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1、邯济铁路复线隧道四标段施工组织设计目录第一章 工程概况及特点3第二章 主要对策5第三章 施工平面布置及临时工程6第四章 主要施工机械配置8第五章 施工队伍及劳力组织8第六章 总体施工方案9第七章 施工进度计划15第八章 隧道进洞方法16第九章 各级围岩地段隧道施工程序及开挖支护17第十章 爆破设计31第十一章 隧道钻爆施工工艺36第十二章 工法转换方案39第十三章 浅埋段山体加固处理40第十四章 DK133+100线路左侧50米处水库段防渗处理41第十五章 主要施工技术及工艺41第十六章 围岩监控量测63第一章：工程概况及安全环保要求1.1.工程概况邯济铁路西起京广线邯郸南站，并连接邯长铁路，
2、东至京沪铁路线上的晏城北站，并连接济南站和胶济铁路，全长232公里，设计为国家一级铁路干线，设计行车速度160km/h，限制坡度为6，该线路途经多处山地、丘陵地段。为穿越这些地势起伏、山峦纵横的区段，需要修建多处隧道以克服高程和平面障碍。其中邯济铁路四标段隧道为复线、双车道、单向铁路隧道，隧道所穿越岩石为类，其岩石密度：2.3-2.5t/m3，弹性抗力系数K：500-1200MPa,泊松比：0.15-0.3,弹性模量E ：5-25GPa。1.2.主要安全隐患及应对措施隧道所穿越地区受地质构造影响严重，节理、层理发育，有层状软弱面，拱部无支护时可能会产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大时易产生
3、坍塌。为解决上述可能出现的安全问题，应加强地质超前预报，及时探明围岩级别及岩溶情况，一旦发现问题，及时调整施工方法，杜绝因盲目施工而引起的安全事故。采用切实可行的方法确保工法转换和断面切换顺利过渡。按照新奥法原理组织施工，采用新技术、新工艺，坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，采用光面爆破技术，严格控制超欠挖。投入全液压衬砌台车并按严格控制二次衬砌砼的浇筑工艺，确保二衬砼内实外美。1.3.施工环保要求、隧道凿岩施工必须采用湿法钻孔，通风量必须保证能够有效地通风除尘并置换新鲜空气进入作业面。、作业面应有瓦斯监测报警装置，以防瓦斯浓度超过警戒浓度，威胁施工人员生命安全造成安全
4、生产事故。、隧道弃碴应充分予以利用，多余的弃碴应弃在指定的弃碴场，并堆放整齐、稳固，以及修建必要的排水措施，禁止在洞口随意堆弃。、隧道施工废水应经过处理后在进行排放，不得对附近居民生活用水造成污染。、开挖施工应采用蜂窝式小剂量装药爆破，避免采用猛烈爆破，减小爆破地震效应及噪声对周围居民的影响。第二章：隧道平纵断面设计2.1.隧道建筑限界根据铁路隧道设计规范设计隧道建筑限界如下图：2.2.隧道横断面及衬砌内轮廓设计隧道断面均采用曲墙带仰拱形式，级围岩设置钢筋混凝土底板，级以下围岩设置仰拱，仰拱与边墙采用圆顺连接，仰拱矢跨比一般不小于112，连接部半径为2.25m。轨面自沟槽顶面下移30cm，双侧
5、水沟方案，各设置两槽一沟，隧道两侧沟槽顶面宽1.60m，电缆槽宽分别为30cm、30cm，水沟宽30cm，深均为52cm。电缆槽设置盖板，能开启维护。沟槽边线距同侧线路中线2.2m。2.3隧道坡度及纵断面设计该隧道全长392m，洞内为2.5的下坡 。根据现行铁路隧道设计规范，当隧道长度小于400m时可忽略洞内空气阻力及列车车轮与轨道粘着系数的变化，坡度可以不用折减。综上设计隧道纵断面如下图：第三章:隧道开挖施工方案设计3.1.开挖方案的确定综合当地工程地质条件我们拟采用套拱法进洞，级围岩开挖采用台阶法施工，围岩破碎方式采用钻爆法。3.2隧道钻爆开挖设计根据本标段隧道洞身围岩的特点， 级围岩一般
