1、兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 1 -平娃隧道实施性施工组织设计一、工程概况本标段线路起讫里程：K39+820K43+646，线路长度 3,826km，标段内隧道 3 座，双洞单向行车。其中，平娃隧道左线 ZK42+778ZK43+640长 862m，右线 YK42+780YK43+641 长 861m，是本标段主要重点工程之一。隧洞最大埋深 335m，属于深埋隧洞，不存在高地应力问题,洞内设单向纵坡，左线纵坡均为 1.35%，左线纵坡均为 1.338%，进出进口均采用端墙式洞门。隧道临夏端设置明洞。隧道设计速度 80
2、km/h，设计荷载公路-级。（一）工程地质条件1.地形地貌隧道穿越大夏河左岸一段河曲基岩山梁，隧址区属峡谷山地地貌单元。隧道北端进出口位于大夏河左一级阶地岸坡，自然坡度 40左右，植被覆盖良好。南端进出口山坡坡面分崩积-坡积物覆盖，顶部基岩裸露，下部崩坡积堆积，自然岸坡 4050。2.地质构造平娃隧道隧址区无大的断裂构造，仅发育层面裂隙及细小切层节理、裂隙，宽度差小于 5mm，裂隙充填岩石碎屑及泥质物，泥钙质弱胶结或无胶结，面多平直，延伸长短不一。隧址区地岩性主要为第四系坡积、岩积块(碎)石土（Q 4d1、Q 4c+d1） 、下三叠系砂质板岩夹砂岩（T 1） 。第四系坡积、岩积块(碎)石土（Q
3、 4d1、Q 4c+d1）：浅灰黄色，主要由碎石、块石及粉土混杂物组成，碎石、块石成分为板岩、砂岩等风化剥落碎块、碎屑，分选较差，磨圆度一般，粒径以 615cm 居多，手研搓微具有兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 2 -轻砂感，结构松散中密，属硬土。下三叠系砂质板岩夹砂岩（T 1）：产状 19565，砂质板岩，风化表面为黄褐色，新鲜面青灰色灰黑色，主要由泥石及少量娟云母等矿物组成，变余泥质结构，板状构造。3.水文地质条件（1 ） 地下水类型隧址区内的地下水类型可分为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水两种。基岩裂隙水主要靠大气降水
4、补给，沿节理和裂隙下渗向大夏河排泄。孔隙性潜水赋存于第四系松散坡积、洪积层中，受大气降水补给，排泄以地表径流和蒸发为主，并下渗补给给基岩裂隙水。（2 ） 地下水影响预测通过隧址区工程地质调绘和水文条件分析推断：隧址区构造-水文地质单元简单，地下水赋存于第四系松散覆盖层及基岩裂隙等不连续结构面中，潜水流动方向由山脊流向河流。由于隧道穿越地层岩性种类少，地下水主要受岩性及节理、裂隙发育程度控制，其补给源主要为大气降水，设计预测隧道单线正常涌水量为250m/d。4.隧道区围岩分级隧道区范围内无特殊岩性土分布。（1）洞口段地质条件平娃隧道临夏端段地表主要为坡积碎石土，厚度 4-6m,基岩为下三叠系板岩
5、夹砂岩,部分段为板岩、砂岩互层。板岩灰黑色，砂岩青灰色，板岩中厚层状结构，变余泥质结构，板理、层理发育，板岩单层厚度 20-30cm，风化带板岩敲击易沿板理面开裂。砂岩中厚块状结构，单层厚度2030cm，层理发育，层面平整，岩石饱和单轴抗压强度 22-25MPa,为较软岩。岩体中主要发育以下几组节理：兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 3 -：9042，面平整，节理面紧闭，延伸长度 100-200，频率4 条/m。：10076，面平整，节理面紧闭，延伸长度 100-200，频率4 条/m。：3350，面平整，节理面紧闭，延
6、伸长度 100-200，频率4 条/m。以上节理切层剪节理，其将板岩、砂岩切割成大小不等的菱形体。风化裂隙易沿节理面形成，使其完整性降低，岩体完整性系数 Kv=0.35,为破碎较破碎围岩；岩层总体产状 19578，洞线走向 SW249，洞线和岩层走向角度 36，不利于围岩稳定，修正后的围岩基本质量指标【BQ】=225，为级围岩。平娃隧道合作端地表为崩坡积块石碎石土，厚度 24m，下覆基岩为下三叠系板岩夹砂岩，板岩中厚层-薄层状构造，变余泥质结构，岩石饱和单轴抗压强度 22-25MPa，为较软岩。板理发育，板岩单层厚度 15-30，层理发育，层面平整。节理主要有如下几组：8841，面平整，节理面
