m 地质雷达、中短期预报 L=3050m 搭接10m 红外探水 L=20m 搭接5m 台车超前探孔 L=1530m 搭接5m 掌子面地质描述、HSP水平声波剖面法 掌子面 跟进地质工作 短程预报30m 中程预报100m 长期预报200m 图图 2-1 各各种种预预报报手手段段组组合合方方案案图图 6 表表2-1
21、超前地质预测预报配套模式表超前地质预测预报配套模式表 项目地质调查地质勘探综合地质物探 宏观地质 预报 工程地质、地形地貌、地 层岩性;水文地质;地表 水系、地下水与地表水情 况。 坑探 补充地质钻探 大尺度工程物探 施工地质 预报 掌子面地质素描 相关地质调查 超前地质钻探 中长距离预测 TSP203 系统长距离预测 地质雷达短距离预测 红外探水仪前方探水,水平地质钻超前钻探。 2.1.4. 监控量测监控量测 理解分析 监控量测是在隧道施工过程中,对围岩和支护系统的稳定状态进行监测,为喷锚支 护和二次衬砌施工技术参数调整提供可靠的依据,把监控量测资料整理、分析得到信息 及时反馈到设计和施工中
22、,进一步优化设计和施工方案,以达到安全、经济、快速施工 的目的。围岩监控量测是施工管理中的一个重要环节,是施工安全和质量的保障。 对策 对于监控量测,本文设专项章节进行叙述,本处仅概略叙述。 建立专门的监控量测组织结构,专人、专管。 明确监控量测流程,做到信息采集及时、数据分析及时、信息反馈及时。 建立完善的监控量测制度,定职、定责,确保监控量测工作到位。 2.2. 工程难点分析及对策工程难点分析及对策 2.2.1. 溶洞段隧道处理方案溶洞段隧道处理方案 理解分析 根据岩土工程勘察报告,左线隧道洞身 K3+100K3+125 段及右线隧道洞身 K3+165K3+195 段均位于溶洞中,围岩级别
23、为级,溶洞充填不均,结构稳定性差,整 体性差,围岩极易坍塌变形,必须采取相应支护、止水措施。 对策 组织机构 为加强对岩溶的监测,项目部成立了以总工程师为组长,工程部长为副组长,工区 技术人员为成员的岩溶监测小组。施工中坚持轮班制,进行 24h 全过程监控指导,确保 各种措施的落实。各组密切配合、协作,及时反馈和分析,为信息化设计和施工提供有 力支撑和保障。 7 施工组织措施 通过分析,隧道区岩溶发育程度属于岩溶弱发育,局部中等发育。岩溶对隧道工程 的影响主要是空穴、地下水、洞穴充填物及坍塌、洞顶地表塌陷四个方面。根据岩溶对 隧道的影响情况及施工条件,采取跨越、加固洞穴、引排截流岩溶水、清除或
24、加固充填 物或注浆对软弱土地基进行加固、回填夯实、封闭地表塌陷、疏排地表水等方法综合治 理。岩溶及暗河地段施工工艺流程如图 2-2: 、注浆堵水 采用综合超前地质预测与预报手段确定注浆地段,通过注浆封闭加固,提高岩体完 整性使其成为具有一定承载能力的结构体,形成围岩注浆固结圈,以限制排水量,实现 控制排放,并与喷锚支护一起共同保证施工期洞室稳定及安全。 注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种形式。在注浆实施过程 中,根据地质超前预报及揭示的地质信息。注浆工艺、注浆效果及浆液的可能性、结合 强度及注浆前、后承压、水量变化特征等注浆施工资料和相关科研阶段成果适时对注浆 方式、注浆范围
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