朔州隧道快速施工技術方案(12頁).pdf
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2022-08-08
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1、大準至朔黃鐵路聯絡線朔州隧道(DK128+662DK139+955)科學管理以質為本 打造精品典范工程攻難克險精心組織 開辟準池黃金通道中鐵十二局集團神華準池鐵路項目經理部二一一年十二月一、工程概況及地質情況新建鐵路大準至朔黃鐵路聯絡線朔州隧道,起訖里程DK128+662 DK139+955,全長11293m,為雙線隧道,共設 4 個斜井共 6594 米輔助施工。隧道洞口段主要為砂、黏質黃土;洞身圍巖以石灰巖為主。其中級圍巖占 26.17%,級圍巖占42.99%,級圍巖占20.32%,級圍巖占10.52%。隧道區地下水主要有巖溶裂隙水、松散巖類裂隙水。隧道不良地質有巖爆、巖溶、濕陷性黃土及7 2、條斷層。二、施工組織安排朔州隧道設進口、1 號、2 號、3 號、5 號斜井及出口共六個工區組織施工。進口工區承擔正洞1229m、1 號斜井(1045m)承擔正洞2789m(進口方向1259m,出口方向1530m)、2 號斜井(1975m)承擔正洞1270m(進口方向220m,出口方向2575m)、3 號斜井(1770m)承擔正洞1550m(進口方向1100m,出口方向450m)、3-1 號斜井(824m)承擔正洞1030m(進口方向380m,出口方向650m)、5 號斜井(980m)承擔正洞1970m(進口方向1070m,出口方向 900m)、出口承擔正洞1455m 施工任務。工程于 20113、 年 9 月 20 日開工,2013 年 2 月 16 日貫通,工期 17.1 個月(含施工準備期),2013 年 3 月 15 日達到鋪軌條件,比合同工期提前1.5 個月。三、施工進展情況朔州隧道于2011 年 9 月 26 日進場,截止2011 年 11月 29 日,進口完成開挖及支護49 米,仰拱24 米;1 號斜井完成開挖及支護73.1 米,仰拱 22.9 米;2 號斜井完成開挖及支護 47 米;3 號斜井完成開挖及支護23.2 米;5 號斜井完成開挖及支護48.6 米;出口雖然完成了施工便道、拌和站、空壓機站、10KV臨時專線、生活區基礎等臨建工程,但受永久性征地及洞口廢棄石場影響無4、法開工,當地政府要求必須把永久性征地及地表附著物和洞口廢棄石場補償費用一次付清才允許開工,地表附著物評估報告已出。四、工期安排朔州隧道是準池鐵路的重難點控制工程,工期之緊在國內隧道建設史上少有,比鐵道部規定的進度指標高出12 倍。根據朔州隧道圍巖地質條件,結合烏鞘嶺隧道的施工經驗,要想比合同工期提前1.5 個月完工,必須加倍投入設備、勞力及各種保障措施,針對準池鐵路總工期要求,倒排工期,制定進度指標。1、進度指標施工進度指標見下表。朔州隧道正洞施工進度指標圍巖級別循環進尺(m)日循環數日進尺(m)月進度(m)4 2 8 240 3 2 6 180 1.2 3 3.6 105 0.60.8 3 5、1.82.4 5070 注:斜井進入正洞施工,進度指標進行相應的折減。