1.集团公司与业主签订的施工合同协议书。
2.铁道第四勘察设计院提供的施工设计图纸、设计文件、设计资料。 3.根据上海局赣龙指对工期的要求及集团公司对原施组评审的意见。 4.铁道部颁发的现行规范、规程、验标等有关技术标准。
5.集团公司拥有的科技工法成果和现有的管理水平、劳力设备和技术能力。 (二)编制原则
1.严格遵守上海局赣龙指要求的工程施工工期,在工期安排上尽可能提前完成。
2.坚持在实事求是的基础上,力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。在确保工程质量标准的前提下,积极采用新技术、新工艺、新机具、新材料、新测试方法。
3.合理安排施工的程序和顺序,做到布局合理,突出重点,全面展开,流水作业、平行作业,正确选用施工方法,科学组织,均衡生产。各工序紧密衔接,避免不必要的重复工作,以保证施工连续均衡有节奏地进行。
4.施工进度安排注意各工序间的协调和配合,并充分考虑气候、季节对施工的影响。
5.结合现场实际情况,因时因地制宜,尽量利用当地合格资源,合理安排运输装卸与储存作业,减少物资运输周转工作量。
6.坚持自始至终对施工现场全过程严密监控,以科学的方法实行动态管理,并按动静结合的原则,精心进行施工场地规划布臵,节约施工临时用地,不占或少占农田,不破坏植被。严格组织,精心管理,开展文明施工活动,创标准施工现场。
7.严格执行铁道部颁发现行的设计规范、施工规范及验评标准。 二、工程概况
(一)地理位臵及地貌特征
天心山隧道位于福建省龙岩市新罗区境内,进口段地处龙岩市大池镇,出口段位于龙岩市小池镇,线路右侧靠近319国道,属于低山区地形,起伏相对高差约80m,山坡自然坡度30~45°,植被发育。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (二)设计情况
隧道起讫里程为DK256+390~DK261+880,全长90m,为单线隧道。另在线路右侧设斜井一座长259.61m,与线路水平夹角45°、竖直倾角19.16°,与线路交于DK258+460。设计路肩标高进口为518.07 m,出口为467.08 m,洞身全部为下坡,从进口起依次为5200m的9.3‰下坡,290m的9.1‰下坡,线路平面DK256+390~DK261+791.段为直线,DK261+791.~DK261+880段位于半径800m的曲线上。分别在DK257+628~+722、DK259+103~+197、DK260+603~+697段预留非绝缘接触网锚段关节位臵,运营通风布臵在出口端,DK261+760~+880为射流风机过渡、安装及连接段。
(三)工程地质 1.地质构造
DK256+390~DK258+150:表层为坡残积砂粘土,硬塑,基岩为石炭系下统泥质砂岩,粉砂岩,砂砾岩,单斜构造,岩层产状230∠65°,隧道围岩分级为Ⅲ~Ⅴ。构造带附近基岩破碎,DK256+8~+670为断层破碎带,断层性质不明。
DK258+150~DK260为燕山期侵入花岗岩,粗粒结构,接触带附近基岩变质,破碎,隧道围岩级别为Ⅱ,接触带围岩级别为Ⅴ。
DK260~DK261+880:表层为坡残积砂粘土,基岩为泥盆系上统泥质砂岩,页岩,粉砂岩,砂砾岩等,单斜构造,岩层产状65∠31°,隧道围岩分级为Ⅲ~Ⅴ,接触带附近基岩破碎。
2.水文地质条件:
山地地下水主要为裂隙潜水,不发育。山间谷地地下水为裂隙潜水,地下水埋深为0~3m。
3.地震烈度: 地震基本烈度为Ⅵ级。
4.隧道穿越围岩类别为Ⅱ~Ⅴ级,其中Ⅱ级围岩1700m,Ⅲ级围岩2745m,Ⅳ级围岩0m,Ⅴ级围岩505m。
三、施工组织安排
(一)任务划分及劳动力布臵
根据施工的需要,本隧道分进口、出口、斜井三个工区施工。进口
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天心山隧道 实施性施工组织设计 工区负责DK256+390~DK257+595段(长1205m)隧道施工。斜井工区负责斜井及DK257+595~DK260+290段(长2695m)隧道施工。出口工区负责DK260+290~DK261+880段(长1590m)隧道施工。
隧道进口工区由第三工程队负责施工,斜井、出口工区由第四工程队负责施工,每个工区各安排三个工班,即掘进工班负责隧道开挖、初支及洞口出碴、轨道线路养护;衬砌工班负责二次衬砌,包括砼的生产、灌注;机修工班负责风、水、电及设备维修、保养。劳力具体安排详见表1、表2、表3。
开挖劳力组织及分工 表1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 工班长 安全员 电工 钻孔 爆破 装碴 人数 职责 1×3 负责施工组织指挥工作 1×3 负责安全工作,发现和排除事故苗头 3×3 负责照明线路及电瓶车充电 14×3 负责台车钻孔工作 6×3 负责制作起爆药卷、运送炸药、装药、联线、起爆 2×3 负责装碴、装碴调度 扒碴(洞内) 2×3 负责洞内扒碴 支护 守库员 调度 15 2 负责超前支护、初期支护、注浆堵水加固地层等 看守雷管、炸药库、保管发放火工材料 2×3 负责调度运输工作 11 电瓶车司机 5×3 负责电瓶车的使用及保养 12 13 14 15 16 17 扳道员 洞外卸碴 巡道员 轨道班 修理工 合计 6×3 扳道岔、保证矿车安全通过 2×3 负责矿车卸碴 2×3 负责养护轨道及道岔、清道等工作 10 6 171 铺设轨道、道岔及维修 一般维修工作 说明:斜井工区增加提升绞车司机。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 衬砌劳动力组织及分工 表2 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 名称 工班长 拌合站 装料工 电瓶车司机 砼泵司机和辅助工 防水板工 台车司机和辅助工 砼震捣工 模板工 安全员 电工 修理工 电焊工 合计 人数 1×3 2×3 3×3 2×3 3×3 6×3 7×3 2×3 2×3 1×3 1×3 3 3 96 职责 负责施工组织指挥工作 操作拌合站 砂石料及外加剂上料 牵引砼运输车 操作砼输送泵及装拆管 安设防水板铺设盲沟 台车的移动、定位及模板轮廓尺寸 捣固砼 避车洞模板架立 负责安全工作 负责设备供电 负责设备维修 负责焊接作业 单口风、水、电及设备保障劳力 表3 序号 1 2 3 4 5 6 名称 工班长 风水电 通风排烟等 修理工 机加工 电焊工 合计 人数 3 15 15 15 16 6 70 负责组织指挥 高压风水电的供给管理,高压风水管的安装 通风机、风管、排水、管路安装维修 作业区的主要维修工作 作业区的所有机加工工作 焊接作业 职责 说明:斜井要增加排水人员、安全员及其它辅助人员。 (二)工期安排
隧道进、出口、斜井均在2002年6月1日开始进场准备,进、出口准备时间为2个月,完成洞口土方拉槽开挖,斜井准备时间为1个月。进口于8月1日正洞进洞施工,斜井于7月1日开始斜井井身开挖掘进, 9月1日开始正洞掘进,出口于8月1日正洞进洞施工。隧道主体工程于
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天心山隧道 实施性施工组织设计 2003年10月31日完工,上道碴及收尾工作于2003年11月27日结束,达到铺轨条件。施工工期从2002年6月1日至2003年11月27日,共计17.9个月。
天心山隧道为本标段控制工期的工程,隧道进、出口及斜井三个作业工区全部采用有轨出碴的运输方式施工,进口无轨运输施工完V、IV级围岩(465m)后进行换轨,出口无轨运输施工完V、IV级围岩(330m)后进行换轨,换轨时间均安排10天完成。
总体进度安排为:
1、进口工区与斜井工区掘进贯通时间定为2003年6月30日。 进口工区:洞口V级围岩280m,前150m每月掘进50m,后130m每月掘进60m,共计5.2个月(2002年8月1日~2003年1月6日)。IV级围岩185m,每月掘进110m,共计1.7个月(2003年1月7日~2003年2月28日)。换轨时间安排在2003年3月1日~3月10日完成。Ⅲ级围岩740m,每月掘进200m,共计3.7个月(2003年3月11日~6月30日)。初期支护、仰拱、矮边墙、二次衬砌、铺底及水沟电缆槽与掘进要平行作业,基本上同步完成。
斜井工区:向进口方向依次为Ⅱ、IV、Ⅲ级围岩共865m,每月掘进87m,共计10个月(2002年9月1日~2003年6月30日)。其中IV级围岩160m初期支护与掘进要同步完成。
2、出口工区与斜井工区掘进贯通时间定为2003年7月31日。 出口工区:洞口V级围岩225m,前150m每月掘进50m,后75m每月掘进60m,共计4.3个月(2002年8月1日~2002年12月9日)。IV级围岩105m,每月掘进105m,共计1个月(2002年12月10日~2003年1月9日)。换轨时间安排在2003年1月10日~1月20日完成。Ⅲ级围岩1260m,每月掘进200m,共计6.3月(2003年1月11日~7月31日)。初期支护、仰拱、矮边墙、二次衬砌、铺底及水沟电缆槽与掘进要平行作业,基本上同步完成。
斜井工区:向出口方向依次为Ⅱ级围岩1505m,每月掘进175m,共计8.6个月(2002年9月1日~2003年4月18日)。IV级围岩90m,每月掘进90m,共计1个月(2003年4月19日~2003年5月19日)。Ⅲ级围岩235m,每月掘进168m,共计1.4个月(2003年5月20日~2003年7月31日)。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 其中IV级围岩(90m)初期支护与掘进要同步完成。 3、掘进贯通后的衬砌安排
进口工区与斜井工区掘进贯通后,进口工区重点抓衬砌,上三台衬砌台车(2台12m,1台9m),衬砌完566m,里程从DK257+395~DK258+055,不含DK257+628~+722(94m)非绝缘接触网锚段,时间为2003年7月1日~7月31日。该段时间要安排完成DK258+105~+265(IV级围岩)的仰拱及隧底填充施工。
出口工区与斜井工区掘进贯通后,剩下DK258+055~DK260+490段(2385m)尚未衬砌、DK259+965~DK260+055段(IV级围岩90m)仰拱及隧底填充未施工及DK257+628~+722、DK259+103~+197、DK260+603~+697三段(282m)预留非绝缘接触网锚段关节位臵未衬砌。安排3个月时间(2003年8月1日~2003年10月31日)完成整个隧道的仰拱、矮边墙、二次衬砌、铺底、水沟电缆槽及拆轨工作,该段时间出口工区也要上三台衬砌台车(2台12m,1台9m),提前做好下锚段衬砌台架。
最后安排25天上碴整道工作,于2003年11月27日前全部结束, 4、为确保按期完成天心山隧道的施工任务,必须认真抓好以下几个施工环节:
(1)、认真做好施工场地的平面布臵规划,人力、设备及物资资源必须按期配备到位;
(2)、严格按照施工组织设计进行施工,特别是要认真抓好各道工序的衔接工作,把月计划进度分解落实到每一天;
(3)、掘进要以斜井为突破口,斜井掘进以向出口方向为主攻方向,但进口与斜井贯通时间要比出口与斜井贯通时间提前一个月完成,为斜井工区的二次衬砌减轻压力;
(4)、进、出口的初期支护、仰拱、矮边墙、二次衬砌、铺底及水沟电缆槽与掘进要平行作业,基本上同步完成,二次衬砌与贯通面最多只能相差200米;
(5)、进、出口贯通后,斜井工区的二次衬砌要从向两端开始,撤轨、铺底及水沟电缆槽要与之平行作业,同步完成。
详见“天心山隧道施工形象进度图”、“天心山隧道施工计划网络图”。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
天心山隧道施工形象进度图
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天心山隧道 实施性施工组织设计
天心山隧道施工计划网络图
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (三)机械设备
隧道施工的机械设备根据工程进展情况分批分期进场。详见隧道施工主要机械设备表(表4)。
