北京地铁2标施组讲义.docx
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北京地铁2标施组讲义
第一章工程概况
1.1工程范围
北京地铁五号线工程2标段由刘家窑站~蒲黄榆站区间工程及蒲黄榆站车站工程两部分组成。
刘家窑站~蒲黄榆站区间线路位于北京市丰台区,起点为刘家窑桥,由南向北沿蒲黄榆路延伸至安乐林路,线路里程为K2+185~K2+931.7,线路长度为748.7m,结构顶板标高为27.6~29.7m,结构底板标高为21.1~23.2m,轨面标高为22.6~24.7m,覆土层厚度约10.3~12.4m。
同时设有迂回风道、人防段及防灾通道。
蒲黄榆站位于蒲黄榆路与安乐林路交叉路口,呈南北向布置。
车站西面为安乐林路,东面为蒲芳路。
起点里程K2+931.7,终点里程K3+096.7,长165m
工程规模:
1)车站外包尺寸165m×22.6m;
2)车站站台型式为12m双层单柱暗挖岛式站台,有效站台长度120m;
3)车站总面积为12338.2m2;
4)车站主体面积7458.0m2;
5)出入口通道建筑面积1891.1m2,其中出入口建筑面积197.6m2;
6)风道建筑面积2710.1m2,风亭建筑面积145m2;
7)车站顶板覆土5.9m,轨面标高21.885m。
1.2工程地质及水文地质条件
1.2.1区间隧道地质概况
区间隧道位于永定河冲洪积扇南侧,地层由上至下依次为:
人工堆积层:
主要为①粉土填土层,褐黄色,潮湿、可塑,局部为①1杂填土层。
厚度为1.2~3.8m,层底标高为35.88~39.11m。
第四纪全新世冲洪积层(Q4al+pl)
③粉土层,褐黄色,硬塑,稍湿~潮湿,厚度4.5~6.9m,层底标高为31.38~32.06m。
④粉质粘土、粘土层,褐黄色,硬塑,潮湿,厚度5.9m,层底标高为25.48m,向北逐渐尖灭。
④2粉细砂层,褐黄色,密实饱和,厚度变化大,最大厚度3.8m。
④3中粗砂层,褐黄色,密实饱和,厚度变化大,最大厚度3.7m。
第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl):
⑤卵石圆砾层,褐黄色,饱和密实,厚度为0~1.3m,层底标高为25.83m。
⑥粉质粘土层,褐黄色,可塑~硬塑,潮湿,厚度6.60~9.20m,层底标高为16.55~17.48m。
局部为⑥1粉土层和⑥2细中砂夹层,其下部为⑦卵石圆砾层。
区间隧道总的地质评价:
区间K2+183~K2+400长约217双线米段通过④粉质粘土层,顶部为③粉土层:
④粉质粘土有一定的自稳能力,顶部③粉土层自稳能力差。
施工时顶部易发生坍塌,隧道施工应采取超前支护措施;区间K2+400~K2+931.7长约531.7双线米段进入含水层:
粉细砂层、渗透系数K=1~5m/d,中粗砂层渗透系数K=50m/d,该含水层为潜水;细中砂层、卵石砾石层,该含水层为承压水。
采取降水措施,隧道施工采取注浆加固地层等超前支护措施。
1.2.2蒲黄榆站地质概况
车站位于永定河冲洪积扇南侧,地层由上至下依次为:
人工堆积层:
①粉土填土层,褐黄色,潮湿、可塑,厚度为1.0~1.6m,层底标高为38.99~39.11m。
第四纪全新世冲洪积层(Q4al+pl)
③粉土层,褐黄色,硬塑,稍湿~潮湿,厚度6.6~8.0m,层底标高为31.30~32.39m,位于车站中上部。
④2粉细砂层,褐黄色,密实,饱和,厚度3.6~3.8m,层底标高为27.5~28.79m,位于车站中部。
④3中粗砂层,褐黄色,密实饱和,厚度1.6~2.7m,层底标高为25.85~26.09m,位于车站下部。
第四纪晚更新世冲洪积层(Q3al+pl):
⑥粉质粘土层,褐黄色,可塑~硬塑,潮湿,厚度5.0~6.50m,层底标高为19.35~20.49m。
位于车站下部,其下部有⑥2细中砂层和⑦卵石圆砾层。
车站总的地质评价:
车站中上部位于粉土层、粉细砂层、中粗砂层,含滞水、潜水;下部位于粘土、细中砂层和卵石砾石层,底板位于细中砂层和卵石砾石层。
围岩自稳能力差,细中砂层和卵石砾石层为承压水层,应采取井点降水。
车站施工应采取注浆加固地层等超前支护措施。
