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《鲁班奖工程》中铁十九局-新花苗隧道施工组织设计

（一）管理模式 为顺利完成本工程的施工任务，我部已组建“中铁第十九工程局株六复 线指挥部”，组成矩阵式的项目施工管理体系，实行项目经理责任制。项目 经理部实行一级管理模式，直接管理施工队。项目经理选用有多年类似工程 施工经验的一级项目经理，总工程师选用具有丰富经验的高级工程师来担 任。根据工程进展设置和调整施工队伍。 （二）项目管理组织机构 项目指挥部由项目经理、项目副经理、项目总工程师组成项目指挥部领 导班子。设立施工技术科、安全质量科、项目办公室、劳资财务科、计划统 计科、机械设备科、材料物资科、实验室及精测队计九个项目管理职能部门 和四个施工队（见组织机构框图)。项目指挥部及各职能部门的人员配备考 虑以下三方面因素： 1．是否有能力确保按工期要求按时完工； 2．是否有能力保证“质量出精品、安全无隐患、环境无破坏、必保创 国优”这一目标的实现； 3．是否有能力将旁站监督、测量校核、材质检验、标准验收、计量准 确等过程控制手段运用于项目管理的各个环节中，

（三）施工队伍的设置及施工任务划分 根据工程总工期的要求，结合工程实物工程量，本隧道施工拟在进、出 口分别安排一个施工队，横洞安排两个施工队，计设置四个施工队。每个施 工队对机械设备、物资等统一调配，这样既有利于充分发挥机械、设备、物 资的效率，利于协调，统一管理。分别作业有利于施工安排的灵活机动。具 体见“施工队伍设置及其施工任务分配一览表”。

四）施工队班组设置及劳动力组织生

根据施工队的施工任务和隧道施工流水作业的特点，施工队管理人员、 班组设置及劳动力组织安排见下表

新花苗隧道为本标段内的重点工程和控制性工程之一高速路施工组织设计，因而在机械设备 的配备上，我部已调配进场足够数量的、先进的机械设备，以保证在复杂的 地质条件下优质、高效、安全地完成本隧道施工任务，确保株六铁路复线及 早通车。 主要机械设备表见“隧道施工机械设备配备一览表”。

八9 隧道施工进度规划

根据本工程工期的要求，自开工之日起，计划施工准备及洞口工程 2 个月；开挖(锚喷支护)时间为16个月；衬砌时间较开挖(锚喷支护)结束滞后 2个月；水沟、电缆槽较衬砌结束滞后1个月；上碴、装饰及其他附属工程 于后4个月完成。

第三章临时工程及施工准备

3.隧道施工供电 （1）电力供应 本隧道工程的电力供应，从输电线路终端杆引入至施工工区各工点、施 工场地和生活区、辅助工厂等的生产和照明用电。即从终端杆引入，分别在 隧道进、出口各配置一台800kvA电力变压器。洞外低压线路采用三相四线 制架空线，进洞后采用电缆线和胶皮线联合使用供电。另外，进、出口及支 洞处各配备1台315kv电力变压器，用作备用，或洞内压力不足时进行增压。 隧道进、出口及支洞处各配备1台200KVA的柴油发电机组，作为应急备用 电源。 （2）电力保护 为了对输电线路及电力设备进行保护、防止雷电及短路等强电流对供电 系统的破坏，我方拟采用如下的电力保护措施： 避雷：洞内敷设的高压电缆，在洞外与架空高压线连接时，安装与高压 等级相同的阀型避雷器一组及开关，在进洞的低压电线杆上也需要安装阀型 避雷器一组。 施工接地：在隧道施工中，把如下设施接地：与电机连接的金属构架、 变压器外壳、配电箱外壳、起动器外壳、高压电缆的金属外皮、低压橡套电 缆的接地芯线（即联结变压器中性点的中性线、风水管路、洞内临时装备的 金属支架）。 4.施工照明 （1）施工场地照明 在材料堆放场地、仓库、混凝土拌和站、辅助工厂、弃碴场等洞外施工 场地，拟采用塔架式灯塔照明，塔架采用脚手杆搭建。塔架高度为50m，在

