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竖井及横通道安全专项施工方案.

目录

一、编制依据 (4)

二、工程概况 (4)

2.1设计简介 (4)

2.2施工概述 (5)

2.3工程及水文地质 (6)

2.3.1工程地质 (6)

2.3.2水文地质 (8)

2.4管线、物探及空洞普查 (8)

三、总体施工部署 (9)

3.1总体方案 (9)

3.2施工人员配备 (11)

3.3施工机械配备 (12)

3.4工期进度安排 (12)

四、施工方案 (12)

4.1竖井施工 (13)

4.1.1施工工艺 (13)

4.1.2施工方法 (13)

4.1.3技术及安全措施 (15)

4.2横通道施工 (15)

4.2.1马头门施工 (16)

4.2.2正洞施工工艺 (16)

4.2.3正洞开挖初支 (17)

4.2.4辅助工法 (20)

五、监控量测 (22)

5.1竖井监测 (22)

5.1.1监控量测项目 (22)

5.1.2 测点布臵图 (22)

5.1.3监测方法 (23)

5.2横通道监测 (24)

5.2.1监测项目 (24)

5.2.2监测测点布臵 (25)

5.2.3监测网建立 (26)

5.2.4地表、建筑物、管线等的控制标准 (26)

5.3实施方法 (27)

5.3.1地表、地下管线沉降及建筑结构沉降 (27)

5.3.2拱顶下沉 (27)

5.3.3隧道净空收敛 (28)

六、施工注意事项 (29)

七、工序质量控制措施及检验标准 (29)

7.1质量控制措施 (30)

7.2主要质量控制标准 (31)

八、主要工序安全专项施工保证措施 (33)

8.1竖井及横通道施工主要危险源辨识 (33)

8.2总体施工安全措施 (33)

8.3竖井施工安全措施 (34)

8.3.1竖井施工安全技术措施 (34)

8.3.2竖井施工安全管理措施 (34)

8.3.3竖井使用安全管理措施 (34)

8.3.4电动葫芦使用安全措施 (35)

8.4管线保护施工安全保证措施 (35)

8.5横通道暗挖施工安全保证措施 (35)

九、冬季施工措施 (36)

9.1冬季施工准备 (36)

9.2冬季施工技术措施 (37)

十、环境保护措施 (37)

十一、施工应急预案 (38)

11.1目标与方针 (38)

11.2组织机构 (38)

11.3应急保障措施 (40)

附录 (42)

竖井及横通道开挖支护安全专项施工方案

一、编制依据

1、北京市轨道交通大兴线工程土建施工06合同段招标文件、投标文件;

2、相关设计文件、设计说明、设计交底及施工图纸;

3、实施性施工组织设计;

4、相关的施工技术规范、验收标准、行业标准及地方标准;

5、现场踏勘所收集的周边环境资料;

6、我单位目前现有的施工技术水平、施工组织能力及机械配备能力。

二、工程概况

2.1设计简介

北京市轨道交通大兴线工程土建施工06合同段主要施工任务为“一站一区间”,即韩园子站和义和庄站~韩园子站区间。

义和庄站~韩园子站区间南北走向穿行于新源大街下方,北承义和庄站,南至韩园子站,采取浅埋暗挖、明挖两种工法施工。其中,暗挖区间双线全长5018.267m,明挖区间双线长340m左右。

暗挖段区间设有A、B、C、D四座联络通道。联络通道B采用明挖法施工,目前基坑已开挖完毕,正在进行主体结构衬砌施工。

为满足工期需求,暗挖区间在联络通道位臵增设A、C、D三个竖井,其中,联络通道A、C与泵房合建,联络通道D单独设臵,详见表2-1及图2-1。

表2-1 暗挖区间工点统计表

竖井及横通道安全专项施工方案.

竖井及横通道安全专项施工方案.

段庄

图2-1施工示意图

2.2施工概述

联络通道A施工竖井里程ZDK17+554.307,位于新源大街路西侧,区间右线正洞正上方,内净空尺寸6.2×4.6m,井深21.752m。

联络通道C施工竖井里程YDK18+725.000,位于新源大街路东侧,区间泵房正上方,内净空尺寸为5×4.4m,深20.187m。

联络通道D施工竖井设计里程YDK19+200.000(该里程位于韩园子村内),但由于韩园子村占地拆迁问题的不确定性可能影响施工工期,故将竖井里程北移至YDK19+115.000处。竖井内净空6.2×4.6m,井深18.033m,位于新源大街路东侧,左线正洞上方。

所有增设竖井井身初支均为C20喷射混凝土,厚度为30cm。采用钢插管超前注浆加固地层+钢筋网片+钢筋格栅+竖向联结筋+钢筋网片+喷砼联合支护结构形式。

自地表以下0.9m为竖井井圈锁口范围,采用C25模筑钢筋砼。

竖井施工主要穿过粉土填土、粉土、粉质粘土、粉细砂层、细中砂地层,竖井开挖视地质不同而采取相应的开挖方法,遇薄弱地层采取分段、分块开挖的方法及时支护并加强注浆。

竖井及横通道安全专项施工方案.

