塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计

新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计1塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计1.编制依据林白铁路ZH-04标段承发包合同、招投标文件。塔尔巴格吉隧道施工设计图纸。国家及铁道部现行的设计规范、施工规范、验收标准和有关规定。工程建设标准强制性条文。现场实地勘察调查的有关资料。我单位多年积累的成熟技术、科技成果、施工工法以及多年从事铁路同类工程的施工经验。2.编制范围新建铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标段塔尔巴格吉隧道，进口里程DK88+625，出口里程DK91+070，隧道全长2445m。3.工程概况及主要工程数量3.1.工程概况衙白铁路项目ZH-04标段位于内蒙古赤峰市巴林左旗境内，线路里程：DK68+400～DK93+800，全长25.4km。主要交通线路有林白公路等。塔尔巴格吉隧道为本标段一条单线铁路隧道全长2445m，隧道进口115.7m位于R-1200m的左偏曲线上，出口189.46m位于R-800m的右偏曲线上，全隧位于12‰的单面纵坡上。其中，Ⅲ级围岩650m，Ⅳ级围岩1000m，Ⅴ级围岩795m。3.2.工程地质与水文地质条件3.2.1.地形地貌隧址位于巴林左旗北部大兴安岭隆基南侧一带，属中低山区地貌，地形起伏较大，地面标高981～1144m，相对高差达160余米，总体地貌形态西北高，东南低。该区山势陡峻，山坡中上部基岩裸露，冲沟发育，剥蚀与侵蚀地貌特征明显。衙门庙端与路基连接，白音诺尔端与成吉思汗边墙大桥连接。进、出口端植被茂密，乔木丛生，洞身地段植被一般。3.2.2.地质构造隧址构造上位于天山-兴蒙断褶系内，涉及的次级构造单元为大兴安岭隆起，隆起区呈北东向展布，该区断裂构造较发育，但第四纪以来无活新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计2化迹象，新构造运动以微弱的抬升为主。隧址区于隆脊南侧边缘，受区域多期构造运动影响，岩层结构面产状紊乱，无规律性，在该段测得凝灰岩、流纹岩结构面产状为：隧道进口N30°E/70°SE、E-W/80°DN、N75°W/40°SW、N-S⊥；隧道洞身地段N60°E/45°NW、N40°E⊥、N20°W/50°SW、N40°W/35°NE；隧道出口N60°E/60°NW、N20°E⊥、N60°W/65°NE。结构面分布密集，分布较多的间距10～20cm，较少的最大间距50～100cm，并伴有裂隙发育，岩体破碎。在山坡及山顶强风化（W[3]）破碎带一般厚5～15米，山间纹沟、细沟及坡脚强风化（W[3]）破碎带可达20米。3.2.3.工程地质隧道沿线只有山体顶部有基岩裸露，其它地段大多被林木覆盖，基岩零星出露，出露地层为J3xn3，现由新到老分述如下：粉质黏土（Q4al+pl）：黄褐色，硬塑，土质较均匀，粘性强，手搓可成土条，刀切面较光滑；厚度8～17m，主要分布于山前缓坡及沟谷地段，属II级普通土。5-4-12粗角砾土（Q4al+pl）：灰褐色，密实，稍湿。碎石角砾!20～50mm，含量60%，石质主要为酸性凝灰岩、火山角砾碎屑岩等，充填粉质黏土。主要分布于山前缓坡及沟谷地段，厚2～5m，属IV级软石。6-4-12粗角砾土（Q4dl+eol）：灰褐色，密实，稍湿。碎石角砾!20～55mm，含量65%，石质主要为酸性凝灰岩、火山角砾碎屑岩等，充填粉质黏土。主要分布于山前缓坡及沟谷地段，厚2～10m，属IV级软石。8-2-4粉质黏土（Q4dl+el）：黄褐色，硬塑，土质较均匀，粘性强，手搓可成土条，刀切面较光滑；厚度0～2m，主要分布于山前缓坡地段，属I&I级普通土。13-1凝灰岩、流纹岩（J3xn3）：灰褐色酸性凝灰岩，灰黑色基性凝灰岩，火山碎屑结构，凝灰质胶结，块状构造，结构面裂隙发育，岩石破碎，岩质坚硬；流纹岩为灰黑色，流纹结构，流纹构造。全风化凝灰岩、流纹岩（W4）：灰褐色，岩石结构构造完全被破坏，岩心呈土柱状。