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目 录
一、工程概况 .......................................................................................- 1 -
二、顶进前准备 ...................................................................................- 2 -
三、其他情况 .......................................................................................- 2 -
四、机械设备及顶镐布置 ...................................................................- 4 -
五、工艺流程 .......................................................................................- 6 -
六、施工方法 .......................................................................................- 6 -
七、施工组织安排 ...............................................................................- 9 -
八、安全措施 .....................................................................................- 13 -
九、节能减排措施 .............................................................................- 14 -
十、应急预案 .....................................................................................- 16 -
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一、工程概况
根据天津市规划,在青云桥东西两侧各增加1-
框构中桥一座,改善密云路地道的通行能力,结合京沪高速铁
路天津西站工程过渡方案及总体工期安排,于2010年7月至12月底施
工。东侧框构中心里程DJHK120+(京沪线K140+966),西
侧框构中心里程DJHK120+(京沪线K141+075),1-
5m框构涵中心里程DJHK120+(京沪线K141+)。
新建密云路1-
16m框构桥分顶进和明挖两段施工,东侧顶进段结构净高,结
构全高,西侧顶进段结构净高,结构全高,框构底板和
边墙,顶板厚度均为,明挖段结构净高,结构全高
m,框构底板厚,边墙及顶板,前悬臂板宽,后悬臂
宽度。东侧框构全长,顶进框构(分三段,由北
向南依次为、、),明挖现浇框构,轴
线与新建京沪联络线夹角为97°37′11″,西侧框构全长,顶进
框构(分三段,由北向南依次为、、)
,明挖现浇框构,轴线与新建京沪联络线夹角为105°9′22″。
新建1-
综合框构涵,结构净高,结构全高,净宽度,全
宽顶板和边墙厚度均为,底板厚度,顶进前悬臂板
宽,顶进段全长(分两段,由北向南,26m),
轴线与改建京沪下行线夹角为103°20′15″。
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铁路现状为3股道,从南向北依次为改建陈塘支线、改建京沪下
行线和改建京沪上行线,除改建陈塘支线外均为60kg/m无缝线路,
碎石道床,电气化铁路,各股线路标高相差较小(抬道后),线路
情况较简单。
基坑坐落在线路南侧,箱体由南向北顶进,采用中继间顶进方
式,顶程东边,西侧77m,1-
5m框构。顶进在45km/h慢行点内施工(京沪上下行原行车速
度80km/h,陈塘支线45km/h),顶进过程中线路采用纵横抬梁和3-
5-3扣轨相结合加固体系。
