某一线城市地铁一号线土建工程施工技术.doc
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1、目 录1、工程概况41.1 设计概况41.2 工程地质及水文条件51.3 工程环境51.4 气象特征62、工程特点及重难点63、施工工艺与方法103.1钻孔桩施工方案103.2水泥搅拌桩施工方案173.3区间SMW工法施工方案203.4隧道暗挖施工方案253.5暗挖大管棚施工方案333.6 TSS型注浆管注浆施工方案353.7支撑体系施工方案383.8基坑开挖方案413.9 模板工程施工方案443.10钢筋工程施工方案493.11防水施工方案533.12混凝土施工方案603.13土方回填方案634、特殊问题的处理664.1变形缝防水处理664.2新老结构接头处防水处理674.3新老结构衔接处不
2、均匀沉降的控制684.4降水井处理695、施工组织机构及劳力组织705.1施工组织机构705.2劳动力组织706、机械设备配套与材料管理716.1机械设备配套716.2材料管理737、进度、安全、质量、环保等施工保证措施737.1进度保证措施737.2施工安全保证措施757.3施工质量保证措施797.4环保保证措施878、采用的新技术、新工艺、新材料、新设备等情况919、施工绩效(包括进度、质量、安全、环保和社会、经济效益等)9110、主要的经验及教训9210.1主要的经验9210.2吸取的教训9311、主要施工照片941、工程概况1.1 设计概况xx市地下铁道1号线工程(新建段)xx工程是既
3、有线区间及风道改建工程。该工程线路较长,从地铁一号线xx站至xx站,全长近10公里;分布于八个地铁车站之间的六个区间内,分为相对独立的一个区间隧道改建、六个区间风道改建七个工点,其中西北角至西南角区间隧道以明挖法施工,其余风道采用暗挖法施工。1.1.1西南角至西北角区间隧道改建工程全隧道采用明挖法施工,围护结构原设计为8001000钻孔桩+800600水泥搅拌桩,由于地质情况发生变化,变更为SMW工法。基坑竖向设两道60012水平间距为3.0m的钢管支撑。衬砌采用模筑混凝土衬砌。结构为单柱双跨矩形框架,其中结构顶板、侧墙厚度为500,底板厚度为600,中间柱尺寸为300600。在线路里程为K9
4、+603.5、K9+657.5和K9+711.5处各设置变形缝一道。1.1.2 xx风道、xx风道xx风道、xx风道、xx道xx道区间风机房改建采用暗挖法施工,利用风亭作为工作井。xx风道、xx道xx道风道超前支护采用1086大管棚和42小导管围护结构,xx风道超前支护采用42小导管注浆。 初期支护采用钢格栅加临时支撑加纵向连接筋加网喷砼型式,钢格栅之间用25螺纹筋作为纵向连接筋,采用双层钢筋,网喷砼采用双层钢筋网,喷砼厚300。xx风道、xx道xx道风道主体结构为平顶直墙结构型式,xx风道主体结构采用拱顶直墙结构型式。1.1.3xx风道、xx风道xx风道、海光寺xx道区间风机房、xx区间风机
5、房采用半明挖半暗挖方法施工,其中道路以外部分采用明挖顺做法施工,道路以内部分采用暗挖法施工。xx风道明挖段基坑采用8001000钻孔灌注桩外加800600mm水泥搅拌桩做隔水帷幕的围护型式,海光寺xx道风道基坑明挖段基坑采用8001000钻孔灌注桩外加800600mm旋喷桩做隔水帷幕的围护型式,xx风道基坑明挖段基坑采用8001000钻孔灌注桩外加800600mm旋喷桩和800600mm水泥搅拌桩做隔水帷幕的围护型式。在圈梁顶部高度以下共设二道60012的钢管横支撑,钢管横支撑水平间距为3.0m。基坑降水采用600大口井降水,每个风道竖井设2座。xx风道、海光寺xx道区间风机房暗挖段超前支护采