厚度约0～13m，属II级普通土。新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计3强风化凝灰岩、流纹岩（W3）：节理裂隙发育，软硬不均，多碎块剥落，厚度约8～17m，所形成的山体坡度较大。易发生崩塌现象。属Ⅳ级软石。3.2.4.水文地质1地下水类型隧道穿越地层主要为侏罗系上统兴安岭群酸性凝灰岩组（J[3]xn(3)）。根据进口端钻孔揭露第四系松散土层中未见孔隙潜水。根据隧道洞深调绘发现局部常年有基岩裂隙水流出，钻孔揭示地下水位位于地表23m以下。隧址地下水水质类型属HCO[3](-)·SO[4](2)(-)-Ca(2+)·Mg(2+)型水。2岩层的富水性隧道穿越侏罗系上统兴安岭群（J[3]xn(3)），岩性以酸性凝灰岩、流纹岩为主，节理裂隙发育，岩石较为破碎。地下水主要赋存于基岩的节理、裂隙、风化壳及破碎带中，构成隧址区的主要含水体系。3地下水的补给、迳流、排泄隧址区植被发育，山体土层覆盖层薄，风化节理裂隙较发育，有利于降水的入渗。大气降水的渗入是区内地下水的主要补给来源，其补给程度除受降水的强弱、持续时间、蒸发量及地形、地表节理裂隙发育程度的控制外，还与含水层出露范围及表层储水空间等因素密切相关。本区地表风化裂隙较发育，汇水面积较大，其地形、地貌、气候条件都有利于大气降水的渗入补给。4水质侵蚀性评价隧址地下水按《TB10210－2001》标准判定：该水样对砼无腐蚀，对钢结构有弱腐蚀。对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀。5水文地质条件分析评价隧址区地下水主要赋存于第四系松散土层中孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙水赋存于坡残积土层中，因区内土层厚度不大，降水多沿坡面汇集于冲沟排泄，补给水量有限，含水量甚微。区内构造简单，裂隙水主要赋存于基岩节理裂隙及破碎带中，岩性为凝灰岩、流纹岩，使隧址区岩层的导水性较好，储水空间大，富水性强。新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计4区内泉点较少，隧道进口右侧为一溪沟，距线路平距约100m，现无水量，在洪期水量可增大；在丰水期施工，隧道掘进时，具涌、突水（突泥）可能。6隧道涌水量预测测区内仅隧道出口的沟谷内有河流地表水，其它地带未见地表水。本区岩性多为凝灰岩，基岩中裂隙水由于地质构造的活动，构造节理裂隙发育，为地下水的富集提供了良好的空间，在背斜轴部地带地下水量较大，水量较丰富。结合地形、地貌等地质特征，隧道最大涌水量为3202.62m(3)/d。地下水多为基岩裂隙水，受背斜构造影响，地下水分布不均，为非稳定流。3.3.气象及地震动参数3.3.1.气象本区属中温带大陆性季风气候区。气候特点是：全年四季分明，春季多风、干旱温差大，夏季多雨、气温高，秋季风大、霜来早，冬季严寒、北风多。据巴林左旗气象局资料：林东一带年平均温度5.3℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温零下32.2℃；年平均降水量390.4mm，平均蒸发量1632.9mm；每年的6、7、8三个月为雨季，占全年降水量的70%。一月平均气温零下13.5℃，属严寒地区。按对铁路工程影响的气候分区：巴林左旗地区为严寒地区。3.3.2.地震隧址现代地震活动水平中等，上世纪发生多次5级以上地震，2003年隆起区东南部巴林左旗与阿鲁科尔沁旗之间发生5.9级地震，是大兴安岭隆起区最大地震。根据国家地震局颁布的标准《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）1/400万及《新建铁路衙门庙至白音诺尔线工程场地地震安全性评估报告》（内蒙古自治区地震工程研究勘察院二零零八年十月）综合划定：隧址地震动峰值加速度为0.05g，对应地震基本烈度为Ⅵ度，地震动反应谱特征周期0.4s。新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计53.4.工程数量（含工程数量表）主要工程数量见表3-1。