框构顶进要点限速45km/h,从2010年12月1日至2010年12月30日
,东西两座框构和1-
5m框构同时顶进。要点同时进行降水,共计54口井(详见后附平面
图),顶进前水位降至滑板1m以下。
二、顶进前准备
影响顶进的地下、地上管线全部明出或进行有效保护及防护,
需改移的必须改移完成;铁路防护桩、支撑桩、抗移桩全部施工完
成;并由第三方对三桩进行深度、桩径、完整性等进行确认无问题
;同时对框构主体和防水保护层抗压试件试验达到100%,箱体防水
施工完成;水位降至滑板1m以下时;线路加固完成;达到以上条件
后,报监理工程师和铁路相关部门审批合格后方可施工。
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三、其他情况
1、对线路北侧的支撑桩桩位进行调整,为保证线路安全且使支
撑桩作用最大,桩位控制在距离线路至5m之间,根据现场地质
条件可适当移动;
2、西侧1-
16m框构北侧位置有既有的混凝土泵站,需要全部进行凿除,高度
约9m,泵站南侧井壁距离线路约13m,直接凿除会对线路产生很大
影响,留有部分底板和井壁待线路加固体系完成后再进行凿除,那
时,线路与加固联系连成整体担于冠梁上方,再凿除井壁和底板混
凝土,路基土体发生移动时,线路的位移变化甚微,可以保证行车
安全,如此施工需要将原北侧三根支撑桩挪至与防护桩平行位置(
桩中心距离线路中心),增加桩长和冠梁,拟定桩长18m,与
防护桩冠梁连为整体。
3、线路北侧防护桩桩数顺线路方向定为5根,顺桥方向定为4根
;东侧箱体线路北侧受污水井影响,防护桩可根据现场实际情况适
当调整位置,但防护桩桩长、桩径、桩间距必须严格按照设计图纸
施工(具体桩位布置见线路加固方案三桩)。
4、线路两侧路基降水井采用小型机械,线间降水井采用人工挖
孔施工。
现已就以上问题汇报指挥部,具体位置及桩长待指挥部及设计
部门最终确定。
顶进过程中为保证线路安全,两桥不采取同时顶进方案,顶程
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间距间错不少于一股道。
四、机械设备及顶镐布置
顶进机械:地道箱体顶进时,根据每天的出土量,两框构内分别
放置两台挖掘机和两台装载机,1-
5m框构内分别放置一台小型的挖掘机和装载机,出土均采用后背垂
直出土,基坑内放置一台挖掘机进行倒土和更换顶铁,后背冠梁上
方放置一台挖掘机进行装车,计划投入自卸汽车12辆;每个框构设
置一台25t起重机配合更换顶铁,基坑内由挖掘机配合,加快换铁速
度。
顶进设备:超高压油泵BZ50-96各两台,1-
5m框构一台,设备最大压力为50MPa,每分钟最大流量96L;东边
框构顶镐QYA400F型(400t)各50台,西边框构54台,1-
5m框构12台,最大顶程为650mm,其中各有两台为备用;控制系统
采用三位四通换向阀,每分钟最大流量为96L;油管采用高压钢管,
能承受最大压力60MPa,油管接头采用钢接头。
在顶进过程中,顶镐所需最大压力为:400T× MPa
式中:A为顶镐受力面积,×*=(由于考虑
油路系统摩阻力,400t顶镐按70%的有效顶力计算)
如下图所示:
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油路控制示意图
顶进设备布置:由于公路与铁路斜交,采用顶镐两侧不均匀布
置(详见后附顶进设备布置图);每个镐窝后面,各设顶铁,顶镐
前设一根钢横梁作拖梁,每隔4m设一道横梁,后背梁前设钢横梁,
以均匀分散应力,顶进过程中4m顶铁设钢轨压梁,以防顶进时顶铁
蹦起,压梁布置完成后表面及时覆土压盖;为了防止顶进时损坏底
板混凝土,沿底板受力面安装厚度20mm通长钢板;为确保行车安全
,根据设计要求,箱体前端侧刃角支座周边加设钢刃角。
顶进主要设备表
机械名称 型号 机械数量 工作内容
挖掘机 EX200 11台 顶进挖土、削坡、装车
挖掘机 小型 1台 顶进挖土、削坡、装车
装载机 ZL50C 4台 框构内部出土
装载机 小型 1台 框构内部出土
起重机 50t 3台 下放及更换顶铁
顶镐 QYA400F 116台 框构顶进
油泵 控制系统 油泵控制系统
顶进油路控制图
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高压油泵 BZ50-96 五套 控制顶镐