6、用108大管棚和42小导管支护体系,xx风道暗挖段超前支护采用采用42小导管注浆。初期支护采用C20早强格栅网喷钢筋混凝土。风道主体结构风井和风道明挖部分采用单跨矩形结构,风道暗挖部分采用平顶直墙结构。1.2 工程地质及水文条件1.2.1、工程地质工程位于冲积平原,地形较平坦,区间隧道及风道主体均位于第四系全新统人工填土层(Qml)、第陆相层(Qal)、第海相层(Qm)中,基底位于第海相层(Qm)中,岩性为杂填土、淤泥质填土、粉质粘土及粉土,杂填土成分复杂,厚度不均,粘性土多呈软塑流塑状,土质松软,围岩分类为类,结构松散。水泥土搅拌桩穿越土层中夹有细砂薄层,采用明挖法施工时,应注意搅拌桩间咬合
7、,避免发生潜蚀或漏水现象。1.2.2、水文地质本场地地下水类型为孔隙潜水,赋存于第四系粘性土、粉土及砂类土中,该地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。地下水位埋深在0.82.4m,水位变幅1.02.0m。1.3 工程环境1.3.1.西南角至西北角区间隧道改建工程。该工程是地铁一号线西北角至西南角区间隧道,由于隧道曲线半径变化而进行部分改建。该工程与西北角车站相连,位于西马路上,车流、人流较为集中。西马路东侧为新修交通辅道,西侧为居民楼(距基坑811m)。该工程涉及的主要管线为横跨基坑的2根600供水管及1道39孔电信管;以及平行基坑,与基坑距离较近的新改管线
8、;1根煤气管和1根污水管。1.3.2.xx区间风道改建工程该工程是地铁一号线xx至西北角区间风道,由于既有风道位置变化,断面尺寸不足而进行改建。该工程竖井位于xx南路南侧,大丰路西侧路口空地上,场地比较开阔。通道暗挖通过大丰路西半幅进入既有风机房。该工程涉及的主要管线为400上水管、500雨污水管、电力电缆、16孔通信管线及一根500不明管线。1.3.3.xx区间风道改建工程该工程是地铁一号线西北角至西南角区间风道,由于既有风道断面尺寸不足而进行改建。该工程竖井位于西马路东侧郡安胡同居民平房区内,暗挖通道通过人行道、西马路东侧进入既有风机房。该工程涉及的主要管线为500上水管、100上水管、两
9、根电力电缆、两根通信电缆、1200雨水管。1.3.4.xx区间风道改建工程该工程是地铁一号线西南角至二纬路区间风道,由于既有风道位置与规划红线冲突,断面尺寸不足而进行改建。该工程竖井及明挖通道部分位于南开三马路与南开xx间的三角地带平房区内,暗挖通过南开三马路西侧进入既有风机房。该工程涉及的主要管线为500上水管、400污水管、20孔电信、电力电缆2根、及1根不明管线。1.3.5xx区间风机房改建工程该工程是地铁一号线xx道至小白楼区间风机房,由于既有风道与规划红线相冲突、断面尺寸不足而进行改建。该工程位于南京路与xx东南侧交口。风亭位于公安医院与xx间空地上,南京路及xx外采用明挖法施工,其
10、他部分采用浅埋暗挖法施工进入既有xx站风机房。1.4 气象特征xx市气候主要特点是:四季分明,冬季寒冷、干燥、少雨;春季干旱多风,冷暖多变;夏季气温高、湿度大、雨水集中;秋季天高云淡、风和日丽。历年最高气温39.9,历年最低气温-17,历年各月平均气温13.5,历年平均最高气温18.5,历年平均最低气温-9.3,历年平均降水量536.6mm,历年平均蒸发量1471mm,历年各月平均相对湿度61%,最大积雪深度10cm,历年平均风速2.7m/s,最多雷暴日数43日(平均30.3日),历年最大风速及风向13m/sWNW,大风最多日数36日,雾最多日数25日(平均14.9日)。土壤最大冻结深度0.7
11、m。69月为雨季,雨水集中,112月为冬季,湿度较低。2、工程特点及重难点2.1线路长,施工场地分散、狭小。本工程线路涉及从既有地铁一号线xx站小白楼站三个站内区间,全长近约10公里,含有1个161米长的区间隧道改建工程及四个相对独立的既有风道改建工程。工程线路长而分散,各工点均处于交通要道上,场地相对较为狭小。在施工过程中,我们采取了相应对策:(1)在每一个小工点设置责任心较高的现场施工技术人员及施工员,减小施工跨度,多工作面同时开展工作。(2)结合工程实际,编制科学合理、组织紧凑的施工方案,多个工作业面同时组织施工,施工时细化各工序,严格按网络计划精心组织施工。 (3)组织地铁施工经验丰富
