车站主体明挖基坑结构施工方案.doc

1、 中铁三局集团北京地铁四号线工程05标段 陶然亭车站主体明挖基坑结构施工方案陶然亭车站主体明挖基坑结构施工方案一、编制依据1）北京地铁四号线05标段土建施工合同;2）北京地铁四号线工程陶然亭车站主体围护结构施工设计图纸；3）现场调查所获得的资料；4）国家相关行业现行的技术规范、验收标准；5）我公司在地铁领域和车站工程中的施工经验;二、工程概况陶然亭车站位于菜市口南大街与陶然亭路、白纸坊路交叉十字路口，呈南北向布置。车站主体设计为地下二层两跨岛式站台车站。设计起点为里程K5+411.25，终点里程K5+607.75，车站中心里程K5+490，全长196.5米。车站地下一层为站厅层，地下二层为站台

2、层，车站共设四个出入口，两个风道。车站南、北两端为地下两层明挖结构，中间段为地下一层暗挖结构。其中南端明挖段长55米，北端明挖段长94米，中间暗挖段长47.5米。详见“图1 北京地铁四号线5标段陶然亭车站施工总平面图”。根据设计图纸和场地实际情况，车站主体结构在平面上分成南、北端与主体暗挖三大施工区域。明挖主体结构由底板、站台板、中板、顶板以及侧墙和柱等构件组成。详见“图2 陶然亭车站主体明挖段主体结构横断面示意图”。整个车站明挖主体结构采用顺作法施工，即自底部向顶部施工，其主体结构砼的施工程序为：底部结构 边墙、柱 中板 顶板。三、总体施工方案概述南、北明挖基坑主体结构施工时，总体上分五步完

3、成整个一环结构施工。如下图所示： 3.1围护边桩及桩间支护施工根据桩身穿过地层和地下水情况，经技术、经济、环境保护等综合比较，决定选择旋挖钻机进行钻孔灌注施工。考虑到北端基坑比南端基坑工程量大，北端基坑采用2台旋挖钻机，南端基坑采用1台旋挖钻机。采用间隔跳2根作法施工围护边桩，桩顶设钢筋砼冠梁。桩间采用10cm厚网喷砼支护，随土方开挖，自上而下施工。3.2.2 土方开挖施工 南北基坑土方开挖主要采用挖掘机开挖，分别用3台反铲分别在三层台阶上接力开挖，后期少量土方采用垂直方式提升。南端基坑由北向南开挖，北端基坑由南向北施工。3.2.3 基坑支撑体系施工本车站基坑采用钢管支撑体系，采用龙门吊吊装，

4、支撑方法为：随土石开挖，自上而下施作，第一道支撑设在冠梁上，第二道支撑设在顶板以上1.2m，第三道支撑设在中板以上2.3m，第四道支撑设于底板以上2.2m。钢管支撑依据设计计算施加预应力，并根据监控量测情况调整预应力，以确保基坑开挖安全。四、施工场地布置及临时工程4.1 施工场地布置为便于管理和高效组织生产,根据现场拆迁情况,施工场地按如下方案布置:现场只设围护桩钢筋笼加工场地、临时砂、石料堆放场地、临时弃碴场、泥浆池、沉淀池等。现场不设职工住宿，只设现场门卫，项目经理部主要管理人员办公在外租住，施工人员住宿也在外租住，乘上下班车换岗作业； 各施工场地平面布置详见“图3陶然亭车站主体明挖段基坑

5、开挖施工场地布置图”。4.2 主要临时工程4.2.1 施工围挡车站明挖施工围挡占道宽25.75m，南端长110m，北端长148m。围挡迎车面设三角缓冲区，缓冲区长70m，缓冲区内设梯形花坛一道，花坛长20m。为不影响路口视野，围挡靠近路口20m范围设铁丝网可视围挡。考虑到施工安全，围挡全部采用I18a工字钢加固，I18a工字钢立柱间距1.5m,高出地面1m，立柱埋于600600600mm的混凝土基础内供风、供水、供电，埋深60cm。详见“图4 车站主体明挖段围挡加固施工图”。4.2.2 施工供风、供水、供电1、临时供风、供电措施考虑到车站东南、西北两个场地拆迁进度滞后，变压器不能及时安装。前期

