2019年福平铁路FPZQ-1标新云山寺左线隧道实施性施工组织设计.doc

1、编制依据
1《新建铁路福州至平潭铁路施工图新云山寺左线隧道设计图》（福平施（隧）07）
2《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）。

3《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）。

4《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007 J721-2007）。

5《铁路隧道防排水施工技术指南》。

6《地下防水工程质量验收规范》。

7《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010， J1155-2011）。

8《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB 10304-2009 J 947-2009）。

9国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。

10现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。

2、编制范围及原则
2.1 编制范围
新云山寺左线隧道起讫里程DK19+677～DK20+172，全长495m。

工程范围包括征地、施工便道、碴场及防护、生产及生活临时设施、明洞段土石方开挖、砼工程、洞身段土石方开挖、支护、衬砌、施工期监测、责任期的维护。

2.2 编制原则
(1)符合招标文件原则。

严格按《福州至平潭铁路工程指导性施工组织设计》要求的工期、质量、安全、环境保护等目标编制施工组织设计，使业主的各项要求均得到有效保证。

(2)遵循设计文件原则。

编制施组时，认真阅读核对所获得的设计文件资料，了解设计意图，掌握现场情况，严格按设计资料编制施组，满足设计标准和要求。

(3)遵循标准化管理原则。

根据原铁道部《关于推进铁路建设标准化管理的实施意见》(铁建设[2009]154号)，完善管理制度，健全组织机构，配齐人员设备，细化工作流程，制订工作标准，依据工作标准进行现场标准化管理。

(4)遵循“科技是第一生产力”，坚持“引进、创新、发展”的原则。

积极采用研发技术提高工程技术和施工装备水平、保持施工安全和工程质量、加快施工进度、降低工程成本的“四新”技术，认真总结试验数据，充分发挥科技在施工生产中的保障作用，用于创新。

(5)遵循“安全第一、预防为主”和“管生产必须管安全”的原则。

严格遵守国家有关安全生产的法律法规和《铁路工程施工安全技术规程》等有关安全生产的规定，从制度、管理、方案、资源方面制定切实可行管理措施，确保施工安全，服从业主指令，接受监理工程师的监督检查，严肃安全纪律，严格按规程办事。

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(6)坚持资源节约和环境保护的原则，施工生产与环境保护“三同时”的原则。

贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策，依法用地、合理规划、科学设计、少占土地、保护农田；搞好环境保护、水土保护地质灾害防治工作；科学规划施工场地，尽量减少临时占地，维护既有交通秩序，最大限度地节约使用土地。

3、工程概况及主要工程数量
3.1 工程概况
(1)新云山寺左线隧道为单线隧道，全长495m，隧道进出口里程分别为DK19+677、DK20+172，隧路分界里程分别为DK19+677、DK20+172。

设计速度目标值为120km/h，采用有砟轨道碎石道床，轨道结构高度766mm，隧道位于曲线上。

隧道纵坡设置为进口DK19+677至出口DK20+172为11.562‰上坡。

隧道采用全断面衬砌，底面设仰拱；洞内设置双侧水沟，左侧设置电力电缆槽，右侧设置通信、信号合槽。

(2)隧道地形、地貌特征为剥蚀丘陵区，植被茂盛，山体自然坡度较陡，相对高差28～84m，地势较起伏，山体被树、杂草所覆盖，隧道进出口浅埋。

地层岩性为：地表覆盖Qel+dl残坡积粉质黏土，褐黄色，硬朔；围岩为
εοπ5石英正长斑岩，浅肉红色，节理裂隙发育，岩体破碎，全～弱风化层，地表水与地下水不发育。

(3)隧道围岩类别见表3-1-1
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3.2 主要工程数量
表3-2-1新云山寺左线隧道主要工程数量
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4、施工总体方案
4.1 总体施工目标
4.1.1工期目标
总工期：287天，开工日期：2014年4月10日。