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图2-2联络通道C竖井及联络通道A、D竖井井口尺寸图

2.3工程及水文地质

2.3.1工程地质

据《初步勘查报告》结论:拟建项目场区位于“北京平原”的南部第四纪地层。北京市区西部的第四纪古河流形成的冲洪积扇顶部、中上部的地层以厚层砂土、卵砾石层为主;向东过渡为冲洪积扇的中部和中下部,第四纪地层为粘性土、粉土与土、卵砾石交互沉积层。

根据钻探资料,揭露的地层主要为人工填土、第四纪新近沉积层和一般第四系沉积层。勘察结果表明,本段内隧道结构主体地基持力层主要为粉质粘土①层、粉土③1层、粉细砂③2层。局部区域有粉细砂②2层。属中压缩性土,地层土层分布较为稳定,层面起伏不大。地质剖面图见图2-3、2-4、2-5。

竖井及横通道安全专项施工方案.

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图2-3 竖井A地质剖面图

竖井及横通道安全专项施工方案.

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图2-4 竖井C地质剖面图

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图2-5 竖井D地质剖面图

2.3.2水文地质

北京平原地区第四系地层中的松散岩类空隙水按埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水。

勘察揭露的深度范围内的地下水主要为上层滞水、潜水,上层滞水主要为农田灌溉所致,无稳定的水位。潜水地下水位标高为15.08~17.04m,含水层主要为粉土③1层、粉细砂③2层,潜水在沿线均有分布,由于潜水受大气影响较大,水位有一定的变化,变化幅度一般在2~3m。设计文件显示,本段沿线地下水埋藏较深,地下水水位在隧道结构底板以下基坑施工有可能受到地下水影响,可采用明排方式进行降水施工,创造无水作业条件。

据区间内地下水钻孔水样分析,各施工场地内地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替状态下无腐蚀性。

2.4管线、物探及空洞普查

新增联络通道A、C、D三座施工竖井选位时均已慎重考虑尽量避开市政管线影响,目前受施工影响的主要管线仅有联络通道A处一条路灯线路,需在正式施工前进行改移。各施工竖井场地范围内主要管线分布见图2-6、2-7、2-8所示。

对本标段全线范围内的空洞普查检测结果显示,新增联络通道A、C、D各施工竖井及横通道施工范围内无既有地下建(构)筑物及明显空洞存在。

竖井及横通道安全专项施工方案.

图2-6联络通道A竖井管线平面图

竖井及横通道安全专项施工方案.

图2-7联络通道C竖井管线平面图

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图2-8联络通道D竖井管线平面图

三、总体施工部署

3.1总体方案

新增各施工竖井采用倒挂井壁法施工。正式破土开挖竖井前先开挖探沟,未发现异常

情况后方可正式进行竖井井身开挖。

施工横通道分上下两部开挖,各分部采用台阶法开挖,上、下台阶、各部间均需错开1~1.5倍左右洞径,双向开挖横通道须适当错开进洞时间,以确保施工安全。

新增各施工竖井及横通道施工总体安排:竖井锁口圈开挖→竖井锁口圈施作→龙门架安装架设→竖井井身开挖支护(开挖至马头门位臵时预留注浆加固区域)→井底垫层施作→破除马头门并进行横通道开挖→横通道堵头墙施工→竖井二次衬砌(含加强圈梁)→横通道二次衬砌施工(预留加强圈梁)。施工顺序见图3-1、3-2所示。

竖井及横通道安全专项施工方案.

图3-1 竖井施工顺序图

竖井及横通道安全专项施工方案.

图3-2横通道施工顺序图

3.2施工人员配备

表3-1竖井人员配备表(每竖井分别配臵)

竖井及横通道安全专项施工方案.

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3.3施工机械配备

表3-2 施工机械配备(每竖井分别配臵)

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3.4工期进度安排

表3-3 施工进度计划表

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四、施工方案

4.1竖井施工

4.1.1施工工艺

新增A、C、D三座施工竖井均采用倒挂井壁法施工,倒挂井壁法为传统的竖井基坑开挖方法,主要施工工艺流程见图4-1所示。

竖井及横通道安全专项施工方案.