4.施工总体方案4.1.施工组织机构见图4-1施工组织机构图。图4-1施工组织机构图4.2.施工临时设施布置及规划4.2.1.总体布置原则制定整个标段临时设施统一的安全、质量、环保、文明工地标准，整体规划，合理布局，统一实施。新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计64.2.2.施工道路隧道进口从林白公路利用既有碎石路修建施工便道接入现场。隧道出口利用中水一局便道进入本标段红线，在DK93+320与DK92+690新修施工便道路基宽5m、路面宽4.5m，然后利用既有小路增加便道宽度进入隧道出口施工场地。在古成吉思汗边墙遗址处，经与当地文物部门协商确定，用土围填古城墙，使其上护填土不小于2米后，即可做施工便道用于隧道出碴。4.2.3.施工及生活用电本工程的施工用电，在隧道进口设一台变压器，容量为630KVA，供应隧道进口用电；出口设一台630KVA和一台250KAV变压器供隧道出口及成吉思汗边墙大桥用电。4.2.4.施工及生活用水隧道进口、出口各打井一口以满足施工用水和生活用水，水井水通过抽水机抽至洞口蓄水池，洞口设置变频恒压供水系统，管道输送。4.2.5.生活、办公用房项目经理部设在白音乌拉镇，租用一部分乡民房屋及新建4间房屋。隧道施工队驻地设在隧道进出口，采用活动板房的形式，并考虑冬季保温。4.2.6.混凝土生产系统在隧道进出口分别设置一处混凝土搅拌站，采用三仓配料斗及两台强制式搅拌机生产。4.2.7.材料库和材料加工场在隧道施工生产区，设材料库和材料加工场，主要用于施工材料的存放与加工，如钢材、木材、水泥等。4.2.8.火工品库房根据现场情况在离隧道进口2.5Km处设置火工品库房，雷管库、炸药库和导爆管分设，并符合火工品使用安全规程，并设专人看管，专人管理。4.2.9.油库新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计7在隧道进口设置临时油库，并设专人看管。4.2.10.消防设施根据消防要求，在办公区、生活区、仓库、炸药库等地按规定配备足够数量的手持灭火器、防火砂等。4.2.11.施工通讯项目经理部领导及各部、室均安装程控电话，隧道进、出口各安装一部卫星电话，主要施工负责人、安全人员配备移动电话。施工现场调度指挥人员、测量班配备对讲机进行现场联络。4.3.施工总平面布置施工总平面分进出口两段布置。其中进口施工平面布置见图4-2；出口施工平面布置见图4-3。4.4.施工主要临时工程数量主要临时工程数量见表1-1。火工品库房在离隧道进口约2.5Km的地方.油库设置在隧道进、出口洞顶附近，远离生活区，并进行设置4个灭火器进行防火。表1-1主要临时工程数量表序号名称单位数量1汽车运输便道(含引入线与改扩建便道)km17.82生活、办公用房m248003混凝土拌和站座24材料库和加工场m212005预制场座16供水干管路km2.57火工品库房座18油库座15.隧道施工方案、施工工艺和方法、技术措施5.1.隧道施工方案5.1.1.超前地质预测预报方案新建地方铁路衙门庙至白音诺尔线ZH-04标塔尔巴格吉隧道实施性施工组织设计8宏观预报与施工预报相结合；远程预测与短程预报相结合；地质调查法与物探法相结合。各种方法相互对照、相互补充、相互配合，提高预报精度。洞身开挖施工，采用物探（HSP超前预报法）和超前钻孔方法对隧道全程进行围岩岩性、岩溶隐伏水、突水突泥、有害气体、洞壁变形等预测预报和监测，并确定下阶段施工方案和防护措施。各种手段组合方案见图5-1。图5-1超前地质预测预报方案长期预报和短期预报方法表地质预报项目预报内容长期预报地表调查岩层产状及其变化，构造在隧道地表的发育规律等HSP203探测断层、围岩等级变化及不良地质情况超前水平地质探孔验证物探预报情况，围岩类别判定等地质素描隧道掌子面地质素描及地质分析预报短期预报地质雷达隧道底部探测、周边出水部位探测5.1.2.地下水处理方案本隧道含有富水带，施工时可能遇到地下水，需进行处理。按“以堵为主，限量排放，堵排结合，因地制宜、综合治理”的防治水措施，加强对地下水处理的管理。隧道开挖中按“预报在先、先探后掘、多道防线、层层把关”的原则，跟进地