12、的作业队伍进行管理、施工,加强职工技能培训,提高施工人员技能水平。(4)选择能获得高效率的施工方法和机械设备。加强机械设备维修保养工作。(5)精心筹划,选择配置充足的生产资源。2.2新建结构与既有结构接口段多,不均匀沉降控制难度大本工程为改建工程,而且既有结构与新建结构有部分重叠,新旧结构的基坑隆起和后期沉降量可能不一致,所以必须采取必要的措施保证接口满足规范要求。 (1)既有结构与新建结构有部分重叠,施作围护结构前,应在确定好既有结构的位置后方能施作围护结构。(2)在拆除既有结构时,为减少其对基坑的影响,可采用人工或机械拆除的方法,但既有结构的底板拆除应采用人工拆除,以减少对基坑底土层的扰动
13、。(3)为减少新建结构部分的基坑隆起和后期沉降,在新结构的基坑底部设旋喷加固,纵向采取抽条加固的方式,从新旧结构相交处向新结构一侧抽条的间距由密到疏,加固范围1520m。(4)区间新旧结构相交处在既有结构两侧的底板下设旋喷加固,加固深度为3m,以确保既有结构不下沉,风道与区间新旧结构相交处在既有结构的底板进行注浆加固。2.3周边管线较多,施工环境保护要求高本工区涉及保护的管线主要有明挖部分西南角西北角区间改建横跨基坑的管线及平行基坑的管线及暗挖风道横穿拱顶的管线。其中区间风道改建工程暗挖施工的重要原因就是在施工中必须采取相应的措施保证管线安全及正常使用。 (1)成立专门管线保护领导小组,由项目
14、经理担任组长,建立完善的规章制度,责任明确,加强管线保护和监测工作,确保在施工过程中管线保护工作万无一失。(2)结合详细既有管线图,采用人工挖探槽的方式,对施工范围内管线的种类、材质、埋深、位置等进行详细调查。(3)施工前详细了解各类环境物(地下管线,周遍建筑物和运营道路等)的现状情况及安全控制标准,制定施工控制的标准。(4)根据各管线的位置、种类、保护要求、受施工影响程度大小等具体情况布置合理的监测点,每天进行监控测量,并进行汇兑分析,使管线化始终处于可知可控状态。(6)对管线视影响施工的具体情况,针对各种管线制定针对性保护措施。针对横跨基坑或竖井的管线,采取桁架悬吊保护方案;针对平行于基坑
15、或竖井的管线采用跟踪注浆的保护方案;针对暗挖拱部管线采取预先超前注浆、跟踪注浆保护方案。大管棚及水平旋喷桩施工时控制注浆压力,防止地表隆起,同时开挖时预埋注浆管,根据监测结果跟踪注浆。2.4防水施工重要,施工难度大本工程所处位置地下水位高,施工防水标准高(工程防水等级位为二级),这些要点求我们必须采取有效措施,采取多种针对性的、科学的防水方案,精心组织防水施工。(1)严格控制深层搅拌桩止水帷幕墙的施工质量,严格技术标准,精细工艺操作,把好防水施工第一关。、(2)优化砼配合比,加强砼密实控制,增强砼自身防水能力,采取新材料、新工艺,提高砼防裂能力。(3)建立严格细致的工艺操作细则,控制施工缝,变
16、形缝,后浇带施工工艺及施工质量,建立“一条缝,一人负责”的专项负责制。(4)选派专业的防水队伍施作工程防水层,控制防水材料质量,严把防水板接缝处理关,严格接缝试验程序。(5)针对新老混凝土结合部,实现全封闭防水。开挖时部分超挖,露出老结构防水层并用于修复老防水层,施作防水过渡层后施工新结构防水层,确保新老防水层搭接不少于50cm。(6)针对初期支护时存在的渗漏水现象,先进行注浆堵漏后方可进行主体结构施工。(7)水平施工缝采用缓膨型止水条止水,竖向施工缝缝采用钢板止水。2.5既有结构拆除工程量大,拆除难度大本工区共有既有结构拆除近6000立方,其中每个风道约110立方。既有结构拆除与基坑开挖及支
17、撑或通道暗挖土方相平行,工程量及难度均较大。施工中xx项目部采取如下措施:(1)对于明挖部分既有结构拆除尽可能采取机械破除方式,加快既有结构破除速度。(2)明挖部分第一层土体开挖时加大开挖长度,增加既有结构砼破除工作面。(3)制定合理的既有结构砼破除方案,分块破除砼,成块砼取出地面后再予以破碎。(4)暗挖通道部位既有结构砼破除采用风镐破除,采取增加风镐及施工人员的方式加快砼破除速度。(5)既有结构砼破除尽可能安排在白天进行,减小噪音对周围居民的影响。2.6暗挖时极易发生大量漏水,涌砂现象。由于xx地下水位高,地层复杂,含砂量高,局部易发生管涌,施工过程中xx项目经理部采取如下措施:(1)控制水