6、采用控制爆破，适用于软弱围岩的减轻地震动控制爆破技术爆破。总的设计思想是拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破。主要采用水压光面爆破掘进作业，严格控制超、欠挖，尽量减小扰动围岩。控制单循环进尺在左右。在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，采取边开挖边初期支护。根据围岩情况，台阶长度满足机具正常作业要求，每次开挖进尺根据围岩情况而定,开挖后及时完成初期支护。光面爆破施工工艺见下图 : 测定围岩参数爆破参数预设计试爆破确定爆破参数爆破效果评判结合围岩具体特征调整参数调整爆破参数 数数不理想钻爆作业理想 3.2.1.水压光面爆破水压光
7、面爆破也是采用与光面爆破相同的设计、起爆方法、药量计算和起爆技术，仅在孔口封堵环节、装药结构有所区别：水压爆破机理：向炮眼的一定位置注入一定量的水，炮口用炮泥填塞密实。炸药爆炸时产生冲击波，冲击波在水中传递，用于水的不可压缩性，爆炸所产生的能量将毫无损失地经过水传递到周边围岩中，其更加有利于岩体的爆破、分离。此外，其产生“水楔”的效应，将更加有利于岩体的破碎，同时爆破产生的水雾能很好的起到降尘、降温的作用。装药结构及封堵措施：周边炮眼采用不耦合装药，利用炮孔内的空气起到隔离孔内药包的作用，炮眼之间用导爆索连接，一定要确保周边眼起爆后产生的切线方向拉力大于其附近围岩的抗拉强度，使被爆围岩被拉断从
8、而形成贯穿的裂缝及光爆面。掏槽眼及辅助眼内采用连续装药的装药方法，在孔底或孔口注入水，孔口用炮泥紧密塞实。3.2.2.隧道爆破参数确定（1）炮眼直径炮眼直径应根据岩石性能、凿岩设备和炸药性能确定，隧道所选用的炮眼直径取值一般在32-50mm之间，我们这里取35mm，药包与所在炮眼眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10-15。周边眼药包直径取25mm，辅助眼与掏槽眼药包直径取32mm。（2）炮眼数目炮眼数目主要与炮眼直径、岩石的性能、炸药的性能与开挖的断面有关。在保证爆破效果的前提下，炮眼数目不宜取太多，以减少钻眼工作量。我们一般根据炮眼平均分配炸药的原则来进行计算，其公式如下：N= qS其中N-为
9、炮眼数目q -为单位耗药量，一般取值为1.2-2.4kg/m3-为装药系数 ，其取值见下表一：-为每米药卷的炸药质量，其取值详见表二：注：我们这里炸药选取为2号岩石铵锑炸药，以上数据可通过查阅相关设计规范得出其取值。表一装药系数的取值炮眼名称围岩类别掏槽眼0.50.550.6辅助眼0.40.450.5周边眼0.40.450.55表二2号岩石铵锑炸药每米质量表药卷直径/mm32353840444550/(kg.m)0.780.961.11.251.521.591.9（3）炮眼深度计算炮眼深度是指炮眼底部至工作面的垂直距离，合理的炮眼深度取值有助于提高炮眼利用率和掘进速度。我们这里炮眼深度按每掘进
10、循环的计划尺数确定。其计算公式如下：L = l式中：L-炮眼深度，m l-每掘进循环的计划进尺数，m -炮眼利用率，一般要求不低于0.85（4）装药量的计算 装药量对爆破效果影响极为重要，合理的药量应根据工程地质条件、炸药性能与质量、开挖断面尺寸、炮眼深度与直径、自由面数等要求来确定。其计算公式如下：Q=qV其中Q-掘进每循环所需总炸药量，kgq-单位耗药量，kg/m3,其取值详见表三v-1个循环进尺爆落的岩石总体积，m3,其值为V=SL其中S-隧道掘进断面面积L-炮眼的平均深度-炮眼利用率，一般要求不低于0.85表三掘进断面积/m围岩类别461.51.82.32.9791.31.62.02.