塔顶架设3只800W碘钨灯，以满足照明度要求。 （2）隧道内照明 隧道已开挖段照明，以220V照明线路为主，以100W白炽灯，间距10m 距地面高度4m，同时在已开挖段每隔40m安装一盏400W高压钠灯（左右 则各一盏）。以备洞内烟雾较大时发挥作用。 （3）隧道工作面照明 隧道工作面拟采用三盏220V、800W碘钨灯，并且在开挖钻孔台车及 衬砌台车前台，左、右各设一盏高压钠灯。 5.隧道施工供水 在隧道进、出口支洞处各修建一高压泵站，采用高扬程大功率抽水泵 同时，在隧道进、出口左线外侧的山坡上，选择一点高出地面设计高程80~ 100m处各建一高位畜水池，以保证洞内施工用水和生活用水。畜水池设计 储水量为300m²。 6.隧道施工供风 考虑到本隧道施工过程中地质围岩特性比较复杂，在Ⅲ类围岩开挖及地 质突变地段，需采用微台阶法及分部开挖方法，为了达到既施工安全又能方 便灵活的目的，拟在以凿岩台车开挖为主的基础上，在进、出口及支洞口各 设置一个空气压缩站，在每个空气压缩站各设2台20m?的空气压缩机，用 风动凿岩机来辅助凿岩台车作业，或凿岩台车出现故障时，仍能保证隧道施 工的进行。在各隧道口各配备一台6m?可移动压风机，用来备用或者与风镐 配合，进行局部处理。隧道施工通风布置见下图。

隧道内采用软质风管悬挂于隧道一侧，隧道进、出口及支洞口各均配 置一台2×60kW的轴流风机，进行压入式通风；隧道动力线路、照明线路 分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上；高压水管和高压风管安装在风管同侧 临时水沟上方（见下图)。隧道底部设置施工道路，隧道出口顺纵坡段两侧 分别设置排水沟自流排水（排水沟不能侵入边墙基础，并防止基础被浸泡）

第四章确定施工中的重难点及拟应用的“四新”技术

一、应用地质超前预测预报技术探测地质围岩状况 鉴于本隧道地质状况复杂多变，我部拟在施工过程中采用先进的地质超 前预测预报技术对开挖掌子面前方的地质状况进行超前地质预测预报，根据 预测围岩情况，便于及时调整开挖及支护方案，以保证开挖及支护质量。 二、采用新奥法结合地质预测，实施动态设计及施工 隧道总体拟采用新奥法施工，在过程控制中，拟在施工前进行方案预设 计，在施工中根据预测及开挖出露围岩的实施情况，适时修改预设计方案， 以确保支护结构与围岩实际更加稳合、更加合理。 三、针对可能出现的大涌水，施工前考虑多种治理方案 由于隧道埋深较浅，岩体多呈块状、节理发育，受地表水的影响，施工 中可能会有涌水，故在施工中，我部除按设计防水结构施工外，还将采用增 强渗、排水能力的干砌填充、施做排水暗管等方案。 四、应用微震动控制爆破技术，保证既有线安全 由于本隧道距既有线较近（最小线间距只有20m)，为避免隧道开挖爆 F 破作业对既有隧道行车安全造成影响，我部拟采用微震动控制爆破技术进行 隧道开挖。在施工过程中对既有线隧道衬砌进行爆破震动量测，收集、整理 并分析量测数据，获取爆破作业对既有线隧道震动破坏程度的信息，再据此 信息合理调整爆破参数、指导开挖爆破施工，以便能够保证既有隧道的行车 安全和施工的顺利进行。 五、采用全断面光爆新技术 根据地质条件状况，在岩体较好的地段，本隧道开挖拟采用全断面开挖、

