四号线主体暗挖施工方案

车站主体暗挖施工方案1编制依据=1\*GB2⑴第五分册四号线双层暗挖主体结构施工导洞及围护结构施工图（BJ4-218-SS-05-JG-001~020）、北京地铁四号线工程施工设计黄庄站综合接地装置图（BJ5-115/218-SS-01-JD-001~006）。=2\*GB2⑵北京地铁四号线黄庄站地质勘探资料。=3\*GB2⑶国家及部委相关施工技术规范、规程、标准。=4\*GB2⑷我单位类似工程施工经验。2编制范围车站主体暗挖、封端及接地装置施工，包括车站主体开挖、支护，主体封端及下导洞接地装置施工。根据工程需要，编制上述工程内容的施工方法、施工工艺顺序、施工组织、进度计划、劳材机的配置、施工管理及相关保证措施等。3编制原则=1\*GB2⑴在充分理解设计图纸的基础上，采用安全有效、合理可行、经济快速的施工工艺。=2\*GB2⑵坚持“安全第一”的原则。保证施工过程组织实施的安全，保证施工质量的安全，保证周围环境和地表沉降的安全。=3\*GB2⑶严格遵照施工规范、设计图纸要求的原则。=4\*GB2⑷确保工程质量和工期的原则。4工程概述4.1地理位置北京地铁四号线黄庄站位于海淀区中关村大街与知春路、海淀南路的十字交叉路口处，为四号线和十号线的交叉换乘车站。四号线车站主体双层暗挖段施工通过南北两端的1#、2#风道进行，在1#、2#风道施工完成后，即转入四号线车站主体双层暗挖段施工。4.2规模尺寸车站主体为双层暗挖，采用上、下四导洞的洞桩（柱）法施工。施工导洞初期支护均为马蹄形暗挖结构，四号线上下施工导洞拱顶覆土分别为7.1m和7.8m，导洞开挖断面为10.820m×6.072m，里程:K20+383.863-K20+600.463，长度为5地质情况5.1工程地质a.上导洞拱顶埋深7.1m左右，南侧上导洞从拱顶向下土层依次为粉质粘土③1层、粉土③层、粉质粘土④层、粉土④2层、粉细砂⑤2层、卵石圆砾⑤层等，拱底坐落在卵石圆砾⑤层；北侧上导洞从拱顶向下土层依次为粉质粘土③1层、粉质粘土④层、粉土④2层、卵石圆砾⑤层、中粗砂⑤1层、卵石圆砾⑤层等，拱底坐落在卵石圆砾⑤层。b.下导洞拱顶埋深18.0m左右，南侧下导洞从拱顶向下土层依次为中粗砂⑤1层、卵石⑤层、粉土⑥2层、中粗砂⑦1层、卵石⑦层等，拱底坐落在卵石⑦层及中粗砂⑦1层；北侧下导洞从拱顶向下土层依次为中粗砂⑤1层、卵石⑤层、粉质粘土⑥层、细中砂⑥3层、中粗砂⑦1层、卵石⑦层等，拱底基本坐落于卵石⑦层。5.2水文地质上层滞水：主要赋存于粉土②层、粉细砂②层、粉土③层、粉质粘土③层、局部为粉质粘土④层、粉细砂④层的孔隙之中，水位标高为47.00～42.16m（水位埋深为4.80～9.50m），渗透系数1.5X10-6～6.0X10-3cm/s，补给来源为大气降水、河水、生活污水和管线渗漏为主，以地面蒸发和越流补给下层地下水的方式排泄。潜水：含水层为粉细砂④层、卵石圆砾⑤层和粉土⑥层，中粗砂充填，水位标高为35.39～31.53m，水位埋深为16.10～20.10m，渗透系数1.0X10-6～1.0X10-1cm/s，补给来源以侧向径流和越流为主，以侧向径流和人工抽取方式排泄。承压水：含水层为卵石圆砾⑦层、⑨层，中粗砂充填；水头标高为27.10～25.94m，水头埋深为25.10～27.20m，渗透系数5.0X10-2～1.0X10-1cm/s，主要接受侧向径流补给及越流补给，以侧向径流方式排泄。四号线主体暗挖地质土层以粉土、中粗砂、卵石为主，局部夹透镜体，上层滞水、潜水为影响主体暗挖的主要因素，四号线车站地质纵剖面如5.2所示。6施工工艺及施工方法6.1开挖断面四号线施工导洞由南、北两端风道进洞暗挖施工形成。采用上、下四导洞的洞桩（柱）法施工，四号线车站主体导洞示意图见图6.1。6.2开挖工法导洞一、二采用双侧壁导坑法施工，导洞三、四采用CRD法施工。