6、拟临时采用200KW的柴油发电机供电，采用17m3/min的内燃空压机供风，以满足现场临时供电、供风等。施工用水从从甲方提供的供水点接驳100mm供水管引至各生产区域。2、施工供风、供水、供电东南、西北场地拆迁完成后，施工供风、供水、供电均采用集中方式供给，即南端明挖集中从车站东南施工场地供给，北端明挖集中从车站西北施工场地供给：1）施工供风：南北基坑各配置一台21m3/min的电动空压机。2）施工供水：从甲方提供的供水点接驳100mm供水管，引至各生产、生活区域。管路每100m设置一阀门。车站施工用水以100mm供水管为主管路，42mm供水管为支管路，主体基坑四周每60m设置一阀门供生产用水

7、。另根据施工要求，在施工用水压力不足时，可在适当地点增设增压泵，以满足施工要求。3）施工供电：车站明挖施工用电拟分别从甲方提供的两台变压器（东南场地1台1000KVA、西北场地一台630KMA）接驳点引至各施工区域；另外为了满足施工期间意外停电的应急需要,车站配备一台200KVA发电机备用。现场施工照明按以下方案实施：（1）车站明挖基坑四周每30m设置一个塔灯，保证基坑照明，并配备足够的高压钠灯帮助局部照明。（2）车站明挖结构施工时，每层结构隔50m增设一配电箱作为施工照明用电，配电箱设置良好的接地装置，有漏电开关，防止触电。4.2.3 临时弃碴场本工程均在夜间出碴，白天开挖土方用挖掘机直接倒

8、运至临时弃渣场，夜间集中装运到指定弃碴场,临时碴场位置和面积详见场地布置图，弃碴通过自卸汽车在夜间运输至弃土场。4.2.4 施工排水施工场地沿主体基坑周边设排水沟，排水沟截面为400400mm（宽高），并每隔30m设置一沉淀池，沉淀池尺寸800800800mm，排水沟泛水坡度为1%，排水口通向不同的马路窨井。施工废水经沉淀处理后排入市政排水系统。4.2.5 洗车槽施工场地根据环境要求及施工要求设置大门,大门内侧设保安室，门口设洗车槽，洗车槽设蓄水池和沉淀池，以便车辆外出时清洗，确保不带泥上路,不污染城市交通道路。4.2.6 基坑护栏基坑顶四周设置防护栏杆，高1.2m，采用42钢管制作，管间采用

9、扣件连接，并涂刷成红白相间的警戒色。在基坑四角安设钢爬梯，供施工人员上下。五、施工计划5.1施工进度计划5.1.1主要施工工序时间及进度指标分析车站基坑开挖工序时间及进度指标分析表编号工作名称工时(d)指 标 分 析1施工准备30主要包括施工准备、临建等2南、北基坑围护桩 北端50天，南端70天南端132根,北端194根,共326根。进度指标2根/台天,北端采用2台旋挖钻机，南端采用1台旋挖钻机同时作业。3南、北基坑冠梁施作北端40天，南端30天冠梁施工考虑30米一段，每段施工平均按5天考虑。北端冠梁长230m，南端冠梁长152m。4南、北基坑土方开挖、支护北基坑120天，南基坑70天南基坑2

10、.1万方, 北基坑3.6万方, 各三台反铲接力,最大出土量500 m3/d,考虑综合因素平均进度300m3/d。5.2.2施工进度横道图车站主体明挖段基坑开挖详见“图5 车站明挖段基坑开挖施工进度计划横道图”。5.2劳动力计划本分部工程为便于组织管理，将参与本分部工程的项目部全体人员分为管理层和作业层，分别组织、统一管理。其中管理层包括项目班子和安质环保部、工程部、经财部、设物部、办公室。作业层按工种组建作业队，作业层人员配置数量见下表。作业层劳力计划表序号 人数 工种月份第1月第2月第3月第4月第5月第6月第7月1隧道工00000002钢筋工102020202060603混凝土工102020

11、202060604木工201000040405机械工64812012012060406电焊工21220202030407电工44666668起重工0088812129普工303070707010012010钳工022222211车工022222212架子工00121212404013泥工00202020404014后勤人员0101616161616合计821583163163164684785.3机械设备配置计划5.3.1 主要配置说明1、 钻孔桩设备考虑到本分部工程地处市中心区，文明施工特别重要，我们选用需用泥浆较少的旋挖钻机。该地段地质条件为粘质粉土、砂质粉土、粉细砂及圆砾层（最大砾石粒径

