竖井及横通道安全专项施工方案.ppt
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1、各位领导:上午好!,北京地铁14号线工程土建施工X合同段,中国中铁,中铁X局北京地铁14号线工程土建施工X合同段项目经理部 2010年10月,竖井及横通道安全专项施工方案,汇报主要内容,一、工程概况二、主要施工方案三、主要施工工艺及方法四、管线保护五、监控量测六、进度计划七、机械设备及人员配置八、质量保证措施九、安全保证措施十、文明施工及环境保护措施十一、施工应急预案,郭大区间竖井,大-丰区间1号竖井,大-丰区间2号竖井,丰-西区间竖井,大井站,丰台北路站(不含),西局站(不含),大-丰区间3号竖井,一、工程概况,北京地铁14号线04合同段起讫里程K8+534.25K11+584.18,包括一
2、站三区间。其中车站长度206.4m,区间长度2568.73m。本合同段起点在丰体西桥北侧,沿丰体南路一直向东延伸,经过大井站后向东穿西四环丰北桥,并沿丰台北路东行,经过丰台北路站后沿丰台北路向东行至标段终点西局站。管段内共设临时施工竖井5座。竖井均设置在区间线路以外,通过横通道进入区间主体施工。其中大丰区间1号竖井为联络通道泵房共建。,一、工程概况,1.1、竖井设置-郭大区间竖井,郭庄子站大井站区间起止里程为K8+534.25K9+111.8,区间总长度577米,隧道埋深约11.512m,主要穿越圆砾卵石层。竖井穿越地质见地质剖面图,井深22.3,井底标高28.13。横通道长度为23.5m,开
3、挖轮廓尺寸为5.5m9.4m。,郭大区间竖井及横通道平面图,一、工程概况,郭大区间竖井及横通道平面图,1.1、竖井设置-郭大区间竖井,一、工程概况,大丰区间1号竖井及横通道平面图,1.1、竖井设置-大丰区间1号竖井,大井站丰台北路站区间起止里程为K9+318.2K10+675.424,区间总长度1357 m,覆土5.4m18m。隧道左右线在丰台北路站西侧有59.6m上下叠加段。区间穿越地层主要为卵石-圆砾层,结构基本处于潜水水位以上,需要进行降水的区间长度为483m。区间设置3个竖井辅助施工。1#竖井设置于里程K9+785处,井深24.1m,井底标高24.2,水位标高24.9,该井联络通道运营
4、后兼做泵房,横通道长度为46.5m,开挖尺寸为5.8m9.13m;,一、工程概况,1.1、竖井设置-大丰区间1号竖井,大丰区间1号竖井及横通道纵剖面图,一、工程概况,大丰区间2号竖井及横通道平面图,1.1、竖井设置-大丰区间2号竖井,大井站丰台北路站区间起止里程为K9+318.2K10+675.424,区间总长度1357 m,覆土5.4m18m。隧道左右线在丰台北路站西侧有59.6m上下叠加段。区间穿越地层主要为卵石-圆砾层,结构基本处于潜水水位以上,需要进行降水的区间长度为483m。区间设置3个竖井辅助施工。2#竖井设置于里程K10+32处,井深22.2m,井底标高23.2,水位标高24.9
5、。横通道长度为87.8m,开挖尺寸为5.8m9.13m,一、工程概况,大丰区间2号竖井及横通道剖面图,1.1、竖井设置-大丰区间2号竖井,一、工程概况,1.1、竖井设置-丰西区间竖井,丰西区间竖井及横通道平面图,丰台北路站西局站区间起止里程为K10+950.224K11+584.180,区间总长度634m。左右线在丰台北路站东侧有25m上下叠加段,区间覆土5.4m18.4m,穿越地层主要为卵石-圆砾层。结构基本处于潜水水位以上,需要进行降水的区间长度为230m。K11+400里程处设置一个临时施工竖井,井深19.5m,井底标高27.8,水位标高21.3,横通道长度为31.4m,开挖尺寸为5.8