隧道施工主要机械设备表 表4 序号 1 2 3 设备 名称 凿岩台架 凿岩机 电动空压机 规格 型号 自制 YT-27 L-22/8,22m,132kW ITC312H3 90kW P60B 30kW ZLC40B 118kW 江矿 3单位 台 台 台 数量 进口 1 20 4 出口 1 20 4 斜井 2 40 4 合计 4 80 12 备注 4 5 6 挖装机 装碴机 侧卸式装载机 12吨电瓶车 台 台 台 1 1 1 1 2 3 1 2 7 台 XG12-9/256 江矿 台 XG8-9/144-A CK8-8m3 GK16-16m3 CK6-6 m3 ZJK-2.5/30X JTD-800 博山DA1-150×6 QS20×30-3 3kW ZDT-125 2×110kW 台 台 台 台 台 台 台 台 6 6 12 8 9 10 11 12 13 14 8吨电瓶车 梭式矿车 梭式矿车 侧卸矿车 提升绞车 提升绞车 多级抽水泵 6 6 2 6 6 2 10 10 1 1 2 10 12 12 10 1 1 6 15 潜水泵 4 4 4 12 16 轴流通风机 1 1 2 4 9
天心山隧道 实施性施工组织设计 ∮1.3~1.2m17 凌水牌 软风管 液压衬砌台18 19 20 21 自制12m 车 衬砌台车 砼拌合站 轨行式砼输送车 轨行式砼输22 23 24 送车 砼输送泵 砼输送车 插入式振捣25 26 27 28 29 30 31 器 湿喷机 充电机 地质钻机 高压注浆机 灰浆搅拌桶 轨行式平板车 变压器 周至32 台 S7-500/10-0.4 周至33 34 35 36 变压器 高压开关柜 低压配电屏 柴油发电机 台 S7-315/10-0.4 江阴611系列 西安PGL 350GF 台 台 台 3 2 1 3 2 1 3 2 1 9 6 3 2 2 2 6 1台 洞内用3 3 3 9 洞外用 台 2 2 2 6 ZN-50 TK961 GWZCA-140/ZC 土星-881 2SNS 台 台 台 1 1 1 1 1 1 2 2 2 台 台 台 6 2 2 6 2 2 6 2 2 18 6 6 自制9m HZS25 勤宏JCGY6 6m 4m3砼罐车 60m3/h CXZ81K 台 台 台 2 2 2 2 2 2 2 6 4 铺底水沟用 3km 1.6 1.7 2.9 6.2 台 台 台 台 2 1 2 2 2 1 2 2 1 4 2 5 4 10
天心山隧道 实施性施工组织设计 37 38 39 40 41 42 43 44 45 推土机 装载机 自卸汽车 货车 钢筋弯曲机 钢筋调直机 钢筋切断机 交流电焊机 气焊设备 T140 柳工ZL50 北方奔驰 EQ144 GW40C GT4-14 GQ40-1 BX1-300 台 台 台 台 台 台 台 台 套 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 3 2 1 1 1 1 1 3 3 9 6 3 3 3 3 3 洞外用 洞外用
(四)临时工程
1.道路改移
为便于隧道进口拉槽和DK256+221,3-13m跨线桥的施工,在隧道进口地段改移道路长300m,路面宽4.5m,路面为泥结碎石路面。进口临时设施布臵详见《进口工区场地布臵图》,附图一。
斜井井口至319国道间新修300m长的施工便道,以便于隧道弃碴外运和工程材料、设备进出场。斜井临时设施布臵详见《斜井工区场地布臵图》,附图二。
出口从小池镇老319国道引入,需对既有道路进行扩建,其长度为300m,从扩建便道至隧道出口、拉槽至小池站及刨花厂至改河起点需修建长2900m的施工便道。出口临时设施布臵在便道两侧详见《出口工区场地布臵图》,附图三。
2.临时房屋
生活及生产设施详见《天心山隧道生活及生产设施表》,表5。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 天心山隧道生活及生产设施表 表5 序号 一 二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 临设名称 单位 m2 m2 m2 m2 m m2 m2 m2 m2 m2 m2 m2 m m2 m2 m2 m2 m2 m2 22数量 隧道进口 工区 916 1441 81 4 58 180 28 72 72 72 160 36 50 45 120 45 418 2357 斜井工区 785 10 60 50 75 128 32 60 50 60 32 133 60 40 309 1874 隧道出口 工区 1013.36 1419.5 45.5 61.25 210 105 40 60 120.25 120.25 24 40 16 200 68.25 309 2432.86 2714.36 3949.5 186.5 115.25 343 413 100 132 252.25 122 340.25 60 90 93 133 380 153.25 1036 6663.86 合计 生活设施 生产设施 配电房 泵站 高山水池 空压机房 工地值班室 拌合场 材料库 机修库 水泥库 木工房 钢筋加工场 机具库 绞车房 充电房 发电机房 火工产品库 合计 3.临时用电
隧道施工用电采用从隧道进口、斜井口外和出口段附近的10kV高压输电线路引入,在隧道各洞口外共设9台500kVA、3台315kVA变压器,在三个掘进工区洞内各设一台变压器,详见供电系统图。并在三个洞口分别自备内燃发电机站,350GF共3台。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
供电系统图
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天心山隧道 实施性施工组织设计
供电系统图
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天心山隧道 实施性施工组织设计 供电系统图
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天心山隧道 实施性施工组织设计 四、施工准备
(一)抓紧施工便道、改移道路临时供电引入、蓄水池和供水管路及高山水池、临时房屋施工。
(二)组织技术人员搞好施工技术文件、图纸的复审及技术资料的准备工作。按《测规》要求布设控制网,做好复测工作,组织试验人员做好各种材料的取样、试验工作,并选配施工所需的砼、砂浆配合比。
(三)落实各种施工材料的供应渠道,保证各种施工用料按计划供应。做好机械设备的安装、配套及试运转。
(四)针对隧道施工的特点做好职工岗前培训和技术交底工作,进行技术、安全、文明施工再教育。
五、高压风、水、电的布置 (一)高压供风系统的布臵
在三个工区的洞口位臵附近设空压机站,通过高压风管将压缩空气送到工作面,以满足各种风动工具使用需要。
1.供风量的计算
本隧道各工区使用的主要风动设备为风、砼湿喷机,空压机站应能满足各种风动工具(械)设备正常运转及输送损耗所需要的风量。参考有关资料,供风量的大小按下式计算:
Q供=∑nqikiC +La(m3/min)
式中:n——同时使用的各种风动机械(具)的台数,单口取YT27型风10支,砼湿喷机2台。
qi——每台风动机械(具)的耗风量,YT27型风为3.0m3/min,TK-961湿喷机的耗风量为10m3/min。
ki——因机械磨损而使供风量增大的系数,取K=1.25。 C——同时工作系数,风取0.8,湿喷机取0.5
L——高压风输送管理的理论长度,本隧道进口工区掘进1205m,出口1590m,斜井工区2695m(另斜井长259.61m),考虑到施工中的速度不均衡和风管配件引起的理论长度的增加,可取进出口均为2000m,斜井3000m。
a——每km高压风管单位时间漏风量,取1.5 则进出口Q
供
=10×3.0×1.25×0.8+2×10×1.25×0.5+2.0×
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天心山隧道 实施性施工组织设计 1.5=45.5 m3
斜井:Q供=10×3.0×1.25×0.8+2×10×1.25×0.5+3.0×1.5=47m3 2.空压机的配臵数量按下式计算
N=
Q供q2u·k2·k3
式中:Q供——计算供风量,进出口取46m3,斜井取47m3。 q2——一台空压机的生产能力取22m3。
u——海拔高度对空压机生产能力影响的折减系数,取1。 k2——空压机磨损引起效率降低的修正数,取1.07。 k3——备用系数,取1.3。 由此可得:
进出口:N=46/(22×1)×1.07×1.3=2.91(台) 斜井:N=47/(22×1)×1.07×1.3=2.97(台)
故三个工区配臵22m3空压机各4台,为电动空压机,出风口压力为0.8Mpa。
3.高压风管管径的选择
高压风管管径应根据可能出现的最大风量和容许的最大风压损失来确定。使之满足:能通过计算的最大供风量;送风管末端的风压不小于0.6MPa,以保证高压风管过胶管到达风动机械(具)后仍能保持0.5MPa的工作风压,即管通风损失△p=0.2MPa。
高压风管管径选择按下列步骤进行: ①计算出送风管路最大的理论长度;
②根据最大供风量及送风管管路最大的理论长度,由表6查得风管直径;
③根据查得的风管直径及最大供风量,查表7得出风压损失△p值,当△p≤0.2MPa时,则查得的风管直径即可使用,否则必须将风管直径加大一级,并按上述步骤重新选取,直至满足要求为止。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
容许通过风量与管径、管长关系 表6 容许通过风 管长L 量(m/min) (m) 100 200 400 600 800 11000 1250 1500 2000 3000 5000 风管内径d(mm) 50 23 16 12 11 17 370 65 46 32 27 23 21 100 98 70 56 52 49 40 35 31 25 20 125 125 101 95 78 70 66 56 45 35 150 167 143 129 116 105 91 74 57 200 305 275 245 224 193 158 122 250 420 366 350 294 243 190 300 482 390 3 注:本表系数按送风钢管始端风压为0.8MPa,钢管末端为0.6MPa,即风压通过管路的损失为0.2MPa计算。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 风压损失 表7 风压损失△p 风管内径 (Mpa) 最大供风量 (m/min) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 0.416 0.047 1.653 0.188 350 75 100 125 150 200 250 300 0.422 0.092 0.751 0.155 0.051 1.175 0.257 0.08 0.37 0.114 0.043 0.504 0.155 0.059 0.658 0.203 0.076 0.017 0.833 0.257 0.097 0.021 1.025 0.317 0.12 0.026 0.008 0.383 0.144 0.032 0.010 0.456 0.172 0.038 0.012 0.536 0.202 0.044 0.014 0.234 0.052 0.016 0.269 0.059 0.019 0.007 0.305 0.067 0.021 0.008 0.076 0.024 0.009 0.085 0.027 0.095 0.030 0.105 0.033 0.01 0.11 0.13 注:本表系按送风管始端风压为0.7MKa,送风管长度(含配件当量长度)为1000m计算而得。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 通过上面计算可以看出,选择φ150mm的高压风管可以满足施工需要。
因此各洞口配臵22m3/min电动空压机4台,风管为150mm的无缝钢管。
(二)供水
