1、施工組織方案的制定 王金寬（中鐵五局(集團)有限公司，貴州 貴陽 550003）摘要：針對青藏高原低氣溫、低含氧、低氣壓及大風速、強幅射、強雷暴的惡劣自然條件，以及線路穿越高寒凍土地帶及融區的復雜施工條件，提出了施工方法、施工工藝、施工機具配置及檢測和相應的有效技術措施，制定了科學可行的施工方案。關鍵詞：高原；嚴寒；缺氧；高寒凍土帶；凍土工程地質條件；鐵路施工方案0引言青藏鐵路是目前世界上海拔最高、線路最長的高原鐵路。青藏高原地理位置獨特，自然條件、地質條件極其復雜，修建鐵路面臨諸多全新的技術難題，因而制定施工組織方案亦是新的課題。我集團公司承建的第5標段北起昆侖山北麓的西大灘，南至不凍泉，全
2、長47.91 km.在該段施工組織方案制定時，面臨兩大技術難題：一是線路經過地段均為高海拔地帶，海拔高程大于4500 m的地段有近40 km，最高為昆侖山埡口4776 m.低含氧、低氣溫、低氣壓及大風速、強輻射、強雷暴的惡劣自然條件使工程施工面臨著前所未有的困難，尤其是嚴寒缺氧所造成的人機工作效率下降。二是線路全部位于多年凍土區地段，且穿越凍土區邊緣的高溫凍土地帶及融區。該地區多年凍土的退化和融蝕、季節融化層的凍結和融化、不良凍土物理地質現象等均對鐵路工程建筑物產生非常大的危害，使得多年凍土區工程建設不僅在設計原則上有別于一般地區，而且對施工方法、施工工藝、施工機具配置及檢測手段等也提出了新的
3、要求。在施工中除采取有效技術措施控制和消除這些危害外，制定科學可行的施工方案，亦是工程建設成敗的關鍵。本文著重闡述五標段的施工組織方案的制定。1工程概況本標段線路穿越西大灘斷陷盆地、亂石溝峽谷區、昆侖山埡口、昆侖山埡口盆地及不凍泉河谷地帶，地質、地貌、工程地質條件復雜獨特，工程量大。西大灘斷陷盆地：地形平坦，地勢開闊，植被不發育，其間小沖溝較發育，第四系地層較厚，多以沖、洪積圓礫土及卵石土為主，為島狀、片狀多年凍土區，多年凍土上限2.8 m-3.5 m，厚度5 m-20 m，凍土平均地溫高于-0.5,以少冰、多冰凍土為主。昆侖山區：屬中支低丘區，地質構造復雜，地形起伏大，植被稀少，海拔4500
4、 m-4800 m，以古冰川、現代冰川作用及寒凍風化地貌形態為主，石海、石冰川、凍脹丘、冰椎、融凍泥流、滑坍等不良凍土現象發育，多年凍土上限1.5 m-2.8 m，厚度60 m-120 m，年平均地溫-0.5 C-2.6 C，屬于穩定和基本穩定多年凍土區，高寒冰涼凍土所占比重較大，約48%，且含冰量分布不均勻，凍土工程地質條件較差。該標段主要工程量大：路基土方在531.40萬斷面方以上(內多年凍土50.43萬斷面方)；道碴為13.26萬m3；各種橋梁32座10764延長米，其中大橋、特大橋為18座，1萬延米以上；隧道一座1686延米；涵洞83座，近2000橫延米。本標段工程集中，工程量大，工期
5、緊，于2001年7月1日開工，所有主體工程2002年12月20日達到鋪軌條件。2施工組織原則針對本標段工程的實際情況，確定如下施工原則：“搶隧道，抓路基，保橋涵”“多機械，少人工”。根據總的工期要求，本標段控制工期的工程是昆侖山隧道。在昆侖山隧道施工安排上，要突出一個“搶”字。同時，利用有利季節，抓好路基的填筑和路塹開挖施工，促進橋涵施工。針對高原特點，特別是缺氧對人的生存構成威脅，人員要精干，多使用機械，少用人工。機械能做的事情堅決不用人工做；內地能做的事情，堅決不到現場做；山下能做的事情，堅決不到山上做。3施工組織方案3.1組織機構組建高效精干的指揮機構。設中鐵五局（集團）青藏鐵路工程指揮
6、部，正副指揮長和總工程師之下設各子公司項目部和各職能部門，組成配置裝備精良，技術熟練，敢打硬仗，不怕吃苦的專業隊伍。3.2施工目標3.2.1工期目標凍土北界至望昆站開工日期：2001的7月1日，線下主體工程竣工日期：2002年6月30日。望昆站至隧道進口處開工日期：2001年7月1日，線下主體工程完工日期：2002年10月30日。隧道開工日期：2001年7月1日，主體工程2002年11月完工，2002年12月31日達到鋪軌條件。隧道出口至不凍泉開工日期：2002年3月1日，線下主體工程完工日期：2002年10月30日。全標段竣工日期全標段竣工日期為2003年7月1日。3.2.2質量目標確保全部