竣工日期：2015年1月21日。

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4.1.2质量目标及创优目标
质量目标：工程质量达到国家、铁路总公司现行的工程质量验收标准，满足设计要求。

单位工程一次验收合格率100%。

杜绝较大质量事故及以上事故；遏制一般质量事故。

创优目标：确保省（部）优，争创鲁班奖。

4.1.3安全目标
坚持“安全第一，预防为主，综合质量”的方针，杜绝较大及以上安全事故，杜绝死亡责任事故，防止一般事故的发生；消灭一切责任设备火灾、爆炸事故，确保人民生命财产不受损害。

4.1.4环保水保目标
按照铁路建设环保水保的要求，环保水保工作管理有序，程序合规，措施健全，各项环保水保措施有效纳入施工组织安排，无集体投诉事件。

自觉接受环保水保监督部门监督，环保、水保、安全设施与主体工程做到“三同时”，环保水保设施竣工验收合格。

4.2 施工组织机构及队伍、设备部署
4.2.1组织机构
新云山寺左线隧道由现场架子队具体负责施工，项目经理部负责协调、管理。

4.2.2队伍、设备部署
隧道施工拟定上场一个隧道施工架子队，下分三个工班，分别为开挖及支护班组、防水层班组、衬砌班组。

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隧道施工主要配置设备见表4-2-1。

4.3 施工顺序
隧道开挖拟定从进口单头掘进，以隧道进出口及围岩较差地段施工为重点,严格按照新奥法原理组织施工，以隧道快速掘进为主线，以控制测量、超前地质预报为先导，坚持“早预报、预加固、弱爆破、强支护、紧封闭、快成环、勤量测、紧仰拱、及时跟进衬砌、稳扎稳打、确保安全”的施工原则，组织大型机械化施工，采用无轨运输出碴。

4.4 临建工程
4.4.1生产、生活房屋
根据新云山寺左线隧道进口的地形特点，在进口红线以外设置架子队生活区。

各施工班组生活办公房屋统一采用彩钢板式结构，生产房屋采用砖混、砖瓦结构。

生活区统一规划、集中布置，营区周围设围护，围护采用铁丝网或波纹板，涂以明显色彩及标志。

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4.4.2拌合站
该隧道使用中铁十八局集福平铁路FPPZQ-1标4#拌合站。

4.4.3运输便道
经现场勘察，综合考虑隧道进口地形地貌以及弃渣场位置，拟定新建便道进入隧道进口位置，并与地方现有道路顺接，延伸至渣场。

4.4.4弃渣场
本隧道弃渣量为3.0万方，站场调配利用2.86万方，剩余弃渣于城门镇壁头村。

弃渣宜结合该村道路及水利建设填方利用，利用后剩余弃渣与该村协商确定，占地约1亩。

确定后在弃渣坡脚处设C20片石砼挡墙防护，渣场边坡及周围均设置截水沟保证排水畅通。

4.5 施工用电
前期以自发电和地方电力为主，后期采用永临结合电力供电。

施工用电以设变压器接入永临结合电力电网供电为主，自发电为辅。

生活用电由各变压器单独架线接入，形成相对独立的生活供电系统。

4.6 施工用水
施工用水主要采用地表水，进行净化处理，并做水质试验分析，检测合格后供给施工及生活用水。

施工废水主要为生产、生活污水，洞内生产污水及生活污水经排水系统进入设置在洞口污水沉淀过滤池，经沉淀达到要求后再进行排放。

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新建福州至平潭铁路工程FPZQ-1标（站前工程）新云山寺左线隧道实施性施工组织设计5、施工工艺和方法
5.1 洞口、洞门施工
5.1.1洞口施工
(1)洞口土石方开挖
根据设计图纸和施工现场布置，在洞口范围内测量放样边坡控制桩，按照设计坡比分层开挖。