自卸汽车 15m3 12台 土方外运
电焊机 DX1-315-2 5台 焊接顶铁
顶铁 1800延米 顶进
五、工艺流程
线路加固、安装调试顶进设备 安放顶铁 试顶
空顶 更换顶铁 测量方向和水平 开镐顶进
挖土削坡 出土
停镐 测量方向和水平 由开镐顶进至此循
更换顶铁
环施工 凿除支撑桩 继续顶进 顶进就位
六、施工方法
1、试顶及空顶
顶进开始前必须进行试顶,试顶的顶力不能过大,一般为桥体自
重~倍,启动时不能突然增大到此压力值,控制油泵逐渐加压
,每升压一次稳定几分钟,并由专人对滑板、后背框架和设备进行
检查。在加压过程中如油表值突然下降,表示框架与滑板脱离,试
顶结束。如一切正常,方可加压进行空顶,框架开始向前移动,底
板吃土后空顶结束,东西框构空顶,1-
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5m框构空顶2m。空顶时严格控制桥体方向,防止偏离中心线,增加
纠偏工作。
3、顶进测量控制
箱体顶板上设观测点,在距离基坑30m处作为固定点,建立相对
坐标系,用全站仪观测顶进过程中桥体位置及水平偏差。
每次顶进都进行中线和高程测量(中线和水平一镐一测),将测
量结果及时通知顶进施工负责人,根据本镐数据决定下镐顶进方案
,做到及时调整,从而控制桥体顶进的水平、方向。
(1)方向控制
从启动顶进到箱桥入土前的空顶阶段,主要利用导向轨(放置在
导向墩和箱桥之间的钢轨)控制方向。箱体入土后,方向控制利用左
右不均匀开镐,通过调整左右开镐数量和侧刃角不对称吃土的办法
来加以控制。忽略底板前端土压力不计。随着箱体入土深度增加,
侧墙静止土压力逐渐增大,由此产生的偏转力矩增大。这样通过控
制开镐数量,形成力矩,来加以平衡。当单靠调整顶镐顶力效果不
明显时,可以使两刃角左右不对称吃土,即当框构桥体左偏时,左
侧少吃土,右侧多吃土,使左侧顶进速度快于右侧;当框构桥体右
偏时,右侧少吃土,左侧多吃土,使右侧顶进速度快于左侧,从而
控制顶进方向。
(2)水平控制
Ⅲ扎头
框构桥体扎头是框构桥顶进过程中,常见而又不易处理的难题。
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它直接影响工程质量和施工进度。为防止箱体扎头采取如下几点措
施:
在滑板施工时,滑板面预留1‰的仰坡,给箱体以爬坡趋势,以
升制降。
在底板前端1m设置船头坡(10cm),顶进时船头坡挤压土体产
生一个向上作用力。
箱体出现扎头趋势时,顶进时让底板前端、侧刃角上部或全部吃
土,使土阻力作用点上移,加大顶力,产生一个抬头力矩。
备足碎石、水泥等物资,遇到土质较软的情况,夯填碎石提高地
基承载力,必要时浇筑速凝混凝土,解决扎头和不均匀沉降的问题
。
Ⅲ抬头
当箱体出现抬头趋势时,可通过减小侧刃角及底板吃土量、箱体
前端增加配重、前端底板下部高压水枪卸荷和底板尾部增加支撑等
措施来制止箱体抬头。
4、顶进及挖土作业
挖土利用挖掘机进行,出土利用装载机进行。运输土方采用自卸
汽车12辆。在顶进过程中,掌握切土尺寸,侧刃脚必须吃土。挖土
刷坡时,横梁露天空间不得超过,且不得掏洞取土,以保证路
基安全和作业人员的人身安全。
顶进施工中严格做到四不挖土:一是过车时不挖土;二是交接班
时不挖土;三是机械设备发生故障时不挖土;四是较长时间不顶进
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作业时不挖土。
线上设专人与线路加固负责人协商是否可以顶进,得到肯定后且
无列车通过时利用对讲机通知孔内负责人按照本镐的顶进方案开始
顶进。第一节先顶进,第二节和第三节跟进,第一节再次顶进
,第二节和第三节再次跟进,完成一镐顶进。
在后端用山皮土垫道进行出土,并随顶进接长,保证道路畅通;
顶进时利用列车运行间隙进行,列车通过时严禁顶进;挖运土作业
采用机械挖土,人工清槽、刷坡并配合装载机、自卸汽车外运的施
工方案,防止超挖,以免造成“扎头”现象;根据土质情况确定刃角
吃土量。
挖土坡度大致与刃角相近,挖土坡面大致平顺整齐,同时挖土与
测量工作密切配合,根据框架桥偏差情况及时改变挖土方法。
5、凿除支撑桩及泵站基础
顶进至支撑桩时,采用一台油锤进行凿除,平分为三节凿除,计
划用时4小时,凿除完成后,立即清运,清运完成后继续顶进直至结
束。西侧顶进框构位置铁路北侧有既有的混凝土泵站,开始顶进后