12、80mm），符合使用这种钻机条件。钻机作业时配置两台20t吊车和四套泥浆搅拌机和泥浆泵。2、基坑挖运土方设备配置6台PC200反铲挖掘机挖装，30台15t 斯太尔3J型自卸汽车外运。基坑土方分三层开挖，挖第一层时用第一台挖掘机，挖第二层时用第二台接力，类推。地面配置一台装载机直接给自卸汽车装土。3、龙门吊提升设备南、北基坑各配置1台10t行走式龙门吊车，用于吊装和拆卸钢管横撑以及后续结构施工时钢筋、模板等起吊作业。4、压缩空气供应及初支设备1）混凝土喷射机：南、北两侧基坑前期桩间支护作业，各配备2台混凝土喷射机，计4台。2）空压机：每台混凝土喷射作业时耗风量为6 m3，管路损耗按20%计，明挖

13、基坑开挖时最多时使用2台，同时工作时总耗风量为15 m3，考虑其它用风作业，配置1台21 m3的SA110-21/0.85型低噪音电动空压机。3）拌合站：为规范砼的拌合程序，南、北基坑各设置一集中搅拌站。地面集中拌合砼，经料斗运至工作面使用。5.3.2主要机械设备配置计划主要机械设备配置计划见下表：机械名称规格型号额定功率（kw）或容量（m3）吨位厂牌及出厂时间数量（台）新旧程度（%）小计其中拥有新购租赁旋挖钻机ED5500106kw日本3390泥浆搅拌机MVT-4000.4m3/盘4490泥浆泵ZL/ZPWL90m3/h博山4490吊车QY2020t泸州,992285反铲挖掘机PC2001.

14、1m3日本,9863380装载机ZL40B2.0m3柳工,002290自卸汽车FV313JDL2615t，208kw斯太尔3030混凝土喷射机PZ-55m3/h康达4490砼拌和站JZC3505.5KW山东方圆22100电动空压机SA110-21/0.858521m3北京复盛22100内燃空压机P600SCV17m3上海1180柴油发电机250GF250kva泰安,001190变压器SL7630KVA北京22钢筋切断机GQ403kw天津22100钢筋弯曲机GW403kw天津22100钢筋调直机GT4-104-10天津22100交流电焊机BX1-315A24kw上海通用1313100龙门吊MH1

15、0T20m10t南京221005.4主要测量、监测设备配置计划主要测量、监测设备配置见下表。设备名称规格型号主要工作性能指标厂牌及出厂时间数量（台）新旧程度（%）小计其中拥有新购租赁多点位移计DW-SA最小读数1mm新购3030100%钢筋应力计新购6060100%支撑轴力计VW-1型频率接收仪0.1HZ2000.03121290%收敛计SD-1A精度001mm测长30m2001.033380%精密水准仪WILFD1.0mm2000.033380%测斜仪SINCO垂直精度0.01mm测深50m新购22100%精密水准仪WILD-N31.0mm1999.61190%精密水准仪NA2+FS1GK2

16、A+FS11.0mm1998.1022190%国产水准仪DSZ32.5mm新购22190%电子经纬仪DJ-22s新购22100%全站仪Lecia6022s新购11100%六、车站主体明挖基坑开挖施工方案本站南、北两个主体基坑长度分别为55m及94m，净宽19.10m，基坑深度20m左右，采用800钻孔灌注桩进行围护，桩间距1.1-1.2m，桩长25.25m。桩身采用C30钢筋砼，桩顶设800800mm冠梁，将围护桩连成整体，桩间挂网喷砼，确保桩间土体稳定。基坑开挖时，在围护边桩上沿基坑竖向设置四层609钢管支撑（壁厚t=12mm或t=14mm），在车站四个角部增设斜撑。支撑方法为：随土方开挖，

17、自上而下施作，第一道支撑设在冠梁上，第二道支撑设在顶板以上1.2m，第三道支撑设在中板以上2.3m，第四道支撑设于底板以上2.2m。钢管支撑依据设计计算施加应力，以确保基坑开挖安全。6.1 总体施工流程总体施工流程见下图围护结构钻孔灌注桩施工地面临时设施施工、施工准备降水井施工围护桩冠梁施工龙门吊安装、调试基坑土方分区、分层开挖与支护防水、二衬结构施工6.2明挖基坑开挖施工6.2.1 围护桩的施工 1、施工顺序为防止钻孔桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成塌孔，采取分批跳孔施作，钻孔桩施工时按每间隔两孔施作。如下图所示： 钻孔桩施工顺序图2、旋挖钻机钻孔灌注桩施工工艺流程 工工