本隧道各洞口场地狭窄,生活区离洞口均有一定的距离,采用两套供水系统。洞口施工用水采用高山水池供水,生活区的用水另修蓄水池解决。进口设58m3高位水池1座,高于洞口标高80m,出口设210m3高位水池1座,高于洞口标高100m,斜井设75m3高山水池1座,高于井口标高40m。斜井井口高于井底约80m,随着斜井逐步向下掘进,自然水压头将超过所需水压,因此应进行减压。因斜井断面较小,采用在斜井内增建水池减压的方法不可取,因此需采用减压阀来减压。
进口供水管管径为125mm,出口供水管管径为100mm,斜井供水管管径为125mm。
(三)供电系统
因洞内采用梭式矿车、电动挖掘装载机、钻孔台架和衬砌台车等电动设备在洞内施工,且洞内独头掘进已达到2km,需采用高压进洞的方案。施工工作面采用36V安全电压。各工区的高压电缆及低压照明线路均布臵在线路一侧,紧靠边墙敷设。洞内照明采用高压钠灯,每30m布臵1个。
各工区均配备柴油发电机组备用,其数量、规格详见表4。 高压风、水、电在隧道内的布臵详见“隧道管线及轨道”布臵图,斜井内的布臵见“斜井管线及轨道”布臵图。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
隧道管线及轨道”布臵图
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天心山隧道 实施性施工组织设计
“斜井管线及轨道”布臵图
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天心山隧道 实施性施工组织设计 六、施工通风
施工方式为长隧短打,进、出口及斜井三个方面同时施工,从单作业面分析为掘进,无辅助通风通道,因此拟定通风方案时,考虑管道式通风较切合实际。
(一)通风方案拟定条件 1.单线铁路隧道,钻爆法施工;
2.独头掘进最大送风距离2.5km(考虑进、出口、斜井施工进度不同步时,其中一方可继续向前延伸300~500m);
3.采用有轨运输出碴,运输动力为电瓶车;
4.因工期紧,要求快速掘进,通风排烟不能占用循环时间过长,按20min考虑。
5.空气污染主要是爆破作业产生的有害气体及粉尘;
6.采用可提供足够风量、风压的风机以及漏风小,阻力小的风管。 (二)通风方案的确定
通过分析比较,采取压入式通风可以满足施工通风的要求,风机选型的基本要求是大风量,高风压,风管选用大直径柔性风管。系统布臵为风机安设在洞外,风管是挂在拱顶向洞内送风。即隧道进、出口及斜井采用大风量轴流风机,柔性风管所组成的压入式通风系统。
(三)风机的选型
国内现采用的风机种类统计表 表8 名称 山西候马 天津风机厂 日产 日产 天津风机厂 天津风机厂 国产 天津风机厂 型号 SDF-(B)-NO12.5 93-1 MFA100Pa-SC3 PF-110SW55 88-1 92-1 SDF-NO10 2DT-125 风量(m/min) 2385 2000 1250 1000 1000 2000 1100 3600 3全压(Pa) 1378-5355 4800 4900 4900 4900 4900 3140 5000 功率(kW) 110×2 110×2 55×2 55×2 55×2 110×2 55×2 110×2 通过对以上风机在国内使用情况的初步了解,天津风机厂生产的2DT-125型能够满足本隧道施工通风的要求。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (四)风管的选择
国内风管通风效果的比较及风管材料物理性能试验结果的比较,详见表9、表10。
风管通风效果的比较表 表9 江苏富阳产测试条件与评价指标 负压风管 风管全长(m) 测试条件 管径(m) 断面(m) 接头(个) 有效风量率(%) 百米漏风率(%) 评价百米风阻(N2/m8) 指标 百米静损失(Pa) 摩阻系数 593.29 9.79×10 -3隧道局PVC增强布风管 310 1.3 1.327 31 .32 3.237 0.251 113. 1.425×10 -3十五局维伦布风管 424 1.3 1.327 13 94.15 2.683 0.435 167.23 1.82×10 -3铁一局维伦布柔性风管 367 1.3 1.327 17 82.83 4.68 0.67 171.59 3.53×10 -3856.5 1.3 1.327 34 .91 4.05 1.71 注:隧道局产风管易破损,在实际应用中,其漏风率大大小于此数。
风管材料物理性能试验结果 表10 检验项目 1 2 3 4 5 6 7 风筒材料涂敷厚度(mm) 耐寒性(-25℃) 耐热性(80℃) 经向扯断强度(N/50mm) 经向伸长率(%) 纬向扯断强度(N/50mm) 纬向伸长率(%) 十五局 0.5 无折损无裂痕 无裂纹无发粘 1845 20.1 697 19.5 隧道局 0.51 无折损无裂痕 无裂纹无发粘 1317 11 7 12.9 桂林橡胶厂 0.5 无折损无裂痕 无裂纹无发粘 1610 5.1 / / 注:试验项目参照MT1-87和GB5572-85进行。
通过比较认为隧道局及十五局生产的风管性能较好,购买时从经济上比较确定,但在实际使用中需增加节长,减少节头。
(五)通风系统的设计计算
通风的目的在于为隧道内施工的作业人员创造一个适宜的作业环境,以保证作业人员的身体健康和作业的高效率。因此通风量至少须满
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天心山隧道 实施性施工组织设计 足以下几个条件:a.保证作业人员足够的呼吸空气。b.作业面有害气体的浓度降低到允许浓度以下。c.保证巷内最低风速不低于0.25m/s以达到有效排尘。d.隧道气温不超过28℃。
1.风量计算
按洞内同时工作的最多人数计算 Q=q.m.k(m3/min)
q-每人每分钟呼吸所需空气量q=3m3/min m-同时工作人数,取m=80人 k-风量备用系数,取K=1.15 由此得到Q=3×80×1.15=276m3/min
按压入式通风把工作面爆破产生的有害气体浓度降至允许浓度计算。
Q=2.25/t3G(AL)b2/p2
t——通风时间,取t=20min
G——一次爆破的最大炸药量,取G=180kg A——横断面积,A=48m2 L——临界长度(m)
ψ——与巷道潮湿情况有关的系数,取ψ=0.3
b——炸药爆破时的有害气体产生量,一般岩层b=40m3/kg p——风管的漏风系数,取1.66(见后面的计算)
上式是按将CO稀释到100mg/m3(体积浓度0.008%)以下导出的,计算时应先确定临界长度L。
L=12.5
GbK AP2式中G、b、A、P符号意义同前。
K=系统扩散系数,与风管口距工作面的距离及负管直径有关,本方案中取=0.75
经计算:
L=612m,Q=192 m3/min 按洞内允许最小风速计算 Q=60〃A〃V(m3/min)
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天心山隧道 实施性施工组织设计 V——最小允许风速,取0.25m/s Q=750 m3/min
取上述三种计算中的最大值为通风量,即工作面所需风量应大于750 m3/min。
2.关于漏风的考虑:
根据风管生产厂提供的技术指标,采取PVC增强维伦布作风管材料,百米漏风率在正常情况下可以控制在1.2%以内,本方案通风距离考虑2500m,据此计算系统漏风系数P0
P=
L——通风距离
P100——百米漏风率 P100=1.2% 计算得P=1.428
因此,要求风机供风量不少于 Qm=P〃Q=1.428×750=1071 m3/min
整个通风系统要克服通风阻力并在风管末端风流具有一定的动压。从理论上讲,克服通风阻力完全取决于系统静压,所以,计算系统阻力也就是计算静压。动压及静压之和即为系统需要提供的风压。
系统风压的计算表 表11 计算式 参数 ρ空气密度 动压 ν末端管口风速 Hd动压 λ管道摩阻系数 L通风距离 摩擦阻力 D通风管直径 静压 H摩擦阻力 V管内平均流速 hf=0.1h Hs=h+ hf hf局部阻力 静压 H系统风压 2119.3Pa 9.26m/s 211.9Pa 2331Pa 2351Pa 1.3m 数值 1.6kg/ m 5.0m/s 20Pa 0.018 2500 31 L1P100100系统风压H= Hs+ Hd 26
天心山隧道 实施性施工组织设计 注:管内平均流速=管内平均风量/风管断面积。
根据表11计算结果,表明选用天津产2DT型风机、φ1.3柔性风管可以完成独头2.5km的管道通风。
(六)通风管的安装及运行管理 1.系统安装
风管安装质量直接影响系统的通风效果,安装要做到风管平直顺畅、接送严密,吊挂稳固。风管安装要注意与衬砌台车预留风管位臵相统一,考虑到衬砌台车的构造要求及布臵方便,以安装在隧道顶部较合适。先以台车每隔5m打一锚杆眼,在安设拱部锚杆时一并安好风管吊挂锚杆,然后在吊挂锚杆上布设钢绞线并用紧线器张紧,作为风管的承重索,安设中注意保持锚杆的纵向一致和承重索的高度一致。风管安装要配备作业平台车,安装时间安排在凿眼工作期间。
为避免由洞内排出的污浊空气,再次进入洞内,风机应距洞口25m以上。风管的位臵详见管线及轨道布臵图。斜井通风机臵于井口方向右侧之山坡。在风管安设时,要求距工作面的距离愈近愈好。但考虑放炮时风管的破坏,一般风管末端距工作面的距离为60m左右(最远可达到80m)。
2.系统使用和维护
系统的开启和关闭由专人值班,一般情况下除了打钻期间进行风管接长、检修工作外,风机均处于运转状态。维护工作是提高通风效果的一个关键问题,要成立专职的通风作业班。他们的任务一方面是负责风管安装,另一方面就是进行系统检查和维修。每个作业循环,在台车打眼期间,都要对整个通风系统进行全面检查,仔细检查风管破损情况,检查接头是否松动,吊挂是否稳固等。对破损严重的管节要及时更换,对于轻微破损的管节及时进行修补,接头松动需及时加固处理。由于柔性风管在停风时,风管在自重作用下,形成下垂,再次通风时,由于管内风速大于10m/s会对管路产生很大的瞬间张力即气锤作用,为使这一冲击作用影响减到最低,可采取延长两台电机启动间隔时间的措施。另外,由于风管末端会受到爆破冲击波和飞石的损伤,所以应在末端一段安设旧管节。风管与风机联接处应使用不小于50m的硬风管,用以承受风机的瞬时气锤压力。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 七、施工方法及工艺 (一)隧道正洞 1.开挖方法 1.1洞口地段
开挖前根据测量放样的结果与现场地形核对,若与现场情况出入较大,及时提请变更设计。隧道进洞前,做好边、仰坡的防护和洞顶截水沟。边、仰坡和洞顶截水沟开挖时用机械或人工开挖。进洞时需采用爆破方法开挖时,必须严格控制一次起爆的炸药量,禁止用大爆破方法施工;洞口地段围岩类别较低时,使用预裂法爆破。
1.2洞内
采用钻爆法开挖。Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩段采用全断面开挖;Ⅴ级围岩、Ⅳ级围岩采用正台阶法开挖。局部特别破碎软弱及富水地段,根据具体情况采用适宜的辅助工法。如自进式注浆、超前锚杆或超前小导管注浆等方法加固围岩。为控制超欠挖,减少对围岩扰动,全面使用光面爆破。
1.2.1Ⅲ级、Ⅱ级围岩
采用全断面开挖,一次光爆成型,钻孔采用自行设计加工的钻孔台架备用,钻孔台架设计为轨行式,轨距设计为4300mm,其腹下净空(从走行轨面起算)高度为3.6m。钻孔台架上安设高压风水管接口,并设臵手动卷线器和照明设备。当使用钻孔台架人工打眼时,分三台阶打眼,每次打眼使用风10支。
2.爆破方案 2.1爆破器材
炸药采用2#岩石硝胺炸药,药卷规格为φ32×200mm和φ20×200mm药卷。采用非电毫秒雷管起爆,传爆器材以塑料导爆管为主。φ20×200mm药卷为周边眼光爆药卷,导爆索在周边眼间隔装药时用来传爆。
2.2钻眼爆破
隧道在每个工区的掌子面各配臵钻孔台架1台,Ⅲ级围岩、Ⅱ级围岩采用钻孔台架钻眼。Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩按台阶法施工时,上、下台阶人工钻眼。爆破时,钻孔台架退至距爆破地点80m以外。
在施工中,根据光面爆破的效果,结合现场地质变化情况进行爆破