7、紧闭，延伸长度 100-200，频率4 条/m；：10476，面平整，节理面紧闭，延伸长度 100-200，频率4 条/m；：3350，面平整，节理面紧闭，延伸长度 100-200，频率4 条/m。以上节理切层剪节理，其将板岩、砂岩切割成大小不等的菱形体。风化裂隙易沿节理面形成，使其完整性降低，岩体完整性系数 Kv=0.35,为破碎较破碎围岩；洞线走向 SW249，和岩层走向小角度相交，不利于围岩稳定，修正的围岩基本质量指标【BQ】=225，为级围岩。兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 4 -（2）洞身段地质条件平娃隧道洞
8、身段岩体为下三叠系砂质（T 1） ，局部段为板岩、砂岩互层。板岩为灰黑色-深灰色，砂岩青灰色，板岩为中厚层-薄层状构造，变余泥质结构，层理、板理发育，板面、层面平整，新鲜岩体板理面多具有光亮的丝绢光泽，板岩单层厚度 2030，薄层厚度 510，砂岩碎屑结构，中厚层块状结构，单层厚 2030，层理发育，层面平整。岩石饱和单轴抗压强度 22-25MPa，为较软岩。洞身段岩体中主要发育以下几组切层节理：9042，面平整，节理面紧闭，延伸长度 100-200，频率4 条/m；：10076，面平整，节理面紧闭，延伸长度 100-200，频率4 条/m，：3350，面平整，节理面紧闭，延伸长度 100-2
9、00，频率4 条/m。以上节理为切层剪节理，其将板岩、砂岩切割成大小不等的菱形块体，使岩体完整性降低，较破碎；洞线走向 SW249，岩层产状 19578，洞线和岩层走向小角度相交，不利于围岩稳定。围岩岩层陡倾，板岩和砂岩岩层组合呈软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动、揉皱、绕曲发育。再加上几道节理的切割，围岩整体性变差，在开挖施工过程中拱顶掉块、塌落和侧墙片帮问题十突出。局部段可能存在滴水、渗水现象。岩体整体完整系数 Kv=0.55，较破碎，洞身段最大埋深 335m，不存在高地应力问题，修正的围岩基本质量指标【BQ】=280，为级围岩。隧道洞身由、类围岩构成，构成类围岩的地层岩性为三叠系板岩夹
10、砂岩，局部为板岩、砂岩互层。板岩灰黑色-深灰色，砂岩青灰色，板岩为中厚层-薄层状构造，变泥质结构，板理、层理发板面层面平整，兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 5 -围岩岩层陡倾，板岩和砂岩岩层组合成软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动发育。局部可能存在滴水、渗水或线状流水。围岩最大埋深 335m，属于深埋隧洞。洞身类围岩集中在两端的洞口段，地表为含腐殖质坡积碎石土，基岩为下三叠系板岩夹砂岩岩层,板岩中厚层状构造，变泥质结构，板理、层理发育。平娃隧道左线、级围岩所占比例分别为85.2%、14.8%；右线、级围岩所占比例分别
11、为 90.6%、9.4%。围岩级别统计见表 1。二、施工队伍安排及任务划分安排一个施工队完成，驻地设置在平娃隧道兰州端隧道进口，该施工队安排左、右洞两个作业面同时施工，并掘进工作面拉开一定距离。该队伍设掘进工班、支护工班、衬砌工班（钢筋、防水、混凝土） 、运输工班、综合保障工班、钢构件加工工班等六个工班。每个班人员配置采用 24 小时三班轮休制度，保证有足够的体力保证正常安全施工，严禁疲劳作业。施工队伍安排及任务划分情况见表 2。工班任务划分表 3。表 1 平娃隧道左右线线围岩级别统计表左右线起止里程 围岩级别修正的围岩质量指标【BQ】长度（m） 主要工程地质问题ZK42+781 ZK42+8
