地铁结构主体施工方案设计

地铁结构主体施工方案设计一、工程概况1.1工程基本信息本工程为地下三层岛式车站，主体结构采用明挖顺筑法施工，车站全长113.8m，标准段宽度21.3m，基坑开挖深度22.79m，最大开挖深度25.84m。主体结构为三层箱形框架结构，采用地下连续墙+内支撑支护体系，地下连续墙厚度1000mm，深度26m，设3道钢筋混凝土支撑及1道钢管支撑。车站主体结构设计使用年限100年，安全等级一级，耐火等级一级，抗震设防烈度7度，防水等级一级。1.2结构设计参数结构部位厚度（mm）混凝土强度等级抗渗等级主要作用底板1000C35P10承受水浮力及结构自重中板400C35-分隔空间及承载竖向荷载顶板800C35P8承受地面荷载及防水侧墙900C35P8挡土及防水中柱800×1200C50-承受竖向荷载纵梁1000×2000C35P8传递水平荷载1.3工程地质条件场地地层分布自上而下依次为：①1层杂填土（厚0.5-1.2m）、①2层填砂（厚1.0-2.5m）、②层粉质粘土（厚2.0-3.5m，γ=19.5kN/m³，c=22kPa，φ=18°）、③1层淤泥夹砂（厚3.5-5.0m，γ=17.8kN/m³，c=8kPa，φ=6°）、③2层中砂（厚2.5-4.0m，γ=19.2kN/m³，c=0kPa，φ=30°）、③3层淤泥夹砂（厚4.0-6.5m，γ=18.0kN/m³，c=6kPa，φ=5°）、④层残积粘性土（厚3.0-5.5m）。地下水位埋深1.2-2.5m，主要受大气降水及周边河水补给，对混凝土结构具弱腐蚀性。二、施工准备2.1技术准备组织技术人员进行图纸会审，编制专项施工方案并组织专家论证，重点审查高大模板支撑体系、深基坑开挖等危大工程专项方案。建立测量控制网，布设3个一级导线点和4个水准点，采用全站仪进行基坑周边沉降观测点布设，共设置24个沉降观测点、12个位移观测点。编制钢筋、模板、混凝土等主要材料的技术参数表，明确C35混凝土配合比（水泥：砂：石：水=1:1.85:3.26:0.45，掺加粉煤灰15%、聚羧酸减水剂1.2%）。2.2现场准备施工场地划分功能区域：钢筋加工区（20m×40m）设置2条生产线，配备数控弯曲机、切断机各2台；模板堆放区（15m×30m）设置防雨棚；材料仓库（20m×25m）分水泥罐（3个50t罐）、砂石料场（硬化处理+防雨棚）；办公生活区（30m×50m）采用集装箱式临建。安装2台QTZ80塔吊（覆盖半径55m），设置2套HZS90混凝土搅拌站，配备3辆混凝土罐车、1台汽车泵。施工便道采用200mm厚C20混凝土硬化，宽6m，设置环形排水沟及洗车平台。2.3资源准备劳动力配置：高峰期投入350人，其中钢筋工80人、木工120人、混凝土工50人、架子工40人、其他工种60人。主要材料储备：钢筋（HRB400E）5000t、盘圆钢筋（HPB300）800t、胶合板（18mm厚）15000㎡、钢管（φ48×3.0）800t、扣件15万个。施工机械设备：液压抓斗成槽机2台、旋挖钻机3台、履带式起重机（50t）2台、装载机2台、插入式振捣器20台、潜水泵15台。三、总体施工方案3.1施工总体流程测量放线→地下连续墙施工→基坑降水→第一层土方开挖（-3.0m）→第一道混凝土支撑施工→第二层土方开挖（-6.5m）→第二道混凝土支撑施工→第三层土方开挖（-10.0m）→第三道混凝土支撑施工→第四层土方开挖（-14.5m）→第四道钢管支撑施工→第五层土方开挖至设计底标高→垫层施工→底板防水层施工→底板结构施工→负三层侧墙、中柱施工→中板结构施工→负二层侧墙、中柱施工→中板结构施工→负一层侧墙、中柱施工→顶板结构施工→结构回填。