洞口土石方开挖前，先清除边仰坡上的植被、浮土、危石，做好边仰坡的临时截排水天沟，截水天沟距边仰坡开挖边线不小于5m。

将地表水、边仰坡积水引离洞口，以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。

洞口开挖由外向里，从上至下分层分段开挖，分层开挖高度2.0m，采用随开挖随防护。

施工中尽量减少对原有植被的破坏和对既有洞口的扰动。

根据地形条件，土方和强风化岩采用挖掘机挖装，自卸汽车运碴，人工配合清理边仰坡开挖面。

石方采取以松动爆破，机械和人工配合清理的方案。

为进洞施工方便，洞口5m范围土石方先开挖至上断面设计标高，作为进洞施工平台。

(2)边仰坡防护
临时边仰坡开挖后及时进行打锚杆、挂钢筋网、喷混凝土等临时防护措施，以防围岩风化，雨水渗透而造成边坡滑塌。

永久边仰坡采用拱形骨架护坡，骨架护坡内砌筑空心砖植草植灌木。

洞口明洞段衬砌完成后及时回填洞顶至设计位置后，施工仰坡混凝土骨架。

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5.1.2洞门施工
洞门结构形式均采用斜切式洞门。

在暗洞衬砌施工进入正常循环后，适时安排洞门施工，洞门施工尽量避开雨季。

洞门模板采用衬砌台车作底模，外模采用组合钢木模；模板采用外拉内撑、拉杆固定牢固，外拉采用锚拉法施工，即外拉一端固定在边仰坡锚固的锚杆上。

洞门混凝土采用拌合站统一供应，混凝土搅拌运输车运输，泵送混凝土浇筑，拆模后覆盖洒水养生。

明洞段在洞门混凝土达到设计强度后，按设计要求施作防水层，两侧对称回填土石方至设计高度、坡度，进行坡面防护等施工。

5.1.3既有线施工措施
本隧道临近既有动车联络线云山寺一号隧道，最小间距23m，施工时需注意以下事项：
（1）新云山寺左线隧道进口施工便道邻近既有动车联络线长度为93m，隧道进口洞口地段邻近既有动车联络线长度89m。

施工便道采用C20混凝土路面硬化，同时在靠既有铁路线一侧每隔2m设置混凝土防护墩及警示标志，在施工期间安排专人现场调度指挥车辆确保行车安全。

（2）隧道洞口段刷坡及开挖原则上不采取爆破方式开挖，岩石采用冲击锤及风镐进行破碎，进洞地段如确实需要爆破时采用弱爆破方法，杜绝飞石的出现和防止滚石、滑块，影响既有线行车安全，爆破前必须进行以下安全防护。

（3）爆破岩体的覆盖
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为防止飞石的出现，采用“炮被”覆盖和SNS柔性覆盖防护。

“炮被”就是用汽车废旧外胎加工制成的像棉被一样的覆盖物，即把外胎切成宽
10cm、长2m 的长条，编成长2.5m、宽2m 的长方块，每块100kg 左右。

把炮被盖在爆破岩体表面上，炮被与炮被之间用铁丝连在一起，为进一步增加覆盖重量，可在炮被上压装土编织袋。

SNS柔性覆盖防护：其作法是在爆区内覆盖SNS网并用钢丝绳固定在边坡开挖线外的锚杆上，待装药、连线完毕后，在孔上盖上砂袋再在其上覆盖小孔的SNS网，然后在小孔网上压盖竹笆形三层防护；大小孔径的SNS网及竹笆的防护范围要超出最外边缘处炮位l～2m 以防止飞石从侧面飞出。

