郑西铁路客运专线实施性施工组织设计汇报资料

郑西铁路客运专线

秦东隧道实施性施工组织设计

汇报中铁一局集团郑西客运专线重点隧道第三标段项目经理部1a实施性施工组织设计内容组成１、编制依据、范围、原则２、工程概述３、施工总体安排４、施工组织安排５、施工方案６、主要分项工程施工方法７、辅助工序施工方法８、关键分项工程施工技术措施９、施工控制10、材料供应计划11、质量目标及保证措施12、安全目标及保证措施13、施工环保、水土保持、文明施工和文物保护14、科研攻关立项计划2a汇报内容一、编制依据、范围及原则二、工程概况三、设计情况说明四、施工组织五、各分项工程施工方案及方法六、进度安排七、针对性措施八、科研攻关计划3a一、编制依据、范围及原则4a1、编制依据1.1郑西铁路客运专线秦东隧道施工招标书及招标图纸；1.2郑西铁路客运专线秦东隧道施工设计图（咨询稿）；1.3当地气候环境及现场踏勘资料；1.4铁道部现行《客专隧道施工指南》、《客专验收标准》、《京沪高速铁路设计暂行规定》等。5a2、编制范围

郑西铁路客运专线重点隧道工程项目第3合同段，正线全长8.3公里。主要工程项目为：秦东隧道全长7684m；区间路基工程314m；潼洛川大桥工程302m。

本次实施性施组仅含秦东隧道工程项目，路基、桥梁工程无设计资料。6a3、编制原则

3.1尊重科学，隧道按“新奥法”原理组织施工。

3.2组织机械化、专业化施工。

3.3及时反馈信息，实行动态施工管理。

3.4针对不良地质，实行先行咨询、超前预报、提前准备、宁强勿弱的安全施工原则。

3.5加强过程监控，强化高度协调，实现快速施工。

3.6坚决执行“验标”，确保质量第一。

3.7坚决执行GB/T28001—2001职业健康安全管理体系，关心职工健康安全。

3.8坚决执行GB/T24001—1996环境管理体系，保护自然生态、施工环境。7a二、工程概况8a

新建铁路郑州至西安客运专线是国务院批准《中长期铁路网规划》“四纵四横”客运专线之一的徐州至兰州客运专线的组成部分。线路自郑州客运站引出，经河南省郑州、洛阳、三门峡市和陕西省渭南、西安、咸阳市，在西安枢纽与陇海铁路接轨，全长484.5km。中铁一局承建郑西铁路客运专线重点隧道工程第三合同段，位于陕西省潼关县，标段全长8.3km。主要工程项目为秦东隧道，为双线黄土隧道，主要工程项目数量如下：名称数量备注秦东隧道正洞7684Ⅳ级围岩7300mⅤ级围岩384m1#斜井1001m坡度10%、辅助坑道2#斜井1084m坡度8%、辅助坑道3#斜井336m坡度10%、永久结构路基工程312m潼洛川大桥304m1、工程简介

9a2.1工程地质条件隧道及斜井通过区多为砂质黄土，局部为粉质黏土层，底部为冰湖积粉质黏土及砂层。正洞Ⅳ级围岩7300m，占全隧总长95%，Ⅴ级围岩384m，占全隧总长5%。不良地质为错落、溜坍，主要分布于远望沟两侧坡面，错落及溜坍堆积物较为破碎，呈散状。特殊岩土主要为湿陷性黄土，通过取样化验分析，隧道进口风积砂质黄土为Ⅲ级自重湿陷性黄土，土层厚度约为l8m，出口风积砂质黄土为Ⅳ级自重湿陷性黄土，土层厚度约为29m。2、施工条件