6、m9.13m。,一、工程概况,1.1、竖井设置-丰西区间竖井,丰西区间竖井及横通道平面图,一、工程概况,1.2、水文地质情况,本管段内区间竖井根据地质勘探报告显示,区域内地层主要分为4个层次,第一层为杂填土1层:杂色,稍密,稍湿湿,以碎石填土为主,含砖块、灰渣,土质不均,工程性质差,厚度约为2米;第二层为圆砾、卵石5层:杂色,中密稍密,属低压缩性土,钻探揭露卵石部分:D大8cm,D长10cm,D一般35cm,亚圆形,级配一般,含中、粗砂约30%,厚度约为3米;第三层为卵石层:杂色,中密密实,亚圆形,级配较好,含中砂约30%,含云母、细砂夹层,局部含圆砾,厚度约为26米,第四层为砾岩。,郭大区间
7、竖井及横通道地质剖面图,一、工程概况,1.2、水文地质情况,大丰区间1号竖井及横通道地质剖面图,本管段内区间竖井根据地质勘探报告显示,区域内地层主要分为4个层次,第一层为杂填土1层:杂色,稍密,稍湿湿,以碎石填土为主,含砖块、灰渣,土质不均,工程性质差,厚度约为2米;第二层为圆砾、卵石5层:杂色,中密稍密,属低压缩性土,钻探揭露卵石部分:D大8cm,D长10cm,D一般35cm,亚圆形,级配一般,含中、粗砂约30%,厚度约为3米;第三层为卵石层:杂色,中密密实,亚圆形,级配较好,含中砂约30%,含云母、细砂夹层,局部含圆砾,厚度约为26米,第四层为砾岩。,一、工程概况,1.2、水文地质情况,本
8、管段内区间竖井根据地质勘探报告显示,区域内地层主要分为4个层次,第一层为杂填土1层:杂色,稍密,稍湿湿,以碎石填土为主,含砖块、灰渣,土质不均,工程性质差,厚度约为2米;第二层为圆砾、卵石5层:杂色,中密稍密,属低压缩性土,钻探揭露卵石部分:D大8cm,D长10cm,D一般35cm,亚圆形,级配一般,含中、粗砂约30%,厚度约为3米;第三层为卵石层:杂色,中密密实,亚圆形,级配较好,含中砂约30%,含云母、细砂夹层,局部含圆砾,厚度约为26米,第四层为砾岩。,大丰区间2号竖井及横通道地质剖面图,一、工程概况,1.2、水文地质情况,本管段内区间竖井根据地质勘探报告显示,区域内地层主要分为4个层次
9、,第一层为杂填土1层:杂色,稍密,稍湿湿,以碎石填土为主,含砖块、灰渣,土质不均,工程性质差,厚度约为2米;第二层为圆砾、卵石5层:杂色,中密稍密,属低压缩性土,钻探揭露卵石部分:D大8cm,D长10cm,D一般35cm,亚圆形,级配一般,含中、粗砂约30%,厚度约为3米;第三层为卵石层:杂色,中密密实,亚圆形,级配较好,含中砂约30%,含云母、细砂夹层,局部含圆砾,厚度约为26米,第四层为砾岩。,丰西区间竖井及横通道地质剖面图,一、工程概况,1.3、重难点情况分析,1)大井站丰台北路站区间2号竖井需要进行降水施工,降水的效果是关系到施工进度及质量的前提保证。2)竖井开挖支护。该工序是保持井壁
10、稳定、防止井壁坍塌、保证周边构(建)筑结构物安全的重点。3)根据综合管线图纸及现场调查结果显示,竖井施工场地内均存在较多的地下管线,在施工中必须控制地表沉降在设计范围内,有效保护地下管线安全。4)马头门施工。马头门处为结构受力转换点,做好马头门加固是保证进洞安全的重要措施。5)横通道开挖穿越雨水管较多,防止管线沉降及管线渗水。同时做好超前支护及回填注浆。,二、竖井及横通道施工方案,2.1、总体施工方案及流程图,竖井施工采用倒挂井壁法施工,竖井锁口圈施工前先进行降水施工,然后施工竖井圈梁上安装竖井提升井架。人工分部分层逐层下挖土方,逐层对井身进行初期支护。竖井开挖到竖井基底设计高程后立即封底。,
