1工程概况1.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第20页 共20页1. 工程概况1.1.隧道线路概述乌鞘岭隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间，隧道长20050m，设计为两座单线隧道，除隧道出口段线路位于半径为1200m曲线上，右、左线缓和曲线伸入隧道68.79 m及127.29m外，隧道其余地段均位于直线上，线间距40m；两座隧道线路纵坡相同，主要为11的单面下坡，右线隧道较左线隧道高0.57-0.72m。隧道进口位于天祝县打柴沟镇赵家庄附近，右线轨面设计高程2664.8m；出口位于古浪县龙沟乡的砂沟台，右线轨面设计高程2447.33m。交通便利，隧道最大埋深1100m。1.2.编制依据1.2.1.兰新线兰武段增建第二线的乌鞘岭特长隧道第2标段施工招标文件、初步设计、补充初步设计、技术要求、补遗书、答疑书等。1.2.2.建设单位2002年12月25日召开标前会议纪要以及我单位自行组织的现场踏勘资料等。1.2.3.国家和铁道部现行的设计、施工、验收采用的规范、规则和标准。1.2.4.我单位多年类似工程施工经验和目前施工队伍的技术水平及机械设备状况。1.3.编制范围第2标段：YDK170+140YDK172+205 2.065正线公里 DK163+125DK172+200 9.075正线公里1.3.1.隧道工程1.3.1.1.正洞1.3.1.1.1乌鞘岭隧道线（右线）进口中段2065延长米（含整体道床），全部自线（左线）平导通过横通道施工。1.3.1.1.2乌鞘岭隧道线（左线）进口段9065延长米（含整体道床），先期按平导贯通，并负责线（右线）进口中段的施工，在不影响线（右线）隧道按期完工或线（右线）建成通车后，扩大开挖后衬砌建成线（左线）。1.3.1.2横通道1.3.1.2.1位于线（左线）DK163+135DK170+135与线（右线）YDK163+140YDK170+140之间，以、线间的中线为界，与线（左线）相连部分，即本标段范围内的横通道总长的一半。1.3.1.2.2位于线（左线）DK170+135DK172+200与线（右线）YDK170+140YDK172+205之间的全部横通道。1.3.1.3. 乌鞘岭隧道线（左线）进口端（DK163+125DK163+135）洞门及洞门附属工程，以、线间的中线为界。1.3.1.4.DK168+750处施工通风竖井315米/1座，位于、线之间。1.3.1.5.弃碴场处理（包括挡护工程，场地平整、绿化、复垦等）。1.3.1.6.隧道弃碴：12万立方米弃于上雨岭沟弃碴场，其余部分弃于芨芨沟弃碴场。参见图1-1第2标段隧道施工范围示意图。图1-1隧道施工范围示意图1.3.2.大临工程1.3.2.1.临时汽车运输便道：从芨芨沟弃碴场末端至竖井的汽车运输便道，便道全长2.0km，单车道、简易路面标准。1.3.2.2.临时电力干线：仅含从乌鞘岭隧道进口至竖井的临时电力干线，架设10KV临时电力干线6.0km。1.3.2.3.临时给水干管路：在庄浪河设集水井1座，铺设临时给水干管路1.65km，设高山水池1座。1.3.2.4. 临时电力干线：电源点至隧道进口的供电线路及电源（变配电）设施。进口电源由既有深沟变电所引出35KV电压等级线路，长度为3公里，并在进口设变电站一处，3000KVA变压器一台。1.4.编制原则1.4.1.全面响应和符合施工招标书的原则 严格按照施工招标书规定的编制范围、内容、技术要求和规定格式进行编制。1.4.2.合理配置资源，满足工程需要的原则以优质、高效、快速施工为目的，进行机械设备配套，合理配置施工队伍、组织工程材料供应。1.4.3.