序号里程范围长度（m）围岩级别备注1DK333+312～DK333+500188Ⅴ进口2DK333+500～DK338+6205120Ⅳ3DK338+620～DK338+66040Ⅴ远望沟沟心4DK338+660～DK340+8402180Ⅳ5DK340+840～DK340+996156Ⅴ出口合计768410a2.2水文地质条件秦东隧道地下水分为黄土孔隙、裂隙潜水和砂夹砾石层孔隙承压水两大类。地下水质良好，无侵蚀性。2.3当地自然条件隧道区属亚热带半干旱气候区，年平均气温13.2℃，最冷月平均气温-1.2℃，最热月平均气温26.1℃，年最大降水量608.9m，隧道所在地区最大冻结深度0.44m。隧道与附近的310国道、204县道相连，交通条件较好。工程用电由渭南市供电局架设专线，地下水资源丰富，水质较好，施工用水可采用打井方案取地下水。水泥、钢材、外加剂由业主组织招标，确定供应厂家，碎石从山西风陵渡购买,河砂由三门峡市供应。

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三、设计情况说明12a1、设计标准序号项目等级序号项目等级1铁路等级客运专线10速度目标值线下部分350km/h，线上部分200km/h及以上。2正线数目双线3隧道线间距5m4限制坡度12‰11最小曲线半径一般地段9000m;困难地段7000m5列车运行方式自动控制6牵引种类电力7牵引定数4000吨12到发线有效长度暂按700m；8轨道类型双块式无碴轨道9行车指挥方式综合调度集中13闭塞类型自动闭塞13a2、线路设计

秦东隧道起迄里程DK333＋312～DK340+996，长度7684m，为双线黄土隧道。除进口段1546.18m位于R-10000m的曲线地段外，其余洞身位于直线上。洞身进口段纵坡为+3‰，出口段纵坡为+5‰、+6.5‰。

进口DK333＋312～DK333+362段50m设缓冲结构物，DK333＋362～DK333+370为8m过渡段，DK333＋370～DK333+405段35m为明洞，出口DK340＋982～DK340+996段14m为明洞，两端均采用斜切式洞门。14a3、正洞Ⅳ级围岩断面设计

15a16a4、正洞Ⅴ级围岩断面设计

17a18a5、超前支护设计5.1超前大管棚洞口浅埋地段、隧道进出口明暗分界处及远望沟沟心浅埋段拱部120°范围内设φ108mm大管棚超前支护，进、出口各设一环,远望沟沟心浅埋段两侧各设一环。管棚采用热扎无缝钢管制作，壁厚6mm，每根长L-20m，进出口段环向间距50cm，远望沟沟心浅埋段两侧间距50cm，外插角3～5°，钢管内充填M20水泥砂浆。

5.2超前小导管

Ⅴ级围岩暗挖段和Ⅳ级围岩含水量较大地段。拱部120°范围内设超前小导管预注浆加固,钢管采用外φ42mm，壁厚3.5mm的无缝钢管，钢管长度L-3.5m（Ⅳ级围岩），L-4.5m（Ⅴ级围岩），钢管环向间距为40cm，外插角5°～10°，纵向搭接长度不小于1.5m，小导管内填充M20水泥砂浆。19a6、基底处理6.1明挖段：进口端DK333+312～DK333+405段93m采用φ50cm水泥土挤密桩，对底部的新黄土全部进行处理，桩长深至老黄土地层2.0m，桩顶采用灰土换填，换填厚度仰拱底部厚约1m，边墙底部约1.9m，仰供底部间距1.2×1.2m，边墙底部间距1.0×1.0m，梅花型布置。6.2暗挖段：进口端K333+405～K333+462段和出口端K340+996～936段仰拱底部采用φ30cm树根桩进行处理，间距1.2×1.2m，梅花型布置，桩顶采用灰土换填，换填厚度50cm，暗洞边墙底部间距0.6×0.6m，梅花型布置，树根桩桩底均深至老黄土地层约2m。

20a7、斜井设计项目长度（m）与正洞交点里程与正洞平面夹角坡度（%）备注1#斜井1001DK335+45685°102#斜井1084DK337+19890°83#斜井336DK339+03065°10按永久结构设计