3.2施工分区划分主体结构沿纵向分为3个施工段，每段长度35-40m，采用"跳仓法"施工，段间设置800mm宽后浇带。每个施工段划分为底板、负三层侧墙及中柱、负二层中板、负二层侧墙及中柱、负一层中板、负一层侧墙及中柱、顶板7个施工单元，每个单元施工周期7-10天。3.3关键施工技术地下连续墙施工：采用"三钻两抓"成槽工艺，泥浆采用膨润土（掺量6%）+CMC（掺量0.05%）+纯碱（掺量0.5%）配制，泥浆比重1.05-1.15，粘度22-25s。钢筋笼分节制作，长度12m/节，采用双机抬吊整体吊装，混凝土采用导管法浇筑，导管埋深控制在2-6m。基坑降水：采用管井降水，沿基坑周边布设22口降水井，井深30m，井径600mm，内置φ273mm滤水管，填砾石滤料。降水井在地下连续墙施工前完成，提前15天开始降水，将地下水位降至基坑底以下1.0m。高大模板施工：针对顶板800mm厚楼板（支撑高度4.65m）及1000×2000mm纵梁，采用盘扣式脚手架支撑体系，立杆纵横间距600mm×600mm，步距1500mm，设置连续式剪刀撑，扫地杆距地面200mm。模板采用18mm厚酚醛覆膜胶合板，次龙骨为90×90mm木枋@180mm，主龙骨为双拼φ48×3.0钢管。四、结构工程施工方法4.1底板施工施工流程：垫层施工→防水层施工→保护层施工→测量放线→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→养护。关键技术措施：垫层采用C20混凝土，厚度150mm，分块浇筑，每块面积不大于200㎡，表面平整度控制在5mm/2m内。防水层采用1.5mm厚高分子自粘胶膜防水卷材（预铺反粘法），卷材搭接宽度80mm，采用热风焊接，焊接温度180-200℃，速度1-1.5m/min。钢筋绑扎：底板下层钢筋保护层厚度50mm，采用花岗岩垫块（50×50×50mm），间距1000mm×1000mm。底板钢筋采用闪光对焊连接，接头面积百分率不大于50%，错开距离不小于35d。混凝土浇筑：采用C35P10防水混凝土，坍落度180±20mm，初凝时间≥6h。分2层浇筑，每层厚度500mm，采用3台混凝土输送泵（HBT60），浇筑顺序由两端向中间推进，振捣采用φ50振捣棒，插点间距300mm，振捣时间15-20s。4.2侧墙施工施工流程：施工缝处理→钢筋绑扎→预埋件安装→模板安装→混凝土浇筑→养护→模板拆除。关键技术措施：施工缝处理：采用人工凿毛，清除浮浆及松动石子，露出新鲜混凝土面，浇筑前洒水湿润并涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料（用量1.5kg/㎡）。钢筋工程：侧墙水平钢筋在内，竖向钢筋在外，保护层厚度迎水面70mm，背水面50mm。钢筋连接采用电渣压力焊，接头位置错开35d，同一截面接头率≤50%。模板工程：采用18mm厚胶合板+90×90mm木枋（竖楞@200mm）+双拼φ48×3.0钢管（横楞@600mm），对拉螺栓采用M16止水螺栓，间距600×600mm，螺栓中部设置50×50×3mm止水环。混凝土工程：采用C35P8防水混凝土，分层浇筑高度≤500mm，布料采用串筒，自由下落高度≤2m。在侧墙中部设置观察窗，检查混凝土浇筑密实度。4.3中板施工施工流程：测量放线→支架搭设→模板安装→钢筋绑扎→预埋件安装→混凝土浇筑→养护。关键技术措施：支架搭设：采用盘扣式脚手架，立杆间距900×900mm（板区）、600×600mm（梁区），步距1500mm，立杆底部设置50mm厚木垫板。