主体结构初支方案31Word格式文档下载.docx
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沉积
年代
地层代号
岩性名称
天然密度(g/cm3)
粘聚力c(kPa)
内摩擦角φ(°
)
水平基床系数
KS(MPa/m)
垂直基床系数
KC(MPa/m)
静侧压力系数
K0
钻孔灌注桩的
极限摩阻力qisa(kPa)
地基的基本承载力σ0(kPa)
人工
堆积层Qml
①1
杂填土
①
粉土素填土
四纪全新世冲洪积层Q41al+pl
③
粉土
45
35
0.29
③1
粉质粘土
38
26
0.73
③2
粘土
26.38
0.58
③3
粉细砂
2.00
30
25
0.38
60
250
④2
1.90
48
36
0.43
210
④3
40
0.35
70
第四纪晚更新世冲洪积层Q3al+pl
⑤
圆砾
2.15
90
0.25
120
700
⑤1
中粗砂
2.08
450
⑥
2.02
24
18
0.02
0.63
240
⑥1
1.89
37
14
200
⑥2
2.05
10
28
62.3
260
⑦
卵石
110
80
900
⑦1
100
⑦2
50
300
⑧
1.94
图2主体结构地质纵断面图
四、施工特点、难点分析
1、主体初期支护结构分导洞内拱脚施工和主体拱顶大弧施工两阶段进行,如何保证两次施工的连接精度,成为施工控制的难点。
2、交叉口处结构复杂如何实现该处结构之间的顺利衔接、受力转换为施工难点。
3、主体结构段面类型较多,开挖面积大,过渡段、交叉口处受力复杂,初支必须尽早封闭成环,减少沉降。
4、地面建筑复杂、交通流量大,东三环京广桥为北京交通主干线之一,施工当中必须做好桥桩保护是工程中的重点。
5、初支背后回填量大,背后设连接钢筋、前端设工字钢横撑,保证结构稳定性,为施工重点。
6、小导洞部分混凝土及钢架的破除方法、顺序对土体扰动产生直接影响,且费工费时,必须精心组织。
7、洞内作业空间小,施工工序多,相互之间干扰大,必须合理安排才能保证施工进度。
8、扣拱开挖初支穿过污水管线和暗河,如何确保施工安全是本项工程施工控制重点。
五、施工方案
㈠总体施工目标
1、质量目标
实现分项、分部合格率100%,优良率达到95%以上,质量等级优良。
2、安全生产目标
无工伤、死亡事故;
无等级火警事故;
无机械设备事故。
3、文明施工目标
树样板工程,建标准化现场,做文明职工,争创“北京市文明施工样板工地”。
4、环境保护目标
施工中的废水、废气、各种废弃物达标排放;
控制噪音污染;
创建北京环保型建筑工地。
5、工期目标
主体结构扣拱施工分四个阶段施工:
第一阶段:
2005年1月10日~5月22日,进行冠梁、拱脚初支施工。
第二阶段:
2005年3月20日~7月26日,施做各交叉口处圈梁。
第三阶段:
2005年4月11日~9月16日,主体拱部开挖及初期支护。
第四阶段:
2005年4月11日~2006年1月25日,主体结构中板及拱部二衬。
㈡施工准备
⑴认真阅读、审核施工图纸,作好图纸会审、原始资料调查分析及技术交底工作。
⑵按设计位置作好施工放样。
⑶做好原材料的试验及资料备案工作。
⑷做好地面和地下洞内的监控量测的准备工作。
㈢施工顺序
桩顶冠梁、初支拱脚及回填→扣拱开挖初支、圈梁施工→施做中板及拱部二衬
1、桩顶冠梁、初支拱脚及回填
先行施做设备通道、右线两个导洞冠梁、初支拱脚及回填,然后再施工左线、两端迂回风道和西北风道的冠梁、初支拱脚及回填。
2、圈梁施工
施做主体左右主线与各个通道、出入口交叉口处的圈梁,满足主体主线开挖扣拱的条件。
①施做主体右线与设备(行人)通道、西南(西北)出入口、南(北)端迂回风道交叉口处圈梁,再进入设备联络通道及主体右线开挖;
②施做主体左线与设备(行人)通道、东南(东北)出入口、南(北)端迂回风道交叉口处圈梁,再开挖主体左线。