秦东隧道设3座斜井辅助正洞施工，斜井各项参数如下：

斜井均为曲墙式衬砌，井底交叉口25m、错车道地段和Ⅴ级围岩地段采用钢筋混凝土衬砌，仰拱超前，Ⅳ级围岩单车道地段为喷锚衬砌，铺底厚30cm。21a22a秦东隧道斜井衬砌支护参数表斜井名称围岩级别施工支护超前支护模筑衬砌（cm）铺底（cm）喷层（cm）锚杆（φ22）钢筋网（φ6）型钢钢架长度间距位置间距间距钢架（m）（m）（cm）榀/m类型拱墙仰拱3号斜井Ⅳ1031.0×1.0拱墙25×25

3030

交叉口1831.0×1.0

拱墙20×201/1HW125

40*40*

Ⅴ1831.0×1.0拱墙20×201/1HW125φ424040

1号、2号斜井Ⅳ1831.0×1.0

拱墙25×251/1HW125

30交叉口1831.0×1.0

拱墙20×201/1HW125

40*40*

Ⅴ1531.0×1.0拱墙20×201/1HW125φ424040

Ⅳ错车道1531.0×1.0拱墙20×201/1HW125

40*40*

注：表中锚杆间距为：环×纵；带*号者为钢筋混泥土。23a

四、施工组织24a1、总体施工安排

根据本合同段工程项目分布情况，并结合重点工程秦东隧道施工工期要求，开工后首先安排进口端DK333+168～DK333+312段路基工程施工，出口端首先安排潼洛川大桥0#台桩基和承台施工，以便为隧道施工提供施工通道及场地。秦东隧道施工按照“新奥法”原理，遵循“早预报、管超前、短开挖、少扰动、严治水、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则稳步前进，采用大型机械按无轨运输模式组织施工。开挖采用非爆破方式施工。该隧道划分为五个工区（进口、出口、1#、2#、3#斜井工区）平行组织施工。

25a工区项目进口工区1#斜井工区2#斜井工区3#斜井工区出口工区合计里程DK333+312～DK334+865DK334+865～DK336+520DK336+520～DK338+169DK338+169～DK339+905DK339+905～DK340+996施工任务（m）155316551649173610917684秦东隧道工区划分26a27a2、组织机构及资源配备路基施工队圬工班地基处理班装运班开挖班支护班运输班拌合站衬砌班综合班隧道进口工区桥梁工区斜井2号工区斜井3号工区斜井1号工区隧道出口工区生产部经营部公安派出所综合办公室技术研发组中心试验室总工程师常务副经理副总工程师中铁一局集团有限公司郑西铁路客运专线重点隧道第三标段项目经理部机构框图项目经理、书记28a29a机械配套模式

正洞开挖出碴作业：挖掘机+风镐+多功能作业平台+3m3以上侧翻式装载机+15t自卸汽车。

斜井开挖出碴作业：挖掘机+风镐+多功能作业平台+挖掘机+12t自卸汽车锚喷支护作业：水平地质钻机+煤矿螺旋钻+湿喷机+钢筋加工设备+多功能作业平台。二次衬砌作业：液压整体式模板台车+自动计量拌和站+砼搅拌运输车+砼输送泵+附着式捣固器+插入式捣固器。基底处理作业：DZ75KS振动沉拔桩锤+液压地质钻机+高压注浆泵+BT80D型振动冲击夯。30a3、总工期安排

业主要求本工程总工期为33个月，开工日期暂定为2005年9月15日。我单位计划施工总工期30个月，比业主要求工期提前3个月，暂定2005年9月15日开工，2008年3月15日竣工。31a4、临时设施4.1便桥及便道隧道西安端需设置施工便桥1座，长度12.4m；便桥基础及台身采用C25片石砼结构，上部结构采用两束工字钢束，每束6根I40a工字钢，上铺方木，再铺木板。便道采用泥结石路面。4.2施工用电隧道进口容量800kVA,出口容量1000kVA,三个斜井工区各设容量900kVA。进、出口工区各配备1台250kW发电机，斜井工区各配备1台500kw发电机。