突出重点，统筹安排的原则统筹安排，确保本标段控制工程乌鞘岭特长隧道的施工，科学合理地安排施工进度，组织连续均衡施工，做好工序衔接，确保按期和提前完成工程建设。1.4.4.应用“四新”技术，提高施工水平的原则突出应用新技术、新设备、新材料、新工艺，提高施工的机械化作业水平，积极应用先进的科技成果，从而达到提高工程质量、加快工程进度、降低工程成本的目的，做到优质、快速、安全、高效按期完成本工程。1.4.5.安全生产，预防为主的原则运用现代科学技术，采用先进可靠的安全预防措施，确保施工生产和人身安全。1.4.6. 规范施工，确保工程质量的原则严格执行国家和铁道部现行的施工规范和验收标准，运用现代科学技术优化施工组织方案、施工工艺和施工方法，确保工程质量达到全线整体创优规划要求。1.4.7.保护环境，文明施工的原则树立环保意识，严格按国家关于环境保护的有关规定组织施工，保护好周围生态环境，做到文明施工。1.5.自然概况1.5.1.地形地貌本区整体属于祁连山东北部中高山区，隧道进口以南为庄浪河河谷区，第2标段隧道经过有乌鞘岭毛毛山中高山区，根据山体相对高度，进一步划分为乌鞘岭南坡梁状丘陵区、乌鞘岭中高山区两个次级地貌单元。1.5.1.1乌鞘岭南坡低高山及梁状丘陵区：位于F4断层以南，地形起伏不大，自然坡度150250，海拔高程3000m左右，相对高差200400m。地表多有土层覆盖，其间近南北支沟发育，由东到西主要发育石板沟、上雨岭沟、下雨岭沟、芨芨沟及干扎子沟等次级沟谷。1.5.1.2乌鞘岭中高山区：位于F4和F7之间，海拔高程3500m左右，毛毛山最高峰为4070m。该地区地势较高，相对高差较大，自然坡度350500，地表广覆腐植土，阴坡小灌木发育。1.5.2.气象特征本段线路位于中温带干旱气候区，春季多风，少雨干旱；夏季酷热，降水增多；秋季凉爽，降温较快；冬季寒冷，干旱少雪。乌鞘岭地区海拔高（29003600m）。气候垂直分带性明显，气候寒冷，日温差大，阴雨风雪冰雹天气多变，冰冻时间长。本段年平均气温-0.15.10C，绝对最高气温28.134.70C，最低-29.0-30.60C；多年平均降水量357.8409.4mm，最大降水量552.7mm；多年平均蒸发量15481813.6mm；瞬时最大风速27.629m/s，主导风向北北西；最大积雪厚度2436cm；土壤冻结深度138200cm。1.5.3.地震隧道通过区段越岭段地震动峰值加速度为0.3g(g=9.8m/s2)，相当于地震基本烈度8度，地震动反映谱特征周期为0.30s。1.6.工程地质及水文地质1.6.1地层岩性本地区地层岩性复杂，其分布主要受区域断裂构造控制。第二标段范围内出露的地层主要有第四系、第三系、三叠系沉积岩，奥陶系变质岩。1.6.1.1第四系（Q）1.6.1.1.1全新统（Q4）：主要为现代河床冲积、洪积层和山坡坡积层，由黏质黄土、卵石土、碎石土组成。黏质黄土（Qal34、Qd34）：分布于一级阶地及斜坡地带，厚515m，局部厚超过20m，浅黄色，土质较均匀，杂少许砂质，硬塑为主，级普通土，级围岩，0=150Pa，具有级非自重湿陷性。卵石土（Qal74）：分布于现代河床，厚510m，灰白色，卵石成分主要为砂岩、板岩、安山岩及闪长岩，圆棱状为主，粒径2040mm约占30%，4060mm约占20%，60200mm约占30%，大于200mm约占5%，砂、泥质充填，稍湿，稍密中密，级硬土，稍密0=500kPa，中密0=650kPa。碎石土（Qpl74、Qdp174、Qd174）：主要分布于沟谷及坡面上，厚520m，杂色，碎石成分主要为砂岩、板岩、安山岩及闪长岩等，尖棱状，粒径2040mm约占40%，4060mm约占20%，60200mm约占10%，大于200mm约占5%，砂、泥质充填，稍湿，松散中密，级普通土，稍密0=500700kPa。