18、艺流程见下图。桩位放线钻机就位人工挖探孔钻进、掏碴施工准备清孔钻机移位成孔检查安放钢筋骨架下导管灌注砼前准备灌注水下砼桩头剔凿清理桩体检测冠梁施工制备泥浆桩位复测向孔内注水及粘土测量孔深、垂直度、直径钢筋骨架制作及监测元件预设测回淤测量砼面高度制作砼试件砼试件养护3、施工方法1）施工准备平整场地、场地准备，清除杂物，统一规划泥浆池。2）测量放线护壁混凝土设计图根据施工图纸及现场导线控制点，使用全站仪测定桩位，并打入木桩；以“十字交叉法”引到四周用短钢筋作好护桩。3）人工挖探孔为有效的保护地下未查明的管线，车站主体明挖段基坑钻孔灌注桩施工时，地面以下至原状土面，采用人工挖探孔，混凝土护壁施工。（

19、1）混凝土护壁设计护壁厚度计算：根据有关文献谢尊渊，方先和.建筑施工.中国建筑工业出版社.1986；饶勃主编.施工技术.中国建材工业出版社.1992推荐公式：T=0.1D+5cm式中：T为护壁厚度；D为桩径。计算确定护壁厚度为13cm，如右图所示：护壁混凝土标号为C20，护壁钢筋主筋采用816（级），箍筋8200（级），主筋上下层之间采用孔内焊接，焊接长度不少于10d（d为钢筋直径）,以使上下两节形成整体，如下图。（2）人工挖探坑施工开挖第一节护壁土方：先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸。根据地质情况，每节的开挖高度不得超过1.0m。放附加钢筋支护壁模板：为防止桩孔壁

20、坍方，确保安全施工，成孔时设置钢筋混凝土护壁，使其与土壁能紧密结合。护壁模板采用组合模板，分三片组装而成。如右图所示，组合模板为木模板，外包铁皮，考虑到拆模要求，模板预留有50mm的间隙，供拆模时做为收缩余量。模板间连接是在肋板上钻孔，并用6mm厚的钢板夹住16螺栓固定，三片模板安装完成后，在开有预留口的部位固定调节丝杠，用来调节模板的开合，在模板开合达到设计要求后，用一楔形木条嵌入开口内并锁定丝杠，然后调整中心、园度并固定，待检查后浇注混凝土。第一节护壁要高出地面150mm，便于挡土、挡水。浇筑第一节护壁混凝土：第一节桩孔护壁混凝土挖完以后应立即浇筑混凝土。浇筑混凝土考虑对称浇筑，以防模板偏

21、移。人工浇筑，人工捣实，混凝土强度为C20，坍落度控制在100mm，确保孔壁的稳定性。检查桩位（中心）轴线及标高：第一节护壁做好以后，将桩位十字轴线和标高测设在护壁的上口，然后用十字线对中，吊线坠向井底投设，以半径尺杆检查孔壁的垂直度、平整度。随之进行修整。架设垂直运输架及辘轳：第一节桩孔成孔以后，即着手在桩孔上口架设垂直运输支架。支架搭设要稳定、牢固。在垂直运输架上安装辘轳，辘轳应配备自动卡紧保险装置。地面运土用手推车。安装吊桶、照明、活动盖板和通风机。在安装吊桶时，注意使吊桶与桩孔中心位置重合，作为挖土时直观上控制桩位中心和护壁支模的中心线。井底照明必须用12V低压电源、防水带罩的安全灯具

22、。桩口上设防护栏。防护栏杆高1.2m，采用42钢管制作，管间采用扣件连接，并涂刷成红白相间的警戒色。开挖吊运第二节桩孔土方（修边），从第二节开始，利用提升设备运土，桩孔内人员必须戴好安全帽，地面人员拴好安全带。吊桶离开孔口上方1.5m 时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人。吊桶在小推车内卸土后，再打开活动盖板，下放吊桶装土。先拆除第一节护壁模板支第二节护壁模板，放附加钢筋，护壁模板采用拆上节支下节依次周转使用，拆模强度达到1MPa。浇筑第二节护壁混凝土：混凝土用串桶送来，人工浇筑，人工插捣密实。混凝土可由试验确定是否掺入早强剂，以加速混凝土的硬化。逐层往下循环