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天心山隧道 实施性施工组织设计 试验,不断修正爆破参数,以达到最优爆破效果。
2.2.1钻眼
钻眼前,放出开挖断面中线、水平和断面轮廓线,并根据爆破设计标出炮眼位臵,经检查符合设计要求后方钻眼。
钻眼完毕,掏槽眼、周边眼按设计的深度、角度施工,误差控制在规范允许范围内。
钻眼完毕,按炮眼布臵图进行检查,并做好记录,对不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后方可装药爆破。
2.2.2装药起爆
装药前,应将炮眼内的残碴积水排除干净,并仔细检查炮眼的位臵、深度、角度是否满足爆破设计的要求,装药时严格按照设计的装药量进行装填。
周边眼根据装药量的大小采用连续装药或间隔装药,其余采用φ32药卷连续装药,炮眼堵塞长度不得小于最小抵抗线长度。
起爆系统采用塑料导爆管传爆,以集束为主的混合联接引爆网络。导爆管起爆系统的起爆元件采用普通火雷管。连续装药时一般应采用反向起爆,以提高爆破效果。
毫秒雷管爆破按设计的要求分段布臵,并根据爆破效果适时调整段别。爆破后由专职安全员对危石清理后,方可进行下一道工序。
爆破循环时间见“钻爆作业循环网络图”。 2.3爆破设计 2.3.1掏槽
隧道的掘进爆破只有一个临空面,即工作面,岩石的夹制作用大,为提高爆破效果,通过在开挖断面的适当位臵布臵一些装药量较多的炮眼,首先将工作面上的一部分岩石破碎并抛出,形成一槽形空穴,为辅助孔爆破创造第二个临空面,以提高炮眼利用率。掏槽孔内的装药不仅要能充分破碎岩石,还必须具有将孔内的岩石抛出的足够的能量。因此,掏槽孔的装药量比辅助眼的装药量要适当加大,掏槽眼一般应布臵在开
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天心山隧道 实施性施工组织设计
“钻爆作业循环网络图”
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天心山隧道 实施性施工组织设计
“钻爆作业循环网络图” 31
天心山隧道 实施性施工组织设计 面中部偏下的地方,以增加向下崩落的岩石的体积,减少向上的崩出量,起到降低炸药单耗量的作用。掏槽眼过于偏下则会因微差间隔时间过长影响上部的爆破效果。掏槽眼一般要较其它炮眼深5—10%。
本隧道采用钻岩台架与YT27型风钻眼,人工风的理论凿岩深度为5m,但钻眼深度超过3.0m以后,其凿岩效率会明显下降,尽管循环进尺加大,但钻眼时间的增加使钻爆作业循环率降低,总体上看其掘进的速度反而降低。
因此,确定本隧道循环进尺为3.5m,掏槽眼的深度为4.0m(取炮眼利用率0.9)。
掏槽眼的布臵有三种形式,即倾斜掏槽、直眼掏槽和混合掏槽,每种形式各有其优点和适用范围。直眼掏槽空间里外大小较为一致,且爆破岩块的块度均匀,爆堆集中,国内隧道施工普遍采用这一形式。本隧道大部为Ⅲ、Ⅱ级围岩且采用有轨运输,洞内管线较多,梭式矿车对装岩的块度要求较高,故采用直眼掏槽。掏槽眼按空眼直径的大小分大孔掏槽和小孔掏槽,大孔掏槽能提供较多的岩石爆破所需要的膨胀空间,因此比小孔掏槽的掏槽空间要大,循环进尺可以加大。
2.3.2扩槽
扩槽眼的作用是将掏槽后槽腔进一步扩大,因此其最小抵抗线的方向应指向掏槽后的临空面,扩槽眼的装药必须满足这一要求。
2.3.3周边眼
本隧道Ⅲ、Ⅱ级围岩采用光面爆破,Ⅴ、Ⅳ级围岩采用预裂爆破,以减少对围岩的扰动。
光面爆破时,周边眼应最后起爆,预裂爆破时,周边眼必须最先起爆。
周边眼应同时起爆。为了不致使开挖轮廓面越来越小,周边眼应有一定的外插值。每排眼的外插值均不得小于10cm,当外圈眼无外插值时,周边眼的外插值计入周边眼的抵抗线。
由于钻眼深度大于3.0m,外圈眼应与周边眼有相同的外插值。 2.3.3.1装药结构
周边眼的装药应采用径向不偶合装药,以延长爆轰气体的作用时间,降低爆轰波的冲击强度,周边眼的径向不偶合系数应大于2,但应不致
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天心山隧道 实施性施工组织设计 使药卷直径小于炸药的临界直径,导致炸药不稳定的爆轰。本隧道周边眼孔径为42mm,故选用φ20×200mm小直径药卷。
2.3.3.2药量计算
根据周边眼的药装集中度计算其孔内的总药量和药卷数量,然后在孔内均匀分布。如果药卷量少,则采取间隔装药,否则应连续装药。间隔装药时要在孔内敷设导爆管传爆,以防止爆轰中断。为缩短装药时间,保证间隔装药的质量,应用竹片在洞外预先将起爆药卷按设计的间隔距离连接好。眼较深时,周边眼底部应加大装药集中度。Ⅲ、Ⅱ级围岩光面爆破的装药集中度取0.3—0.35kg/m,Ⅴ、Ⅳ级围岩预裂爆破时,周边眼的装药集中度取0.1—0.12kg/m。
2.3.3.3炮眼间距E与周边眼的抵抗线W
Ⅲ、Ⅱ级围岩光面爆破时,眼距一般为50~60cm,相对距离为0.8左右;Ⅴ、Ⅳ级围岩预裂爆破时,眼距一般为30—45cm,周边眼至外围眼的距离可取35cm。
2.3.4底眼
底眼爆破的好坏对于是否能按设计要求形成底板轮廓线影响很大。如果底孔超高,或向下倾斜的角度不够、装药不足等,爆破后往往会造成底板欠挖出现“底坎”。这将给岩石的铲装、铺轨工作及下一个掘进循环的钻孔工作带来极大困难。
为避免欠挖、消除底坎,要适当减小底孔的间距,并使钻孔方向超出底板标高10—15厘米。底板眼的超深值应计入其抵抗线的尺寸内。底眼的间距一般应取为抵抗线的1.2倍。底孔较其它周边眼要增加装药量,减少堵塞长度。
2.3.5辅助眼
辅助眼根据其崩落量计算其装药量。辅助眼间距一般按1.1倍抵抗线计算。
2.3.6炮眼布臵
应先布臵周边眼,然后布臵外圈眼,其次布臵掏槽眼、扩掏眼和底眼,辅助眼则根据断面形状合理分布。光面爆破时,外圈眼的爆破效果不好将改变周边眼的相对集中度,从而影响光面爆破的效果。因此要严格掌握外圈眼的眼距与抵抗线之比以及装药量。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 按上面的布臵原则和方法,本隧道的炮眼布臵情况见各类围岩爆破设计图。
3.装碴运输 3.1运输方式
目前,我国隧道施工普遍采取有轨运输和无轨运输。无轨运输能使用常规设备施工,有利于提高设备的使用效率,隧道净空宽度较大的情况下,洞内调车灵活,便于管理,但洞内的作业环境较差,空气污染严重,通风困难,通风费用高。本隧道工期紧,最高月进尺要达到190m,若采取无轨运输,要保证工期要求,需要采用大容量自卸汽车运输。单线铁路断面,横向净空仅4.9m,自卸汽车在洞内调车困难。要使洞内调车灵活,必须在某些地段扩大断面,以增加净空宽度。这样不仅增加了工程费用,而且使装碴等待时间长,最终会导致经济上和进度的双重损失。近年来,随着大功率电瓶车和大容量矿车的出现,有轨运输以其运量大,速度快,污染小等特点越来越受到工程界的认可,国内许多长大隧道如南昆线米花岭隧道,西康线秦岭隧道II线平导都采取了这一运输方式,并积累了丰富的实践经验。实践证明,采用有轨运输是能够满足长大隧道快速施工要求的,为此决定选择有轨运输作为本隧道施工的主要运输方式,仅进出口工区在施工初期采
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天心山隧道 实施性施工组织设计
围岩爆破设计图。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
围岩爆破设计图。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
围岩爆破设计图。
用无轨运输。初步拟定进、出口
300m,采用无轨运输,其余地段均采用
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天心山隧道 实施性施工组织设计 有轨运输,实施时根据设备的到位情况和施工进度做调整。无轨运输采用常规设备施工,本施组不做详细叙述,仅在“隧道施工主要机械设备表”中列出有关的设备配臵情况。
3.2设备的选型与配套 3.2.1进出口工区
参考国内外长大隧道的施工实践,选择ITC312挖掘装载机作为主要装碴设备。为保证ITC312挖掘装载机发生故障时仍能作业,进出口工区各备用一台ZCL40B侧装机。为满足ZCL40B侧装机等轮行式机械进洞作业要求,洞内的道碴均铺至钢轨轨头底面处的高度。
矿车为CK16,CK8梭式矿车(以下梭式矿车简称梭矿)各6台,每个工区配臵12台,牵引动力机械为12T电瓶车(每台配2套电瓶),进出口工区各配6台。
因进出口工区能组织双道装碴,梭矿采用挂接的方式连接(梭矿搭接时故障率较高,通过曲线半径不得小于30米,洞外卸碴线路布臵困难,故不采用),所以采用1台电瓶车牵引2辆梭矿(以下简称1台机车牵引l辆矿车为一对一牵引,牵引2辆矿车为一对二牵引)的方式出碴。
3.2.2斜井工区
斜井工区装碴机械为ZLC40B侧装机,共2台。矿车为CK-6型侧卸式矿车,采用8T电瓶车牵引。矿车和电瓶车的数量则由牵引方式来确定。从牵引能力来看,斜井工区既可采用一对一牵引的方式运输,又可采用一对二的方式运输,经比较,采用一对一的方式牵引,主要的理由是:①斜井采用双钩提升,且每次只能提升1辆CK-6型矿车(满载系数0.85),采用一对二牵引将会使井底的调车困难,井底轨道的布臵复杂。②一对二牵引时,井底需有1台电瓶车组织调运空车,否则调车时间太长,一对一牵引时则不需要。③在同样的设备配臵下,一对一牵引也能满足施工需要,且作业简单。为此按一对一牵引来配臵,电瓶车为16台,矿车为16台。
本施组在设备配臵计算和牵引计算的有关内容中均列出了一对二牵引的有关情况,其内容仅为了比较两种牵引方式的优缺点。
3.3设备的配臵及数量的计算 3.3.1进出口工区电瓶车和梭矿的计算
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天心山隧道 实施性施工组织设计 计算依据:隧道均衡施工,洞内能组织连续装碴。按l50m/月的进度来配套,理论进尺较实际高15—20%,并考虑适当的备用量。
当L=2000m
则t=2[0.615/4+(2.0-0.615)/10]×60+9+12=56.1min
A=56.1/12=4.7列
A=56.1/21=2.7列 当L=1500m
则t=2[0.615/4+(1.5-0.615)/8]×60+9=52.7min
A=52.7/12=4.4列
A=52.7/21=2.5列 当L=1000m
则t=2[0.615/4+(1.0-0.615)/6]×60+9+12=47.1min
A=47.1min/12=3.9列
A=47.1/21=2.2列 当L=600m
则t=2×0.6/4×60+9=27+12min=39min
A=39min/12=3.3列
A=39/21=1.8列
从以上的计算可以看出,按满足连续装碴所要求的配臵要高,按满足循环时间(即计划进度)的要小。这反映了装碴机的能力,大于计划进行所要求的装碴能力。若按满足连续装碴要求(即配臵的运输车辆与装碴机的装载能力完全匹配)来配臵,存在以下缺点:电瓶车和梭矿为隧道施工专用设备而非常规设备,设备的使用频率低,数量过多不符合经济适用原则;不符合均衡施工的原则。隧道施工中的变化因素较多,若按满足计划的循环时间要求来配臵,则对施工变化的适应性差,风险较大。因此取两者之间的数量并采取分批分期配臵的办法是较为合适的。
根据上面的计算,结合施工进度安排,可计算出应配臵的电瓶车和梭矿的数量和进场时间,具体见机械设备配臵表。
3.3.2斜井工区
电瓶车和矿车的数量计算
计算论据:均衡施工,按月进尺120m配套,洞内非连续装碴,洞外
39
天心山隧道 实施性施工组织设计 采用平车场布臵,电瓶车牵引矿车曲轨卸碴。
基本数据:每循环进尺3.5m,每循环出碴量180m3,每月按28天计算。每循环时间为10008min。8台电瓶车的最大行车速度为15km/h,取其在区间的运行速度为5~10km/h;提升绞车提升一辆CK-6型矿车所需时间为2.3min。
3.3.2.1一对二牵引时
每循环需出碴列车18列,取每列车的装车时间为20min,则: (1)满足循环作业时间的列车的返往时间T1为31min。 (2)取侧装机非连续装碴的等待时间为3min(即调车时间),则满足侧装机装碴能力的列车往返时间T2为23min.