光面爆破的新技术。一方面可以实现“新奥法”施工理论的“保证围岩整体 性，充分发挥围岩自撑能力”的指导思想；另一方面可保证开挖质量，不至 造成由于过大的超、欠挖而导致岩体开挖后出现应力集中的现象。 六、应用电脑钻孔台车精确钻孔 为了保证爆破质量，在钻孔工序中，我部拟调配瑞典进口的电脑钻孔台 车进行开挖过程中的钻孔作业，以提高钻孔的精度、质量和效率，加快施工 进度。 七、初期支护选用先进的湿喷工艺作业 按照处安质【1997】82号文《关于强制推行喷锚支护湿式作业的规定》 的要求京19BJ5-1：屋面详图.pdf，本隧道初期支护施工采用湿式喷锚作业，既可降低粉尘浓度、改善 工人作业环境，又可降低回弹率、减少材料浪费，还能够保证喷射混凝土的 质量。 八、浅理及围岩软弱破碎、风化地段采用锚杆进行加固处理 考虑到本隧道整体理深较浅，且围岩软弱破碎、风化及煤层均有出露， 为有力地保证隧道施工顺利进行，杜绝发生塌方事故，在上述等不良地质段 开挖后，我部将采用施作砂浆或自进式锚杆等软岩或不良地层的加固措施， 必要时将采用锚杆注浆加固岩体的技术措施。 九、开发新方案，确保变截面隧道用小模板衬砌混凝土的质量 本隧道位于曲线、直线交替地段，隧道加宽值从52～0cm不等，而且 分曲墙、直墙两种衬砌类型。为保证变断面衬砌混凝土的外观质量，从中标 伊始，我部全体参施技术人员就根据设计，结合我单位施工技术、设备特点 和已往隧道的施工经验，进行衬砌混凝土施工方案的筛选和设计，并已编制 出了《新花苗隧道衬砌混凝土施工技术方案》用于指导衬砌施工。

第五章主要项目或工序的施工方法

充分考虑安全需要，眼口尽量压低，要低于既有线的梁底位置，在洞口开控 中，要严格控制装药量，以减轻对围岩的扰动，确保既有线的行车安全。 2.具体施工见《新化苗隧道光面爆破施工万案》。 三、初期支护 我们将根据本隧道的施工支护的要求，按照新奥法施工原理，在施工过 程中施作初期支护。内容包括喷射混凝土支护、锚网喷支护、格栅钢架配锚 网喷支护等锚喷支护形式。 1．混凝土喷射施工 （1）由于本隧道为破碎石灰岩，因此在施工过程中要进行混凝土喷射 施工。在喷射前用喷元法清洗岩面。 （2）喷射前先排险、清除危石及松动岩石。 （3）采用硬质洁净的中粗砂，颗粒粒径不大于15mm，筛分是细度模数 要大于2.5。 （4）喷完混凝土后4h内不宜进行开挖作业， （5）本隧道喷射混凝土厚度，均大于5cm，故均分成两次喷射，若第 次喷射混凝土在第一次喷射混凝土终凝1h后进行，则需要用清水冲洗第 层混凝土的喷射表面。两次喷射注意找平岩面，以便于铺设防水层： （6）喷射混凝土终凝2h后，进行喷水养护不少于14d。 （7）喷射混凝土开挖时，下次爆破距喷射混凝土完成时间间隔，不小 于4h。 （8）考虑本隧道地下水丰富，喷射混凝土时采取如下措施： 在水量不太大的地段，设导管引排水后再喷射混凝土，当涌水范围较大 时，先增设树枝状导管后再喷射混凝土当涌水严重时，即涌水量大时，应设

置泄水孔，使排水与喷射混凝土同时进行。 增加水泥及速凝剂用量，改变配合比，喷混凝土由远而近逐渐向涌水点 逼近，然后在涌水点安设导管将水引出，再向导管附近喷射混凝土。 2.锚杆施工 由于本隧道岩层破碎，涌水量大，特别是ⅡI、IⅢ类围岩地带，岩石风化 严重，因此隧道开挖后，要尽快施作锚、网、喷支护，根据不同围岩地质情 况，分别采用了砂浆锚杆、自进式锚杆、WTD锚杆对其进行支护、锚固。 具体的施工工艺如下： （1）砂浆锚杆施工 锚杆在施工前，应首先调直杆体，并且除锈和除油。 由于隧道围岩破碎，宜先预喷后，再施作锚杆，以消除钻孔过程中的不 安全因素。 按设计文件的要求，布置孔位、孔深、孔径。 锚杆杆体外露的长度不能大于喷射混凝土的厚度 要特别注意，锚杆钻孔方向不能平行于岩层层面，要尽量垂直于岩层层 面。孔钻好后用高压水将孔眼冲洗干净（若是向下钻孔，须高压风吹净水) 并用塞子塞紧孔口，以防止石碴或泥土掉入钻孔内。 砂浆强度等级不能低于20号；常用的一种砂浆配合比为： 水泥：砂：水=1：（1～15）：（0.45～0.5）。水灰比宜为0.45～0.5 砂的粒径不宜小于3mm。 锚杆注浆作业操作规程： 1）钻孔冲洗后，准备工作就序，开始注浆。注浆时，注浆管应先插到 钻孔底，开始注浆后，徐徐均匀将注浆管往外抽出，并始终保持注浆管口埋

