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工程 概况
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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+140~ YDK172+205 2.065 正 线 公 里DK163+125~ DK172+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 Ⅰ 线 (右 线 )进 口 中 段 2065 延 长 米 (含 整体 道 床 ),全 部 自 Ⅱ 线 (左 线 )平 导 通 过 横 通 道 施 工 。1.3.1.1.2 乌 鞘 岭 隧 道 Ⅱ 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 Ⅰ 线 (右 线 )进 口 中 段 的 施 工 ,在 不影 响 Ⅰ 线 (右 线 )隧 道 按 期 完 工 或 Ⅰ 线 (右 线 )建 成 通 车 后 ,扩 大 开 挖后 衬 砌 建 成 Ⅱ 线 (左 线 )。1.3.1.2 横 通 道1.3.1.2.1 位 于 Ⅱ 线 (左 线 )DK163+135~ DK170+135 与 Ⅰ 线 (右线 )YDK163+140~ YDK170+140 之 间 ,以 Ⅰ 、Ⅱ 线 间 的 中 线 为 界 ,与 Ⅱ 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 Ⅱ 线 (左 线 )DK170+135~ DK172+200 与 Ⅰ 线 (右线 )YDK170+140~ YDK172+205 之 间 的 全 部 横 通 道 。1.3.1.3. 乌 鞘 岭 隧 道 Ⅱ 线 (左 线 )进 口 端(DK163+125~ DK163+135)洞 门 及 洞 门 附 属 工 程 ,以 Ⅰ 、Ⅱ 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 Ⅰ 、Ⅱ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 。DK163+25Ⅰ ⅠⅠⅠ ⅠYDK163+40 DK172+0ⅠDK168+750 ⅠⅠYDK170+4YDK172+05Ⅰ96ⅠⅠ2065Ⅰ ⅠⅠⅠ2Ⅰ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 150~25 0,海拔高程 3000m 左右,相对高差 200~400m。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 350~50 0,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(2900~3600m)。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-0.1 ~5.1 0C,绝对最高气温 28.1~34.7 0C,最低-29.0~-30.6 0C;多年平均降水量 357.8~409.4mm,最大降水量552.7mm;多年平均蒸 发量 1548~1813.6mm;瞬时最大风速27.6~29m/s ,主导风向北北西;最大积雪厚度 24~36cm;土壤冻结深度 138~200cm。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(Q 4):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(Q al34、Qd34):分布于一级阶地及斜坡地带,厚5~15m,局部厚超过 20m,浅黄色,土 质较 均匀,杂少许砂质,硬塑为主,Ⅱ级普通土,Ⅴ~Ⅵ级围岩,σ 0=150Pa,具有Ⅱ级非自重湿陷性。卵石土(Q al74):分布于现代河床,厚 5~10m,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20~40mm 约占 30%,40~60mm 约占 20%,60~200mm 约占30%,大于 200mm 约占 5%,砂、泥质充填,稍湿,稍密 —中密,Ⅲ级硬土,稍密 σ0=500kPa,中密 σ0=650kPa。碎石土(Q pl74、Qdp174、Qd174):主要分布于沟谷及坡面上,厚5~20m,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 20~40mm 约占 40%,40~60mm 约占20%,60~200mm 约占 10%,大于 200mm 约占 5%,砂、泥质充填,稍湿,松散—中密,Ⅱ级普通土,稍密 σ0=500~700kPa。1.6.1.1.2 上更新统(Q 3):主要为冲积、洪积层和风积层。卵石土(Q al73):分布于二级阶地下部,厚 5~10m,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20~40mm 约占 30%,40~60mm 约占 20%,60~200mm 约占20%,大于 200mm 约占 5%,砂、泥质充填,稍湿,中密, Ⅲ级硬土,σ 0=600~800kPa 。黏质黄土(Q eol33、Qal33):分布于阶地顶部及坡面上,厚5~15m,淡黄色,土 质均匀,孔隙发育,硬塑 为主,Ⅱ级普通土,σ0=150Pa,具有Ⅱ级 非自重湿陷性,湿陷厚度 3~8m 。1.6.1.2 第三系:仅出露上新统(N 2),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(N 2Ms+Ss+Cg):浅红色,地层产状N700W~EW/10 0~ 150S。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 2~10mm 为主,圆棱状,泥 质 胶结,中厚层状,极软岩,Ⅳ级软石,Ⅳ~Ⅴ级围岩,其中Ⅳ级围岩约占 90%,Ⅴ级围岩约占 10%,σ0=300kPa。1.6.1.3 三叠系,仅出露上统(T 3):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(T 3 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 0.2~1m,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,Ⅳ级软石~ Ⅴ级次坚石,其中Ⅳ级软石约占 40%,Ⅴ级次坚石约占 60%,Ⅲ~Ⅳ级围岩,其中Ⅲ级围岩约占 40%,Ⅳ级围岩约占 60%,厚 层砂岩σ0=1000kPa,层状砂岩 夹页岩 σ0=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3200~4000m/s 。1.6.1.4 奥陶系,仅出露中统(O 2),分布于 F4 和 F5 断层之间,主要由灰绿色安山岩组成。安山岩(O 2a):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,Ⅴ级次坚石,Ⅲ~Ⅳ级围岩,σ 0=800~ 1200kPa。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,Ⅳ级围岩。岩体波速 3240~3600m/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,Ⅳ级软石,Ⅳ级围岩为主,σ 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 3~10cm,夹于断 层泥中,极破碎,多含水,Ⅲ级硬土,Ⅴ~Ⅵ级围岩,σ 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(F 4):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 400~60 0,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 200~500m 。隧道于DK170+300~DK170+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 2500~3000m/s 。1.6.2.2.2 大柳树沟—黑马圈河断层(F 5):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 80~260m ,隧道于 DK171+160~DK171+300 通过该断层,通过长度 140m。岩体波速 2690~3240m/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。
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