图4-1 竖井施工工艺流程图

4.1.2施工方法

⑴竖井锁口段开挖

根据测量组所放控制线,定出井圈的开挖轮廓线,锁口圈基坑土方开挖时采用人工配合机械开挖,先开挖探沟。锁口圈开挖时中间部位先挖。机械开挖时,预留30cm采用人工修整,保证成形质量及侧壁稳定。在开挖时,及时对该层井壁进行喷锚支护。在开挖过程中,严禁超挖,发生超挖时,用同等级砼喷平。

⑵竖井锁口段衬砌

竖井开挖至0.9m后,先平整开挖面,后及时采用喷射砼或砂浆抹面对开挖面进行临时支护。如开挖面土质较为软弱或侧壁土体有受渗水不稳定或不能保证在下步钢筋砼施工时稳定的现象,锁口台阶侧壁砌筑砖墙,随修边随砌筑随进行砖墙后面空隙回填,用水泥砂浆抹平初支基面;然后绑扎井圈钢筋,钢筋的焊接接头错开,同时根据测量放线预埋提升井架基础、护栏。井圈绑扎钢筋时向下预埋联结筋;井圈采用C25商品砼,一次性连续浇注。模筑锁口圈砼时,沿竖井井圈四周浇筑一道宽300mm、高500mm的挡水墙。

⑶竖井龙门架安装

在竖井锁口圈混凝土浇筑前埋设柱子基础,安设时保证柱子竖直。在基础砼达到强度后,安装立柱并吊装横梁、纵梁、剪刀斜撑以及电动葫芦;最后安设雨棚、操作平台、检修平台等附属设备。

⑷竖井井身开挖及支护

竖井锁口圈及井口提升设备完成后采用人工开挖,由上而下分段施工,每次开挖高度一榀。总的要求是开挖一段,架立一段,喷砼一段。碴土由人工装入吊桶,通过电动葫芦提升至地面土场。

具体开挖顺序为:

①挖竖井中间土体,注意周边留1m不挖;

②选一个对角开挖,架立格栅,喷砼;

③开挖剩下的对角,架立格栅,喷砼;

④开挖中段,中段格栅将对角格栅连成整体,喷砼;见图4-2所示。

竖井及横通道安全专项施工方案.

图4-2井身开挖施工步骤示意图

竖井穿过粉细砂层时,需对井壁加设φ42注浆小导管进行注浆加固,管长2.5m,向下打设30度。

竖井井壁土方开挖完成后,根据测量十字线检查净空,确定钢格栅架立尺寸。格栅架立完成后立即喷射砼封闭开挖面。格栅架设应水平,循环进尺精确。联结螺栓全部拧紧上齐,挂钢筋网,钢筋网规格Φ6.5@150×150网格,内侧单层(特殊地段双层布设);纵向联结筋Φ22,环向间距1m,内外交错布设;喷射混凝土规格为C20。竖井格栅间距:第一榀

竖井及横通道安全专项施工方案.

⑴井身开挖过程中严格控制钢格栅进尺,及时网喷混凝土支护,达到快封闭的目的。

⑵开挖前防止井壁坍塌、同时控制钢格栅偏移采取小导管超前注浆;

⑶为密实初支与壁后土体的空隙必要时预埋注浆管采用初支背后回填灌浆措施;

⑷当井壁上有涌水时,预埋引水管,把水引入积水坑,抽排出井外,并对涌水点周围排管灌浆堵水。

⑸竖井支护同时预埋梯步预埋件,竖井地面周围设1.5m高的防护栏,用金属网将竖井步梯和竖井提升空间隔离,确保施工安全。

⑹竖井初支结构完成后,在竖井一角安设人行步梯,步梯板采用防滑钢板制作,步梯四周设防护栏封闭,方便施工人员上下并保证安全。

4.2横通道施工

竖井开挖支护完成后,测设出马头门处中线和标高,搭设好作业平台,即可进行洞门施工,顺序如下:

(1)横通道进洞施工前,沿横通道外轮廓打设超前大管棚并注浆支护,加固横通道马头门处的井壁后土体;

(2)凿除马头门内井壁,进洞进行横通道开挖,施作初期支护,头3榀钢支撑密排以加强结构;

(3)横通道正洞施工,采用分部法,将断面分成两部,由于断面高度大,在上下两部间增设一道临时格栅喷砼支撑,以控制结构变形和沉降;

(4)施作堵头墙。

4.2.1马头门施工

竖井施工完成后,沿预先在竖井侧壁上标出的横通道轮廓线拱部位臵打设大管棚并注浆加固,之后破除竖井壁格栅及初支混凝土,进行横通道马头门施工。

⑴马头门外轮廓打设大管棚超前支护

竖井施作至横通道(正洞)马头门拱部时,由测量组在井壁上放出横通道开挖外轮廓线及大管棚的位臵,进行大管棚超前支护。φ108大管棚倾角2o,环向间距300mm,注水泥浆超前加固洞口处地层。