在砂浆内，以免浆中出现空洞。 2）注浆开始或中途停止超过30min时，应用水润滑注浆罐及其管路， 注浆孔口的压力不得大于0.4MPa。 3）注浆时应堵塞孔口，注浆管应插至距孔底5～10cm处，随水泥砂浆 的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，若孔口无水泥砂浆溢出，应将 杆体拨出重新注浆。 4）锚杆杆体宜对中插入，插入后应在孔口将秆体固定，锚杆杆体插入 孔内的长度不宜小于设计规定。 5）注浆体积应略多于需要体积，将注浆管全部抽出后，迅速插入杆体 并可锤击或通过套管用风钻冲击，使杆体强行插入钻孔。 6）杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，实际粘结长度亦不 应短于设计长度的95%，注浆是否饱满可根据孔口是否有砂浆挤出来判断。 7）杆体到位后，要用木楔或小石子在孔口卡住，防止杆体滑出，砂浆 未达到设计强度的70%时，不得随意碰撞，一般规定三天内不得悬挂重物 锚杆安设后，不得随意敲击。 （2）自进式锚杆施工 新花苗隧道由于断层较多，断层处岩层破碎，地下水发育，岩层结构多 为土夹石，因此需采用大部分自进式锚杆进行施工。自进式锚杆施工作业要 点如下： 1）钻孔：采用钻孔台车进行钻孔。 2）钻孔冲洗：岩石采用水或空气冲洗；卵石或砂层采用水灰比0.4～0.6 的水泥介质冲洗；含少量砂的黏性土层采用膨润土，黏度为40m介质冲洗； 黏性土层采用空气冲洗，12～17m/min

3）注浆参数选定 注浆机具：采用KBY50/70注浆泵进行注浆。 注浆扩散半径：根据锚杆间距和现场地质条件试验确定。考虑注浆范围 相互重叠为原则。 注浆压力：根据设计及现场围岩具体情况选定 （3）WTD锚杆施工 钻孔工艺参照砂浆锚杆；钻孔以外其他工艺参照自进式锚杆。 3.挂网施工 由于隧道围岩破碎，ⅡI、ⅢI类围岩、IV围岩的局部均设置了Φ8钢筋网 对68钢筋拉直、除锈后，按照设计图样的尺寸要求加工钢筋网。将加工好 的钢筋网随受喷面起伏铺设，用定位锚杆固定牢固，钢筋网与受喷面的间隙 以3cm为宜，钢筋网外混凝土保护层厚度要大于2cm。 4.格栅钢架安装 本隧道Ⅱ、IⅢ类围岩将采用钢架加强初期支护，要点如下 （1）在钢架支护地段，先进行初喷，初喷后，测量中线与高程高层住宅楼工程临时用电专项施工方案，并施 作定位锚杆。 （2）在进行安装前，要分批检查验收加工质量，看是否符合要求。然 后清除干净底脚处浮碴，超挖处加设钢（木）垫块，其中间段接头板用砂子 埋住，以防混凝土堵塞接头板螺栓孔； (3)按设计进行定位锚杆与钢架的连接板及钢架间的纵向连接筋连接 段间连接安设垫片拧紧螺栓，确保安装钢架质量。 （4）严格控制钢拱架的中线及标高尺寸。 （5）钢架与岩面间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢拱架密贴、牢