12、85 V 225 104进口地表为含腐殖质坡积碎石土，基岩为下三叠系板岩夹砂岩岩层,板岩中厚层状构造，变泥质结构，板理、层理发育ZK42+885 ZK43+600 280 715洞身围岩为三叠系板岩夹砂岩，局部为板岩、砂岩互层，围岩岩层陡倾，板岩和砂岩岩层组合成软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动发育左线ZK43+600 ZK43+640 225 40出口端地表为，崩积块石碎石土，其成分为板岩、砂岩碎块碎屑，结构松散，具架空结构，基岩为下三叠系板岩夹砂岩，板岩中厚层-薄层状构造，变余泥质结构YK42+787 YK42+830 225 43进口地表为含腐殖质坡积碎石土，基岩为下三叠系板岩夹砂岩岩
13、层,板岩中厚层状构造，变泥质结构，板理、层理发育右线YK42+830 YK43+590 280 760 洞身围岩为三叠系板岩夹砂岩，局部为板岩、砂岩互层，围岩岩层陡倾，板岩兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 6 -和砂岩岩层组合成软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动发育YK43+590 YK43+641 225 51出口端地表为，崩积块石碎石土，其成分为板岩、砂岩碎块碎屑，结构松散，具架空结构，基岩为下三叠系板岩夹砂岩，板岩中厚层-薄层状构造，变余泥质结构表 2 平娃隧道施工队伍安排及任务划分情况表序号 工区名称 队伍名称
14、 人数 担负主要施工任务1 进口左线 隧道施工 2 队 左线 ZK42+778ZK43+640 长 862m2 进口右线 隧道施工 2 队240右线 YK42+781YK43+641 长 861m三、机械设备配备施工设备作为生产力的重要要素，是施工企业生产的重要手段，是企业完成施工任务的重要物质基础。为保证本工程顺利开展，施工机械设备的配备显得至关重要。施工过程中必须按照工程进度计划编制设备配备计划以及设备的维修保养计划，确保设备运转正常。同时，要按照 ISO9001体系的要求，做好现场设备的管理，控制成本，做到在确保工程需要的前提下，提高设备的利用率。表 3 平娃隧道工班任务分配及劳动力配置
15、表施工队伍工班名称 人数(个) 担负主要任务掘进工班 60 开挖等支护工班 48 管棚、小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设，排水管，喷砼 作业等衬砌工班 60 防水层、排水管、钢筋安装、衬砌、附属工程等运输工班 32 出碴、运输、调度、维修、保养等综合保障工班 30 风、水、电及其设备维修、保养，道路养护钢结构加工工班 30 各种钢结构加工及预制、存储、安装管理服务人员 20 队长、队总工及技术员，财务，测量员、实验员、库管员、 安全员等隧道施工2 队小计 240兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 7 -（一）设备配备原则根据
16、本工程建设规模大、设计标准高、施工质量要求严、施工难度大、科技含量高等特点和特殊的施工环境，为确保工程工期、质量和工艺要求，施工设备配置遵循科技含量高、性能优良、生产效率高、环保性能好、采用先进的机械设备原则进行设备组合匹配，使施工设备的配置充分体现先进性、适用性，配置数量以满足施工需要为前提，使用过程中充分挖掘设备的潜力，做到均衡生产，综合利用，降低机械使用成本。（二）设备选型施工本着“实用先进、选型科学、着重工效、优化合理”的原则，布署开挖、运输、支护三条主作业线，供水、供风、供电及排烟、排水五条辅助作业线，主要以风动凿岩机进行分部开挖，工作效率高；侧卸装载机装碴，自卸车无轨运输，符合断面
17、尺寸要求。各作业线综合机械化配套方案见表 4。表 4 各作业线综合机械化配套方案表分类 作业线名称 主要设备配套方案钻爆开挖作业线 钻孔平台、 YT28 风动凿岩机、电风镐、挖掘机。装碴运输作业线 ZLC50C 侧卸装载机、自卸车。支护作业线 单、双液注浆机、压浆机、砼湿喷机、砼喷射机械手、管棚潜孔钻机、 地质钻机。主作业线衬砌作业线 液压模板衬砌台车、防水板台车、混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵调压供水作业线 变频调压供水系统。高压供风作业线 电动压风机、高压风管。供电作业线 变压器、内燃发电机、动力电缆、高压电缆。通风排烟作业线 轴流通风机、隧道集尘器、通风管。辅助作业线 排水作业线 各种水