1.6.1.1.2上更新统（Q3）：主要为冲积、洪积层和风积层。卵石土（Qal73）：分布于二级阶地下部，厚510m，灰白色，卵石成分主要为砂岩、板岩、及闪长岩，圆棱状为主，粒径2040mm约占30%，4060mm约占20%，60200mm约占20%，大于200mm约占5%，砂、泥质充填，稍湿，中密，级硬土，0=600800kPa。黏质黄土（Qeol33、Qal33）：分布于阶地顶部及坡面上，厚515m，淡黄色，土质均匀，孔隙发育，硬塑为主，级普通土，0=150Pa，具有级非自重湿陷性，湿陷厚度38m。1.6.1.2第三系：仅出露上新统（N2），分布于越岭隧道进口段，由浅红色泥岩、砾岩、砂岩组成，与下伏三叠系地层呈角度不整合接触。泥岩夹砂砾岩（N2Ms+Ss+Cg）：浅红色，地层产状N700WEW/100150S。泥岩：多杂砂质，泥质胶结，中厚层状，裂隙发育，与砾岩、砂岩呈不等厚互层状。岩质软弱，成岩性差，遇水易软化和风化，风化物呈土状，遇水易崩解，具膨胀性，属膨胀岩、极软岩。砂岩，主要矿物成分以长石、石英为主，中细粒，泥钙质胶结，节理发育，属软岩。砾岩，砾石成分以砂岩为主，粒径以210mm为主，圆棱状，泥质胶结，中厚层状，极软岩，级软石，级围岩，其中级围岩约占90%，级围岩约占10%，0=300kPa。1.6.1.3三叠系，仅出露上统（T3）：主要分布于F4断层以南，F5和F6之间，由浅黄色、黄绿色砂岩、页岩夹薄层煤组成，砂、页岩多呈互层状产出，剖面上砂岩约占70%以上，页岩约占25%，煤层约占1%2%。砂岩夹页岩及煤层（T3 Ss+Sh+Cb）：砂岩，主要矿物成分以长石、石英为主，中粗粒，钙质胶结，中厚层厚层状，节理较发育。页岩，以碳质页岩为主，钙质胶结，薄层状。煤层，薄层状为主，厚度一般0.21m，媒质差，煤体破碎，极疏松，呈碎块状及粉末状结构，含较高的黄铁矿，多煤矸石。砂岩属硬质岩，页岩属较软岩，碳质页岩与煤层为软岩，级软石级次坚石，其中级软石约占40%，级次坚石约占60%，级围岩，其中级围岩约占40%，级围岩约占60%，厚层砂岩0=1000kPa，层状砂岩夹页岩0=800kPa。在断层带附近，岩体受构造影响严重，层间褶曲较发育，岩体相对破碎。岩体波速32004000m/s。1.6.1.4奥陶系，仅出露中统（O2），分布于F4和F5断层之间，主要由灰绿色安山岩组成。安山岩（O2a）：灰绿色，主要矿物成分为角闪石、斜长石等，细粒隐晶质结构，块状构造，岩质坚硬，节理及微裂隙发育，级次坚石，级围岩，0=8001200kPa。在断层带附近，岩体受构造影响较严重，节理裂隙发育，岩体相对破碎，呈碎石状压碎结构，级围岩。岩体波速32403600m/s。1.6.1.5构造岩类：主要分布于断层破碎带内，由碎裂岩、断层泥砾等组成。碎裂岩（Cru）：为本区断层的主要构造岩，有碎裂砂岩、碎裂板岩、碎裂闪长岩、碎裂安山岩等，岩体破碎，节理裂隙极发育，多含水，级软石，级围岩为主，0=600kPa。断层角砾和断层泥（Fc+Fbr）：组成四条断层主带，灰白色灰黑色，角砾直径一般在310cm，夹于断层泥中，极破碎，多含水，级硬土，级围岩，0=300kPa。1.6.2地质构造本区在大地构造单元上属于祁连褶皱系，本段线路横穿祁连褶皱系的北祁连优地槽褶皱带和走廊过度带两个次级构造单元，褶皱及断裂构造发育。1.6.2.1褶皱构造褶皱构造在本区较为发育，褶皱形态复杂，据其形成时代和所处的构造部位不同，由南向北可划分为两个褶皱构造带。1.6.2.1.1加里东期褶皱带在邻区分布广泛，形成较早。褶皱方向为北西西向，部分为东西向。规模一般很大，具紧闭的线状对称复式形态。因受侵入体和断裂构造的破坏，其形态已不完整。区内的毛毛山向斜，长约14km，向斜的南北两侧均为北西西的纵向逆断层所夹持切割，属紧闭的正常对向斜。