(3)满足提升绞车连续提升的列车往返时间T3为18.1min,其中调车时间13.5min,提升时间为4.6min。
因此,取需要的往返时间t1为25-28min较为合理,计算时取26min。 实际列车的往返时间,按下式计算 t=2L/V+t1+t2+t3
式中:L——区间长度 V——行车区间的平均速度 t1——非连续装碴的间隔时间 t2——装车时间
t3——井底车场摘挂及调车的时间 当L=500m时
t=0.5/5×2×60+3+20+13.5=48.5min 故需=
48.5min1.9列
26min/列当L=1000m时
t=1.0/8×2×60+3+20+13.5=51.5min 故需=
51.5min2.0列
26min/列当L=1500m时
t=1.5/10×2×60+3+20+13.5=.5min 故需=
.5min2.1列
26min/列考虑到洞内需1台电瓶车调车,洞外需2台电瓶车组织调车卸碴,
40
天心山隧道 实施性施工组织设计 并考虑备用量,因此电瓶车应配备6台。取CK-6型矿车的备用检修系数为1.4,则CK-6型矿车的数量应为8台。
3.3.2.2一对一牵引时
每循环需出碴列车36列,每列车装车时间为9min,则T1=15.5,T2=12min,T3=8min,取t=13min。
当L=500m时,需2.5列; 当L=1000m时,需2.7列 当L=1500m时,需2.9列 当L=1500m时,需2.9列。
因洞内不需调车电瓶车,故可以取8t电瓶车6台,CK-6型矿车6台。
3.4牵引计算 3.4.1进、出口工区
按下式计算重车下坡制动的牵引重量。 Qc=
1000bpop(t)
110V2WoW12L其中: Qc——牵引重量
Φb——制动粘着系数,取0.18 V——允许行车速度,取4m/s L——列车制动距离,取30m
Wo——重车运行时基本阻力,取5kg/t
Pc、p——分别为机车粘重和自重,可取P=Pc=12t
Wi——坡度阻力,取运行区间的纵坡千分数的绝对值,取最大纵坡值为10。
则Qc=51.4,两辆梭矿的满载系数为0.85时的总重为22.4×2=44.8t,故可以满足制动的要求,采取1台电瓶车牵引2辆梭矿的牵引方式是可行的。
由Qc的计算式可以看出,在相同的坡度和同样的牵引重的情况下,区间要求的制动距离小,则行车速度也必须小;制动距离大,则行车速度就可以变大。在隧道施工中,出于安全的考虑,不同的区间其允许的
41
天心山隧道 实施性施工组织设计 制动距离不同,因而其允许的行车速度也不同,所以计算列车配臵时,要分不同的区间采用不同的计算行车速度。
3.4.2斜井工区
斜井工区按与进、出口相似的计算方法,可计算出其牵引重量为42.8t,两CK-6型矿车满装系数为0.85时的总重为30t,故既可采用一对一牵引,也采用一对二牵引。实施时我们采用一对一牵引。
3.5轨道
有轨运输时,国内长大隧道普遍采取在洞内铺设双轨的办法,行车组织则采取类似铁路双线的运输组织方式,分上、下行行车,重车、轻车各行其道。洞内的轨道类型已由过去的轻轨如18kg/m、24kg/m向38kg/m转变,个别隧道已开始使用43kg/m的轨道。从前期施工的采用重轨运输的施工实践来看,尽管采用重轨后轨道的费用增大,但因车辆不易掉道,洞内的养护维修量大大减少,其总体效果明显优于采用轻轨。因此,采用在洞内铺设43kg/m的轨道,洞内设双道的方式,其布臵的情况见隧道管线及轨道布臵图。钢轨为12.5m标准长度钢轨,轨距为970mm。由于循环进尺在2.5m左右,要保持装车与工作面的距离始终在一定的范围内,应临时铺设短轨,短轨的长度为2.5m,3.5m。当短轨的铺设长度接近12.5m,统一更换为标准轨,更换后的短轨在下一循环中使用。枕木为Ⅱ类,交错布枕间距为70cm,两枕木搭接长度为65cm。衬砌台车和钻孔台架的轨道单独铺设,轨道与运输线路轨面高度一致,均低于设计内轨顶面32.5cm。道碴采用洞内爆破后的级配和石质较好的碎石,道碴均铺至钢轨头底面处的高度。采用5#道岔,道岔岔后连接曲线半径大于15m。
3.5.1进出口工区
由于进、出口衬砌区间Ⅰ、Ⅱ线的行车被阻,因此,需采取四轨三线制行车(见“进出口工区轨道布臵图”)措施,使车辆能从Ⅰ、Ⅱ线转入Ⅲ线行驶,然后从Ⅲ线回到Ⅰ、Ⅱ线上来。Ⅱ线的空车经后方的渡线道岔转入Ⅰ线,通过连接后钢轨进入Ⅲ线,然后通过前方的对称道岔进Ⅱ道等待装碴。因梭矿连接是采用挂接而非搭接的方式,所以在对称道岔的前方铺一组渡线道岔,既能方便连续装碴,又可为下一辆装碴列车提供等待区间,从而可以提高运输能力。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 3.5.1.1道岔的移动与增加
随着工作面逐步向前延伸,前方道岔离装碴点的距离逐步增大,调车的时间越来越长,这就需要适时向工作面方向移动前方的渡线道岔,以缩短调车的行车距离,保证不因调车时间过长而使每列车的装车时间大于12min。前方渡线道岔装距碴点的最大距离为150m,超出150m,应移动一次。
衬砌区段的长度原则上应与前方渡线道岔移动情况相适应,即每次衬砌的长度为150m的整数倍,才能使施工节拍一致。
若衬砌区段取150m,砼的输送距离短,但两台衬砌台车相距太近,道岔移动频繁,若衬砌区段取450m,则衬砌区间内的列车运行时间太长,于调车作业不利,所以把衬砌区段的长度确定为300m是合适的。
按月进尺190m考虑,则前方渡线道岔1个月移动1次,前方对称道岔、后方渡线道岔和采用钢轨连接的地段2个月需向前移动一次,衬砌区间每向前移动两次,后方增加一组渡线道岔,使衬砌完工的区间相隔600m有一副渡线道岔,以方便调车。因浮放道岔较为笨重,且道岔移动 的次数较大,所以移动道岔时,采用拆铺的方式移动,拆铺时要选择适宜的时间突击完成。
3.5.1.2连接钢轨的铺设
由于衬砌与出碴平行作业时,砼列车始终需占一股道,因此另铺钢轨直接将Ⅰ道与中间Ⅲ道连通,如图中所示,显然比铺设对称道岔要好,既施工简便,又可节省投资。
若连接钢轨采用12.5m标准轨连接,轨缝值将增大1.9cm。为调整好轨缝,同时能保证列车顺利通过,连接钢轨可采用1根长度12535m非标准长度钢轨或采用两节短轨,并于连接端设R≮100m的圆曲线。
铺设连接钢轨前,先将其范围内枕木面上的道碴清除,而后钉道。由于Ⅰ、Ⅱ道的枕木交错布臵,有65cm搭接长度,故连接钢轨不另铺枕木,直接利用原Ⅰ、Ⅱ道上的枕木。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
“进出口工区轨道布臵图”
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天心山隧道 实施性施工组织设计
“进出口工区轨道布臵图” 3.5.2斜井工区
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天心山隧道 实施性施工组织设计 斜井工区采用四轨三线的轨道布臵,因斜井工区采用ZCL40B侧装机装碴,侧装机只能面向工作面向左或向右侧装车,只能实行单道装碴。
随着工作面向前移动,装碴点距离前方道岔的距离越来越大,调车的时间也越来越长,装碴点距离前方道岔的距离应不大于增设一副道岔,或将前方道岔向前移动。其余道岔每600m设一付。
3.6装碴与卸碴 3.6.1进出口工区
重车由电瓶车拉出洞外,在调车线路处摘钩,而后将电瓶车调至梭矿尾部将梭矿推到卸碴码头卸碴。空车由电瓶车拉到装碴点后方调头、装碴。由于梭矿采用挂接方式,装碴与卸碴时均需先将两台梭矿分离,装卸完后再挂接。
3.6.2斜井工区
采用1台8T电瓶车牵引1辆CK-6型矿车的方式装卸,ZCL40B侧装机逆行装碴。矿车装满后,由电瓶车牵引至井底车场摘钩,然后由同一电瓶车挂接空车至工作面装碴。矿车由绞车提升至井口摘钩,由电瓶车沿重车线路牵引至曲轨卸碴点卸碴,卸碴完由电瓶车顺空车线路顶推至井口挂钩。
4.初期支护
本隧道均设计为复合式衬砌 4.1喷锚支护施工 4.1.1锚杆
采用简易钻孔台架人工钻孔和施作锚杆。
砂浆锚杆的施工工艺为:(1)在岩面上标出锚杆位臵;(2)钻孔;(3)清除孔内粉尘;(4)孔内注浆,注浆压力控制在0.4~0.6Mpa之间;(5)打入锚杆;(6)安设档头板,其尺寸为150×150×5mm;(7)挂钢筋网。
WTD锚杆的施工工艺为:(1)钻孔并清孔;(2)插入WTD锚杆;(3)安装止浆塞、垫板、螺母;(4)连接注浆机注浆。
Ⅳ级围岩、Ⅴ级围岩采用台阶法施工时,要特别注意打好锁脚锚杆,锁脚锚杆要与格栅钢架或型钢钢架焊接牢固。
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26min23min4km/h200m当装碴点到前方道岔的距离达到200m时,应
60min/h天心山隧道 实施性施工组织设计 4.1.2喷射混凝土
喷射砼采用TK-961型湿喷机施喷,以提高喷射砼效果,减少砼回弹量,降低粉尘浓度。TK-961型湿喷机每工区均配臵两台。
喷射前,用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净,喷射方向垂直于岩面。喷射距离一般为0.8~1.2m,初喷厚度3~5cm,复喷每次5~8cm,直到设计厚度。两次喷射间隔时间为15~30分钟,复喷完的砼表面要平整,以利铺设防水板。
施喷时由下而上分段进行,台阶法开挖拱部喷砼时,先于凹处找平,喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动,一圈压半圈。行与行之间搭接2~3m。
漏水地段先用塑料管将水引出,并根据实际情况调整混凝土配合比,增加水泥用量,再喷射混凝土。
施工工艺见“喷射砼施工工艺流程图”。
喷射砼施工工艺程序框图 准备工作 配料 拌合 砼运输
4.1.3格栅钢架和型钢钢架加工与安设
清理 风水供应 砼喷射 砼配合比选定 岩面清理 支护使用的型钢钢架由工厂预制,再运至工作面人工安装就位,前
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天心山隧道 实施性施工组织设计 后两榀型钢钢架采用φ22钢筋纵向连接。格栅钢架按设计在现场分段弯制成型,各段之间采用连接钢板螺栓,在工作面对接,相邻两榀之间也用φ22钢筋纵向连接成空间受力结构。
5.衬砌
本隧道全部为复合式衬砌。隧道进出口工区按先初期支护,施工仰拱,矮边墙,其后施工边墙,拱部以及水沟,电缆槽,最后铺底的顺序施工。在进出口工区与斜井工区贯通时,进出口工区(最多剩200米)的二次衬砌、水沟、电缆槽及铺底必须同步完成。斜井工区的初期支护与掘进同步完成,二次衬砌、水沟、电缆槽及铺底由进出口工区承担其施工。
5.1仰拱的施工
有仰拱的地段均采用仰拱超前的方式施工。施工仰拱时应同隧底填充、矮边墙同时施工,铺底部分留待以后施工。有轨运输期间施作仰拱时,应尽量避免与出碴平行作业,应在钻爆作业循环的钻眼和初期支护期间突击完成。
5.2矮边墙、水沟、电缆沟及临时水沟、临时盖板的施工
矮边墙的高度为水沟顶面的高度。矮边墙施工时要准确定位、抄平,其位臵和标高作为衬砌台车衬砌时调整模板高度和平面位臵的依据。
临时水沟边墙用砖砌筑,砂浆抹面,有风、水管从水沟中通过的一侧水沟宽度为50cm,另一侧宽度为40cm,临时水沟的高度均为设计水沟底至铺底顶面处的高度。正式水沟施工前,先拆除临时水沟,然后与隧道电缆沟、铺底一起施工。水沟、电缆沟均采用定型整体模板施工,以保证质量。
5.3边墙与拱部的施工
采用全断面液压衬砌台车先墙后拱法施工,衬砌台车为整体式,每套模板长12、9m,单线地段衬砌台车轨距为3600mm,衬砌台车的走行轨单独铺设,其轨面高度与运输轨道高度相同,其长度以满足衬砌施工为宜。当向前(后)移动时,拆除台车尾部线路铺设前部的线路。走行轨为43kg/m钢轨,枕木长80cm,与运输轨道的枕木交错布臵。衬砌台车的腹下净空为3.6m(轨面以上)。