7、工程達到國家、鐵道部現行的工程質量驗收標準以及青藏鐵路驗收的有關規定。工程一次驗收合格率達到100%，站前工程優良率達到90%以上，房建工程優良率達到50%以上，四電工程優良率達到95%以上，全標段創部級優質工程，滿足全線創優規劃要求，爭創國家優質工程。3.2.3安全目標1）杜絕重大傷亡事故；2）控制年負傷率在2以下；3）消滅違章指揮、消滅違章操作，消滅慣性事故。3.3資源配置1.人力資源針對青藏鐵路特殊的自然環境，考慮輪換休養等因素，勞動力用工計劃按所需勞動力1.3倍系數配置。配足技術管理、科技攻關、醫療保障等人員。2.機械配置由于高寒缺氧的不利環境，內燃機械的功率降低現象非常嚴重，因此應盡
8、量采用電動機械。但目前土石方施工的挖、裝、運、碾壓機械僅有內燃型，選型時應選用帶渦輪增壓裝置的機型，并配有足夠的機械儲備能力。由于本標段無電網電源可用，全部采用自發電形式，所以發電機為關鍵設備之一，在配備和布置上需認真研究解決。3.生活后勤制定了高原施工人員營養指導書，在格爾木設生活采購站和食品加工食堂，盡量將各種食品生料加工為成品或半成品，減少施工現場烹飪作業程序。嚴格按人體所需營養進行配餐。各種食品每天由專用冷藏車送往各工點。4.醫療衛生及防疫在格爾木設醫療康復中心，負責傷病人員的治療休養。在昆侖山隧道進口四項目部設醫療急救中心，負責作業人員現場急救工作。并設防疫站負責全體參建人員的防疫及
9、監護工作。 醫療衛生防疫工作的主要措施及工作目標為：對參建職工進場前進行全面體檢和進場后作定期體檢；提前進行工地環境交底和醫療保健衛生教育。除在昆侖山隧道進口設醫療急救中心外，分散營地設醫療保健站。以預防和自我保健為主，醫療護理為輔，增強全員抗病保健意識。要對每個職工身體狀況跟蹤觀察記錄，醫護人員和領導者要掌握每個人的身體狀況，同時按規定縮短工時，盡量以機代人，減輕勞動強度，保護體能。按規定進行勞動保護，科學配制營養膳食，注意防寒保暖，防疫防病，必要時進行補氧和服用增氧藥物，要備足急救用品，熟練掌握急救技術。為了維持施工生產的正常進行，隊伍實行部份輪換和短期休息，保證不發生凍傷和病亡。盡一切努
10、力把急性高原病控制在3%以下。3.4施工方案3.4.1昆侖山隧道根據昆侖山隧道多年凍土及高寒缺氧等特殊環境，特別確定以下施工原則：一是“多打眼，少裝藥，弱爆破”，二是“短進尺，強支護，緊襯砌”，三是“多機械，少人工”。昆侖山隧道按四個口五個工作面組織施工，即進口工作面，1#橫洞工作面，出口工作面，2#號橫洞工作面（含2個工作面）。各工作面的具體計劃施工長度如下：進口工作面：進口里程為DK976+250，計劃施工到DK976+940，計劃施工690 m.1#橫洞工作面：1#橫洞與正洞交叉里程為DK876+940，計劃施工DK976+940DK977+200，施工長度260 m.2#橫洞工作面：2
11、#橫洞與正洞交叉里程為DK977+500，計劃施工從DK977+200DK977+786，施工長度586 m，設兩個工作面。出口工作面：出口里程為DK977+936，計劃施工到DK977+786，計劃施工150 m.如某個工作面施工進度比計劃快，可繼續向前施工，直至貫通。具體施工方法：在未形成有軌運輸之前，采用人工鉆眼，光面爆破，分斷面臺階開挖，輪式機械出碴及運輸。形成有軌運輸后，采用三臂臺車鉆眼，光面爆破，全斷面開挖，立爪裝碴機、電瓶車、梭礦出碴。襯砌均采用泵送混凝土，液壓式襯砌臺車施工。對于軟弱破碎地質或淺埋地段采用臺階法施工，并遵循超前支護及短進尺的原則。防排水結構和隔熱保溫層施工：防排