1.6.2.1.2海印印支期褶皱带褶皱结构比较简单，次级褶皱不发育。轴向主要为北西西向东西向。1.6.2.2断裂构造区内断裂构造发育，主要为区域性大断裂，走向基本为近东西向，压性压扭性，具有切割深、延伸长、规模大的特点，破碎带一般较宽，断带物质主要为碎裂岩、断层泥砾。本标段内由南向北依次分布有F4、F5两条断层带：1.6.2.2.1毛毛山南缘断层（F4）：位于乌鞘岭毛毛山南山前，为逆断层，延伸长度约80km，断层走向近东向西，倾向北，倾角400600，断带物质主要由断层泥砾、碎裂岩组成，松散破碎，破碎带出露宽度200500m。隧道于DK170+300DK170+750通过该断层，通过长度450m。为早、中更新世活动断层。岩体波速25003000m/s。1.6.2.2.2大柳树沟黑马圈河断层（F5）：位于毛毛山岭北，为逆断层，延伸长度约60km，断层走向北西西向，倾向南，倾角700，断带物质主要由断层泥砾、碎裂岩组成，较松散破碎，破碎带出露宽度80260m，隧道于DK171+160DK171+300通过该断层，通过长度140m。岩体波速26903240m/s。1.6.2.3.节理由于乌鞘岭特长隧道区褶皱和断裂较发育，岩体受构造作用影响，节理发育较发育，主要节理方向为北西及北东向，以密闭节理为主，节理面较光滑，延长数米至数十米。奥陶系中统安山岩与F4、F5断层接触带附近发育有节理密集带。1.6.2.4.新构造运动新构造运动在测区的活动方式是在总趋上升条件下以不均衡地升降运动及沿古构造线部分地段作继承性活动特征。本标段范围内F5断层带中多处可见较为松散的断层泥砾带，泉水发育。1.6.3.水文地质特征隧道在本标段范围内，围岩富水性分区划分可分为中等富水区：主要为隧道进口第四系松散堆积层、安山岩带、及F4、F5断层破碎带及影响带。弱中等富水区：主要为岭南和岭中的上三叠统砂岩夹页岩带（T3）。贫水区：主要为第三系砂砾岩夹砂岩、泥岩带（N2）。预计右线最大总涌水量为9621.81m3/d，左线隧道（平导）最大总涌水量16114.78 m3/d，在断层破碎带有突然涌水的可能。1.6.4.不良地质与特殊岩土1.6.4.1.不良地质隧道通过地段的不良地质主要为有害气体，根据地质调绘和钻探，三叠系上统为含煤地层，砂岩、页岩地层中夹有薄煤层，煤层厚0.21m，根据试验结果，煤体的气含量均很低，主要以解吸气和残余气为主，解吸气以N2、CO2、O2为主，未检测出甲烷等烃类气体，煤层吸附能力居中。1.6.4.2.特殊岩土隧道通过地段的特殊岩土主要有湿陷性黄土和膨胀岩。1.6.4.2.1.湿陷性黄土根据试验取样，隧道进口端第四系全新统冲、洪积黏质黄土具级非自重湿陷性，湿陷土层厚约58m。1.6.4.2.2.膨胀岩根据试验取样，第三系上新统泥岩具膨胀性，其蒙脱石含量17.5322.54%，阳离子交换量CEC（NH4+）140.7212.2mmol/kg ,自由膨胀率42.98%，且钻探取出的岩心剥落现象明显，易崩解，具膨胀岩的特性，属膨胀岩。1.6.5.地质灾害预测乌鞘岭特长隧道最大埋深在1000m左右，岭脊为坚硬闪长岩，围岩占80%左右，本标段洞身通过的F4、F5断层破碎带的总长度约590m，地应力值较高，砂、页岩夹煤层，砂、泥岩等地层软硬不均，存在小褶皱、节理密集带等，工程地质条件复杂，施工中极可能出现围岩失稳、突然涌水、涌泥、岩爆、高地温、瓦斯等地质灾害。1.6.5.1围岩失稳1.6.5.1.1.软岩流变：隧道通过段地应力较高，隧道埋深大，三叠系上统的软质岩页岩及断层破碎带在施工中有产生流变或较大变形的可能性，据LWZ-1孔实测地应力，F4断带存在较高地应力值，对软岩的稳定极为不利，施工中在通过破碎带时加强预测预报和监测，及时采取措施加以防治。1.6.5.1.2.