11、510121.21.51.82.2513151.21.41.72.116201.11.31.62.040431.11.4注：表中所使用炸药是2号岩石铵锑炸药3.2.3.炮眼种类及其布置 （1） 掏槽眼的布置掏槽眼一般布置于工作面的中下部，在爆破作业时掏槽眼为最先起爆的炮眼，为了更加充分的发挥其掏槽的作用，其炮眼深度比一般炮眼深15-25cm，装药量比一般炮眼多15-20，采用连续装药的结构。根据本工程自身情况，我们设计掏槽眼形式为锲形掏槽，按照相关设计规范，我们掏槽眼的数量选择为8个，炮眼倾角为76，炮眼深度取3.8m。其具体布置情况见下表：（2） 周边眼的布置周边眼是指沿隧道周边最外的一圈炮
12、眼，其钻眼方式为水平钻眼，起到控制隧道外轮廓的作用，其装药量最小且多采用间隔装药。一般情况下周边眼间距E=（1018）d，当炮眼直径为3240mm时，一般去E=320720mm。周边眼间距与光爆层厚度W存在密切联系，以周边眼密集系数K来表示，K=E/W,实践数据表明K取0.8较为适宜。我们这里取E=450，W=600。（3） 辅助眼的布置辅助眼是介于周边眼和掏槽眼之间的所有炮眼，它的作用是扩大掏槽眼创造的临空面面积，为周边眼的爆破创造有利的条件，其多采用连续装药结构，我们可以根据隧道断面大小来确定它的圈数。我们这里取其炮眼间距为900mm，其也采用平行打眼的方法钻孔。（4） 断面炮眼布置详图及
13、爆破图表 3.4.装药形式设计周边眼采用间隔不耦合装药结构,掏槽眼和底眼采用连续装药，炮泥封口，其中炮泥长度取100cm，水包长度取20cm，其装药结构详见下图。图3-2 爆破装药结构示意图第四章:隧道支护方案设计支护结构的基本作用是与围岩一起组成有足够安全度的隧道结构体系，其必须能承受可能出现的各种荷载，另外支护结构还要起到防止围岩结构的进一步恶化的作用。任何一种类型的支护都应该具有与上述作用相适应的力学、构造特性和施工可能性。4.1.隧道支护设计原则 必须要与周围岩石全面紧密接触，保证支护结构与周围岩石联成一个整体，一起进行工作。 要允许围岩产生可控制的变形。 要求其易于操作、能及时施做并
14、且能够分期施工4.2.隧道支护结构类型选择根据隧道所处区域的工程地质条件，按照新奥法原理进行支护设计 。邯济铁路四标段隧道的支护采用复合式衬砌结构模式；初期支护选用锚杆、喷射混凝土、钢拱架和钢筋网共同组成的混合防护体系；二次衬砌采用模筑防水混凝土结构模式。4.2.1初期支护邯济铁路四标段隧道级围岩的初期支护选用锚杆、喷射混凝土、钢拱架和钢筋网共同组成的混合防护体系进行初期支护。钢拱架之间使用纵向连接筋连接，并且让他与系统锚杆和钢筋网焊接为一个整体，与围岩紧密接触，从而形成共同承载结构。4.2.2二次衬砌邯济铁路四标段隧道可采用模筑混凝土或模筑钢筋混凝土结构作为二衬衬砌结构，以加强隧道自身承载力，从而确保隧道支护结构的安全。4.2.3仰拱衬砌截面可以采用连接圆顺的等厚衬砌断面，仰拱厚度尽可能与拱墙厚度相同，采用模筑钢筋混凝土进行施工制作，其具体参数见表四。4.2.4预留变形缝在开挖断面确定时，除应满足结构尺寸和隧道净空外，还应该考虑围岩与初期支护的变形，并且预留适当的变形量。预留变形量的取值大小应根据断面大小、围岩级别、埋置深度、施工方法以及支护等情况，采用工程类比法进行预测。邯济铁路四标段隧道的围岩等级为级围岩，所以预留变形量初步设置为60mm。复合式衬砌一