各土层物理力学性质见表1.1
表1.1地层物理力学指标表
物理力学
性质
名称
容重
ρ(g/cm3)
侧压力系数
抗剪强度
压缩
模量
Ms(MPa)
容许承
载力
(KPa)
基床系数
Ks(KN/m3)
C(kPa)
φ(°)
垂直
水平
人工
堆积
杂填层
1.90
粉质填土
1.90
140
Q4al+pl
粉土
1.95
18
23
15.1
170
粉质粘土
1.95
0.40
26
22
15.1
180
36000
粉细砂
1.95
0.35
30
15.0
180
30000
细中砂
2.00
0.30
32
25.0
200
30000
中粗砂
2.05
0.30
34
30.0
280
Q3al+pl
卵石圆砾
2.10
0.2
40
40.0
400
54000
粉土
1.95
18
23
170
粉质粘土
2.00
0.4
25
22
15.1
200
50000
45000
细中砂
2.00
0.25
35
30.0
300
58000
60000
卵石圆砾
2.10
0.2
40
40.0
400
60000
60000
1.2.3水文地质概况
1)上层滞水:
水位标高为:
36.22m,含水层为③粉土层,主要接受大气降水、灌溉水渗透补给和管沟渗漏补给。
2)潜水:
水位标高为32.89m,含水层为④2粉细砂层和④3中粗砂层。
地下水径流方向为自西向东,与地铁五号线方向近于直交。
3)承压水:
水位标高为25.60m,⑥2细中砂层和⑦卵石圆砾层含承压水,地下水径流方向为自西向东,与地铁五号线方向近于直交。
历年最高水位:
1959年:
38.00~40.00m,
1971~1973年:
35.00~36.00m。
水位年变化幅度1.5~3.0m。
冻结深度0.8m。
4)地下水的腐蚀性评价:
根据地下水的腐蚀性测试结果:
本段沿线上层滞水、潜水及承压水对砼结构无腐蚀性,对钢筋砼中的钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
各土层渗透系数见表1.2。
表1.2各土层渗透系数(m/d)
土层名称
粉土
粉质粘土
粉细砂
细中砂
中粗砂
卵石砾石
渗透系数
0.5
0.1
1~5
15
50
120~150
1.2.4地震评价
1)根据“北京地区地震烈度区划图”(50年超越概率10%),拟建场地处于地震基本烈度8度区内。
2)场地覆盖层厚度dov<80m,地面下25m深度(并不小于基础底面以下10m)范围内土层剪切波速平均值为Vsm=262~269m/s,依据《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111-87),场地土类型为Ⅱ类场地土,场地类别为Ⅱ类。
3)经判别,在地震烈度为8度时,水位标高在34.00m时,本场地地面下20m范围内饱和粉土和砂土不液化。
1.3施工环境
刘家窑站~蒲黄榆站区间隧道穿越地段地表主要为现状地面—蒲黄榆路。
沿线两侧房屋密集,有平房、三九层的商住楼及高层建筑,因地铁区间隧道大部分位于蒲黄榆路中间,至地面最近建筑物的水平距离大于30米,地铁施工对两侧大部分建筑物影响甚微。
只在K2+240~K2+310段左线隧道中心与西侧永5住宅间距仅7米,隧道施工对该住宅有一定影响;K2+230、K2+595两处地面为人行天桥。
总的来说,本区间隧道穿越地段地表主要为现状路面,建筑物离隧道距离较远,地面管线埋深相对较浅,受外部条件的制约较少。
施工场地设于群星路旁百乐酒店南侧空地和人行道上,占地1335平方米。
蒲黄榆站位于蒲黄榆路下面,跨安乐林路,车站正好在十字路口,呈南北走向。
车站西面为安乐林路,东面为蒲芳路。
蒲黄榆路为六车道城市次干道,路宽24m,道路两侧有非机动车道和人行道。
现状道路宽阔,车流量不大。
蒲黄榆路与蒲芳路路口处有∪字形过街天桥。
车站西南象限有部队综合大院、招待所等,西北象限为高层住宅小区,东南象限内除有已建高层住宅外,还有正在施工中的高层商住楼,东北象限有简易平房和芳古园市场,经调查该地区远期规划为商业及住宅区。
本站地处居民生活片区。
车站有效站台中心里程为K3+000。