（4）钢管排架及“隔墙”防护
1）扩堑石方开挖浅孔原地龟裂法、预留隔墙纵向拉槽法爆破施工采用钢管排架防护和爆体覆盖方法相结合的防护措施。

邻既有线每隔0.8～1m 垂直架立φ 50，壁厚5mm，长6m 的钢管（立杆）。

水平方向每隔1～ 1.2m 布设φ 50，壁厚5mm，长6m的钢管（大横杆）。

2）立杆与立杆之间用套管联接，在套管两端的立杆上用扣件固定套管。

立杆与大横杆之间用直角扣件联接，并将φ25mm 长2～2.5m 的砂浆锚杆固定于岩壁上，网格节点旁布置一根，锚杆孔梅花型布设，间距1.6～2m，锚杆与钢管通过锚杆钩联接，在锚杆上用铁丝绑一根短杆，短杆两端分别紧靠坡面与立杆。

3）钢管架设到坡顶线之上2～3m，并用φ16mm 的钢丝绳穿过钢管拉到路堑顶20m 以外的地锚上，在排架顶布置坡面撑杆并顶在坡面上，用铁丝中铁十八局集团有限公司福平铁路FPZQ-1标项目经理部
与地锚相接。

每4～5根立杆设置一剪刀撑（采用φ50，壁厚5mm，长4～9m钢管），与地面夹角为50°～65°，剪刀撑应沿架高连续布置。

剪刀撑的斜杆两端用旋转扣件与排架的立杆或大横杆扣紧，在斜杆上增加2～4个扣结点或增加2～4根结杆。

排架与岩面应保留一定的空间，一般两者之间的距离大于20cm即可。

4）在立杆必要的地方设置长2～4m的φ48钢管，壁厚3.5mm（小横杆）。

在坡底用φ10的钢筋布置3m高的30cm×30cm的钢筋网且紧密布设竹夹板（或铁丝网+草帘），或固定在钢管上，坡底锚杆上紧密布置一层断面为20cm ×20cm左右的方木，并用稻草等背材铺在方木上，密实填塞0.5m左右。

5）爆区上下分别布设2～3m、4～6m高的30cm×30cm钢筋网+铁丝网+草帘，并用8#铁线与φ50，壁厚5mm，长6m钢管绑牢。

爆区附近既有坡面2～4层的锚杆上紧密布置一层断面为20cm×20cm左右的方木，并用稻草等背材铺在方木上且密实填塞坡面与排架间的全部空间，并随爆区的移动而变动。

6）防护范围：爆破段及前后不小于10m范围。

根据具体地形及爆破特点适当增加防护排架距离及层数。

7）在爆破高度在3-4米之间时，需要防护排架一层，紧靠路堑设置。

有些爆破段高度较高时，根据现场特点，可以利用钢管栅栏先开挖栅栏后面的石方再开挖栅栏前面的石方，在开挖时根据开挖面积及地形，适当增加防护排架层数最多2层（间距8米，防护范围爆破区域前后不小于10m
范围。

为了防止坍塌或飞石、落石影响既有线，在爆破施工过程中，在排
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架和爆破工作面之间预留一道1m 宽、2m 高的“隔墙”，当落石或飞石出现时，可以直接落入“隔墙”与开挖面之间的凹槽里，对既有线形成另一道保护屏障。

8）排架倒用爆破一段(一般为20m长)后，需拆除钢管排架倒用。

拆除排架应从上到下、先横杆后立杆逐根钢管拆除，拆下的钢管、扣件、锚杆、竹排，损坏的立即进行维修或弃用。

（5）施工前，须对既有隧道进行检测，如存在缺陷或不满足设计要求，须对隧道进行加固处理，确认安全后开展本隧道施工。

（6）隧道施工时采用精准控制爆破技术进行开挖，短进尺，台阶开挖，爆破采用浅钻孔、密布眼、少装药、间隔微差起爆等措施，降低爆破震动对既有铁路构造物及设备的影响。

既有隧道控制允许振速不大于3cm/s。

（7）为减少对既有线运营的影响，洞口开挖过程中，遵从“宁散勿飞”的爆破原则，并在既有线附件设置防护排架等保护措施，以避免爆破对既有线安全运营的影响。

（8）加强施工管理，对既有铁路的设备进行专人监测，在远离工点处设置望哨，建立安全预警机制，制定突发险情时的各种预案，并做好相应的物资储备。

（9）应做好同运营部门的沟通协调工作，保证与运营单位的信息通畅。

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5.2 隧道洞身开挖施工
5.2.1开挖方法
本隧道围岩有III、Ⅳ、Ⅴ级三种围岩，开挖从进口单头掘进，采用新奥法原理组织施工。