4.3施工用水打井抽水供应方案。4.4施工营地项目经理部租用秦东镇原镇政府办公大楼，各个工区驻地住宿及办公用房一律使用彩钢板活动房和砖砌房。4.5砼拌和站进、出口配备自动计量砼拌和站一座，生产能力均为1500L、各斜井各设自动计量的砼拌和站一座，生产能力均为2000L。

32a五、各分项工程施工方法及工艺33a

水泥土挤密桩：采用振动沉管法施工，打桩选用DZ75KS振动沉拔桩锤，打桩顺序采用梅花形的插打法。

树根桩：成孔采用GW-40液压地质钻机（性能参数:成孔直径300-400mm、成孔深度30-100m、功率350HP）进行成孔，钻孔时采用干钻，高压风出土及清孔，桩体采用升浆法施工，清孔后同时放下钢筋笼和注浆管，并立即投入碎石，注入水泥砂浆。灰土换填采用BT80D型振动冲击夯施工。

1、隧道基底处理

34a施工准备布置桩位桩机就位沉管造孔挤密成桩填料关机移位开机水泥土挤密桩施工35a树根桩施工施工准备布置桩位成孔桩机就位吊放钢筋笼和注浆管注浆填灌碎石36a2、洞口土方施工

洞口土方施工前，先完成洞顶截水沟施工，后施工洞口土方。洞口土方采用人工配合挖掘机、装载机自上而下分层开挖，并及时做好坡面防护。

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进、出口洞门均为斜切式，洞门挡头板采用CAD程序计算放样，在工厂定做。明洞采用明挖顺做法施工，洞口土方采用人工配合大型机械自上而下分层开挖、分层喷锚支护。明洞衬砌分两部分施工，先施工仰拱及墙角钢筋砼，后进行墙拱衬砌施工，仰拱采用仰拱特制模板施工，底边墙砼采用组合钢模板砼输送泵浇注，拱墙衬砌采用模板台车(变截面过渡段采用模板台架)作内模，大块木模内钉PVC板作施工缝挡头板，组合钢模板组拼外模，拱墙整体式衬砌。

3、明洞施工

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砼达到设计强度后，在外表面铺设土工布加防水板复合防水层，拱顶回填采用人工对称分层填筑透水性填料，每层厚度不大于20cm，小型机具夯实。在拱顶部位填筑1.5m后，按照设计坡度填筑一层0.5m厚的粘土隔水层封顶。

郑州端洞口明洞—缓冲结构过渡段长8m，采用特制模板台架和特制模板施工。郑州端洞口缓冲结构采用特制模板台车施工，减压孔模板采用定型钢模。39a4.1暗洞进洞

进入暗洞施工时，为确保进洞安全，拱部施作φ108mm超前注浆大管棚进行预支护，弧形导坑预留核心土法进洞。明暗交界处拱部以零间距全断面设3榀型钢钢架，并在钢架上用钢筋定出坡度和间距，再据此施工管棚，管棚焊接与钢架一起共同形成洞口的强预支护体系。然后在预支护下采用弧形导坑预留核心土法进洞掘进，并及时施作型钢钢架和挂网、喷、锚，上导坑开挖1m后施做护拱，护拱厚度0.5m,随后单侧开挖边墙，并及时施作型钢钢架和挂网、喷、锚，将护拱顺接至仰拱顶面。

4、暗洞施工

40a41a4.2暗洞施工洞口Ⅴ级围岩段在φ108mm超前管棚预支护下采用CRD法开挖，循环进尺为0.6m；洞身Ⅴ级围岩段在φ42mm超前小导管注浆预支护下采用CRD法施工，风镐配合PC200-G型挖掘机开挖，STR1491-280自卸汽车运碴，每循环开挖进尺不超过0.8m。洞身Ⅳ级围岩段采用正台阶弧形导坑预留核心土法施工，其中仰拱以上部分采用三台阶预留核心土法开挖，台阶高度为3.5m～4m，台阶长度为3～5m，仰拱部分在仰拱砼施工前开挖。开挖采用风镐配合挖掘机进行，上台阶翻碴采用长臂挖掘机进行。每循环开挖进尺不超过1.2m。42a43a44a