具体施工工法：采用台阶法施工，台阶宽度2-3m，高度为格栅节点高度。由于导洞开挖高度6m左右，为保证上台阶作业，上台阶采用预留核心土法施工，核心土尺寸：宽度×高度=1m×1.5m，先开挖周边土体安装拱部格栅，开挖进尺按格栅间距，格栅安装完毕，及时喷射砼支护封闭。6.3主要施工要点及技术要求（一）施工导洞主要施工要点及技术要求1.主要施工步序施工导洞初期支护均为马蹄形暗挖结构，四号线上下施工导洞拱顶覆土分别为7.1m和18.0m。四号线由南向北为下坡，线路纵坡为：2‰。其主要暗挖施工步序详见图6.1.1、图62.主要设计及施工参数（1）初期支护C20砼厚350mm，中隔壁厚（2）超前支护结构拱部设置超前管棚和超前小导管，超前管棚采用非开挖铺管技术一次施作；超前小导管结合实际地质情况随开挖施作，其技术要求如下：a.上导洞及中跨拱部：砂层内导洞采用小导管周壁超前预注浆，小导管采用Ф32的热轧钢管，t=3.25mm，长度2.5m，外插角5°~10°，每两榀格栅打设一排，环向间距0.4m，管壁每隔100~200交错钻眼，眼孔直径6~8mm。注浆浆液根据地层情况并由现场试验确定，并根据围岩条件控制好注浆压力（注浆压力0.4~0.6MPa），要求加固体直径不小于0.5m。为防止浆液外漏，必要时可在孔口处设置止浆塞。b.下导洞：超前小导管每两榀格栅打设一排，环向间距0.3m，其它技术参数同a。（3）钢格栅：每榀格栅拱间距、上下导洞第一榀格栅里程及格栅拱顶标高详见格栅平面布置图6.2.1、图6第一步：在风道内施作超前管棚及第一组超前小导管，注浆加固地层，先后开挖1、2号洞室土体，施作初期支护及锁脚锚管，并根据现场情况有必要时及时封闭掌子面；第二步：施作小导管注浆加固地层，继续开挖3、4号洞室，施作初期支护及锁脚锚管；1、3号洞室、2、4号洞室、3、4号洞室纵向步距35m左右；第三步：施作小导管注浆加固地层，先后开挖5、6号洞室，施作初期支护，完成下施工导洞；3、5号洞室、4、6号洞室纵向步距35m左右；第四步：施作小导管注浆加固地层，先后开挖7、8、9、10号洞室，施作初期支护及锁脚锚管；7、9号洞室、8、10号洞室纵向步距15第五步：施作小导管注浆加固地层，先后开挖11、12、13、14号洞室，施作初期支护及锁脚锚管，完成上施工导洞；11、13号洞室、12、14号洞室纵向步距15m左右，11、12号洞室、13、14号洞室纵向步距35m左右；第六步：在下导洞内敷设防水层、施作底纵梁、部分底板及桩底拉梁；分段凿除上导洞内的临时仰拱，在上导洞内自上而下施作边桩及边桩冠梁、中间立柱；为控制拆除临时仰拱时的变形，应先拆除一段临时仰拱，并加强监控量测，并根据量测结果拆除其余临时仰拱。第七步：分段凿除上导洞内的临时中隔壁，敷设拱部防水层，施作拱部二次衬砌，待拱部二次衬砌达到设计强度后，将上导洞内临时中隔壁顶紧拱部二次衬砌，然后再分段凿除下导洞内的临时中隔壁，敷设底板防水层，施作底板二次衬砌；第八步：施作中跨拱部小导管，注浆加固地层，开挖中跨拱部土体，纵向紧跟施作拱顶初期支护；初期支护穿孔及时架设顶梁水平钢支撑；第九步：分段凿除上导洞部分初期支护，施作中跨拱部二次衬砌；第十步：凿除基坑内上导洞剩余部分临时初期支护，边开挖边施作边桩间网喷支护至中楼板底标高处；敷设侧墙防水层，施作内衬墙、中楼板；待中楼板达到设计强度后，方可拆除临时钢支撑；第十一步：继续开挖基坑并施作桩间喷锚支护，凿除基坑内下导洞的临时初期支护，开挖基坑至底板设计标高处（分段开挖，分段施做底板，每段长度≤6.0m；否者，按照顶梁做法及预埋件架设临时钢支撑）；第十二步：施作底板垫层，敷设防水层，施作底板及下层内衬墙，完成主体结构。（4）钢格栅拱内外均设置单层钢筋网：钢筋网为Ф6@150X150，搭接长度150mm。（5）钢拉杆：前后榀格栅设Ф22钢拉杆，除挖孔桩与钢管柱格栅开洞桩边左右两侧各1.5m范围内环向间距为0.25m，内外双层布置，分布于上导洞底拱与下导洞顶拱位置外，其它环向间距1.0m，纵向长度1.0m。