,同时进行凿除,采用两台油锤进行凿除,计划用时2天。
本工程三个框构均采用中继间法顶进施工,东西两框构桥体分三
节顶进。第一节就位后,拆除中继间钢板及设备,安放止水材料,
将第二节顶进到位后,拆除中继间钢板及设备,安放止水材料,将
第三节顶进到位后,补齐底板并作好防水。1-
5m框构分两节顶进,施工方法相同。
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七、施工组织安排
1、人员安排
(1)管理人员
顶进管理人员 岗位 联系电话 主要内容
李少鹏
张 鹏
组长
13820409137
13820950031
负责箱涵顶进的施工组织及安排,
协调与线上组的配合工作
刘 伟
郑 华
技术负
责人
13682103442
13512419182
负责箱涵顶进的技术工作,制定顶
进设备配置方案,顶进偏差纠正方
案及顶进挖土进尺,整理顶进技术
资料
李 强
温玉柱
安全负
责人
13820048755
13920021490
负责箱涵顶进的安全工作,制定安
全保证措施及应急预案
周 锐
梁 波
测量负
责人
15222674225
15022296565
负责顶进过程中方向和水平控制
张中立
韩连宇
挖土负
责人
15900226039
13752195272
负责孔内的顶进挖土工作,按技术
要求控制好挖土工作
冯立刚
刘旭杰
线上负
责人
13802180213
13752759659
负责线路安全
曹建波
曹军峰
施工负
责人
13902076252
13821218557
负责施工队人员的组织分配及施工
队人员的安全管理工作
张 海
王玉平
顶铁负
责人
13516276040
15122559974
负责指挥吊车换顶铁及安放出土工
具
赵高升
贾瑞林
出土车
辆负责
人
13194654666
13512235847
负责指挥洞内挖土机械、疏导出土
车辆
张庆丰
师敬建
材料负
责人
15022283845
13821791379
负责顶进材料的及时供应
刘卫东
徐红彬
防护员 持对讲机
负责线路防护,确保人机料距不侵
限
井 磊
牟凤霞
驻站员 持对讲机
负责通知施工现场列车通过时间,
及时向站段反映现场情况
框架桥顶进期间,分为两班,平均分为两班,每班10人,昼夜不间断施工,
保证施工进度、安全及质量
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(2)作业人员安排
序号 职务或工种 人数 主 要 职 责
1 电工 4 施工配合,设备、照明安装
2 司机 25 挖运土方、更换顶铁
3 设备操作维修人员 4 具体操作维修
4 铁工 4 补焊顶铁、焊行车支架等
5 普工 40 顶进前方刷坡、更换顶铁等
每班合计 77
框架桥顶进期间,分为两班,作业人员每班77人,昼夜不间断施工
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2、工期安排
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八、安全措施
(1)安排专职驻站员到车站进行施工前的车站签点工作。要点
施工开始后24小时进行驻站,通过对讲机与现场负责人勤联系,及
时通知列车通行情况。
(2)在减速地点标处分别设置1名防护员,防护员通过对讲机
与线路和现场负责人联系,在列车通过时停止顶进。
(3)现场总指挥得到运输处电报或电话通知后,要点施工开始
,设置慢行牌、减速地点标,再进行施工。
(4)施工现场设专用手机一部,保证驻站人员与施工现场的信
息畅通,在线路加固人员就位后,得到线上顶进通知方可顶进开镐
,确保行车安全,上下密切配合,步调一致。
(5)如果施工现场出现危及行车,通知防护人员拦停列车,确
保行车安全,再通知驻站人员并向相关部门汇报。
(6)若线路发生横向位移,立即通过倒链,进行线路整修,每
个倒链和两根钢丝绳连接可同时拉拽两处加固体系,拉拽位置为横
梁和纵梁交界处,拉拽位置需再进行一道扣轨加固,另一端再与抗
移桩和箱体顶板预埋钢筋进行连接拉实。
(7)更换顶铁时,派专人指挥,严禁起重臂下站人、作业。在
顶进作业中,顶铁的工作面内严禁站人,以防蹦铁伤人。
(8)凿除支撑桩或顶进时,在列车通过时停止。若线路发生变
化,立即停止施工进行线路整修。