11、横通道采用台阶法施工,开挖前先采用超前小导管注浆,然后依次进行上、下半断面开挖并进行初期支护,待区间初支施工完成后再进行区间与横通道二衬。,二、竖井及横通道施工方案,2.2、人员上下梯方案,楼梯是为方便施工人员上下,专设的竖井上下通道。楼梯与竖井提升区域用铁丝网分隔开。楼梯踏步板采用防滑钢板制作,初衬施工时预埋角钢,楼梯的坡度为40度。楼梯踏步高度为0.20m,宽度为0.25m,长度为0.7m,休息平台长度为1.5m,宽0.65m。楼梯侧面图如右图所示。,二、竖井及横通道施工方案,2.3、出土方案,竖井口平面布置图,竖井及横通道开挖采用人工开挖,竖井采用2个10T的电动葫芦作为提升设备,配以2
12、个装2m的提升吊斗。将渣土暂时存放在竖井施工口一侧的临时存土场,存土场三面采用钢板围挡,一侧敞开以利装载机装土,提升井架采用隔音板进行全封闭。利用夜间时间安排专业渣土运输公司将渣土运至弃渣场,渣土外运满足绿色施工要求及北京市其他相关环保安全要求。,二、竖井及横通道施工方案,2.4、提升井架,提升井架最大跨度为7.4m,高8.0m,井架宽6.0m,采用2个10t电动葫芦调运土体。吊斗为尺寸为1.3*1.3*1.3,约2m土,重量约3.5吨。本提升架主梁采用I40b工字钢,横梁采用I32a工字钢,立柱采用325壁厚10mm钢管,同时增设剪刀撑等构造,设置检查吊篮,在立柱边设计了爬梯。井架委托专业厂
13、家生产。梁的主要搭接部位采用钢板加强焊接,梁、柱间构件连接均采用焊接。按跨度最大的提升井架及最不利荷载组合进行验算,满足受力要求。,提升井架立面图,二、竖井及横通道施工方案,2.5、通风机及空压机方案,、施工通风量计算 根据横通道及区间施工环境的需要,在竖井施工完成后沿竖井壁布置通风管,以满足洞内施工的环境需要,施工通风量按洞内同时工作最多人数进行计算。Q=qmk 式中:Q计算风量;q井内每人每分钟所需新鲜空气量,取得3m3/min;m井内同时工作的最多人数,按110人计;k风量损耗系数,取1.1。因此,井内通风总量按31101.1=363m3/min考虑。竖井口设一台静音JBT-62能满足通
14、风要求。JBT-62型风机参数为:外径600mm;电机功率28kW;转速2900r/min;风机负压6863139Pa;风量390m3/min。、空压机选择 竖井口设空压站一座,共配置1台LKZ-175F型电动空压机。参数为24m/min,压力位0.8Mpa,功率为132KW。送风管路采用200mm钢管,法兰盘连接。风压不够时适当增加风包调整风压。,三、主要施工工艺及方法,3.1、降水施工,降水工程的施工质量是直接影响到竖井能否顺利开挖、能否保证施工进度和施工质量的关键因素。本标段1号竖井、2号竖井场地需进行降水施工。竖井场地在进行地下管线探明工作后即开始进行降水,降水施工前先对厂区内桥桩及地
15、面建筑物监测点采集初始值。由于施工场地地下水丰富,为保证基坑安全,应采取降水措施,将水位降至底板下0.5m1m,同时作好通道内排水措施,应保证施工过程的无水作业条件,以保证开挖的安全。竖井周围应设置有效的排水措施,严禁地表水进入井内。具体施工方案详见降水工程专项施工方案。,三、主要施工工艺及方法,3.2、锁口圈施工,1)锁口圈土方开挖 锁口圈内土方开挖采用人工开挖。侧壁迎土面立面采用人工进行修整。2)锁口圈钢筋绑扎 锁口圈开挖到设计位置后铺设10cm厚C20混凝土垫层,然后进行钢筋绑扎,锁口圈内预留钢筋格栅竖向连接筋。圈梁钢筋绑扎完后,安装提升架立柱、风管、电缆、水管及弃土场立柱等预埋管件。,