上下导洞开口处纵向连接筋环向间距为1.0m，内外双层布置，可根据实际情况沿导洞环向加设Ф25（上导洞）、Ф28（下导洞）环向主筋与纵向Ф22连接筋焊接并铺设Ф6（15×15cm）双层网片。该处纵向连接筋应与风道暗梁主筋焊接，施工时可考虑在暗梁内预埋主体纵向Ф22连接筋。（6）锁脚锚管：施工导洞每榀格栅在拱角节点处打设一根锁脚锚管。锁脚锚管采用Ф32的热轧钢管，t=3.25mm，长度2.5m，外插角8°左右；锁脚锚管与钢格栅间应有可靠连接；锁脚锚杆内注浆浆液根据地层情况并由现场试验确定，注浆压力0.4～0.6MPa，注浆加固厚度0.5m。（7）初支背后回填注浆以初支与围岩的密贴为原则，回填注浆管采用Ф32的热轧钢管，t=3.25mm，长度0.6m，2m×2m梅花型布置于拱部。注浆浆液结合现场试验，粉砂层宜采用改性水玻璃浆液；砂砾层宜采用水泥浆；粘土层中宜采用水泥、水玻璃双液浆；初支背后回填宜采用水泥砂浆，具体配比如下：1)水泥、水玻璃双液浆：水泥：水=1：1-1：1.2（质量比），水玻璃为20-25Be/，两种浆液掺外加剂按体积比为1：1注浆；2）改性水玻璃浆液：98%浓硫酸按（1：8-1：12）的比例稀释成稀硫酸，水玻璃为20-25Be/，两种浆液按2：1-3：1比例混合注浆；3）水泥单液浆：水泥：水=1：1-1：0.8；4）水泥砂浆：水泥：砂=1：1。3.隧道开挖及初期支护（1）基本原则：施工中必须严格遵循“管超前、严注浆、强支护、短开挖、早封闭、勤量测”的施工原则，尽少扰动围岩，短进尺，尽快施作初期支护，并使每步断面及早封闭，采用信息化施工，勤量测和反馈以指导施工。（2）要加强对开挖工作面地质的观察和记录，判断其稳定性并预报开挖面前方的地质情况，以指导施工。必要时，应采取锚喷或注浆等有效措施确保开挖工作面的稳定性。（3）初期支护的钢筋格栅，应在洞外加工成榀，洞内安装。要求每榀格栅不平整度及扭翘曲≤10mm，洞内安装时，隧道全断面内每一循环步的格栅应架设在同一平面内，步距差≤10mm。每一种断面的格栅应在批量加工前试拼一、两榀，准确无误后方可批量生产及进洞安装。（4）钢筋格栅在洞内安装的过程中，要确保每一个连接节点准确到位且连接安全可靠。（5）为了预防突发事件，施工前准备一定数量的应急钢横撑或其它应急材料，确保施工安全、顺利地进行。（6）隧道开挖技术要求1）允许最大超挖量为150mm；允许平均超挖量：拱部、墙及底板：100mm；隧道不允许欠挖。2）隧道施工引起的地面变形和沉降控制：地面变形沉降量控制在30mm以内，隆起量控制在10mm以内，且须保证邻近建（构）筑物安全与使用、道路车辆安全通行。4.施工注意事项（1）根据现场情况，若上导洞的掌子面位于粉土地层且导洞上方有管线渗漏水使掌子面无法自立时，上导洞掌子面用C20喷砼（厚度5cm）封闭，全断面的掌子面封闭则在工序转换时间较长无法开挖或停工时用C20喷砼封闭。（2）对渗透系数差异较大的土层、砂层，施工期间要密切注意流沙、流土或管涌等不良现象，发现问题应及时进行处理。（3）施工过程中对隧道前方土体进行超前预测，以便提前采取预防保护措施，避免险情发生。（二）接地装置主要施工要点及技术要求1.接地装置设于车站结构底板垫层下0.6m左右的土壤中，开挖至K20+401.988和K20+582.238开始埋设接地装置，具体位置见四号线车站施工下导洞接地装置平面布置图6.4。接地装置回填土为粘土，不得使用建筑垃圾。2.接地装置主要施工要点（1）接地装置主要由水平接地体、垂直接地体及接地引出端子构成。不与引出端子直接相连的均压带采用40mm×4mm铜排（图中为细线），其余水平接地及接地引出端子采用50mm×5mm铜排（图中为粗线），垂直接地体采用直径50mm的铜管，长度为2.5m，要求用粘土回填。