1.4主要工程数量
区间工程数量(临时性结构、永久性结构、竖井)工程数量
临时性结构工程量汇总
永久性结构工程量汇总
竖井汇总
施工通道
正洞+迂回风道+联络通道
小导管
φ42×3.5小导管
m
1881.8
102456.6
口部
开挖
m3
192
锁脚锚管
φ42×3.5小导管
m
812.4
37653.6
C20喷混凝土
m3
6
加固注浆
水泥水玻璃双液浆
m3
94.09
5122.83
C30模筑混凝土
m3
104
开挖
土
m3
922.197
52257.174
钢筋Ⅰ/Ⅱ级
kg
9360
喷混凝土
C20喷混凝土
m3
159.159
8047.818
主体
开挖
m3
949
超挖回填
C20喷混凝土
m3
60.84
4130.786
C20喷混凝土
m3
154
格栅钢架
Ⅰ/Ⅱ级
kg
11317.79
882590.7
超挖回填C20喷砼
m3
57
纵向钢筋
φ22、20MnSi
kg
2950.418
151138.882
模筑钢筋混凝土C30
m3
207
钢筋网
φ8,150×150mm
kg
1965.145
136996.131
钢筋Ⅰ/Ⅱ级
kg
20700
初支压浆
φ42×3.5注浆管
m
8.4625
392.225
格栅钢架工20a
kg
10906
注浆水泥浆
m3
1.6925
78.445
纵向连接筋φ22、20MnSi
kg
2256
防水层
保护层400g/m2
m2
603.7375
37160.813
钢筋网φ8,150×150mm
kg
2687
ECB防水板
m2
603.7375
29306.213
ECB防水层400g/m2
m2
504
二次衬砌
模筑钢筋混凝土S8
m3
163.76
8320.524
无纺布400g/m2
m2
504
二次衬砌背后压浆
注浆管φ42×3.5
m
0
467.64
纵向连接筋φ22、20MnSi
kg
387
隧底填充
C20喷混凝土
m3
25.0875
2988.892
竖井
填土
m3
1077
掌子面封闭及拆除
C20喷混凝土
m3
61.8475
3482.218
凿除模筑/喷混凝土
m3
104/6
施工缝
水平
m
0
3117.6
恢复地面
m2
1335
环向
m
0
5845.5
变形缝
m
0
135
主要工程数量表
车站主体结构及风道工程量
正洞汇总
风道及冷冻机房汇总
超前小导管
φ42x3.5普通水煤气管
m
33775
10889.706
加固注浆
水泥水玻璃双液浆
m3
2234.4
572.8253
开挖
土
m3
55040.27
25968.545
喷混凝土
C20网喷混凝土
m3
3684.072
1815.10148
超挖回填
C20网喷混凝土
m3
1657.989
567.62872
格栅钢架
Ⅰ/Ⅱ
kg
462900
172269.92
纵向连接筋
φ22、20MnSi
kg
84478.37
27807.375
钢筋网
φ8、150x150mm
kg
49505.97
24406.744
初期支护背后压浆
φ42x3.5普通水煤气管
m
267.15
160.041
注水泥浆
m3
178.1
85.4705
防水层
400g/m2无纺布保护层
m2
13354.99
6978.09022
1.5mm厚ECB防水板
m2
10812.99
5570.42122
二次衬砌
C30顶梁模筑钢筋混凝土
m3
474.864
0
Ⅰ/Ⅱ钢筋
kg
71229.6
0
C30中梁模筑钢筋混凝土
m3
200.904
0
Ⅰ/Ⅱ钢筋
kg
26117.52
0
C30底梁模筑钢筋混凝土
m3
575.316
0
Ⅰ/Ⅱ钢筋
kg
98960.44
0
C30中板模筑钢筋混凝土
m3
1946.633
441.87327
Ⅰ/Ⅱ钢筋
kg
173576.3
49662.99
C30拱圈模筑钢筋混凝土
m3
7598.088
2934.03305
Ⅰ/Ⅱ钢筋
kg
759656.6
302415.062
C50中柱混凝土
m3
18720.6
0
φ800X4钢管
kg
38506.6
0
二次衬砌背后压浆
φ42x3.5普通水煤气管
m