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(9)随时对路基、线路观测点进行观测,若观测发现变化超限
(位移沉降超过4mm),立即停止施工,进行线路维修或支撑,必
要时通知防护员拦停列车,确保行车安全。
(10)顶进过程中对各站段管线进行保护,禁止人员踩踏或硬
物撞击。
(11)抗移、支撑、防护桩(全部进行小应变检测)和箱体混
凝土强度达到100%后方可进行顶进。
(12)顶进过程中严格控制挖土尺寸,禁止超挖、乱挖。
(13)顶进前在箱体内安装红绿指示灯、电铃,并留有备件。
(14)顶进过程中水位深度保证在底板1m以下。
(15)所有顶进机械设备及机电设备,不超负荷或带病运转,
用电设备严格执行“三控两保”制度。
(16)严禁酒后作业,严禁上道后扎堆聊天或干其它无关工作
。
(17)要点施工开始后,施工现场进行封闭,严禁非本工程施
工人员进入现场。
(18)接触网安全距离≥3m,一切施工机具禁止越限施工。
(19)顶进前建立施工现场安全重点监控表,责任落实到人。
(详见后附安全重点监控表)
九、节能减排措施
工程实施过程中,加强“四节一保”工作,合理利用资源。
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1、节水措施
加强施工水源用水量控制,做到合理利用水源,避免水量浪费
现象。具体措施如下:张贴节水标识,安装节水水龙头,使用节水
冲厕器,饮用水采用自来水,冲厕所的水用井水,尽量节约用水成
本,施工用水要做到统筹安排,尽量利用降水井内的水,对所有施
工人员进行节水宣传教育,切实落实节水措施。
加强水源地环境保护,严禁污水不经过处理排入饮水水源。
2、节材措施
合理进行资源配置,防止材料浪费。建立机械用油登记制度,
设置用油台账,各种机械燃油以及各种施工材料等均有专人负责管
理,提高机械利用率,加强班组节材培训教育,制定钢筋配筋及模
板支撑的方案,合理利用材料,实际操作过程中,进一步优化方案
。加强零材回收,切实做到合理利用。
3、节电措施
对用电量实施控制,合理调配使用,做到不超负荷工作,不用
电情况下及时将电闸关掉。增设触摸及声光控照明灯开关,避免各
项用电浪费现象,提高各种电力机械的利用率,重点落实节电措施
,做好宣传,切实做到节约用电,安全用电。
4、节地措施
施工前,合理布置各种物资设备及施工的用地范围,划分区域
,避免各种材料设备互相影响,强化土地利用率,施工中加强对施
工用地的保护,提高还耕率。
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5、保护环境
提高环境保护意识,搞好环保宣传工作,加强思想教育,切实
做好施工与环境的协调工作。施工完成后对临时占用的耕地进行还
原,对未占用的耕地进行保护,施工便道与耕地之间设置隔离带,
将施工对环境的影响降到最低。
十、应急预案
1、应急小组
成立以项目经理为组长的应急抢险小组,在现场定岗定责。
序号 姓名 职务 主要职责 联系电话
1 王 强 组长 负责领导小组的全面工作 13752227100
2 张克军 副组长 协助组长做好日常工作 13602088971
3 李少鹏 副组长 负责紧急情况下劳动力、机械、材料的保证 13820409137
4 李春利 副组长 制定详细的应急急救预案和日常预防、检查 13602050822
5 张中立 组员 负责解决紧急情况下的技术性问题 15900226039
6
冯立
刚
组员 主要负责应急物资的供应工作 13802180213
7 刘 伟 组员 协助组长做好日常工作以及紧急情况时的警戒,配合派出所做好治安管理工作 13682103442
8 郑 华 组员 控制现场,排除险情,控制事态,减少损失 13512419182
9 王昱翔 调度 负责内外人员、车辆的调度、并作为驻站员 13132220274
2、抢险人员物资准备充足
(1)抢险物资
名称 单位 数量
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编织袋 条 2000
道 砟 m3 300
枕 木 根 200
铁 锹 把 80
对讲机 台 8
响 墩 个 12
火 炬 个 4
防护旗 套 2
联电卡子 个 4
方 管 根 100
方 木 根 100
皮斗子 个 100
5、15、25km/h慢行牌 套 2