朔州隧道斜井施工進度指標圍巖級別循環進尺(m)日循環數日進尺(m)月進度(m)3 3 9 270 2.6 3 7.8 230 2 3 6 180 1 3 3 90 2、總體施工方案正洞洞身級圍巖采用全斷面法施工,級圍巖采用臺階法施工,級圍巖采用正臺階法施工,級圍巖采用三臺階臨時仰拱法施工;斜井、級圍巖采用全斷面法施工,級圍巖采用臺階法施工、級圍巖采用短臺階法施工;采用CAT320挖掘機扒碴,ZLC50C及 WA470-3裝載機兩臺同時裝碴,北方奔馳出碴;隧道各口采用長距離壓入式通風、洞內分段增設射流風機、掌子面增設小通風機相6、結合的方式通風;順坡地段采用自然排水,反坡地段地下水采用高揚程、大流量水泵分段逐級機械抽排;施工用電采用地方電力線路與自發電相結合,由平魯區康家窯變電站T 接 35kV 專線貫通全線,進口、1 號、2 號由平魯區平安開閉所接引10kV 專線,5 號、出口由李家窯變電站接引10kV 專線,形成雙回路,各洞口配備發電機組,確保電力供應不受任何影響;施工用水,前期采用水車拉水,后期采用打深井供水。進口設深水井供進口、1 號及 2 號斜井;3 號采取拉水施工,配置12m 3水車 3 臺;出口設深水井供出口及5 號斜井,各隧道洞口設置150m3保溫水池,采用無塔供水,生活駐地設置30m3 的蓄水池。3、7、循環進尺及循環時間 級 圍 巖 全 斷 面 法 施 工 循 環 進 尺 4m,每 循 環 時 間720min,每天 2.0 循環,每天進尺8m,月進度240m,全斷面法循環時間計算見下圖。級圍巖全斷面法掘進循環時間計算圖工序時間(min)循環時間(min)60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 測量放樣30 圍巖量測30 鉆眼270 裝藥聯線30 通風30 清危初噴砼30 扒碴、出碴240 噴錨支護90 說明:1、超前地質預報用TSP203地質預報系統一次預測100m范圍,本表未列其作業時間。2、全斷面鉆孔作業,爆破采用延時爆破,以減少一次8、爆破炸藥量,保護圍巖。級圍巖臺階法施工循環進尺3m,每循環時間720min,每天 2.0 循環,每天進尺6m,月進度 180m,臺階法循環時間計算見下圖。級圍巖臺階法掘進循環時間計算圖工序時間(min)循環時間(min)60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 測量放樣30 圍巖量測30 鉆眼210 裝藥聯線30 通風30 清危初噴砼30 扒碴、出碴210 噴錨網支護180 說明:1、超前地質預報用TSP203地質預報系統一次預測100m范圍,本表未列其作業時間。2、上下臺階同時進行鉆孔作業,爆破采用延時爆破,以減少一次爆破炸藥量,保護圍巖。9、級圍巖正臺階法施工循環進尺1.2m,每循環時間480min,每天 3.0 循環,每天進尺3.6m,月進度 105m。級圍巖臺階法循環時間計算見下圖。級圍巖正臺階法施工循環時間計算圖工序時間min 循環時間(min)60 120 180 240 300 360 420 480 測量放樣30 圍巖量測30 超前支護60 開挖90 出碴90 初期支護210 說明:1、超前地質預報為攤銷時間。2、各工作面拉開距離后平行作業,實行均衡生產。級圍巖三臺階臨時仰拱法施工循環進尺0.60.8m,每循環時間480min,每天 3.0 循環,每天進尺1.82.4m,月進度 5070m。級圍巖三臺階法循環時間計算見10、下圖。級圍巖三臺階臨時仰拱法施工循環時間計算圖工序時間min 循環時間(min)60 120 180 240 300 360 420 480 測量放樣30 圍巖量測30 超前支護60 開挖90 出碴90 初期支護210 說明:1、超前地質預報為攤銷時間。2、各工作面拉開距離后平行作業,實行均衡生產。4、工期安排朔州隧道于 2011 年 9 月 20 日開工,結合現場實際情況,進口施工準備為1.4 個月,1#斜井施工準備為0.67 個月,2#斜井施工準備為1.4 個月,3#斜井施工準備為1.87 個月,5#斜井施工準備為1.53 個月,出口施工準備為2.87 個月,隧道主體于 2013 年 2 11、月 16 日貫通,工期17.17 個月(含洞口施工準備),2013 年 3 月 15 日達到鋪軌條件。