280.1
170.941
注水泥浆
m3
191.05
96.3705
隧底填充
板下C30混凝土
m3
1371.476
274.75084
轨下C30混凝土
m3
777.742
0
站台板
C30混凝土
m3
427.44
0
锁脚锚管
φ42x3.5普通水煤气管
m
19234.8
784.8
临时并拆除
C20喷混凝土
m3
3183.67
335.70882
φ8、150x150cm
kg
87162.07
8846.20566
型钢钢架工20a
kg
453089.8
46787.4506
纵向连接筋φ22、20MnSi
kg
80435.21
7830.42755
掌子面封闭
C20喷混凝土
m3
4601.5
1054.90471
锁脚锚管
φ42x3.5普通水煤气管
m
17370
3840.984
施工缝
环向
背贴式止水带
m
2634.417
1113.57488
纵向
背贴式止水带
m
712.4
596.564
车站出入口工程数量
明挖段
开挖
土
m3
3110
C20喷混凝土
m3
82
钢筋网
φ8、150X150mm
kg
2698
锚管
m
744
纵向连接筋
φ22、20MnSi
kg
1564
井圈混凝土
m3
36
铺底
m3
202
回填土
m3
200
加固注浆
m3
26
凿除
凿除模筑/喷混凝土
m3
36//12
模筑
m3
624
钢筋
kg
74980
暗挖段
开挖
土
m3
10150
超前小导管
m
16470
注浆
m3
615
格栅钢架
kg
222400
钢筋网
kg
16798
喷混凝土
C20
m3
1588
超挖回填
m3
600
防水层
保护层
m2
4517
防水板
m2
4517
模筑
m3
1061
钢筋
kg
148540
隧底填充
m3
328
初期支护背后压浆
注浆管
m
58
注浆
m3
9
二次衬砌背后压浆
注浆管
m
66
注浆
m3
87
掌子面封闭
C20
m3
200
临时并拆除
喷混凝土
C20
m3
200
工20a
kg
61096
纵向连接筋
kg
2169
步梯
圬工
m3
90
钢筋
kg
1503
砖墙
m3
60
施工缝
环向
m
875
纵向
m
200
变形缝
m
240
车站竖井工程量(两座)
口部
开挖土
m3
512
C20喷混凝土
m3
15
C30模筑钢筋混凝土
m3
258
Ⅰ/Ⅱ钢筋
kg
23220
主体
开挖土
m3
2866
C20喷混凝土
m3
413
模筑C30钢筋混凝土
m3
647
Ⅰ/Ⅱ钢筋
kg
77640
工20a格栅钢架
kg
28230
φ22纵向连接筋
kg
5873
φ8、150X150钢筋网
kg
7509
防水层(无纺布+防水板)
m2
1387
锁脚锚管φ42x3.5
m
2160
临时支护及拆除
钢架工16
kg
5378
φ22纵向连接筋
kg
1028
竖井封堵
恢复地面
m2
5340
2.1工程的特点
本标段由刘家窑站~蒲黄榆站区间工程及蒲黄榆站车站工程两部分组成。
里程为K2+185~K3+096.7,全长931.7m。
其中车站长165.00m,区间长748.7m。
综合分析本标段的招标文件及现场踏勘情况,本工程具有以下特点:
A、本标段主要位于蒲黄榆路地下,地面交通繁忙,建筑物众多,施工场地狭窄,外界干扰大。
B、车站中上部位于粉土层、粉细砂层、中粗砂层,含滞水、潜水;下部位于粘土、细中砂层和卵石砾石层,底板位于细中砂层和卵石砾石层;区间拱部主要位于粉土层,下部位于粉细砂层、中粗砂层。
围岩自稳能力差,细中砂层和卵石砾石层为承压水层,要采取降水措施。
C.本标段的区间和车站均采用浅埋暗挖法施工。
除施工竖井及出入口外,所有的作业空间均在地下暗挖进行。
D.整个区间隧道通过设在在中部的竖井及临时施工通道进行施工;车站利用两个风道作为施工通道进行施工。
施工作业面少
E.区间结构为两条并行单线,净距约10m施工采用台阶法;车站采用单柱双拱双层结构,岛式站台,施工采用中洞法。
F.细中砂层和卵石砾石层为承压水层,渗透系数大,施工时采用井点法集中降水,洞内辅助明排水,保证施工在无水状态下进行。
2.2工程的重点、难点及相应措施