18、泵组成泵站、排水管路超前地质预报 TSP203 系统、地质雷达（GPR ）、红外探水仪、地质钻机兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 8 -（三）设备配备根据实际施工需求，施工机械利用率最大化，该队伍合理配置机械满足“三条主要作业线”和“五条辅助作业线”施工要求。主要施工机械设备配备见附表 5。四、施工进度安排（一）工期安排根据现场条件结合实际情况，我单位计划安排于 2012 年 7 月 1 日开工，2013 年 6 月 15 日完工，即在约 350 个日历天内完成平娃隧道施工。工程工期安排如下。（二）平娃隧道施工进度： 2
19、012 年 7 月 1 日开始至 2013 年 6 月 15 日完成；（三）进度指标分析1.正台阶开挖法施工进度指标分析台阶法开挖施工进度指标见表 6。台阶法开挖循环时间为 12h，每循环进尺 1.5m，每天 2 个循环，日进尺 3m。考虑月有效施工时间 25 天，月进尺 75m。表 5 投入平娃隧道施工的主要机械设备表设备名称 型号 进口工区 合计电动空压机 20m3/min 6 6注浆泵 YZB-80 2 2管棚钻机 金星 9000 2 2地质钻机 TXU-100 2 2挖掘机 PC220 2 2装 载 机 ZLC50C 2 2自 卸 汽 车 EQ3260G 10 10兰州至郎木寺高速公路
20、（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 9 -多功能作业台车 简易自制 4 4液压衬砌台车 12m 2 2风动凿岩机 YT-28 30 30风镐 G10 40 40高压双液注浆泵 ZTGZ-60/120 2 2砼喷射机 TK500 8 8砼运输车 HTM804 6 6砼泵 HBT60 2 2轴流通风机 2110kw 2 2表 6 台阶法开挖施工进度指标分析循环时间（h）作业名称 时间1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18地质超前预报、测量放线0.5超前支护 1.5上下台阶打眼 2上下台阶装药起爆
21、0.5通风排烟降尘 0.5上台阶出碴 2下台阶出碴 1上下台阶初期支护 4合计 122.台阶法（预留弧形核心土）施工进度指标分析台阶法（预留弧形核心土）开挖施工进度指标见表 7。台阶法开挖循环时间为 12h，每循环进尺 1.0m，每天 2 个循环，日进尺 2m，考虑月有效施工时间 25 天，月进尺 50m。3.衬砌施工进度指标分析衬砌施工进度指标分析见表 8。衬砌一循环时间为 48h，平均每 2 天完成 1 循环，台车长度 9m，日进兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段 LH7 合同段中铁二十局项目经理部 平娃隧道实施性施工组织设计- 10 -尺为 4.5m，每个衬砌作业面每月理论进度为
22、135m。考虑均衡施工，衬砌根据开挖支护进度安排施工。表 7 台阶法（预留弧形核心土）开挖施工进度指标分析循环时间（h）作业名称 时间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20地质超前预报及施工测量测量0.5超前支护 1.5上下台阶及弧形核心土部位打眼2上下台阶及弧形核心土部位装药起爆1通风排烟降尘 0.5上台阶出渣 2下台阶出渣 1.5上下台阶初期支护 3合计 12表 8 平娃衬砌施工进度指标分析表循环时间（h）作业名称 时间4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48铺设防水板 8绑扎钢筋 24涂脱模剂及台车就位 4止水带及封头 4浇筑混凝土 12养生 24拆模 4