该段施工安排在旱季进行。施工时，先明挖，然后向两端施作超前管棚及护拱，回填至原地面，并铺砌30cm厚的浆砌片石，然后从洞内暗挖通过。待该段二衬施工完毕后，于其上弃碴(3#斜井弃碴)，弃碴高度5m，并施做碴顶水沟。弃碴回填逐步完成，雨季来临前修建临时排水沟作为雨季过渡工程。其施工方案如下图。

5、正洞下穿远望沟浅埋段施工

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锚杆杆体选用20MnSi钢筋，直径22mm，砂采用中粗砂，最大粒径不得大于2.5mm，使用前过筛清洗，水泥选用42.5号普硅水泥，浆液标号不低于C20，锚固剂采用合格的专用锚固剂。钻孔采用煤矿螺旋钻，钻孔完毕后，进行清孔，人工安装锚杆。锚杆端头安装垫板并与喷砼面密贴。喷射砼选用TK961湿喷机。湿喷机的工作风压控制在0.3～0.5Mpa范围内。严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。喷嘴与受喷面垂直，有钢筋时角度适当放偏30°左右，喷嘴与受喷面距离控制在1.0～1.2m范围内。喷射顺序自下而上，料束呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按“S”形运动。型钢钢架、钢筋网片在洞外集中加工，现场机械配合人工安设。

6、初期支护施工

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正洞洞身二次衬砌按照“仰拱超前、墙拱整体施工”的次序，仰拱距离下台阶不大于15m,拱墙衬砌距离下台阶不大于30m,仰拱浇筑利用移动式栈桥维持洞内交通运输的畅通；墙、拱衬砌采用液压模板台车（12.2m）整体浇筑。二次衬砌耐久性砼采用自动计量的拌和站、搅拌输送车(8m3)运输、混凝土输送泵(HBT60)泵送入模的机械化流水作业线，以保证二次衬砌混凝土的质量。二衬混凝土强度达到设计强度的70％以上后方可拆模。辅助洞室砼衬砌采用特制模板台架、人工立钢模、泵送砼施工。

7、二次衬砌施工

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斜井井身Ⅴ级围岩段在φ42mm超前小导管注浆预支护下采用弧形导坑预留核心土法施工，上台阶长度3.0～5.0m。Ⅳ级围岩段采用正台阶法施工，台阶长度2.0～3.0m，风镐配合R130LC-5型挖掘机开挖，上台阶翻碴采用挖掘机进行，开挖后立即施作型钢刚架、挂网、喷锚等初期支护。Ⅴ级围岩段每循环开挖进尺不超过1.0m。Ⅳ级围岩段每循环开挖进尺不超过2.0m。斜井衬砌地段采用模板台架施工。

8、斜井洞身施工

49a50a51a9.1施工供风采取集中供风的方式。进、出口工区各配备20m3/min电动空压机3台；三个斜井工区各配备20m3/min电动空压机4台。风管均采用φ100mm的无缝钢管，管节利用法兰盘连接。9.2施工通风采用SDF（C）－NO12.5型2×110kw风机压入式通风。进、出口单管路，管径1.5m，斜井双管路，管径1.3m。9.3施工供电及照明渭南供电局架设专线供电。各工点自备发电机。五个工区各设变电站一处。隧道进口容量800kVA,出口容量1000kVA,三个斜井工区各设容量900kVA。动力线路采用“三相五线制”，掌子面照明采用36v低压矿用碘钨灯

9.4隧道排水顺坡排水和反坡排水均采用管道排水方案，500m左右设一个泵站，泵站间均按2根φ150mm的管路布置，作业面常备两台以上17kW离心水泵。

9、辅助工序施工

52a10.1测量控制控制测量采用GPS按B级网进行施测，各洞口设不少于3个GPS点；高程控制测量与复测采用四等光电测距三角高程测量。洞内布设主副导线。测量精度要符合《新建铁路工程测量规范》TB10101－99的要求。10.2超前预报及地质测试超前预报采用地质素描法(常规地质法)、超前水平钻孔法、地质雷达探测法相结合的预报方法。