12、水結構和隔熱保溫層是昆侖山隧道特殊和關鍵的結構組成部分，其施工工藝和施工質量對保證昆侖山隧道工程質量至關重要。由于目前國內外對高密凍土地帶隧道防水、隔熱保溫層的施工還沒有成熟的經驗，需進行大量調研和性能比較，試驗選定合適的防水、保溫材料，并完成現場防水、隔熱保溫層的工藝試驗，從而制訂出隧道防水、保溫層施工方法和工藝，以及防水板接縫處理方法和接縫質量檢測方法，為昆侖山隧道防排水、隔熱保溫層施工提供可靠的技術保障和科學的施工工藝，確保防水、隔熱保溫層的施工質量。3.4.2橋梁工程根據工程特點，尤其是在多年凍土區施工橋涵的特殊要求，施工中應采用先進的施工方法，結合試驗采用各種新的監測手段。在施工過程
13、中充分注意凍土環境保護，做好生態環境的保護及水土保持工作，施工完畢后將地表復原。1.樁基礎施工根據青藏線的地質特點，基本上可不用護壁。成孔機械主要為旋挖鉆機，可備部分沖擊鉆，盡量采用干法成孔，以處理鉆進過程中遇到的孤石和較硬巖石。對于按凍結力設計的樁，承臺施工前通過監測樁周地基土的地溫，待樁周地基土充分回凍后，方進行承臺施工。或采用人工降溫方法加速回凍，滿足工期要求。承臺及樁基在季節融化層范圍內部分需進行特殊處理，以減少凍融對橋基產生的力學作用。2.橋梁墩臺施工采用低溫早強耐久砼，對墩臺另外露面必須設置保溫保濕系統，保證墩臺身砼強度在高寒干燥的環境下仍能正常發展。3.4.3涵洞工程本合同段涵洞
14、大多為矩形涵，應采用集中預制、汽車吊拼裝的方法，以達到集約化生產和保證質量的目的。3.4.4混凝土工程1.主要技術要求及難點由于5標段低含氧、低氣溫、低氣壓及大風速、強輻射的惡劣自然條件，必須采用特殊砼，才能滿足結構設計的要求。主要技術要求及技術難點有：保證混凝土澆筑后，在周圍介質為負溫條件下（不同施工時間，其負溫不同），混凝土強度等級應達到設計要求。保證混凝土的耐久性、耐侵蝕性指標達到設計要求。必須保證混凝土澆筑后，能在規定的時間內達到抗凍臨界強度（4 MPa）及拆模強度，以滿足進度要求。要求混凝土拌和物應具備良好的耐低溫性、流動性、可塑性、穩定性、易密性和可泵性。2.施工工藝及質量控制由于
15、施工量大、要求特殊，從原材料的質量控制，外加劑的優選、復配，混凝土配合比的設計，到混凝土的攪拌、運輸、澆注、振搗、養護、質量的檢驗與控制等整個工藝過程，均需制定一系列有效技術措施，并對現場施工技術人員進行培訓，制定施工作業指導書，確保本標段內混凝土施工質量。外加劑的選用是在昆侖山區這種特殊自然環境下保證砼獲得設計所需特殊性能的關鍵因素之一。通過研究，本標段選用外加劑如下：昆侖山埡口以北橋涵基樁選用低溫早強耐久混凝土防凍劑，墩臺身選用低溫早強耐久混凝土防凍劑和早強劑復合使用。昆侖山埡口以南橋涵基樁選用低溫早強耐久耐侵蝕混凝土適用的早強、防凍、耐侵蝕外加劑。3.4.5路基工程1.工程概況本標段區間
16、路基填方382萬m3，挖方102萬m3.站場土石方47.4萬m3，填滲水土5.7萬m3，路基加固及防護土方24.8萬m3，鋪設復合土工膜2.96萬m2，土工格柵54.7萬m2，PVC管（30）16.3萬m，聚胺脂板12.8萬m2，漿砌石5.5萬m3，C20鋼筋混凝土3.1萬m3，C25鋼筋混凝土2.4萬m3.2.施工方法本標段路基工程采用平行流水作業,主要采用機械施工，機械不能施工的邊角地段，采用人工和小型機械相結合的方法施工。凡影響正線施工的改路、改移光纜、改移輸油管道工程先行施工。擋護工程配合路基土石方，采取連續作業、快速施工；排水工程隨土石方的進展及時安排施工，路塹頂擋水埝先修筑。有基底處理和片石通風環境的地段先行開工，為路基填筑創造條件。高含冰量凍土段的路塹施工期應盡量選在寒季，若受客觀因素制約必須在暖季施工時，應組織快速施工，并有隔熱遮陽措施，確保路塹邊坡和基底的凍土融化前將隔熱層修筑完畢，避免產生熱融滑坍和熱融泥流的病害。
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