朔州隧道施工進度圖及平面示意圖附后。五、勞動力組織朔州隧道分六個工區,安排六個專業化隧道隊伍施工,每個隊伍勞力安排及工班任務劃分見下表。序號工班名稱人數擔負主要任務進口1#斜井2#斜井3#斜井5#斜井出口1 掘進工班60 120 100 180 120 60 鑿巖臺架就位、鉆眼、裝藥、爆破等2 支護工班50 100 80 160 100 50 錨桿、注漿、鋼筋網、鋼架安設,噴射混凝土作業等4 襯砌工班50 80 70 120 80 50 防水層、鋼筋安裝、襯砌、附屬工程等5 運輸隊36 60 12、60 118 60 36 出碴、運輸、調度、維修、保養等6 自動計量拌合站16 24 30 40 24 16 砼拌合及小型構件預制7 綜合保障隊15 25 22 30 25 15 風、水、電及其設備維修、保養,道路養護8 鋼構件加工隊10 20 15 30 20 10 各種鋼構件加工及預制9 抽水工班6 18 18 30 18 6 隧道抽排水,設備維修、保養施工隊伍勞力安排及工班任務劃分六、主要施工機械、設備配置朔州隧道主要施工機械、設備配置見下表主要施工機械設備表序號設備名稱規格型號數量國別產地制造年份額定功率(kW)生產能力用于施工部位備注1管棚鉆機RPD180 2 日本2010 125 13、隧道KR50412-3 3 德國2010 45 隧道KR50412-3 4 德國2010 45 隧道2挖掘機CAT320 9 美國2010 100 1.2m3隧道CAT320C 10 美國2010 100 1.2m3隧道3自卸車ND3260 100 包頭2011 213 19t 隧道沃爾沃20 瑞典2010 12m3隧道4挖裝機ITC312-H3 2 德國2010 隧道5裝載機ZLC50C 8 柳州2011 154 3m3隧道WA470-3 19 日本2011 3m3隧道6軸流通風機SDF(C)-NO12.5 19 侯馬2010 2 110 隧道通風7射流風機SDF-NO.6.5 20 侯馬214、010 222 隧道通風8移動變電站S9-400-10/0.4 12 太原2010 400 隧道9空氣壓縮機L-20/8-I型54 西安2010 20m3/min 隧道SA-5150W 28 西安2010 21m3/min 隧道10砼噴射機械TK600 60 成都2011 5m3/h 隧道初支11機械手RPJ-Z 8 成都2011 隧道初支12砼輸送泵HBT60 15 長沙2011 60m3/h 隧道二襯13襯砌臺車自制25 山西現場加工12m 隧道二襯14仰拱棧橋自制20 山西現場加工10m 隧道仰拱15防水板作業臺車自制、移動式20 山西現場加工隧道二襯16鑿巖機YT-28 160 天水215、010 83.3L/s 隧道鑿巖YT-28 160 天水2011 83.3L/s 隧道鑿巖17污水處理設備7 上海2010 污水處理10 小計243 447 395 708 447 243 序號設備名稱規格型號數量國別產地制造年份額定功率(kW)生產能力用于施工部位備注18變壓器S9-800/10 21 重慶2009 800 隧道19柴油發電機組250GF 21 山西2009 250 隧道20混凝土輸送車HNJ5260GJB 14 遼寧2010 6m3砼供應HNJ5259GJB 14 遼寧2010 6m3砼供應21砼拌和樓JS1000+PL1600 7 上海2011 60m3/h 砼供應HZN16、120A 7 成都2010 120m3/h 砼供應22 地質鉆機XY-2PC 28 重慶2010 隧道23 鍋爐4t 8 山西2011 隧道冬季施工24 多動能作業臺架20 