（2）接地扁铜的敷设根据车站结构情况上下起伏时，扁铜不应出现直角。接地装置不得与底板结构中钢筋连接，接地体间需牢固焊接。接地体间焊接方法见接地装置接地体连接要求图6.5:1)接地体的连接采用焊接，焊接必须牢固无虚焊；2)接地铜排立弯（宽度方向弯曲），其弯曲半径应大于1.5倍宽度；铜排平弯（厚度方向弯曲），其弯曲半径应大于2倍厚度；3)接地铜排间的连接为搭救接焊，其搭救接长度为其铜排宽度的2倍，且至少三个棱边焊接；4)垂直引上线与水平接地体的连接，可采用先扭弯，再进行搭救接焊，其扭弯直径应大于铜排宽度；5)铜排与铜棒焊接，为了连接可靠，除应在其接触部位两侧进行焊接外，并应焊以由铜排弯成的弧形卡子与铜棒焊接；6)用于铜管与铜管间的对接。为了连接可靠，采用外套铜管两端焊接的型式，焊接方式为铜焊。（3）四号线车站施工下导洞接地装置平面布置图中A1-A38为垂直接地体，P1-P4为接地装置引出端子，其中P1、P2、P3、P4为强电引出端子，P5、P6、P7、P8为弱电引出端子，见接地引出端子制作安装图6.6。（4）在车站电缆通道中设置弱电接地母排，在变电所电缆夹层设置强电接地母排。接地母排距底板200mm，距墙50mm固定在接地母排附近的侧墙。（5）由于车站土壤电阻率较高，为降低接地装置的接地电阻，满足设计要求，外圈水平接地体和垂直接地体敷设时需添加降阻剂。（6）接地装置预留：1）在下导洞施工过程中，两导洞间水平接地体应预留与接头方便以后焊接；2）由于黄庄站是四号线和十号线立体交叉车站，所以在施工接地装置时应预留与十号线与四号线南端搭接，搭接头不少于2个。（三）堵头墙施工施工要点及技术要求主体开挖至设计里程K20+464.063和K20+532.813后进行堵头施工：1）端墙土体支护采用钢格栅喷射混凝土结构(钢筋格栅+钢筋网+喷射混凝土)，随挖随架设格栅，随及喷射混凝土，每次开挖按一榀进尺；2）端头墙封堵钢格栅之间设置内外两排Ф22@300的纵向连接钢筋，此钢筋应与施工导洞格栅钢筋焊接牢固；3）端头墙内外设置双层钢筋网，钢筋网为Ф6@150x150，钢筋网搭接长度150mm；4）上导洞水平格栅三等分或四等分处设加强锚管，加强锚管管壁每隔100~200mm交错钻眼，眼孔直径6~8mm。注浆浆液根据地层情况选用改性水玻璃或水泥水玻璃浆液，浆液配合比应由现场试验确定，并根据围岩条件控制好注浆压力（注浆压力0.4~0.6MPa），要求加固体直径不小于0.5m。为防止浆液外漏，必要时可在孔口处设置止浆塞。5）端头墙施作结束后，应对其加强监控量测，若有异常情况应及时采取加强措施。四号线车站导洞内端墙封堵格栅如图6.7所示。7施工组织安排及劳材机配置7.1施工组织实行项目部和施工队两级管理，项目部负责施工方案制定、技术交底、技术指导、质量控制、工期安排和控制及安全和文明施工监控；施工队负责具体落实和实施施工。7.2场地平面布置按现有场地和空间合理布设临建临设设施。7.3劳动力配置计划序号人员名称数量备注1施工队长1负责全面施工管理兼调度2技术人员4技术1人，测量2人，试验1人3管理人员5施工员4人，安全员1人4设备操作8空压机司机2人，提升设备操作工6人5导洞一工班36包括开挖、钢格栅安装、打锚杆、小导管、注浆、喷砼6导洞二工班36包括开挖、钢格栅安装、打锚杆、小导管、注浆、喷砼7导洞三工班36包括开挖、钢格栅安装、打锚杆、小导管、注浆、喷砼8导洞四工班36包括开挖、钢格栅安装、打锚杆、小导管、注浆、喷砼9钢材加工6钢筋网、工字钢、锁脚锚杆、小导管等加工10砼拌合站10砼拌合、运输11其它4材料员1人、预算员1人、保管员2人合计1827.4主要仪器设备配备计划序号设备名称数量备注1空压机2台12m3一台，20m3一台2拌合机2台强制式一台，滚筒式一台3通风机1台22KW4电焊机30台5注浆机2台6水泵5台7风镐20台8切割机1台9弯筋机1台10调直机