III级围岩采用台阶法施工；IV、V级围岩采用短台阶法施工；洞门采用明挖法施工。

软岩地段采用挖掘机械开挖，坚硬岩石地段采用弱爆破法开挖，爆破时严格控制炮眼深度及装药量，严格控制超欠挖。

爆破采用多功能凿岩台架、YT28风动凿岩机钻孔，人工装药，分段毫秒雷管及塑料导爆管起爆，光面爆破。

短台阶法、台阶法
①施工工序
围岩稳定较差，进尺控制为0.8～1.6m。

施工工序见图5-2-3。

②施工顺序说明
施工工艺流程见图5-2-4。

1）开挖①部台阶,施作超前支护见5.3超前及初期支护施工工艺和施工方法，①部洞身结构的初期支护。

2）上台阶施工至适当距离后，开挖②部台阶，施作洞身结构的初期支护。

3）带仰拱断面开挖③部台阶，灌注Ⅲ部仰拱。

4）利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅳ部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。

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图5-2-3 工序横断面示意图
图5-2-4 施工工艺流程图
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5.2.2开挖施工
（1）根据本隧道洞身围岩的特点，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩采用光面和微震控制爆破，适用于既有线施工中减轻地震动控制爆破技术。

总的设计思想是采用光面和微震爆破掘进作业，严格控制超、欠挖，尽量减小扰动围岩。

（2）在施工中根据围岩情况，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。

开挖主要采用光面和微震爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小扰动围岩。

施工中根据光面和微震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，开挖后及时完成初期支护。

（3）爆破特点及要求
1）光面和微震爆破即采用与光面爆破相同的设计、药量计算、起爆方法和起爆技术，仅在装药结构、孔口封堵环节有所区别。

2）爆破机理：炮口用专业设备加工成的炮泥填塞。

由于炮眼中有导爆线，在导爆线中传播的冲击波对炮泥不可压缩，爆炸能量无损失地经过导爆线传递到炮眼周边围岩中，这种无能量损失的力波十分有利于岩体破碎。

3）装药结构及封堵：周边眼采用孔径不偶合装药法，利用空气达到间隔装药，导爆索连接，确保周边眼炸药起爆后衍生的切线方向的拉力大于两个炮眼连线方向上围岩的抗拉强度，使光爆层内岩石被拉断形成贯穿裂缝及光爆面。

掏槽眼及辅助眼内采用孔底，连续装药的装药方法，孔口采用炮泥填塞紧密。

（4）钻爆设计原则
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根据工程地质及现场施工条件，按照台阶面法轮廓控制爆破设计。

在炮眼深度1.5～2.5m不变的情况下，采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合，确定各部位炮眼钻爆参数、间隔长度与封口炮泥之比，分配各个炮眼装药量及装药结构，通过合理布孔、控制装药量和起爆爆炸力、起爆顺序等，得到设计要求的开挖轮廓面，从而减少超欠挖，减轻对围岩的破坏作用，达到爆后壁面圆顺、平整，缩短排查清除危岩的时间。

同时节省炸药，控制单循环进尺在2.0m及以上，确保施工安全和加快施工进度，同时又能提高工程质量和降低成本。

（5）钻爆设计
1）周边眼间距E、最小抵抗线W，周边眼间距E，是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式E＝K i×d，一般情况下E=(8～12)d （d为炮眼直径）；抵抗线W＝（1.0～1.5）E。