测定土体含水率、干密度、基底承载力。10.3监控量测洞口浅埋段地表下沉，洞内拱顶下沉，水平收敛、隧底上鼓、锚杆轴力、土体松动圈、应力测试等。10.4工程试验控制

在项目经理部驻地设中心试验室，各个工区设工地试验室，按照承担的路桥梁、隧道工程试验任务配备足够的人员和仪器设备，总共配试验人员13名。

10、施工控制

53a六、进度安排54a1、施工进度指标正洞开挖指标：Ⅴ级围岩洞身段在超前小导管支护下开挖；每循环进尺0.8米,循环时间960分钟，每日1.5个循环；日进尺1.2m,月进尺36m；斜井正洞主攻按照90％考虑，月进尺32m；副攻按照60%考虑，月进尺22m。Ⅳ级围岩开挖每循环进尺1.20米,循环时间800分钟，每日1.8个循环；日进尺2.2m,月进尺65m；斜井正洞主攻按照90％考虑，月进尺58m；副攻按照60%考虑，月进尺39m。正洞成洞进度指标：Ⅳ级围岩62m/月、Ⅴ级围岩33m/月。斜井担负的正洞成洞进度指标：Ⅳ级围岩主攻方向56m/月、Ⅳ级围岩副攻方向37m/月、Ⅴ级围岩20m/月。斜井自身的成洞进度指标：Ⅳ级围岩120m/月、Ⅴ级围岩90m/月。

55a秦东隧道各工序施工指标表正洞斜井项目名称围岩级别指标（m／月）项目名称围岩级别指标m／月）进、出口工区开挖、支护Ⅴ27/36斜井开挖、支护Ⅴ90Ⅳ65Ⅳ120进、出口工区衬砌(含仰拱、填充）Ⅴ27/361#、2#斜井铺底Ⅴ90Ⅳ65Ⅳ120斜井担负正洞开挖、支护（主攻/副攻）Ⅴ/223#斜井衬砌（含仰拱、填充）Ⅴ90Ⅳ58/39Ⅳ120斜井担负正洞衬砌主（主攻/副攻）(含仰拱、填充）Ⅴ/22水沟、电缆槽

450Ⅳ58/3956a2、主要分项工程工期安排

施工准备：2005年9月15日～2005年10月15日；开挖及支护：2005年10月15日～2008年1月25日；基底处理、仰拱及仰拱填充、拱墙二衬：2005年10月15日～2008年2月5日；水沟、电缆槽：2007年6月15日～2008年2月25日；竣工自检及场地清理：2008年2月26日～2008年3月15日。57a3、隧道总体形象进度图58a

七、针对性措施59a1、洞口浅埋段及正洞下穿远望沟段防坍塌措施1.1浅埋段加固：浅埋段覆盖层加固主要采用超前大管棚注浆预支护。施工时采用洞内管棚注浆和小导管注浆相结合的综合加固手段，管棚采用φ108mm钢管，环向间距40cm；在强有力的超前支护下安全进洞。1.2短开挖：采用CRD法开挖，开挖进尺控制在1.0m以内。1.3加强初期支护：采用钢架、注浆锚杆、挂网、喷射砼联合强支护，防止围岩坍塌。1.4快衬砌，早成环：除及时加强初支外，也可加强二衬参数并提前施作二次衬砌，而不要等变形基本稳定后再施作。1.5监控量测：在洞口至少设两个断面，加强地表沉降监测，发现异情，及时处理。60a2、进、出口新黄土段地基处理的质量控制措施2.1进出口段地基处理时，先探时地质情况，确定新黄土厚度，然后进行地基处理工程施工，施工完毕后进行承载力检测，达到要求后方可安排下道工序施工。2.2大面积施工前施工试验桩，确定各施工参数。2.3施工顺序采用间隔跳打法，施工机械选型上注意满足桩长、桩径等要求。2.4实行动态施工。施工中不断总结经验，提高施工技术水平，并将施工实践反馈至设计单位，以改进设计，提高工程质量。

61a3、大断面黄土隧道施工技术措施3.1做好地质预报工作，及