18、平围护桩及管棚施工质量,制定严格的操作工艺和细则,做到围护结构不漏水。(2)采用TSS注浆法进行大管棚和小导管注浆,防止围护漏水。(3)针对开挖时出现的局部少量渗漏水,及时进行注浆堵漏后再进行施工,防止漏水加重。2.7控制浅埋暗挖法软土隧道开挖的沉降量,是暗挖施工的技术难题整个暗挖施工中,由于拱部下沉、围护变形等原因,会造成环境地表沉降。本工程环境保护要求高,如何控制其沉降量是本工程的一大难点。施工过程中采取的如下:(1)严格控制循环进尺,抓紧工序衔接,缩短初支护前开挖面暴露时间、暴露空间,减小时空效应的影响。(2)采用湿喷技术保证初期支护质量,初支护喷射砼中添加适量早强减水剂,缩智短初支砼的
19、凝固时间,提高其早期强度。(3)控制拱部下沉带来的沉降。主要从两个方面控制:一是控制分部开挖时拱脚处下沉,采取木板、砼垫石将拱脚垫牢固,及时在每个拱脚(含临时支撑拱脚)打锁脚锚杆(砂浆锚杆)解决;二是控制喷砼与土体之间的空隙。采取湿喷工艺,分层喷射,并在上部铺设一层钢筋网,保证喷砼密实,并及时进行背后回填注浆。(4)加强施工监测,进行信息化施工,使变形、沉降处于可知可控状态。2.8消除平顶隧道在初期支护形成过程中受力体系转换带来的影响。解决好平顶隧道初期支护形成过程中的受力体系转换带来的影响,防止出现地面及拱部的过量沉降和局部坍塌是贯穿整个暗挖施工过程中的技术难点。施工中采取的对策如下:(1)
20、根据监控量测数据对施工工况进行力学与变形分析,根据分析结果调整施工参数,做到施工管理人信息化,科学化。(2)分部开挖支护时,控制临时拱脚的下沉,拱脚用木板、混凝土垫块垫牢固,即时施工锁脚锚杆并注浆,待浆液胶凝后,再进行下部施工。拱部背后注浆紧跟掌子面。(3)加强临时中隔壁与临时仰拱强度,全部满喷砼,喷砼中加钢筋网。(4)二次衬砌时,保留部分临时支撑,并分段分层拆除临时支撑,临时仰拱只在中柱两侧2米范围内拆除,其余保留。3、施工工艺与方法3.1钻孔桩施工方案根据xx地区的地质特点,结合工程的实际情况,钻孔灌注桩拟采用QY-10潜水正循环钻机成孔,自成泥浆护壁,水下砼灌注工艺施工。施工中采用“间隔
21、跳打”方式。钻孔桩施工工艺流程图见图3-1。3.1.1桩位放线依据业主所提供的交桩资料及桩位,采用导线与三角测量相结合的方法,沿设计线路的两侧建立控制网,所有控制点都要填写报验资料,经监理工程师复测,并签字同意后方可使用。每个控制点都作好精心保护,在施工中每30天要进行一次复测,一旦出现偏差及时进行修正恢复。成 孔测桩位中心下 导 管导管起卸灌注混凝土护筒拔除挖砌泥浆池制备泥浆钢筋笼制作钢筋笼存放钢筋笼起吊商品砼试 验试块取样砼运输试块养护泥浆排放坍落度试验钻机就位一次清孔下放钢筋笼二次清孔孔口处理钢筋笼运输施 工 准 备桩位放线护筒埋设图31 钻孔灌注桩施工工艺流程图场内使用的临时水准点,依
22、据业主提供的基准点和高程引入场内并认真加以保护,临时水准点和高程的引入需经监理工程师复核,并签字同意后方可使用。依据设计图纸计算各桩位的坐标,并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系。经复核无误后在施工现场内实地放出,同时以桩中心为交点,在纵向和横向埋设好护桩,桩位经监理工程师复核并签字同意后方可进行下步施工。3.1.2埋设护筒护筒加工采用5mm厚钢板,直径为900mm ,护筒长1.4m,埋深1.3m。在挖埋护筒时,挖坑直径比护筒大0.2m,坑底深度与护筒底相同。护筒埋设时,护筒中心与桩位中心偏差不大于2cm,严格控制护筒的垂直度,护筒倾斜度不大于0.5,同时其顶部高出施工地面30cm。护筒固定正
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