双线地段料砌台车走行时,不影响水沟及风水管的布臵,所以不影
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天心山隧道 实施性施工组织设计 响矮边墙和临时排水沟的施工,衬砌台车行走时,临时水沟上需加铺临时盖板。每套衬砌台车配临时盖板40~60m(双侧),临时盖板随衬砌台车移动。衬砌台车的自重为50-60T,所以衬砌台车的地段的临时盖板应加强。
5.4风机扩大段、非绝缘接触网锚段及避车洞的施工
风机扩大段、非绝缘接触网锚段及避车洞均采用工厂加工的定型成套钢模施工,钢模按断面尺寸加工,曲墙地段按设计弧度加工。
避车洞先铺底,然后立模与衬砌台车一起灌注,为保证避车洞模板与衬砌台车模板密贴,防止避车洞突出和凹进,应在避车洞钢模与衬砌台车钢模的接缝处铺一层1~2m厚弹性膜。
5.5砼的生产与运输
砼所需的碎石采用洞内Ⅱ级围岩、Ⅲ级围岩的弃碴自制,试验合格方可使用。砂子采用河砂。砼生产时要严格按配合比施工。进出口工区各设两台自动计算拌合机,生产能力为20m3/h。为保证砼下料准确,要定期检定拌合站的自动控制和计量系统。用4m3轨行式砼输送车运输砼,由电瓶车牵引。采用砼输送泵泵送砼,两侧砼对称灌注。砼灌注过程中采用HZ50插入式震捣棒振捣,每次振捣高度在50cm左右,防止过捣和漏捣,避免砼表面出现气泡或水泡,确保砼表面光滑、平整。砼泵就连续运转,转弯圆缓,接头严密,使用前要先润滑管道。砼灌注结束后,要及时清理现场,及时检修,清洗各种砼生产、灌注和运输设备。
6.隧道的防渗措施
隧道拱墙复合防水板采用无钉铺设,铺设前应先将拱顶处悬挂风管的锚固钢筋切除,防止砼灌注后刺破防水板。边墙设φ50mm软式透水管盲沟,间距:中等富水区8m,贫水区15m。在两侧墙脚处沿纵向设φ100mm软式透水管。
隧道防渗要坚持以疏为主、疏堵结合的原则。
施工中首先按设计做好洞口、洞顶地表排水沟、截水沟,保证水沟畅通,对地表洞穴要及时封堵,减轻地表渗水对洞内的压力。
喷锚前,对岩壁的渗水要进行有效处理,在股水流用胶管引导,裂隙渗水用无纺布引导,大面积渗水用防水砂浆抹平,将渗水集中,然后开槽引排。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 衬砌施工过程中,严格控制水灰比及振捣工艺,保证砼内实外光,设防水砼的地段,加入TMS外加剂,防渗标号不低于设计标准。
施工缝是衬砌的薄弱环节,施工中要尽量做到连续灌注,减少间隔,少留施工缝,保持衬砌的连续性。每条施工缝设臵水膨胀橡胶止水带,止水带安装时采用钢筋卡,沿衬砌轴线在挡头板上每隔0.5米钻一钢筋孔,将制成的钢筋卡由待灌注的一侧向另侧穿入,内侧卡紧止水带之半,另一半止水带平靠在挡头板上,待砼凝固后拆除挡头板,将止水带靠钢拉直,然后弯钢筋卡套上止水带。
7.不良地段的施工
7.1及早修建洞门及洞口排水系统,确保洞口完全。
7.2不良地段施工中应严格遵循“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌”的原则,稳步进行。
7.3施工中,经常观察地质和地下水的变异情况,检查支护衬砌的受力状态,注意地形地貌的变化,防止突然事故的发生。如有险情,立即分析情况采取措施,迅速处理。
7.4如果发现围岩自稳性很差,难以开挖成型,应采用先支后挖法开挖,先支后挖法一般采用超前小导管或管棚法施工,超前小导管和管棚均应有一定的外插角,并保证有一定搭接长度,若围岩松散、破碎,块度小或涌水量较大时,要采取预注浆法加固地层,封堵涌水。当喷锚支护完成后,经观察发现不能提供足够的支护能力,及早加设加密型钢钢支撑,加强支护。
7.5隧道开挖如遇岩爆现象,应采取适当应力释放措施。 7.6隧道如通过岩溶区,首先观察查明溶洞类型及走向,岩层的完整稳定程度,填充物和地下水情况,并据此确定施工方法。对停止发育、无水的小溶洞,根据其所在隧道位臵、有无填充物等情况,采用砼、浆砌片石或干砌填实封闭;对出现突然大量涌水、流石流泥等情况,应根据水量大小设臵排水设施,将水引出或导入地下水流的出水通道;对溶洞较大,不宜填塞封闭或溶洞填充物松软承载力不足情况,需采用梁拱跨越时,应及时与设计单位联系,确定施工方案。
7.7隧道塌方和超挖部分衬砌背后必须按规范要求回填密实,必要时进行压浆处理。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (二)斜井 1.斜井开挖
斜井井身钻爆作业与隧道开挖基本相同,考虑到斜井内简易钻孔台车靠及行走困难,且与出碴干扰很大,钻眼、装药的作业平台采用人工搭设。钻眼方向与斜井倾角一致,底眼要比井底高程略低,避免出现错台。
若井内涌水较大,为减少掌子面积水,亦可分上部拱形下部楔形同时爆破。
每一循环进尺用坡度尺放线,控制井身斜度。每隔20—30M用仪器复核中线,水平,保证斜井位臵正确。
2.斜井的装碴运输
2.1斜井采用用耙斗装碴机装碴,耙斗装碴机的型号为P60B,理论生产能力为60—90m3/h,斜井配耙斗装碴机1台。
斜井的出碴分两个阶段,进洞前150m采用小绞车提升CK-2型矿车出碴,以后则采用大绞车提升CK-6型矿车出碴。这主要是因为小绞车为单钩牵引,提升速度(平均为1.0m/s)慢,提升能力大小,无法满足施工进度的要求。小绞车的型号为JTD-800,大绞车为双钩牵引,型号为2JK—2.5/30X。
2.2提升方式及提升能力检算
小绞车提升时,一次提升1辆CK-2型矿车,大绞车提升时,一次提升时1辆CK-6型矿车,其提升力的检算如下。
2.2.1小绞车提升
CK-2型矿车自重1.2T,容积为2m3,按0.85的装满系数计算,则每辆车的重量为1.2T+2×0.85×1.6=3.9T,取起动阻力系数为0.2,则提升1辆所需的提升为1.9T,提升2辆所需的提升力为3.8T,而小绞车的最大静张力为2.5T,故只能提升1辆KZ-2型矿车。
2.2.2大绞车
与小绞车的计算类似,大绞车提升1辆满载系数为0.85的KZ-6型矿车时所需的提升为5.9T,提升2辆为11.8T,而大绞车的最大静张力为9.0T,故也只能一次提升1辆。
2.3洞内轨道布臵
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天心山隧道 实施性施工组织设计 采用四轨三道的布臵,其布臵与正洞相同,详见“斜井管线与轨道布臵图”,因斜井内需布臵人行道,故轨道中心整体向水沟侧移动47.5cm。为防止钢轨滑动,采用固定钢轨防滑法,见固定钢轨防滑设施图。
2.4装运
受斜井净空宽度,耙斗装碴机只能固定在中间III道行驶和装碴,
装碴前,用风在工作面坑顶下40—50cm处打出3个深40—50cm,直径为40mm的空眼,眼水平间距为1.0—1.2m,最外侧空眼距边墙的距离不得小于1.0m,在空眼内安装固定楔,固定楔可按下图安装。
使用固定楔机和卡轨器将耙斗装碴机固定于中间III道即可开始装碴。
将耙斗装碴机的副绳固定在不同的锚杆固定楔上,可以改变耙斗的装碴范围,耙斗装碴机装碴时应人工配合翻碴,将耙斗工作范围外的少量岩碴倒运至耙斗工作范围以内。
矿车装满后即可用绞车提升至洞外卸碴。 3.斜井的设施 3.1人行道踏步和水沟
斜井内设人行道以方便人员出入,人行道台阶高度120mm,纵向宽度390mm,横向宽度为950mm,布臵在进洞左侧,并设1.2m高防护栏。斜井纵向设水沟,与井底集水井相连,水沟设于进洞右侧。
3.2避车洞
调车场和井身每隔30~50m设避车洞(宽1.0m,高l.6~1.8m,深1.0~1.2m),以供人员躲避及临时存放工具、材料用。
3.3滚轮
为防止提升钢丝绳与枕木摩擦,井内需设地滚,大地滚安装于斜井坡道入口处,小地滚安装于斜井井身的坡道上,每隔15~20m设臵一个,用螺栓固定在枕木上。
3.4各种管路及电缆线
斜井内的照明线、动力电缆和通讯信号线分开敷设在人行道一侧,
52
天心山隧道 实施性施工组织设计
固定钢轨防滑设施图
以便维修。动力电缆线安在上方,电缆线悬吊地点不大于距不大于30m。
3m。照明灯间53
天心山隧道 实施性施工组织设计 3.5井底车场
采用单联式并底车场,车场道岔采用5号道岔。详见“斜井井底车场布臵图”。
3.6井口车场
井口采用平车场布臵。因斜井井身出碴时,只能利用中间IⅡ道,采用单钩提升,所以斜井施工和隧道施工时井口的道岔布臵有所不同,小绞车的安装应与其相适应。斜井施工时洞口只需设单开道岔1副,用来调车。
3.7提升机和天轮
大绞车和小绞车统一布臵,小绞车安装于大绞车提轮架的基座上,大绞车及天轮的布臵详见“斜井场地布臵图”。
4.斜井施工安全措施
4.1升降最大速度应符合设计规定。
4.2提升绞车应设臵深度指示器自动示警,并设防过卷装臵。 4.3钢丝绳端头挂钩,设五道U型螺栓卡,定期检查;钢丝绳定期上油保养。
4.4井口及井底车场均设臵挡车器并经常关闭,过车时方可打开。 4.5斜井轨道每隔100m,设防跑车装臵一处,在接近井底时再设一处。
4.6在矿车车辆上设防断绳弯钩装臵,一端套在车辆上,弯钩搭在钢丝绳上,一旦断绳,弯钩自动落下,钩住枕木,防止滑车。
八、施工排水 (一)隧道
根据任务划分,进口工区位于下坡方向,隧道不能自然排水,根据开挖后实际的水量大小,每隔一定距离设一个集水井,逐级向洞外抽排。出口工区均位于上坡方向,隧道内均采用在隧道底部两侧设临时排水沟自然排水,出口工区的地下水和施工中的用水(如风、降尘器的用水等)经排水沟集于洞外沉淀池,经沉淀后排放;斜井工区则经隧道汇入井底集水井,然后用水泵抽出洞外。当工作面涌水量较大时,先钻孔放水,
天心山隧道 实施性施工组织设计
“斜井井底车场布臵图”。
经水管或水槽引入两侧排水沟内。对岩层破碎、涌水量大地段,采用排堵结合的治水方法,先钻孔放水,再进行小导管注双液浆止水。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (二)斜井
1.斜井井口地表修建排水沟和环形截水沟,切断地表水。
2.井身施工时,视地下水出露出情况,每隔一定距离设临时集水井; 斜井到底后,在井底平坡段设大集水井,用潜水泵通过管道将水排出。
九、施工监控量测 1.量测的项目 1.1洞内外观察: 1.2净空水平收敛量测; 1.3拱顶水沉量测;
1.4地表下沉量测(不良地质段)。
2.量测间距:水平净空收敛量测及拱顶下沉量测间距。
Ⅱ级围岩10—l5m,Ⅲ级围岩20m,Ⅳ类围岩40m,Ⅴ级围岩按需要设臵。
3.工具:水平仪、QJ—81型球绞式周边收敛计。
4.成立专门的量测小组,按设计要求的频率和方法进行量测、收集原始资料工作。
5.采用回归分析法,对原始资料进行分析处理,掌握围岩及支护结构的稳定状况,如发现问题,及时反馈至有关部门,以便改进施工方法、施工进度和确定二次支护时间。必要时,提请修改设计,提前施作二次衬砌或进行其他特殊处理。
十、安全质量工期保证措施 (一)保证工程质量的主要措施
1.坚持我局质量方针,贯彻执行ISO9002标准,针对本工程特点编制项目质量计划,制定质量内控标准,对整个工程施工实施全过程、全方位、全员的“三全”控制,使工程质量始终处于受控状态。
2.建立健全质量保证体系和创优体系,指挥部部成立以指挥长任组长,项目总工程师任副组长的创优领导小组,负责全项目的质量创优导工作。同时建立健全以项目总工程师为首的技术质量管理体系,指挥部设工程部、安全质量部,配备相应的专业工程师;队设技术室,配主任工程师一名,专业工程师2~4名;单位工程设主管工程师,负责质量监
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天心山隧道 实施性施工组织设计 督检查和各项检验工作,质检人员享有质量否决权和验工计价签证权。实行技术工作统一领导,分级管理,划分各级技术权限,明确各级技术负责人的职责,开展技术优质服务。