设计炮眼间距E为500mm，炮眼直径D为35mm，满足对E、W值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。

2）周边眼每米装药长度L、装药集中度q
①L=2m2.8[δ]c/(V0×ρ0)1.4—L1.4
满足条件：每米装药长度L的精度达到0.005m即可
m——不耦合系数 m＝D/d＝35/25＝1.4
ρ0——炸药密度，采用2＃岩石炸药，ρ0＝0.95g/cm3
[δ]c——岩石抗压强度，弱风化灰岩，[δ]c＝140MPa=1400Kg/ cm3
V0——标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取8000 cm3/g
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②q＝（πd2/4）ρ0•L
＝π×3.22/4×0.95×0.0261＝0.2Kg/m
由于采用台阶爆破，符合2＃岩石炸药对装药集中度q值的经验值范围。

3）炮眼数量N的确定
炮眼数量计算根据下列公式计算：
N=S0/E+CS
=21.98/0.5+1.4×31=88(个)
S0——开挖面周长（m）
E——周边眼间距（m）
C——掏槽眼和扩大眼系数，中硬岩取1.4（m）
S——开挖隧道断面积（m2）
实践证明，该公式求得炮眼数量偏小，N取值在80～94个。

4）每循环装药量Q
Q=q•V
q——单位岩石炸药用量，由修正的普氏公式q=1.1K0(f/S)0.5计算求得q=1.1Kg/m3由于采用炮泥封堵爆破，从而减少了炸药用量， q在此取0.9-1.2kg/m3为宜。

V——单循环爆破岩石体积（m3）
按此公式计算，Q=120.8Kg
（6）各炮眼药量分配
围绕爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破
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效果对比分析，优化炮眼中上部封泥长度与炮泥回填堵塞长度的最佳比例，后对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷。

（7）炮眼堵塞
作业面配1台炮泥机，现场加工炮泥，最小堵塞长度不小于30cm，要求堵塞密实，不能有空隙或间断。

（8）爆破器材
炸药：采用2＃岩石销铵炸药，周边眼采用φ25mm小药卷，其它采用20cm长，直径φ32mm标准药卷，每卷0.15Kg炸药。

雷管：孔外采用电管引爆，连接件及孔内均采用非电毫秒雷管（1、3、5、7、9、11、13、15段），共8种段别。

导爆索：周边眼采用导爆索不耦合装药。

（9）、装药结构
掏槽眼和底眼连续装药。

周边眼采用间隔不耦合装药结构，炮泥封口，装药结构见图5-2-5。

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图5-2-5
（10）装药连线网路
装药时，每2人一组，分片按照钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，起爆网路采用复式联结网路，每一簇即“一把握”，导爆管在自由端15cm以上处，安装2个引爆雷管，各簇导爆管在自由端10cm以上处安装，各引爆电雷管，各联结均采用黑胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。

联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；网路连接好后，要有专人负责检查。

（11）炮眼布置原则
1）掏槽炮眼布置在开挖断面的中部采用直眼掏槽，炮眼方向在岩层层
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理或节理明显时，不得与其平行，呈一定角度并尽量与其垂直。

2）周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置，以保证爆出的断面符合设计要求。

3）辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆下的石渣块度适合装渣的需要。

4）周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，以保证开挖面平整，但掏槽炮眼加深10-20cm。

5）炮眼布置数量视隧道开挖断面的大小和围岩情况而定。

（12）钻眼作业应符合下列要求：
1）炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。

2）当采用手持凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±5cm；辅助眼眼口间距允许误差为±10cm；周边眼眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。

3）当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

4）钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。

5）采用手持凿岩机凿眼，当凿眼高度超过2.5m时应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿眼；钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼司钻工不宜变动。

6）当采用凿岩台车开挖时,对钻眼的要求,可根据台车的构造性能结合实际情况另行规定。

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