山西現場加工6m 隧道25 灑水車12t 7 山西2011 隧道26 多級離心泵150D-304 12 上海2011 100kw 155m3/h 隧道27 多級離心泵200D-434 3 上海2011 230kw 230m3/h 隧道28 多級離心泵200D-432 3 上海2011 110kw 288m3/h 隧道29 潛水排污泵100QW70-22-11 15 上海2011 11kw 170m3/h 隧道七、提前工期的17、措施1、合理優化方案,確保斜井全面開工根據前期的多次現場踏勘,綜合考慮工期、臨時道路、工程用水、用電、征地等多種因素,斜井優化方案如下:3號、4 號斜井合并,3 號斜井于X3DK0+970分叉設支井,支井完成原4 號斜井施工任務,3 號斜井與正洞交會里程不變,分叉支井與正洞交會里程為DK135+880;5 號斜井與正洞交會里程向進口方向移動600m,調整后斜井長980m,與正洞交會里程由DK138+200調整至 DK137+600處,位于設計級圍巖內;2 號斜井原設計為單車道斜井,且圍巖較好,調整為雙車道,提高運輸效率及長距離通風排煙能力,提升綜合施工能力,增加此斜井對正洞施工的靈活性。調整方18、案后斜井總長度較原設計減少577m,減少了永久性及臨時用地等,降低了投資,提前了工期。2、及時解決隧道出口征地難題是實現總工期的關鍵隧道出口地處朔州市朔城區,目前出口受永久性征地及洞口廢棄石場影響無法開工,施工便道必須通過隧道出口設計分區所永久性占地,分區所永久性占地為19.6 畝,地上附著物杏樹多,地方政府及林地承包人要求必須一次性解決全部永久性占地及地表附著物費用才允許施工。另外出口洞口附近有當地老百姓曾經開采過的5 個廢棄石場,石場沒有正規審批手續,且當地政府無相關補償標準,石場開采人要求補償,且必須付清全部補償費用。3、合理調整支護參數,確保早日進洞通過四方代表現場踏勘,結合現場實際地19、質及施工情況,為冬季施工創造較好條件,在確保施工及結構安全的前提下,洞口超前大管棚調整為超前小導管,達到早日進洞,形成快速施工能力。4、增加人力和機械設備投入通過增加施工人員及機械設備的投入,大大縮短工序循環時間,確保施工進度。人力和機械設備增加費用見附表。5、建立現場生產指揮中心,實施一級管理以作業工班為管理單元,以施工工序為控制對象,在施工現場建立生產指揮中心,進行各工序的協調、工序循環時間和循環進度的控制及突發事件的處理,實行一元化一級管理制度。6、優化工序銜接,“卡死”循環時間和循環進度優化工序組合,實行平行作業。最大程度利用時間空間,平行均衡作業,達到縮短工序循環時間,總體進度平穩推20、進的目的。注重協調各工序間的矛盾和問題。隧道按多工序、多工種、多作業線立體交叉組織施工,及時解決各種矛盾。建立循環時間、循環進度的“卡死”制度。突出時間概念,制定獎罰機制,最大限度地調動人的主觀能動性,確保快速施工。7、風、水、電、材料及設備保障優化配置超前預報、開挖出碴、支護襯砌等機械化作業線,并針對不同地質情況,制訂不同的機械設備配置方案,最大程度發揮機械化作業效能。根據施工安排及進度計劃,主要材料采取提前組織,分批次進場并保證質量;強化機械設備的管、用、養、修。施工中認真分析和研究各種機械設備的配套模式、工作效率、維修保養方法;各種機械設備的管、用、養、修均建立相應的管理體系和保障措施,指定專人管理,明確性能指標及操作要求,杜絕違章操作;在機械設備閑置時,加強檢修和保養,時刻保證其完好狀態;如設備在運轉中出現故障,立即啟用備用設備,并在規定時間內修復。8、實行工期目標管理責任制嚴格計劃、檢查、考核與獎懲制度;定期召開項目管理會議,協調現場工序接口,加強施工調度工作,及時解決問題,使各項工作得以按計劃推進。二一一年十二月一日