支架搭设完成后进行预压，预压荷载为设计荷载的1.1倍，持荷时间24h，沉降稳定标准为24h内沉降≤2mm。模板安装：板模板起拱高度1.5‰，接缝处粘贴5mm厚海绵条，拼缝宽度≤2mm。梁模板采用"侧包底"安装方式，梁侧模与底模接缝处采用双面胶密封。钢筋工程：中板钢筋双层双向布置，上层钢筋采用"几"字形马凳支撑，间距1000mm×1000mm，马凳筋直径≥12mm。板筋与梁筋交叉处，板筋从梁筋上方穿过。混凝土工程：采用C35混凝土，坍落度160±20mm，采用平板振捣器（功率2.2kW）振捣，表面采用抹光机收光，初凝前进行二次抹压，防止裂缝产生。4.4顶板施工施工流程：支架搭设→模板安装→钢筋绑扎→预埋管安装→混凝土浇筑→养护→支架拆除。关键技术措施：支架体系：采用盘扣式脚手架+可调托座，立杆间距600×600mm，步距1200mm，设置纵横向剪刀撑及水平剪刀撑，剪刀撑间距≤6m。支架顶部设置双托梁（100×100mm木枋），托梁与立杆间隙≤20mm。钢筋工程：顶板钢筋保护层厚度80mm，采用定制混凝土垫块（强度C35）。顶板钢筋与梁钢筋交叉处，梁筋优先绑扎，确保梁筋位置准确。混凝土工程：采用C35P8防水混凝土，分2次浇筑，第一次浇筑至梁高2/3处，间隔2h后浇筑剩余部分。混凝土初凝后覆盖土工布洒水养护，养护时间≥14天。支架拆除：根据同条件养护试块强度确定拆除时间，顶板混凝土强度达到100%设计强度方可拆除，拆除顺序遵循"后支先拆、先支后拆"原则，严禁整体推倒。五、质量保证措施5.1原材料质量控制钢筋：进场时查验出厂合格证及质保书，每批重量≤60t取样送检，检测项目包括屈服强度、抗拉强度、伸长率及冷弯性能。钢筋存放时垫高300mm，覆盖防雨布，防止锈蚀。混凝土：严格控制配合比，水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，砂采用中砂（含泥量≤3%），石子采用5-25mm连续级配碎石（含泥量≤1%），粉煤灰采用Ⅱ级灰，外加剂为聚羧酸系高效减水剂。混凝土坍落度每车检测，允许偏差±20mm。防水材料：防水卷材进场需提供出厂合格证、性能检测报告，每10000㎡为一批次取样送检，检测项目包括拉力、延伸率、耐热度及低温柔性。5.2施工过程质量控制测量控制：建立三级复核制度，施工测量由测量员→测量工程师→项目总工程师逐级复核。结构施工轴线偏差控制在±3mm内，高程偏差控制在±5mm内。钢筋工程：实行"样板引路"制度，每个施工段首件钢筋绑扎验收合格后，方可大面积施工。钢筋保护层厚度采用专用垫块，垫块强度不低于构件混凝土强度。模板工程：模板安装允许偏差：轴线位置±5mm，截面尺寸±5mm，表面平整度3mm/2m，垂直度3mm/2m。模板拆除后及时清理并涂刷脱模剂（机油:柴油=1:3）。混凝土工程：混凝土试块留置数量：每100m³留置1组标养试块，每500m³留置1组抗渗试块，每个施工段留置3组同条件养护试块。混凝土强度未达到1.2MPa前不得踩踏，达到设计强度75%前不得堆放重物。5.3质量验收标准钢筋工程：受力钢筋保护层厚度允许偏差：基础±10mm，梁柱±5mm，板墙±3mm；钢筋间距允许偏差±10mm，排距允许偏差±5mm。混凝土工程：表面平整度允许偏差8mm/2m，截面尺寸允许偏差+8mm/-5mm，垂直度允许偏差5mm/2m。混凝土结构表面不得有蜂窝、麻面、露筋等缺陷，裂缝宽度≤0.2mm。防水工程：防水层不得有破损、空鼓、翘边，搭接宽度允许偏差-10mm。施工缝防水构造符合设计要求，无渗漏现象。六、安全保证措施6.1安全教育培训建立"三级安全教育"制度，施工人员进场前接受公司级（15学时）、项目级（15学时）、班组级（20学时）安全教育培训，考核合格后方可上岗。