⑵分部破除马头门处井壁砼,割除钢格栅支撑,架立马头门钢格栅

注浆完毕后,即破除马头门处上半断面竖井井壁初支砼,先沿横通道开挖轮廓线破除30cm宽的槽,割除该部位钢格栅支撑,架设第一榀格栅的上部拱架;根据测量组定位的中线标、高进行钢格栅定位后,用L型连接筋将第一榀钢格栅与交叉口的竖井格栅主筋焊接牢固,并施作锁脚锚杆,及时喷射砼。为保证马头门的稳定,前三榀横通道格栅密排安装以加强结构刚度。横通道上部进洞5m左右后,破除下部洞门砼,施工方法同上部。

⑶施作超前小导管和锁脚锚杆

超前管在拱部范围内布设,长3.25m,环向间距0.3m,上倾角10°左右,纵向搭接1米,排设后喷砼封闭掌子面,必要时打管注浆加固前方土体。

马头门格栅架立后,布设锁脚锚杆,长度为3m,每榀格栅拱脚位臵打设,加固拱脚土体,增强承重能力,根据地质及地下水情况考虑注浆,防止出现土体坍塌或出现较大沉降。

4.2.2横通道施工工艺

A、C、D三竖井横通道分上下两部开挖,各分部采用“正台阶法”施工,开挖循环进尺宜为每榀格栅间距;上、下台阶、各部间均需错开1~1.5倍左右洞径,双向开挖横通道须

适当错开进洞时间,以确保施工安全。施工时须严格控制开挖进尺及台阶步距,台阶留臵大小以0.5倍正投影至开挖面为宜。横通风开挖初支施工工艺流程见图4-4。

竖井及横通道安全专项施工方案.

图4-4横通道施工工艺流程图

4.2.3横通道开挖初支

⑴横通道开挖

竖井横通道开挖进尺为0.5m,严禁多榀一次开挖,各台阶开挖过程中保留核心土。

连接筋:采用Φ22钢筋,L=0.72m,拱部环向间距1m间隔布设在格栅两侧,要求与格栅焊接牢固,搭接焊缝长度大于等于10D。焊缝高度不小于8mm。

网片:采用φ6.5钢筋,网格@150*150,搭接1个网格,布设在格栅外侧。(地质情况较差地段考虑布设双层网片)

锁脚锚管:长2m,每环排设4根,下倾角5°~10°,在喷浆后排设,排设后与格栅点焊。

喷射混凝土:标号为C20。严格按实验室给出的配合比拌料,拌好的喷浆料必须在2小时内用完,否则报废。

首先破除封闭掌子面的混凝土,根据测量放线的断面轮廓在拱部Ⅰ处开挖出30cm宽的槽,将网片和拱部格栅放入;然后调整中线、标高和同步里程,保证精度后焊接连接筋固定拱部格栅。施工Ⅱ部时做临时仰拱,间距0.5m,然后喷25cm厚C20砼。

Ⅰ部开挖后对悬空的拱架必须在拱脚位臵垫实,防止拱架悬空时间过长发生沉降。然后依次开挖Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部;其中,Ⅲ和Ⅳ部之间按照台阶形状开挖。

竖井及横通道安全专项施工方案.

图4-5 横通道开挖示意图

⑵堵头墙施工

通道开挖至端头时,进行堵头墙施工,堵头墙采用格栅拱架+水平工钢支撑(工20a)+竖向连接筋+钢筋网片+φ42×3.25m加强锚管注浆支护结构。

1、洞室开挖到端头后自上而下分层施工堵头支护。

2、堵头墙采用水平工20a钢,间距900mm~1320mm,格栅钢架与工钢间现场焊接,型钢外侧设钢筋网,内侧设φ22连接筋。

3、格栅安装完,钢筋网焊接好后由上而下逐层施作堵头墙,沿每道格栅水平及竖向间距1m向堵头打设长导管并注浆,起堵头墙锚固和加固地层的作用。导管采用φ42钢管,L=3.25m,下插角10°。电钻或风钻钻孔,吹管清孔后插注浆管,注浆管端头和格栅主筋或工钢焊接牢固,在堵头喷30cm厚C20混凝土封闭后,注水泥水玻璃双液浆加固,详见图4-6、4-7。

竖井及横通道安全专项施工方案.

图4-6 横通道堵头墙剖面图

竖井及横通道安全专项施工方案.

图4-7 横通道堵头墙平面图