通过区域性断层，断层破碎带松软破碎、含水，其自稳能力差，特别在以断层泥砾为主时，施工时容易发生坍塌等围岩失稳现象。1.6.5.1.3.第三系砂砾岩夹泥岩（DK163+600DK166+080），其中岩体泥岩成岩差，结构相对疏松，自稳能力差，扰动易坍塌，具膨胀性，施工时有可能发生围岩失稳现象。1.6.5.1.4.在通过泥岩、页岩和煤层为主的岩层，由于其自身强度低，抵抗外力破坏的性能差，当地层走向与隧道夹角较小，出现不利结构面时，也易出现围岩失稳现象。1.6.5.2.突然涌水、涌泥：隧道通过各断层破碎带、安山岩地段，由于构造裂隙水发育，地下水循环较快，施工中有可能发生突然涌水现象。在通过断层泥砾带、含泥质地层的影响带时有可能产生突然涌泥现象。1.6.5.3.岩爆：区内断裂构造发育，第四系以来多有活动，应力有所释放。从地应力测试结果看，实测地应力值最高达32Mpa以上，以水平地应力为主，另外在F4F7之间隧道洞身需要通过较长段落的闪长岩、安山岩，岩质坚硬，性脆，贫水，且埋深大，地应力值较高，施工中极易出现岩爆，应加强预测预报，并做好防护。1.6.5.4.热害：乌鞘岭特长隧道通过地段最大海拔高程3600m,隧道最大埋深1040m，乌鞘岭气象站（高程3050m），测得本地区年平均气温值-0.10C。根据钻孔井温测试结果，井温未出现异常，孔底温度为10.612.8，地温梯度为1/361/46，初步估算隧道最大埋深处原岩温度低于280C，不会出现地温而引起的热害问题。施工中加强通风量，防止施工环境温度过高。1.6.5.5.有害气体：三叠系含薄层煤，厚度一般0.21m，较厚的有三层，其余的以碳质页岩或煤线为主，煤体的气含量均很低，主要以解吸气和残余气为主，解吸气以N2、CO2、O2为主，未检测出甲烷等烃类气体。参见表1-1 第2标段隧洞围岩地质条件及施工支护措施一览表。1.7.主要技术标准1.7.1.线路主要技术标准铁路等级： 级正线数目： 双线旅客列车设计行车速度：140km/h 限制坡度： 6，双机13最小曲线半径： 1200m到发线有效长： 850m牵引种类： 电力牵引质量： 4000吨闭塞类型： 自动闭塞1.7.2.隧道主要技术标准1.7.2.1.隧道建筑限界、旅客列车最高行车速度隧道建筑限界：采用“隧限-2A”旅客列车的最高行车速度：140km/h根据高海拔地区电气化隧道接触网悬挂空气绝缘的要求，隧道净高不低于6.70米。1.7.2.2.隧道内轨道及道床类型隧道内轨道类型按重型轨道标准设计，预留特重型轨道条件。1.7.2.3.衬砌支护隧道洞口段衬砌按国防和抗震要求进行检算，采用锚喷支护，钢筋混凝土衬砌结构。隧道一般地段采用复合式衬砌，初期支护以喷、锚、网为主，二次衬砌为模筑混凝土衬砌。1.8.主要采用的规范、规则和标准 工业企业标准轨距铁路设计规范（GBJ12-87） 铁路路基设计规范（TB10001-99） 铁路路基施工规范（TB10202-2002） 铁路路基支挡结构设计规范（TB10025-2001） 铁路特殊土路基设计规范（TB10035-2002） 铁路路基工程质量检验评定标准（TB10414-98） 铁路桥涵施工规范（TB10203-2002） 铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-99） 铁路桥涵工程质量检验评定标准（TB10415-98） 铁路隧道施工规范（TB10204-2002） 铁路隧道设计规范（TB10003-2001） 铁路隧道锚喷构筑法技术规范（TB10108-2002） 铁路隧道辅助坑道技术规范（TB10109-95） 铁路隧道工程质量检验评定标准（TB10417-98） 铁路给水排水施工规范（TB10209-2002） 铁路隧道防排水技术规范（TB10119-2000） 铁路混凝土与砌体工程施工规范（TB10210-2002） 