③从主体右线与南端迂回风道交叉口,由西向东开挖南端迂回风道;
④西北风道开挖到位后,由西向东开挖北端迂回风道。
3、扣拱开挖初支
由南(北)端迂回风道交叉口起从两端开挖主体左右主线,同时从西向东进行设备通道的开挖,开挖宽度6.1~10.3m。
当西北风道及迂回风道具备条件后从竖井开始进行扣拱开挖初支施工。
最终完成主体初期支护结构。
顺序如下图所示:
图3平面施工顺序示意图
4、中板(站厅板)及拱部二衬
中板(站厅板)及拱部二衬的施工顺序与扣拱开挖初支的施工顺序相反,由内向外进行。
六、主要施工方法及工艺
主要施工步骤分几步进行,具体如下:
㈠冠梁施工及预埋拱脚格栅钢架
钻孔桩施工完成后,绑扎冠梁钢筋,预埋拱脚部分格栅钢架。
施工顺序:
清理桩头→连接钢筋笼→地面找平→绑扎冠梁钢筋→支立模板→架设脚手架→焊接工字钢横撑及背后钢筋→预埋拱脚部分格栅钢架→浇筑冠梁混凝土→养护。
施工方法及注意事项:
1.清理桩头至新鲜混凝土面,保证冠梁同钻孔桩的连接质量;
2.按照设计标高将导洞底地面找平,统一用水泥砂浆制作找平层;
3.模板支立前用风管将钢筋骨架内的杂物清理干净,模板采用600×
1500mm的定型钢模板,用φ48钢管和方木支撑,每15m支立一段,具体支立方式见下图4;
4.横支撑采用Ⅰ20a工字钢,架设高度位于两拱交叉点以下1.5m,留出下步施工作业空间,在抬高断面应上下布置2道横撑;
5.每榀拱脚格栅在顶端、起弧段各布设一根背后加固钢筋,直径φ25mm,两端做成弯钩,一端焊接在拱脚格栅主筋上,一端焊接在导洞格栅主筋上;
6.架立拱脚部分格栅钢架时,在拱脚及起弧点布置2个控制点,通过水准仪和全站仪调整好每段头尾两榀格栅的位置,再挂线调整其它格栅;
格栅架立示意图见图5;
㈡拱脚初期支护
待冠梁混凝土达到规定强度后,拆除冠梁模板,支立拱脚模筑混凝土模板,浇注导洞内拱脚部分混凝土,在过渡段及挑高段无法支利模板的部位初支采用喷射混凝土,初支背后采用混凝土回填。
图4冠梁模板支立示意图
图5格栅架立示意图
拆除冠梁模板→焊接纵向连接筋→挂网→安装模板→浇注(或喷射)混凝土→拆除脚手架→养护
注意事项:
1.格栅背面挂设金属焊接网,φR8mm,网格间距150×
150cm。
2.导洞内拱脚格栅模筑采用木模吊模施工。
3.混凝土分层浇注,并按期对预埋的观测点进行监控,然后根据观测点位移的变化情况采取相应的加固措施。
。
㈢开挖、架立拱部格栅、喷射混凝土、二次背后回填
打设超前双排小导管并注浆→左半幅土方开挖→破除导洞混凝土及格栅→测量放线,架立拱部格栅→焊接纵向连接筋→挂网→预埋背后注浆管→喷射混凝土→导洞顶部二次背后回填→右半幅施工(同左半幅)→土体开挖至小导洞底板下部。
1.主体结构断面拱部均处于粉细砂层中,开挖时极易塌方,且过管线段有渗水情况,施工时超前小导管改为每榀打设。
小导管采用Φ32×
3.25水煤气管,L=2~2.5m,环向间距0.3m。
2.在小导洞内部,利用支撑初支格栅的工字钢作为施工平台,超前2~4m破除主体初支贯穿小导洞位置的混凝土,保留导洞格栅钢架,同时预埋背后注浆管,安装拱部格栅时再割除受影响的导洞格栅钢架的钢筋。
3.拱部开挖以中隔壁(或竖撑)为界,分为左右2个洞室,前后步距3~5m,主体标准断面开挖高度控制在2.5m以内,加高断面台阶法开挖。
4、根据沉降观测和地质情况,在过污水管线、暗河、楼房和桥区部位及各开口部位5.0m范围内开挖时是否采用中隔壁和临时仰拱进行加固。
5、扣拱初支格珊钢架的连接方式采用栓接,允许有一个断面因安装不到位采用钢筋加固焊接。
6.破除导洞尺寸不宜过大,满足施工空间要求即可,破除时应尽量减少对土体的扰动,并随时观察土体情况。
7.架立拱部格栅及中隔壁时,在拱顶、拱脚及竖撑底角布置3个控制点,通过水准仪和激光指向仪调整好格栅的位置。
格栅位置调整好后焊接临时仰拱,临时仰拱采用Ⅰ20a工字钢。