特种作业人员（电工、焊工、起重司机等）持证上岗，证书复审有效期内使用。6.2专项安全措施基坑支护安全：基坑开挖遵循"分层开挖、先撑后挖"原则，每层开挖深度≤2m，开挖至支撑底标高以上300mm时停止开挖，及时施工支撑。支撑轴力监测频率1次/天，当轴力超过设计值80%时预警，超过90%时启动应急预案。高处作业安全：2m以上作业设置防护栏杆（高度1.2m，横杆2道），脚手板满铺且固定牢固，作业层设置18cm高挡脚板。电梯井口设置1.5m高定型化防护门，井内每隔10m设置安全平网。模板工程安全：支架搭设前进行安全技术交底，搭设过程中设置临时拉结，防止倾覆。模板拆除时划分作业区，设置警戒线及警示标志，严禁上下同时作业。起重吊装安全：起重机械安装后经第三方检测合格方可使用，吊装作业设置专人指挥（持有效指挥证），吊装半径内严禁站人。钢丝绳安全系数≥6，吊钩设置防脱装置。6.3安全检查制度实行"日巡查、周检查、月考核"制度，安全员每日巡查重点检查临边防护、临时用电、机械设备等，每周组织专项检查，每月进行安全考核。对检查发现的隐患，下发整改通知书，明确整改责任人、整改措施及完成时间，整改完成后复查验收。七、环境保护措施7.1扬尘控制施工扬尘：施工现场主要道路采用200mm厚C20混凝土硬化，两侧设置排水沟。出入口设置洗车平台（长15m，宽6m），配备高压水枪及三级沉淀池。土方开挖采用湿法作业，现场堆放土方覆盖防尘网（2000目/㎡），裸露地面种植草皮或铺设碎石。车辆扬尘：渣土运输车辆必须安装GPS定位系统，覆盖密闭式篷布，出场前冲洗轮胎及车身，运输路线避开居民区及学校。7.2噪声控制施工噪声：昼间（6:00-22:00）噪声≤70dB，夜间（22:00-6:00）噪声≤55dB。高噪声设备（如空压机、破碎机）设置隔音棚，棚体采用双层彩钢板（内填50mm厚吸音棉），降噪效果≥25dB。人为噪声：材料装卸轻拿轻放，严禁抛掷，模板拆除采用机械拆除，减少敲击噪声。7.3废水处理施工现场设置三级沉淀池（容积50m³），施工废水经沉淀后回用（用于洒水降尘），不外排。生活污水经化粪池处理后排入市政污水管网，食堂废水设置隔油池（容积5m³），定期清理油污。7.4固废处理建筑垃圾分类存放，可回收利用材料（钢筋头、废模板等）由物资部门回收处理，危险废物（废机油、废油漆等）交由有资质单位处置。生活垃圾由环卫部门定期清运，做到日产日清。八、施工进度计划与保证措施8.1施工进度计划本工程总工期480天，其中：地下连续墙施工：60天基坑开挖及支护：90天主体结构施工：210天（底板30天，负三层结构40天，负二层结构40天，负一层结构40天，顶板60天）结构验收及清理：120天8.2进度保证措施组织保证：成立进度管理小组，每周召开进度协调会，分析进度偏差原因，制定纠偏措施。关键线路工序（如地下连续墙、顶板施工）采用"三班制"作业，确保连续施工。资源保证：高峰期投入钢筋工120人、木工180人、混凝土工80人，保证劳动力充足。主要材料提前15天进场，建立材料储备库（钢筋储备量≥500t，水泥储备量≥300t）。技术保证：采用BIM技术进行施工模拟，优化施工顺序。推广应用新技术（如盘扣式脚手架、自粘防水卷材），提高施工效率。对关键工序（如混凝土浇筑）采用信息化管理，实时监控施工过程。资金保证：设立专项资金账户，确保工程款专款专用。每月编制资金使用计划，保证材料采购、设备租赁及人工工资及时支付。九、应急预案9.1基坑坍塌应急预案预警条件：基坑监测数据超过预警值（沉降≥5mm/天，位移≥3mm/天），或出现裂缝、异响等险情。应急响应：立即启动Ⅰ级应急响应，现场负责人组