16、锁口圈结构示意图,3)锁口圈浇注锁口圈钢筋绑扎完成、埋件安装完成后,经检查合格后按井口尺寸采用立模,模板背面加设钢管背扛,采用钢管脚手架对称支撑。钢筋、模板及预埋件施工完成后经现场监理检查合格后,浇筑混凝土。混凝土采用C30商品混凝土,由混凝土输送泵泵送入模,分层对称浇筑,插入式振动棒捣固密实。在混凝土浇注完毕后及时进行抹面,加强混凝土的养护。混凝土达到设计强度的70%后拆除模板,安装提升井架,进行竖井开挖。,三、主要施工工艺及方法,3.3、竖井施工-支护参数,(1)大井站丰台北路站区间1号、2号竖井支护参数见下表。,(2)郭庄子站大井站区间竖井支护参数见下表。,三、主要施工工艺及方法,3.3
17、、竖井施工-施工工序及方法,竖井施工工序图,竖井采用格栅钢架+注浆锚管+钢筋网+喷混凝土联合支护,土方开挖采用人工逐榀开挖,分幅分层进行,开挖进尺为0.5m/榀(或0.75 m/榀),整榀格栅安装,随挖随喷。下一榀土方开挖时必须将上一榀格栅钢筋及钢筋网片附着的土体清理干净,不能留死角,否则导致喷射混凝土形成空洞或不密实。根据监测情况及时调整支护参数或开挖方法。几个竖井均为临时施工竖井,在横通道二衬施工完后均需要回填处理至现状。,三、主要施工工艺及方法,3.4、横通道施工-支护参数,(1)、大井站丰台北路站区间1号、2号竖井和丰台北路站西局站竖井横通道结构支护参数见下表。,三、主要施工工艺及方法
18、,3.4、横通道施工-支护参数,(2)、郭庄子站大井站区间竖井横通道支护参数见下表。,三、主要施工工艺及方法,3.4、横通道施工-施工工序及方法,横通道为拱顶直墙复合式衬砌结构,采用上下台阶法施工,横通道采用格栅钢架+超前注浆锚管+钢筋网+喷混凝土联合支护。横通道均设有一道临时仰拱,喷混厚0.3m,土方开挖采用人工开挖。土方开挖进尺为0.5m,初期支护时按设计位置设置临时仰拱或临时钢支撑。环形核心土预留不小于拱部断面面积的1/3,长度控制在3m左右,核心土两侧与初支之间距离为1.0m左右。上台阶长度控制在5.0m左右,施工时进行严格的监控量测,并根据量测结果来调整设计参数。开挖时严禁开挖“神仙
19、土”,由上至下逐层开挖,下台阶掌子面土体预留坡度为1:0.8左右。下一榀土方开挖时必须将上一榀格栅钢筋及钢筋网片附着的土体清理干净,尤其是拱脚处格栅内的土体或沙袋清理干净,不能留死角,否则导致喷射混凝土形成空洞或不密实。,三、主要施工工艺及方法,3.5、超前注浆加固,郭庄子站大井站竖井在马头门以下采用25注浆小导管,长2.0m,环向间距为1.2m,水平倾角为30,隔榀打设。横通道拱部超前注浆加固采用25小导管,长1.75m,环向间距为0.3m,水平倾角为15,每榀打设。大井站丰台北路站以及丰台北路站西局站区间竖井及横通道超前注浆加固一致。竖井采用32注浆小导管,长1.75m,环向间距为1.2m
20、,水平倾角为30,竖向每榀打设。横通道拱部超前注浆加固采用32小导管,长1.75m,环向间距为0.3m,水平倾角为15,每榀打设。根据本管段以卵石-圆砾为主的地质,在无水情况下注浆浆液选用1:1纯水泥浆液,在有水情况下采用改性水玻璃浆液,压力控制为0.30.5MPa。单根小导管注浆量按照扩散半径0.25m进行计算。注浆结束后需要对注浆效果进行检查,并对注浆薄弱部位进行重新补充注浆。,横通道临时仰拱设置示意图,三、主要施工工艺及方法,3.5、超前注浆加固,、超前注浆注意事项 注浆前封闭:导管埋设完后,采用喷射混凝土或塑胶泥封孔。注浆顺序:注浆时相邻孔位应错开,交叉进行,注浆顺序采用由下而上间隔注