铁路轨道施工及验收规范（TB10302-96） 铁路给水排水设计规范（TB10010-98） 铁路工程岩土分类标准（TB10077-2001） 新建铁路工程测量规范（TB10101-99） 铁路工程土工试验方法（TBJ102-87） 铁路混凝土强度检验评定标准（TB10425-94）铁路工程水质分析方法（TBJ104-87） 铁路隧道施工技术安全规则（TBJ404-87） 铁路临时工程附属辅助生产工程施工技术安全规则（TBJ411-87） 铁路工程环境保护设计规范（TB10501-98） 铁路工程建设项目环境影响评价技术标准（TB10502-93）1.9.主要工程数量第2标段主要工程数量参见表1-2第2标段主要工程数量表。第2标段主要工程数量表 表1-2序号工程项目单位数量备注1开挖m36095532衬砌m31978163无碴道床m111404横通道开挖m3523515横通道衬砌m3102036竖井开挖m350447竖井衬砌m317938弃碴场浆砌片石m3268139污水处理场处110供水干管路m1650庄浪河至高位水池11施工便道km2竖井至芨芨沟12电力干线m6000进口至竖井13高位水池座1200m31.10.第2标段的工程特点1.10.1.隧道特长：本标段主要为线隧道进口端平行导坑的开挖（DK163+135DK172+200），平导独头掘进9065m，为目前国内之最。平导独头掘进特长，将给隧道施工的贯通控制测量、出碴运输、通风排烟、反坡段排水、通讯信息管理、人员交通等产生一系列影响。1.10.2.地质条件复杂：本标段范围内有第四系的冲洪积、坡积层；第三系的泥岩夹砂砾岩层；三叠系的薄煤层；埋深较大的奥陶系的安山岩层以及F4、F5断层。施工中有可能发生围岩失稳、突然涌水、涌泥、岩爆、热害、瓦斯泄露等地质灾害。1.10.3.进度指标要求高：目前国内在类似工程的施工中，平导掘进最高月进尺可达到468米，围岩地质条件普遍较好的情况下（一般好于级），平均月进尺达到326米。而本工程中，围岩的地质条件整体上比类似工程差，在本标段中9065米平导掘进中，好于级的围岩（含级）仅占23.8%，而进度指标要求较类似工程的要高，详见围岩分类汇总及进度指标表。 围岩分类汇总及进度指标表 表1-3围岩类别合计长度（m）705790541021609060进度指标（m/月）55170270330综合进度指标（m/月）200.111.10.4.与1标段的关系密切：2标段与1标段虽然为两个独立的标段，但2标段与1标段的关系十分密切，首先，平导的超前掘进，将为正洞的施工提供真实确凿的地质资料，同时，由于平导超前的引排作用，将降低正洞的涌水量，另外横通道的施工、通风排烟、排水、竖井和洞口场地的合理利用，以及两洞之间爆破的影响，甚至为确保乌鞘岭隧道的整体工期所进行的相互协调等等，都将1标和2标紧密的联系在一起。1.10.5.可进行研究的科研课题较多，需要收集积累的的经验资料较多：乌鞘岭隧道为目前国内第一长隧道，而且地质条件复杂，不可预见的因素多，施工难度大，因此，在乌鞘岭隧道施工中，搞好各个科研项目的研究，认真收集施工中的各种经验资料将会为今后我国特长隧道的施工积累更多宝贵的经验，是十分重要的工作。1.11.施工关键技术1.11.1.平导快速施工技术。1.11.2.平导快速施工中高效率的设备配套技术。1.11.3.提高隧道软弱围岩施工机械化程度的技术。1.11.4.特长隧道施工通风技术。1.11.5.确保隧道衬砌结构（尤其在软质围岩条件下）不渗、不漏、不裂的技术。1.11.6.采用先进的检测手段，建立完善的隧道支护（包括初期支护、衬砌）质量检测体系，确保隧道支护的可靠度的技术。1.11.6.监控量测及地质超前预报技术。1.11.8.特长隧道施工中网络信息化管理技术。第 20 页 共 20 页