1台11风枪5台12喷锚机12台13经纬仪1台14水平仪1台8施工工期计划安排1)导洞1开挖初支:2004.12.5-2005.2.72)导洞2开挖初支:2004.12.15-2005.2.173)导洞3开挖初支:2004.12.25-2005.2.274)导洞4开挖初支:2005.1.5-2005.3.109监控量测9.1量测项目a、地表沉降b、拱顶下沉c、净空水平收敛d、格栅钢筋应力应变e、支撑柱轴力f、围岩压力接触压力g、桩体变形h、桩顶、桩底位移9.2量测目的四号线主体暗挖段上面为中关村大街，是交通主干道，地面交通繁忙，人车流量很大，同时地下管线较多。为保证地面交通的正常运行和安全，地下管线的安全，在施工全过程中进行监控量测，通过监测数据的反馈信息及时调整支护参数和施工方案，控制并减少沉降，避免造成地面塌陷和管线损坏。9.3监测仪器设备主要采用精密水准仪，收敛计，钢筋计，压力盒，轴力计,测斜仪等测量。附图9.1：四号线车站监控量测布置图10质量、安全保证与环境保护措施10.1质量保证措施1)主管工程师负责四号线暗挖技术和质量的日常管理工作，同时负责和监理工程师联系沟通，并及时听取监理工程师对本分项工程质量工作的意见，对监理提出的改进意见和措施及时组织有关人员进行落实。2）质检员主要对工班施工人员进行质量教育，提高施工人员质量意识，并对钢格栅安装和喷砼进行全过程检查。3）技术员主要对施工人员进行技术交底：主体开挖尺寸、钢格栅安装、喷射砼、导管注浆支护及接地装置埋设质量严格按设计和规范要求控制。4）每道工序要专人负责，并做好各工序的操作记录。5）主体暗挖施工期间做好监控量测工作，根据反馈信息指导和调整施工。6）技术资料：项目部工程技术部在施工过程中负责收集、整理各种原始资料和记录，并及时上报监理。7）质量控制标准（要点）：a.开挖：严格分层、分台阶，断面尺寸符合设计要求；a.支护：①格栅加工：箍筋间距±10mm；外形尺寸±30mm；扭曲度20mm；焊接质量符合规范要求。②格栅安装：横向偏差±30mm；纵向偏差±50mm；高程偏差±30mm；垂直度5‰。③钢筋网：网格尺寸符合设计要求；相邻网片搭接长度≥200mm。④喷砼施工：喷层厚度符合设计要求；平整度≤30mm，混凝土表面平整、密实。10.2安全保证措施1）开挖过程中须严格注意保护地下发现的所有管线，及时上报制定合理有效的保护措施。2）施工人员应按要求戴好防护用品，施工应做好洞口的安全防护工作以防坠落。3）向洞内中运送钢配件时，应上下协调配合，防止伤人。4）在钢筋焊接和注浆过程中，加强劳动防护，必须佩戴专用安全手套,防护镜等。5）严防烧伤、火灾﹑触电﹑烧坏焊接设备、钢筋扎伤等各种事故的发生。6）钢筋绑扎及立模过程中，上部小型工具及材料必须放置有序，以防掉落伤人。7）在施工现场配备灭火器、消防砂、消防水管等消防措施。8）项目部设安全长，工区设专职安全员，各工班设安全值班员跟班作业。10.3人身安全措施1)加强施工安全管理和安全教育，坚持每周安全活动，坚持班前教育，班中检查、班后总结制度。2)施工现场悬挂施工安全标志牌，配置必要的消防灭火器材，进入施工现场必须戴好安全帽。10.4机、电安全措施1)各种机械、电器的操作者必须持证上岗，非操作司机和机电操作者，严禁擅自动用机电设备。2)空压机、通风机要经常检查、维修、保养，并做好记录，注意空压机、通风机出风口压力。3)加强临时用电管理，临时用电设施派专人看守，并有防护措施。4)送电电缆、电线应绝缘良好，无破损，闸箱要有防雨设备并有接地装置，用电设备应加漏电保护器。10.5环境保护措施1)车辆不带泥砂出现场。2)严格控制施工噪声，进入施工现场严禁高声喊叫，无故敲打，最大限度减少噪声扰民。3)控制作业时间，如必须施工则采取降音措施，征得当地政府同意，出示安民告示，并与居民协调，求得居民谅解。10.6文明施工措施1)安全方针：安全第一，预防