(2)抢险机械设备安排及人员配置
机械数
量
每台人
数
合计
人数
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装载机 1台 1人 1人
挖掘机 1台 1人 1人
起重机 1台 1人 1人
发电机 1台 2人 1人
起道机 1台 2人 2人
捣固机 1台 4人 4人
机械名称
其他 30人
共计 40人
撑桩时,若出现塌方,及时用铲车和挖掘填土方,护住路、0坡脚,
并反压路基边坡,阻止土的侧向移动,防止扩大坍塌面积。在底板
前端打入密排方管对路基加固,并在方管顶部设横梁,做方管斜撑
与底板锚固钢筋连接顶实,阻挡路基土的塌方;将板材铺在上部土
体上,加大受力面积,再用脚手管与箱体前悬顶实,支撑上部土体
,及时通知车站加快顶进速度以减小有害距离,保证施工顺利进行
及行车安全。
Ⅲ箱体变化超限
顶进过程中若发生箱体累计沉降或抬升超过10cm,且毫无减缓
趋势,立即停止顶进,立即采取底板下部增加支撑或高压水枪进行
卸荷的方式,采取措施后进行顶进随时检查线路状况和箱体变化,
当趋势有所好转或减缓时,密切测量,无问题的话,持续顶进直至
结束,若单镐数据变化量超过10mm立即停止顶进,再次采取措施,
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必须确保线路安全。
Ⅲ线路位移
线路沉降超过10mm,立即停止顶进,组织人员利用油镐起道,
四台油镐(50t)一组,起道边填充边进行捣固,组织人员将装好编
织袋的道砟背上线路,直至恢复至原标高为止;线路横移超过10mm
,立即停止顶进,组织人员利用压机拨道恢复至原位置后,经工务
段确认无问题后方可进行顶进。线路加固过程中若出现线路沉降,
同设有经验的人员对线路进行检查;线路加固过程中若出现线路隆
起,组织人员抽取少量道砟,恢复至线路原标高。
Ⅲ线路联电
施工过程如果发生联电,立即通知驻站联络员现场情况,若不
影响行车安全及时向车站申请放行列车,若影响列车安全的情况,
由驻站联络员通知车站值班员申请拦车和不向事故隐患区段发放列
车;远端防护员将响墩放置在离事故地点800米以外处钢轨上;如期
间有列车开来时,防护员急速奔向列车,奔跑过程中不间断向列车
显示停车信号拦停列车。停车信号:昼间展开的红色信号旗;夜间
红色灯光。昼间无红色信号旗时,两臂高举头上向两侧急剧摇动;
夜间无红色灯光时,用白色灯光上下机具摇动。
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附表一:顶进施工现场重点监控表
施工等级 Ⅲ级 施工单位 中铁六局天津铁建公司
设备管理单位 工务段
施工内容 密云路框构桥顶进
单位及
部门
姓名 职务 联系电话 重点监控处所及监控关键项点
组 长 于福通 副总 13820081755
施工总负责(对外联系、协调
)
副组长 王 强
项目
经理
13752227100
施工现场负责(抢险、对内协
调)
副组长 张克军
项目
书记
13602088971 现场总指挥(白班顶进挖土)
副组长 张 鹏
项目副
经理
13602050822 现场总指挥(白班)
副组长 李少鹏
项目
总工
13820409137 现场总指挥(夜班)
组 员
刘 伟
郑 华
技术
主管
13682103442
13512419182
施工方案制定,施工测量方向
及水平和线路监测
组 员
李
强温玉
柱
安全
主管
13820048755
13920021490
人员和线路安全
组 员
张中立
冯立刚
领工员
15900226039
13802180213
线路安全、技术负责人
组 员
韩连宇
任瑞山
领工员
13752195272
13821163630
顶进挖土和削坡
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附表二:项目组织机构框图
项目经理(王强)
项目书记(张克军)
项目副经理
(王义彪、李春利)
项目总经济师
(张 鹏)
项目总工程师
(李少鹏)
工
程
管
理
部
(部长
:刘伟
)
财
务
部
(部长
:翟岩
)
安
质
环
保
部
(部长:
李强)
综
合
管
理
部
(部长:
杨阳)
物
资
设
备
部
(部长
:张庆
丰)
中
心
试
验
室
(主任
:靳宝
民)
土
方
机
械
作
业
队
桥
涵
顶
进
作
业
队