开挖面封闭成环形成稳定结构。
见图6初支施工。
8、拱部初支根据沉降观测情况,是否采用喷射混凝土将导洞格栅与初支连为一体。
9.喷射混凝土前,在小导洞拱顶预埋背后回填注浆管。
注浆管必须埋设至小导洞拱最高处,并在管头加密注浆孔,防止因喷砼堵住注浆孔而无法注浆。
10.拱顶初支部分的回填喷射是重点,要保证混凝土喷射密实,喷射后做好混凝土面的修整,保证平整度。
图6初支施工
㈣中板(站厅板)及拱部二衬结构
在拱部站厅层下部土体开挖完毕后,由内向外分段拆除临时支撑破除小导洞及临时仰拱的混凝土,施工中板结构,施工段一般为12.0-18.0m,当中板混凝土强度满足后,进行拱部二衬施工,拱部二衬结构厚度为700mm,为C30防水混凝土,抗渗等级不小于S10,施工段一般为8.0-10.0m,与中板呈阶梯状施工,施工时综合考虑结构拆除临时支撑及破除小导洞混凝土引起的受力转换以及对初期支护变形的影响,采取分段拆除、分段施工并加强施工监测等措施施做中板及拱部二衬结构。
中板部分土方开挖→施做中板防水层→中板结构施工→分段拆除临时支撑、破除小导洞混凝土→施做拱部防水层→支架架设→绑扎钢筋→安装模板→浇筑拱部混凝土→混凝土的养护
中板施工:
初支完成后继续向下分段开挖土体至中板底部,每段开挖长度8~10m。
开挖时不要扰动下面土体,如出现局部松散要进行夯实,然后打设不小于5cm厚高标号砂浆垫层,挂线以中板下底面标高为准找平,两侧用红砖砌筑,外侧砂浆抹平,待砂浆达到一定强度后,表面打蜡做隔离层,然后开始帮扎钢筋,两侧高出中板30cm预留钢筋街接头,中板下边墙预留钢筋及防水板,保护后用沙子回填,浇注中板(站厅层)c30混凝土。
见图7中板施工。
图7中板施工
施工注意事项:
1、开挖时尽量不要扰动下面土体,砂浆垫层要平整光华,棱角分明流畅,在钢筋绑扎和砼浇筑时不能破坏垫层和隔离层。
2、二衬向下预留的钢筋采用一级直螺纹机械连接,预留长度0.3m,位置要准确。
3、为了减少接缝,此处的防水板材采用纵向铺设,下部预留部分用砂子掩埋,防止钢筋绑扎和砼浇筑时对防水层造成破坏。
防水层铺设时要严格按设计和规范要求施工。
4、加强砼的养护,防止砼开裂。
5、加强中板的沉降观测,根据沉降变化情况,分析原因采取适当的加固措施,防止拱部二衬施工时由于中板沉降过大使拱部二衬产生开裂现象。
拱部二衬施工:
待中板混凝土达到一定强度后进行拱部二衬施工。
拱部模板采用300mm×
1200mm钢模板,支架采用碗扣绞手架或型钢支架。
碗扣绞手架为0.9m×
1.2m布置,钢管剪刀撑加固支架的稳固;
型钢支架立撑采用20a工字钢,横撑采用槽钢。
拱部二衬采用分段施工,每段长度6~10m,具体长度根据所处位置和结构决定。
钢筋在加工场统一加工,现场绑扎,钢筋主筋采用直螺纹机械连接,钢筋的加工和绑扎要严格按设计和施工规范要求施工。
拱部二衬采用泵送砼浇筑,砼浇筑时由两侧对称分层浇注,由下而上进行。
每段在两侧边墙起拱处设置两个砼投料口兼振捣口,在拱顶中部和堵头板位置各设置一个砼投料口。
投料口采用0.4m×
0.5m,以便于泵管的插入。
投料和振捣结束后用插板将口封闭。
拱部二衬施工见图8。
图8拱部二衬
1.加强中板混凝土的养护,防止混凝土开裂。
2.在拱部初支结构趋于稳定,收敛、变形在允许范围内的情况下分段拆除临时支撑。
3.防水层的施工是工程中的重点,施工前应对防水进行有效处理。
4.架立支架除保证支架达到承载能力要求外,还应合理考虑施工通道的布置,对开挖面施工不产生影响。
5、在砼浇注前,在标准断面沿拱部二衬每5.0m设置一排回填注浆管,在交叉口和抬高断面等特殊部位每3.0m设置一排回填注浆管。
每排设置5个回填注浆管。
注浆管的设置要严格按设计和施工规范要求施工。
6、加强监控量测,按照设计要求项目和频率进行布点监测。
根据变化情况采取回填注浆,确保二衬背后的密实。