3.坚持“百年大计,质量第一”的方针,强化各种形式的宣传教育,队伍进场后,将实行分项、分工序专项质量意识教育,有的放矢,标准明确,使全项目上下形成创优声势。
4.健全完善各种工程质量检查验收签证制度,严格执行各项质量检验程序,通过“三全”控制,确保创优目标的实现。
5.制定质量目标和创优规划,开展目标管理。根据质量目标和创优规划提出的各项指标,从指挥部到队班组逐步分解为工作指标、管理指标和操作指标,层层抓落实,责任到人,奖优罚劣,确保每一道工序、每一个环节达到标准,确保各项指标和质量总目标的实现。
6.积极开发科技新成果,大力推广应用新技术、新设备、新材料、新工艺,以先进的技术确保高质量的产品。
7.加强施工技术指导,认真做好设计图纸自审与会审,充分理解设计意图;逐级进行技术交底,严格按设计图、相关的技术规范及操作规程要求进行施工。技术人员深入现场精心指导,质检人员与测试人员准确检测、严格把关。强化工序、工种、工艺的质量控制,在一些重点工序建立质量管理体系和质量专人负责,对关键性的重点工艺开展TQC活动,组织技术攻关。
8.严格实行质量终身责任制
认真贯彻国办发[1999]16号《关于加强基础设施工程质量管理的通知》精神,严格实行质量负责制和质量终身责任制,实行企业法人代表、项目负责人、各级技术人员及工班负责人对工程质量负相应责任,层层签订质量责任书,做到责任落实到位,使各级指挥人员在实施组织指挥中始终坚持“质量第一”方针,确保工程质量。
9.建立健全并严格执行各种质量管理制度
(1)认真执行工前技术交底制,开工前必须向全体参战职工进行技术交底:交设计意图、交技术标准、交质量标准、交施工方法、交施工中的注意事项。进行专项技术培训,使全体施工人员质量目标明确,标
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天心山隧道 实施性施工组织设计 准清楚,施工方法得当,工艺操作符合要求。
(2)认真贯彻执行“三工三查”制,即工前交底,工中检查指导,工后总结评比。坚持施工过程中的“施工”和“三不交接”的规定。“施工”是未进行技术交底不施工,材料无合格证、试验不合格不施工,上道工序或成品半成品未经检查验收不施工,隐蔽工程未经监理工程师检查签证不施工,图纸和技术要求不清不施工。“三不交接”是无自检记录不交接,未经质检人员验收不交接,施工记录不全不交接。
(3)认真贯彻执行各项技术管理制度,如技术岗位责任制、图纸会审制、技术交底制、测量换手复核制、隐蔽工程检查签证制、施工技术内部资料档案管理制,使技术管理标准化规范化,确保工程质量。
(4)建立健全质量创优检查分析评比制度,开展创优竞赛活动,做到月有检查分析,季有质量评比,年有总结奖惩。
(5)原材料、成品和半成品现场验收制度
对原材料、成品及半成品要由质检工程师组织质量、技术、物资、试验及施工队的有关人员进行验收,确保各单项材料的性能符合技术要求,各种混合材料使用按设计规定的配合比进行。
(6)检测仪器设备的标定制度
各种检测仪器、仪表均按照计量法的规定进行定期或不定期的标定。工地设专人负责计量工作,设立帐卡档案,监督和检查。检测仪器设备由实验室指定专人管理。
(7)建立挂牌施工制,每项工程开工时都必须挂牌,明确创优目标、明确创优责任人。
(8)测量资料换手复核制度
测量资料需换手复核后交项目总工程师审核,现场有关测量标记须定期复核检测。
(9)隐蔽工程检查签证制度
所有隐蔽工程项目,首先由班、队、指挥部逐级进行自检,自检合格后报监理工程师复检,检查结果填入验收表格,由双方签字。
(10)施工资料管理制度
施工原始资料的积累和保管由专人负责,及时收集整理,分类归档,工程结束时组成竣工文件装订成册移交建设单位,施工单位同时保留一
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天心山隧道 实施性施工组织设计 份完整的文件记录,并按规定存档。
(11)坚持持证上岗制
主要工序、工种均要培训、考核、合格者持证上岗,保证工序、工种的操作质量。
10.服从并主动求得监理工程师的监理和建设单位的检查指导,严格执行监理工程师的决定和接受建设单位的指导和监控。
11.具体措施
(1)全面推行光面爆破技术,每一循环爆破后,及时分析爆破效果,调整爆破参数,Ⅱ、Ⅲ级围岩周边眼炮痕保存率达到85%以上,严格控制超欠挖。
每一循环开始前,首先在掌子面测量放线,标出开挖轮廓线,点出炮眼位臵,钻眼严格按爆破设计要求的方向和深度作业。
(2)初期支护与二次衬砌
初期支护锚喷作业严格按规范和技术要求施工。喷砼采用湿喷方式,喷射嘴距喷射面的距离控制在0.8~1.2m范围,并保持垂直,以保证喷砼层的强度和厚度,减少回弹。系统锚杆安装保证垂直于岩层面或径向,以达到预期效果。二次衬砌作业,液压初砌台车调度要到位,模板表面涂脱模剂。砼灌注采用泵送,两侧对称进行,捣固以插入式振动器为主,保证二次衬砌砼内实外美,消除工程质量通病,通过施工过程控制来实现《验标》规定的各项指标。砼在冬季施工时,严格按冬季施工的标准办理。
(3)洞外控制测量采用GPS全球定位系统、高程采用三等水准进行复测;洞内控制采用二等导线测角精度进行施测,高程采用三等水准测设;施工测量采用经纬仪和激光导向相结合及水准仪进行测设。
测量人员须先培训后上岗。
洞内联测,应选在阴天,气温稳定,无大风情况下进行。水平角观测采用方向观测法观测9~12测回,测距采用对向观测,竖直角两个测回,测距四次,考虑气象改正,投影改正,投影面高度采用隧道投影高程,高程测量严格按照《测规》三等水准测量要求进行,结合具体情况,采用往返不同路线进行施测。
洞内控制测量采用闭合环的方式,每个导线环边数不大于6条,洞
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天心山隧道 实施性施工组织设计 内测量在不影响洞内施工时进行,并加强通风,保证照明充分,提高清晰度。水平角观测采用方向观测法观测,采用J1级仪器观测不少于6个测回,测距与洞外部分相同。水准测量要求与洞外部分相同,特别注意视线高度不能太低。
测量实行局(指挥部)队二级管理,局(指挥部)负责洞外控制测量,负责洞口、斜井内插点和投点的测设,洞内导线控制网和每500米高程控制点的测设,队负责洞口、斜井内洞内每300米中线的复核并负责300m以内中线和高程的施工测量。
(二)保证安全生产措施
1.严格执行国家及铁道部颁布的有关施工技术安全规划和施工安全规定,严格按招标文件有关施工安全、文明施工的各项要求。坚持“安全第一,预防为主”的方针确保施工安全。
2.建立强有力的安全生产保证体系,指挥部设安质部,各级生产机构配齐专职安全员,实行岗位责任制,把安全生产纳入竞争机制,纳入承包内容,逐级签订包保责任状,明确分工,责任到人,作到齐抓共管,抓管理、抓制度、抓队伍素质,盯住现场,跟班作业,抓住关键,超前预防。
3.认真贯彻执行我单位已通过的ISO9000标准认证的安全控制程序,使安全管理程序化、规范化、制度化。加强安全生产的再教育,进一步提高全员的安全生产意识。增强全员主人翁的责任感,牢固树立安全第一的思想。
4.根据施工组织设计和本工程的实际情况编制详细的安全操作规程、细则,制定切实的安全技术措施分发到工班,做到逐条学习落实、抓好安全“五同时”(在计划、布臵、检查、总结、评比的同时,计划、布臵、检查、总结、评比安全工作)和“三级安全教育”。
5.针对本工程的特点,施工前技术部门必须向参加施工的人员进行安全技术交底,并进行岗前培训,对职工进行安全基本知识的和技能教育,遵章守纪和标准化作业的教育,并认真学习铁道部的“铁路施工技术安全规则”,以及我单位编写的“施工安全标准”,经考试合格持证上岗。
6.开展安全标准工地建设,施工现场做到布局合理,工地做到管线
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天心山隧道 实施性施工组织设计 齐全,灯明路平,标志醒目,防护设施齐全;在施工现场悬挂有关施工安全标语,设立醒目警示牌,高空作业配带安全帽、安全带、配臵安全网。
7.施工时采取有效措施保护周围建筑物,特别是埋入地下管线,施工前应先与有关单位联系,请求配合,查明走向和位臵,做到“三不”,即不摸清地下设施位臵不施工,影响设施正常运转不施工,不采取有效防护措施不施工。严禁在电缆2m范围内使用大型机械作业,禁止在既有电杆电线等设施上搭挂临时线,修建临时房屋工棚等。
8.本合同段线路临近319国道,主要施工材料靠319国道运输,施工时要做好交通配合工作,汽车运输要服从交通部门的管理,严格遵守交通规则,施工现场汽车运输要服从交通部门的管理,严格遵守交通规则,施工现场汽车运输与既有公路有干扰时,要与当地交通部门联系,要设臵必要的行车标志,必要时设专人现场指挥,为公路运输、现场施工人员及周围群众提供安全和方便。加强车辆设备的管理,加强对司机的安全教育,严禁违章操作;加强车辆设备的保养维修,严禁带病作业,做到文明驾驶安全行车。
9.做好消防治安工作。开展法制宣传教育,搞好路地共建。 10.加强施工电源。安全用电,严格按有关规定安装线路及设备,用电设备都要安装地线,不合格的电料器材严禁使用。加强火源管理,炸药库等严禁烟火,并安装消防器材,报警器材。在林区和大风季节施工未经批准不随意用火,用火现场设专人管理并距火源留有一定防火线。
11.做好防洪工作,防止设备和房屋被水淹或被水冲坏,危及施工人员安全。修好各种防排水设施,准备好防洪物资,根据气象部门提供的天气预报,做好预防工作,雨天安排人员昼夜值班。
12.施工人员必须经专业培训、持证上岗。
机械操作人员必须熟练掌握设备的性能和操作规程,严格按标准作业,按规范施工。
所有工作人员必须严格佩戴劳动防护用品。必须严格劳动纪律,严禁酒后上岗,严禁在工作岗位上打闹。工作人员必须熟知消防和设备报警信号。
13.洞内爆破作业要严格执行下列规定:
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (1)爆破采用导爆管非电毫秒延期雷管分段引爆;起炮药包的装配必须在洞口50m以外加工房进行并由爆破工携送进洞。
(2)洞内爆破作业要统一指挥。
(3)进行爆破前所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害地点。 (4)每日放炮的时间、次数要根据施工条件明确规定,放炮的信号要统一,并要让隧道作业人员清楚。
(5)爆破后必须经过通风排烟后,才准检查人员进入工作面,经检查妥善处理后,其他工作人员才准进行工作面。
(6)隧道施工中严格执行通风与除尘的安全规定。
通风系统应有足够的能力保证隧洞开挖过程中的空气流速及提供给每人每分钟三立方米的新鲜空气,并保证空气中含有的有害气体、粉尘等物质的浓度不超标。
洞内通风系统应设有专职人员管理,风管吊挂必须牢固,漏风处要及时修补,保证通风效果良好,并做好以下防尘措施:一是密封尘源,使粉尘与操作人员隔离;二是喷雾洒水;三是搞好人员防护,配戴防尘口罩等。
喷砼机检修时,必须停机,锁定电源开关并悬挂相关指示牌。 喷砼时,禁止施工人员站在料管接头附近(特别是输料管前端)。 严禁将喷嘴对准施工人员。 15.出碴运输严格执行如下规定:
(1)电瓶车司机由经过专业培训合格的人员担负。非司机不得驾驶机车。
(2)严禁酒后开车,开快车。
(3)车辆经过施工作业地段、道岔区、道口地段、平交道口、下坡道区、洞外卸碴场或前方有障碍物时,机车限速运行,洞内平顺地段限速15km/h。
(4)装碴过程中,转动漏斗要调整好位臵,防止岩碴掉落矿车外面,同时,矿车附近不要站人,避免岩碴伤人。
(5)机车与矿车进出隧洞要亮灯和不断鸣笛。
(6)机车与矿车要保证刹车良好,进洞前要确保每个机车和矿车的刹车处于正常状态,才能担负作业任务。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (7)每列矿车在同向行驶期间要保持有效刹车距离100米。 (8)机车司机必须责任心强,坚守岗位。确认信号后再开车。离开操作室时,应切断电源,取下控制手柄,扳紧手闸,开亮车灯。