21、浆。注浆指标控制:进浆速度每根导管控制在30L/min以内,如果注浆压力逐渐上升达到0.5MPa,流量逐渐减少,但注浆量已达设计注浆量时,也可以停止注浆。封堵注浆管:采用止浆塞封堵注浆管。,3.5.3、注浆中异常情况的处理 工作面漏浆:注浆过程中,当压力稍升高,浆液便从孔口及工作面漏出,其原因可能是初喷混凝土不严或混凝土未达到强度要求,可用棉纱或塑胶泥填塞裂缝,在喷射混凝土后24小时方可注浆。注浆时,压力上升过快,在未达到设计注浆量80%时已达到设计压力。处理办法:开始升压时,延长浆液凝胶时间,尽量多进浆,无法进浆后,可在该孔周围再补打一孔,重新注浆或增加邻近两孔的距离。当压力突然下降,且注浆
22、量增大时,停止注浆作业,检查地层中是否存在空洞。,三、主要施工工艺及方法,3.6、初支背后注浆,初支背后注浆需要注意以下几点:初期支护完成后需要进行初支背后注浆,确保初支背后填充密实。初支背后注浆滞后开挖掌子面不能超过5m。注浆采用32钢管,管长0.5m,沿拱部及边墙布置,拱部环向间距为2.0m,边墙环向间距为3m,拱部及边墙纵向间距均为3m,梅花形布置。注浆压力控制为0.10.3MPa。注浆工艺同超前小导管注浆。浆液采用1:1纯水泥浆液,具体配比根据现场试验确定。,三、主要施工工艺及方法,3.7、格栅加工及安装,、格栅加工 格栅钢筋采用25、14,格栅钢架在地面加工厂加工。按1:1比例放样设
23、立工作台。按设计分6/8片加工,节间通过角钢、M24螺栓联接。加工时做到尺寸准确,弧形圆顺,格栅钢架焊接长度满足规范要求;焊接成型时,沿钢架两侧对称进行,格栅钢架主筋中心与轴线重合,连接孔位置准确。钢架加工后试拼,检查其平面翘曲和横断面误差。钢架堆放和运输时不得损坏和变形。,竖井格栅钢架示意图,三、主要施工工艺及方法,3.7、格栅加工及安装,、格栅安装 测量定位:按设计位置现场测量定位。首先测定出竖井中线,确定高程,然后再测定钢架的位置。纵向位置:钢架平面必须与竖井中线垂直。现场准备:运至现场的单元钢架分单元堆码,安设前进行断面尺寸检查,及时处理欠挖侵入净空部分,保证钢架正确安设,安设前,清除
24、松碴,将钢架置于原状岩土上。钢架安设:在初喷混凝土后进行,由竖井提升架分片吊至工作面,分片定位安装。安装时备好风镐,随时剔除个别突出部位,保证钢架就位准确,受力可靠,格栅安装就位后,与纵向连接钢筋及锁脚锚杆点焊固定,纵向连接钢筋采用22钢筋,环向间距为1000mm,内外双层交错布置,横通道拱部格栅安装完后及时安装临时支撑型钢或临时喷混仰拱,临时支撑两端头焊接钢板与钢筋格栅焊接钢板螺栓连接,保证上台阶及下台阶开挖过程中及时封闭成环。格栅钢架安装后,分层复喷混凝土,先喷钢架处,然后喷钢架之间的砼,直至喷够设计厚度,将钢架完全覆盖4cm以上。现场可用肉眼观察和锤击法进行检查。,三、主要施工工艺及方法
25、,3.7、格栅加工及安装,、锁脚锚管与防沉降措施(1)锁脚锚管为了控制格栅初支的沉降,横通道格栅钢架直墙部分每个台阶的格栅节点处设置2根锁脚锚管,型号为25,长度为2.0m(或型号为32,长度为1.75m),锁脚锚管内注浆浆液为水泥浆液。锁脚锚杆设置如右示意图。(2)拱脚垫块为了控制横通道拱部的沉降,格栅安装不能将拱部格栅拱脚落在松散土体上。由于格栅没有设计扩大拱脚,所以拱脚下方采用垫木板或红砖,在下台阶开挖时将拱脚下方清理干净后在连接下台阶格栅。,锁脚锚杆示意图,三、主要施工工艺及方法,3.7、格栅加工及安装,、工艺要求、标准 格栅钢架必须在初喷混凝土后立即架设。格栅钢架与围岩之间的初喷混凝
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