二衬混凝土达到一定强度后,拆除模板,继续向下开挖土体施做腰梁及钢管撑,开挖至结构底部,顺做二衬结构。
七、细部结构施工
㈠初支施工
格栅钢架连接的细部结构处理的好坏,直接影响格栅安装的精度,以及初期支护结构的质量,是施工过程中不可忽视的问题。
下面对施工中主要的几个细部节点做说明。
图9节点分布图
1、拱脚处(A节点)
拱脚部分格栅同冠梁连接处,直接将格栅钢架主筋延伸插入冠梁混凝土内,保证初期支护结构同冠梁连接的整体性,锚固长度≥35d。
A节点大样
2、格栅钢架连接处(B节点)
B节点大样
结构拱顶部分处于粉细砂层中,开挖极易塌方对施工安全、质量造成影响,同时为施工安全,节点离开拱顶1m,避开拱部变形最大处。
3、拱顶处(C接点)
C接点大样
㈡交叉口圈梁施工
交叉口圈梁是主体初支施工的前提条件,在进行主体开挖之前应先行施工。
下面以主体右线与设备通道交叉口处圈梁为例,施工方法如下:
1、设备通道冠梁施工完成后,开挖设备通道主体拱部,施做初支结构至变形缝,喷射混凝土封闭掌子面。
2、在导洞底板上方施做圈梁临时中板,延伸进设备通道3m,配筋与中板钢筋相同。
3、为方便交叉口圈梁与主体右线二衬结构的连接,将圈梁范围内的主体二衬结构施做至圈梁拱顶同一标高。
由于圈梁结构向北至压低断面堵头墙距离仅0.75m,将该部分二衬结构同圈梁一起施工。
4、脚手架采用DWJ多功能碗扣支架,步距900mm×
900mm,中间预留施工通道。
5、拱顶底部及侧墙模板采用定型钢模板,其他部位应需要预留连接筋,采用竹胶板,用方木固定。
6、圈梁下部结构与主体中隔板同步施工。
7、其他部位圈梁施工参考此施工方法。
剖面图平面图
㈢换乘节点(远期M6线)初支节点
1、由于换乘节点远期M6线预留口结构的影响,将拱脚初支钢格栅后移50cm,使其初支与预留口结构避开。
2、由于初支背后回填操作空间狭小,拟采用C20喷射混凝土回填。
3、导洞内工字钢横支撑在施做拱脚初支时,根据拱脚格栅预埋位置进行换撑,施做M6线预留口结构时拆除。
㈣过管线段施工加固措施
1.南、北迂回风道过污水管线施工措施
车站南、北迂回风道施工均要下穿通过沿东三环南北走向的φ1250和φ700污水管线。
该管线距离风道结构拱顶最近距离仅为421mm。
施工时必须采取有效措施,保证施工安全。
采取措施如下:
1)、开挖前打设超前探管,探明地质及地层含水情况,采用双排小导管加强超前支护,必要时采用全断面注浆进行止水、堵水,注浆用水泥、水玻璃双液浆,增强止水效果;
2)、缩短格栅间距,减小每循环进尺,喷锚支护快封风道与污水管线位置关系闭,快闭合;
3)、多台阶开挖时,要加强锁脚,每侧打设2根锚管;
4)、初支和二衬背后要及时回填注浆;
5)、加强监控量测,以量测结果指导施工。
2.主体过暗河施工措施
车站左、右主线结构需要下穿通过东西走向的地下暗河(二道沟雨水方沟)。
暗河结构尺寸大,内径高×
宽为3000×
4500mm。
施工通过时施工时必须采取有效措施,保证暗河结构的稳定及施工的安全。
主体与暗河位置关系
1)、抽排管沟内积水,在过管沟施工前,需提前抽排管沟内积水,防止积水渗漏,减少对扣拱开挖的影响。
2)、采用超前导管进行地质钻探,探明前地层及地下水情况,判断前方有无地下水存在,如前方砂层含水量明显增大,则表明前方管沟渗漏或有水囊存在,需立即封闭掌子面,超前全断面注浆加固前方土层。
3)、必要时采用双排超前小导管施工,管长3m,环向间距0.3m。
4)、超前支护实施后,进行上台阶开挖支护,按要求预留好核心土,并严格控制开挖步距,及时封闭成环。
㈤桥桩及地面建筑保护
呼家楼站位于北京市繁华地段,周边环境复杂,地下管线多,地面建筑多以高层住宅楼为主,车站上方的东三环京广高架桥是北京市政道路的主干线之一,昼夜交通流量大,修建至今使用频率高、时间长,部分结构已老化。
车站导洞及主体先后施工,势必对土体造成多次扰动,控制好地面沉降及桥桩保护工作是施工当中的重点。