23、作业，直至原状土面，然后清除虚土。4）泥浆制备钻孔施工时采用膨润土泥浆进行护壁。泥浆比重应控制在1.11.3，胶体率不低于95%；含砂率不大于4%。泥浆性能指标及测试方法见下表。泥浆性能指标及测试方法表顺序项目性能指标测试方法1相对密度1.061.10相对密度计2粘度1828秒500cc/700cc漏斗法3含砂率4%含砂率计4胶体率95%静置、澄清5失水率20ml/30min滤纸法6泥皮厚3mm/30min7静切力12.5Pa空心不锈钢泥浆切力计8酸碱度810PH比色法成孔过程中,泥浆系统应定期清理,确保文明施工。泥浆池实行专人管理、负责。5）钻进成孔钻进时，边钻进边注入泥浆进行护壁，钻进过程

24、中随时检测垂直度，并随时调整。成孔后泥浆比重控制在1.25以内，成孔时做好记录。施工中应注意以下事项：（1）开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速。（2）桩孔上部孔段钻进时轻压慢转，尽量减小桩孔超径；在粘土层，适当增加扫孔次数，防止缩径；砂层中用中等压力、慢转速，并适当增加泵量。（3）施工过程中如发现地质情况与原钻探资料不符，立即通知设计、监理等单位及时处理。（4）根据孔内土层地质柱状图和捞取钻渣样判别土类，每进尺2m，检查泥浆指标及时调整泥浆比重，防止坍孔事故。（5）钻进过程中应认真、准确、及时地做好成孔记录，填写报表。6）成孔质量检测桩孔质量参数包括：孔深、孔径、钻孔垂直

25、度等。（1）孔深：钻孔前先用水准仪确定人工挖探坑第一节护壁口标高，并以此作为基点，按设计要求的孔底标高确定孔深，以测锤确定孔深。（2）孔径用探孔器测量，若出现缩径现象应进行扫孔，符合要求后进行下道工序。（3）垂直度：采用双向锤球或孔锤测定，偏差应小于1%。7）清孔（1）第一次清孔桩孔成孔后，在钢筋笼插入孔内前，进行第一次清孔，用孔内钻斗（带挡板的钻斗）来掏除钻渣，如果沉淀时间较长，则用水泵进行浊水循环，使密度达1.2左右。（2）第二次清孔钢筋笼、导管下好后，用气举法进行第二次清孔，第二次清孔时间不少于30min。8）钢筋笼的制安（1）钢筋笼加工钢筋笼采用现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规

26、范要求进行控制。钢筋笼主筋采用焊接，焊接方法及长度符合设计要求，主筋与箍筋采用点焊，钢筋接头按规定错开。为保证灌注桩的保护层厚度，采用钢筋“耳朵”的方法。钢筋“耳朵”焊在骨架主筋外侧，间距24m。为确保钢筋笼刚度，起吊不变形，要求每隔2m增设加强筋。制好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。存放时，每个加强筋与地面接触处都垫上等高的方木，以免粘上泥土。成型骨架都要挂牌标识，避免吊装时出错。钢筋笼加工完毕，报请监理验收，合格后方可使用。钢筋笼制作允许偏差见下表。项次项目允许偏差（mm）检验方法1主筋间距10尺量检查2箍筋间距203直径104长度505主筋保护层20（2）钢筋笼吊放采用20T汽车吊

27、车下放钢筋笼。为了保证钢筋笼起吊时不变形，采用两点吊。起吊前在钢筋笼内临时加木杆，加强其刚度。下笼时由人工辅助对准孔位，保持钢筋笼的垂直，轻放、慢放，避免碰撞孔壁，严禁高提猛放和强制下入。吊放钢筋笼过程中，必须始终保持钢筋笼轴线与桩轴线吻合，并保证桩顶标高符合设计要求。（3）钢筋笼安装安全预防措施汽车吊进场之前，严格按照程序向监理报机械进场报验，提供设备出厂合格证等证件。吊装时，汽车吊要停稳，施工过程中并派专人负责现场全程监控吊车施工安全。加强吊车日常检查维修与保养，做好维修保养记录。9）水下砼灌注清孔、下钢筋笼后，立即灌注C30砼。为使砼有较好的和易性，水泥用量为不小于300kg/m3，砼的含砂率采用40%50%，水灰比采用0.50.6。砼拌和物从拌和机卸出到进入导管时的坍落度为18cm22cm，首批灌注的砼初凝时间不得早于灌注桩全部砼灌注完成时间，灌注应尽量缩短时间，连续作业。（1）水下灌注砼施工顺序如下图：安设导管及漏斗悬挂隔水塞或滑阀灌注首批砼灌注砼至桩顶上一定距离首先安设导管，用16t吊车将导管（直径不小于250mm）吊入孔内，位置应保持居中，导管下口与孔底保留3050cm左右。导管在使用前及灌注46根桩后，要检查导管及其接