通过仔细研究招标资料及现场实际勘察,将如下项目列为本工程的重难点,在施工中重点解决:
序号
工程重点及难点
相应措施
1
结构埋深浅,地质条件差:
区间埋深10.3m~12.4m,拱部位于粉土层,下部位于粉细砂及中粗砂层;车站顶板覆土厚度5.9m~10.3m,中上部位于粉土层、粉细砂层、中粗砂层;下部位于粘土、细中砂层和卵石砾石层,底板位于细中砂层和卵石砾石层。
围岩自稳能力差,且含滞水、潜水
施工全过程采用注浆小导管超前支护,在车站及区间的特殊地段,采用双排超前小导管或大管棚加强支护;开挖过程中,掌子面预留核心土,并对每循环掌子面进行网喷封闭。
2
砂层含水量大,降水措施复杂:
主体结构大多位于粉细砂层及中粗砂层,含滞水、潜水,且细中砂层和卵石砾石层为承压水层。
渗透系数大。
在整个施工范围采用地面井点降水措施,辅以洞内明排水,保证在无水状态下施工。
科学布置井位,充分考虑到周围建筑对井位布置的影响。
同时采取回灌措施,控制降水对地面沉降影响,减少水资源浪费。
3
管线分布广,沉降控制严;
在蒲黄榆路与安乐林路地下市政管线众多,大部分与道路走向平行,并在道口处交叉和分支。
与车站主体及出入口、风道等结构平面位置有交叉和影响的有污水管、热力管沟、电力沟、电信管、自来水管等,同时又有过街天桥的墩在隧道影响范围内,因此,保护管线,控制地层变形非常重要,必须严格控制。
在管线密布地段及天桥墩基础附近地层进行超前注浆加固,施工时严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、快封闭、强支护、勤量测”的原则。
必要时采用悬吊、改迁等措施,以确保地下管线的安全和地面建筑物的安全
4
周围环境复杂,施工控制要求高。
本标段所处蒲黄榆路和安乐林路为交通主干线,交通繁忙,道路两边商宅楼遍布。
因此在控制施工噪声污染、空气污染、环境、文物保护和尽量减少扰民上必须高度重视,施工时严格控制,最大限度地减少施工对城市生活和商业活动的影响。
将安全生产、文明施工贯穿施工全过程。
建立健全环境保护、健康、安全、卫生管理体系和管理制度,严格按照北京市环保、安全、噪音等规范执行,并责任落实到人,常抓不懈。
5
车站开口断面大,结构复杂:
风道进入与车站交叉段后,断面尺寸由9.8×12.8m增大到9.8×18.3m,顶部也由拱型变成平顶,成为细长的矩形断面,开挖时受力复杂。
同时车站施工时,要在通道的一侧开口,拆除通道相应位置的钢格栅喷砼支护,从而使支护结构应力要重分布,在开口周边产生应力集中,空间结构受力形式复杂。
该开口交叉段,不仅是结构的薄弱环节、地表沉降较大区,同时又是车站施工的咽喉。
该段采用“八部法”开挖,并在开口四周做格栅钢架环框加固,并在开口拱部超前管棚及小导管,注浆加固围岩。
同时在施做通道二衬时,施做钢筋混凝土纵向梁,以补充开口对结构的减弱。
风道施工完毕后,首先进行风道处车站主体结构的施工,在主体结构达到强度后,方可进行车站破口作业。
6
车站跨度大,结构独特,施工难度大。
车站采用了单柱双跨结构,结构形式为:
初期支护为单跨,二次衬砌为单柱两层双跨连拱结构。
开挖跨度22.6m、高度16.3m。
跨度大,工序转换频繁,施工难度大。
并且单柱双跨结构在北京地区首次采用。
采用“中洞法”施工。
将整个开挖断面分成中洞和左、右侧洞三个部分,每一部分又由上至下分成四个小断面,这样将整个车站分成宽度约7.5m、高度约4m的12个小块。
开挖前对拱部进行超前小导管注浆加固,先施工中洞,在中洞主体结构衬砌完毕后,再对称开挖左右侧洞。
7
防水层接头多,防水标准高
由于车站为单柱双层双跨结构,砼要分条分块施工,施工缝多,不利防水
防水遵循“以防为主、防排结合、刚柔相济、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。
通过混凝土自防水、设防水层、初支及二衬背后注浆等多重防水措施。
第三章工程筹划及施工方案
3.1工程筹划
1、管理目标
本工程的目标管理详见下表项目管理目标表。
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- 北京地铁 标施组 讲义