1、过桥桩区施工当中严格遵循地铁施工十八字方针“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”,并增加其他有效措施,减少地面沉降,保证地面建筑的安全。
桥桩位置关系图
西北风道部分初支结构位于朝阳区向军北里13号楼斜下方,水平距离3.42米,垂直距离7.74米,设计对过楼房段的加固采取地面打设隔断桩,洞内全断面注浆加固土体的施工方法。
目前地面隔断桩施工完成,小导洞通过时采用洞内的全断面注浆法施工,从监控量测数据分析该方案有效的控制了地表沉降,保障建筑物的结构安全,因此西北风道主体过楼房地段扣拱施工时仍然考虑采用洞内的全断面注浆法施工进行地层加固。
2、过朝阳区向军北里13号楼房段西北风道部分的施工
西北风道过楼房段平面图
⑴、技术措施
a、首先在掌子面打设注浆管及注浆检查孔,每个注浆段长5.0m,注浆循环步距3.0m,搭接长度2.0m。
b、在拱部打设双层超前小导管,掌子面挂网喷射40cm厚的C20混凝土止浆墙,然后进行全断面注浆加固地层。
c、土方开挖步距0.5m,台阶法分左右两洞进行开挖,左右两洞开挖步距5米,并施做中隔壁与临时仰拱,土方开挖步骤及结构二衬施工与车站主体相同。
⑵、注浆顺序为:
外排导管超前注浆加固,内排导管超前注浆加固,掌子面超前注浆加固。
⑶、注意事项:
a、风道拱部位于粉细砂层开挖时尽量减小对围岩的扰动
b、必须严格注浆效果的检查,未达到注浆效果的应补注浆,注浆压力及浆液配比应通过实验调整,压力应控制适当,防止因压力过大使楼房产生隆起变形。
c、严格控制开挖步距及格栅纲架的安装质量,严禁超长度开挖。
d、及时初期支护,快速封闭,及时进行背后回填注浆,控制地表沉降。
e、用监控量测数据指导施工,及时布设监控量测点。
八、施工进度计划
根据地铁十号线项目管理处对十号线总工期和2005年施工形象进度和投资完成目标的要求(形象进度目标:
暗挖车站完成主体结构全断面扣拱施工,主体土方开挖完成,边跨二衬完成50%;
投资完成目标:
完成投资占有效合同额的55.8%,开累完成78%)。
结合呼家楼车站的实际情况,计划于2006年1月底完成车站主体扣拱施工(包括中板(站厅板)及拱部二衬)。
主体扣拱施工进度计划见《呼家楼站扣拱施工进度计划网络图》
九、施工资源配置
㈠施工组织与劳力安排
1、施工组织机构
为保质、保量按期完成本工程的施工任务,项目部成立主体初期支护施工领导小组,由项目部常务副经理朱元生任组长,张云生、王树才任副组长,成员由项目经理部的各职能部门负责人和二、三分部的经理、总工组成。
2、劳力安排
根据总体施工部署及工程进度安排,每个洞室考虑3个班组24小时不间断作业,每个班组8人,施工高峰期预计投入336人进行开挖、初支作业。
施工过程中根据进度要求及时调整劳力,保证满足工程需要。
㈡物资供应
⑴开工前落实各项施工用料的计划,按照程序要求选定合格厂家和产品,签订供货协议,并分期分批组织进场。
⑵由于施工场地限制,现场不可能存放比较多的材料,因此对各种材料的进场时间、数量等要提前做好计划,认真组织,专人负责,分阶段陆续进场,保证使用。
㈢主要机械设备配置
主要施工机械设备见下表:
主要施工机械设备表
序号
名称及型号
功率(KW)
数量
功率合计(KW)
1
强制式拌合机
500m3/h
2台
2
砼喷射机TK-761
7KW
6台
3*7KW
3
空压机
12m3/min
3台
4
地泵
80m3
5
切割设备
6套
6
交流电焊机容量30KVA
20台
7
变压器800KVA
8
装载机
Z50
9
自卸车
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- 主体 结构 方案 31
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