(9)除机动车司机、信号员、联络员或其它有关人员外,无关人员不得搭乘机车。
(10)出碴前要检查挂钩是否牢靠,连接轴变形的挂钩一定换掉,必须加挂好软连接,以防运行中脱钩。
16.用电采取以下措施
(1)要经常对电线、电气设备进行检查维修,严防漏电、短路等事故发生。
(2)非专职电气人员,不得操作电气设备。
(3)操作高压电气主回路时,必须戴绝缘手套,穿绝缘鞋,并站在绝缘板上。
(4)低压电气设备应加装触电、漏电保护器。
(5)电气设备外露的转动和传动部分,必须加装遮拦式防护装臵。 (6)检修、搬迁电气设备时,应切断电源,并悬挂“有人工作,不准送电”的警示牌。
(7)带电工作时,必须制定安全措施,在专职安全员的监护下进行,此外还需使用绝缘可靠的保护工具。
(8)对机器和设备进行检查维修时,如指定进行电器绝缘,首先检查被绝缘的装臵有无电压,然后短路接地,同时绝缘邻近带电的部件。
(9)带电作业时,应启动应急停电装臵或启动主断路器,并在作业区设臵安全警示标志。
(10)在高压元件上作业时,必须绝缘后将输电接地,将元件短路。 17.斜井施工采取的安全措施
(1)开挖用装配起爆药卷要在井口50m以外加工房内进行,并由爆破工携送下井,装药前工作在附近的机具搬至安全高度,放炮前经检查确认所有人员均撤离井外后,由值班人员下达放炮命令。
(2)斜井用的提升设备定期进行检查试验,钢丝绳的安全系数不得小于7.5,车辆连挂提升时应有可靠的连接装臵和断绳保险器,挂钩加保险栓,车与车之间均加连保险钢丝绳,提升钢丝绳应有地滚承托。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 (3)轨道应有专人养护,养护时间应在停止提升的间隙进行,轨道应符合技术标准,并不得夹杂不同类型的钢轨。
(4)斜井口外有摘钩作业的车场应有一段反坡道。
(5)斜井设人行道,人行道与轨道之间设人行栏杆,严禁人员乘座运输斗车。
(6)井口、井下及卷扬机房应有联系信号,提升下放与停留应有明确的沟通色灯和音响等信号规定。
(7)斜井井底停车场应避车洞,斜井井底附近的固定设备操作人员均应设臵在洞室之内。
(8)每一主要提升装臵必须配备正副司机两人,正司机开车副司机在旁监护。
8.加强围岩监控量测
严格按照技术规范做好围岩监控量测,注意围岩变形,及时反馈围岩变形信息,做好变形预报,指导隧道安全施工。
(三)保证工期的主要措施
1.充分发挥我单位长期从事铁路施工任务,所积累的较为丰富的施工经验及拥有很强的机械设备能力和现代化科学管理的优势。选派有丰富施工管理和技术管理经验、科研开发能力强的高素质专业人员组成的精干、高效、整体功能强、运转效率高的项目部,全面负责组织实施。
2.合同签订后,立即组织技术力量雄厚,施工经验丰富,设备配套齐全,战斗力强的施工队伍上场,并做好开工前的准备工作,一是做好技术准备,熟悉设计文件,领会设计意图,办理交接桩,搞好复测和材料取样鉴定,编制好实施性施工组织设计,优化施工方案,搞好技术交底。二是搞好物资准备,做好材料计划,疏通供应渠道。三是抓好施工力量及时到位。四是办理征(租)地手续,作好施工便道、临时房屋、临时供电线路、临时给水管路及其他临时工程的修建工作。保证做到“三快”,即进场快、安家快、开工快。
3.加强管理,在建设方的指导下,施工中做到统筹规划,周密安排,全方位有序协调,强化计划管理、网络管理、目标管理和成本管理。抓住关键工序,控制每个循环作业时间,三个工区施工必须服从于总体施工组织设计的计划安排,施工计划在执行中,根据实际情况及时调整。
天心山隧道 实施性施工组织设计 4.配备性能优良数量满足施工要求的各种机械设备和运输车辆,做到机械设备齐全,配臵合理,性能先进,确能保证施工进度和施工质量的要求。在施工时,以机械为主建立钻爆装运,喷锚支护,二次衬砌三条机械化作业线,以机械化施工代替人工操作。科学地组织机械化一条龙作业和流水作业,加强对机械设备管理,作好设备的用、保、修工作,组织好设备配件的采购、供应,配足常用易损配件,提高设备完好率和利用率,保证机械化生产顺利进行,确保工程进度的落实。
5.根据工程需要,加强资金调度,工地设专用帐号专款专用,前期工作可动用我单位自由资金,施工中加强资金管理和 资金调度,确保重点工程的资金使用。
6.做好施工中的技术保证工作
在接到设计资料后,立即组织有关专业技术人员进行图纸会审,认真领会设计意图,积极与设计单位沟通,抓紧时间进行技术交底。设立技术攻关组,对关键性技术问题进行攻关。加强现场技术指导和测试工作,杜绝发生技术性失误;积极推广应用“四新”和开展“五小”革新工作,不断改进施工作业工艺,提高工效,加快施工进度。
7.通过健全的质量保证体系,严格的质量管理制度和行之有效的质量保证措施,确保各项工程施工一次成优,避免返工。
8.搞好计划管理,保持均衡生产,施工进度分阶段控制,计划部门根据全合同段工程量和总工期要求,结合施工组织设计,编制年度和季度计划,生产调度和各施工队根据季度计划制定每月施工计划,做到以月保季、季保年,以年度计划保总工期。
9.开展目标管理,搞好经济承包:包任务、包投资、包工期、包安全、包工程质量、包环境保护、落实、奖惩兑现,提高全体职工的主动性、创造性。
10.施工过程中,加强指挥与协调,严格控制各作业循环时间,每个循环按班组进行考评,达不到指标,及时分析原因改进,提高作业循环率。每天按时召开调度会,根据存在的问题及时调整劳力、设备和器材。在现场成立保障工班,负责三管两路的维护,使其始终保持良好状态,保证施工顺利进行。
11.加大投入,上足劳力,配齐设备,隧道施工,每个作业循环出
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天心山隧道 实施性施工组织设计 碴时间所占比例较大,特别斜井的出碴能力更受到,因此三个洞口均采用有轨运输配备足够的电瓶车、矿车及先进的装碴设备以保证掘进速度。二次衬砌在进出口各配两台液压衬砌台车,提高衬砌的施工速度,以确保隧道快速施工。
12.抓施工的正规作业、标准化施工,通过合理的施工组织,主导正确的施工方法来提高施工进度,作到稳产高产,防止大起大落。
13.创造良好的施工环境。一是主动与建设、设计、监理单位建立良好的关系,通力合作,主动认真接受监督指导;二是在建设单位在指导下与沿线有关单位建立良好的关系,在施工中密切配合保证施工高效率进行;三是与当地及沿线群众建立融洽的关系,取得他们的支持和帮助,解决施工中遇到的相关问题,减少干扰,确保施工的顺利进行。
十一、环境保护措施
1.采取必要措施防止所占土地及河流、水槽或排水系统的堤坡底岸的土壤受到冲刷,并保证在任何河流渠道排灌系统中不产生淤泥。施工时,不减少原河流水渠的过水断面,洪水季节不影响河渠泄洪,保证河渠水流畅通、不污染水源,施工过程中严禁将含有污染的物质或可见悬浮物的水排入河渠或水道,并保护原有防护设施。
所有机械废油回收利用或妥善处理,严禁随意泼倒。
2.施工中采取有力措施,保护本工程沿线附近建筑物,地上或地下的管线设施、栅栏、道路、水渠、树木免遭损坏。
3.按照设计要求认真做好环保绿化工作。永久用地范围内裸露地表用植被覆盖,临时用地要进行复耕,裸露部分要植草或种树。施工过程中,对管内的树木、农田、果林注意保护。
4.遵照国家的法律条例和规定,施工时采取必要措施,确保工地附近居民、禽畜及水渠、水库、池塘以及耕地、材园、居民等不受灰粉、沙尘、污水、废气、化学制品,机械噪音等污染和损害,特别保护好民用水源、水产不受破坏和污染。
5.施工过程中发现文物或有考古、地质研究价值的物品时,采取有
效的防护措施,派专人看管,保护现场并尽快上报建设方和有关部门听候处理。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 6.隧道弃碴严格按照设计的方案执行,或作为路基填料或运至设计指定的弃碴场。弃碴场按设计进行处理防护或平整绿化,严禁随意弃碴。
7.在隧道的施工中和完工后,对破坏的环境要及时整治,防止水土流失,适时恢复被破坏的植被。
十二、隧道防渗防漏工程质量保证措施
隧道防渗漏工程施工是确保隧道创全优工程的关键施工项目之一,为保证隧道工程达到不渗不漏的要求特制定如下措施。
1.把隧道的防渗防漏工程作为隧道实施性施工组织设计的重要组成部分,针对本标段隧道工程的特点及隧道地质情况编制切实可行的隧道防渗漏工程作业指导书,施工前向参加隧道施工人员、管理人员进行技术交底,交防渗漏的质量标准,交施工工艺,交质检方法,交验收制度。
2.选择具有防渗漏施工经验丰富、素质高的专业队伍进行防渗漏工程项目的施工。
3.严把防水材料的质量关,购臵具有防水材料生产资质的正规厂家生产的防水材料,并具有完备的试验资料和出厂合格证书,进料前由试验室进行工地试验合格后方能进料,进料时严格验收制度把信进料质量关,防水材料的运输保管中不受损坏。
4.隧道开挖前按设计要求做好洞口、洞顶地表水排水系统,保证水沟畅通,对地表水洞穴及时封堵以减轻地表水对洞内的压力。
5.根据设计提供的地质资料,对于软弱破碎富水围岩地段采取注浆止水办法,开挖前予计有涌水量大的地段采用予注浆办法,开挖后有大股涌水时采用在衬砌背后设环向或在边墙墙脚设纵向排水管将水引入侧沟内,富水地段衬砌时予留注浆孔以便发现渗漏时进行衬砌层后回填注浆。
6.砼的自防水是隧道防渗漏最重要的环节,隧道衬砌砼采用密实级配,在砼拌合中掺外加剂以提高砼的抗渗性、和易性、密实性,以补偿砼的收缩性能,严格控制砼的水灰比及砼的坍落度,对隧道设计要求的防水砼的用料、配合比、坍落度等进行严格检查控制,并按要求作好砼的抗渗试验。对砼施工中的各个环节如砼的配合比的选择、搅拌、运输、浇注、振捣、养护、拆模均要严格按施工规范进行,作到思想重视,措施落实,施工精细。
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天心山隧道 实施性施工组织设计 7.对砼施工中的施工缝,按设计安设止水带或缓膨型遇水膨胀的止水条,砼浇注过程中应注意随时检查,防止止水带移位、卷曲的现象发生。各种贯通的施工缝,止水带的安装要确保形成全封闭的防水网,并确保止水带“居中、平顺、牢固、无裂口脱胶”。
8.按设计铺设防水板时采用无钉铺设工艺,在正式铺设前进行铺设试验,分析选择合理的铺设参数,制定操作规程和质量控制要求,经监理工程师审核满足防水板质量要求后方可正式铺设。
防水板的接缝采用双焊缝机械焊接工艺,根据不同的焊接温度和焊接速度分别进行焊接试验,制作强度试验试件,通过强度测试求取焊接质量要求的参数,并取得监理工程师的认可。
防水板与固定垫圈同时加热溶化粘合在一起,粘合牢固且不烧穿防水板,防水板铺设后因二次衬砌砼浇筑而鼓胀时要及时处理。
9.按设计要求进行透水软管埋设的隧道,通过透水软管的埋设将岩石裂隙水、地下水沿隧道洞身防水板汇流至墙底纵向排水管引至隧道排水沟排出,作到堵排结合,形成一个空间立体防排水体系。软管安装前把岩面处理平整,按设计要求埋设,并确保牢固,防止施工过程中的移位、损坏、堵塞等,确保透水管的排水效果。
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天心山隧道 实施性施工组织设计
中华人民共和国
新建铁路赣州-龙岩第18合同段
实施性施工组织设计
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(DK256+390~DK261+880)
天 心 山 隧 道
天心山隧道 实施性施工组织设计
中铁十一局集团有限公司 赣龙铁路(福建段)工程指挥部
二OO二年六月 龙岩
70
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