新疆2#竖井及横通道开挖方案.docx

1、新疆2#竖井及横通道开挖方案1 编制依据和编制原则1.1编制依据1）施工设计图纸序 号图纸名称图纸编号出图日期1乌鲁木齐轨道交通一号线小西沟站铁路局站区间施工竖井及横通道施工图A1110054392014.22）工程应用的主要规程、规范序 号类 别规范名称编 号1国家地铁设计规范GB0157-20032国家建筑结构荷载规范GB50009-20123国家地下铁道工程施工及验收规范（2003年版）GB50299-19994国家混凝土结构设计规范GB50010-20105国家钢结构设计规范GB50017-20036地方铁路隧道设计规范TB10003-2005、J449-20057地方铁路隧道喷锚构筑

2、法技术规范TB10108-20023）工程应用的主要标准序 号类 别标准名称编 号1地方钢筋焊接及验收规程JGJ-18-20122国家锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-20014）地铁1号线10标段施工组织设计为指导性施工组织设计。5）地勘报告及现场实际情况。6）我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配套能力。1.2编制原则1）在充分理解施工设计图纸的基础上，采用先进合理、经济可行的施工方案。2）确保总工期和阶段目标的完成。适时根据工序及气候环境的要求和制约，组织分阶段控制目标计划。3）结合工程情况，应用新技术成果，使施工组织设计具有技术先进、方案安全可靠、经济合理的特点。4）充

3、分考虑施工周边环境保护，周密安排交通疏解和管线保护，使施工对周边环境的影响最小化。5）加强施工管理，提高生产效率，降低工程造价，增加企业效益。6）严格贯彻“安全第一，预防为主”的方针和原则。7）严格执行北京市建设行政主管部门对本项目的文明施工、环保、安全、卫生及健康等有关管理条例的要求，树立良好的工程形象和社会形象。2 工程概况2.1 工程概述2.1.1总体概述小西沟站铁路局站区间工程设计起点北京南路与苏州路相交路口的小西沟站，线路出站后，以地下的形式延北京南路向北敷设，止于北京南路与河南路相交路口的铁路局站。区间起点里程为YDK14+957.212，终点里程为YDK15+890.081,区间

4、长度为934.469m。区间总计设置两个联络通道，于施工竖井及横通道合并设置，。区间整体地势为南高北低，区间纵坡延地势设置，区间左线坡度为28及5.596，区间右线坡度为28及5.596。2.1.2施工竖井及横通道概述2号施工竖井及横通道位于北京南站路。施工竖井内净空尺寸5m7m，矩形断面，开挖深度26.453m，采用倒挂井壁法施工；施工横通道净宽4.0m，拱顶直墙断面，台阶法施工，双层段净高7.9m，覆土19.353m16.353m，设置一道临时仰拱。施工竖井及横通道施工影响范围内的管线有：D1200污水管（管顶埋深4.136m）、EVADN150给水管（管顶埋深1.503）、D60电力线（

5、管顶埋深0.341m）、DN150给水管（管顶埋深1.721m）、DN500给水管（管顶埋深1.657m）、电信管块2个0.25*0.36、0.36*0.54（埋深0.826m、0.604m），D60电力线（埋深0.287m）等市政管。3、施工竖井及施工横通道总平面图如下：图1 施工竖井及施工横通道平面图2.2 支护参数2.2.1竖井支护参数竖井支护参数表 表1项目材料及规格结构尺寸初期支护锁脚锚杆无无钢筋网6150150mm四周铺设，外侧单层喷射混凝土C200.3cm格栅钢架25、14、8钢筋I25a型钢竖向间距0.5m、0.75m纵向连接筋22环向间距1m，内外双层2.2.2 横通道支护参

6、数横通道支护参数表 表2项目材料及规格结构尺寸初期支护超前小导管50小导管，t=50mm、L=5.5m纵向间距：四榀一打环向间距： 0.3m钢筋网6.5150150mm外侧单层锁脚锚管DN25水煤气管t=2.75m、L=2.0m台阶处节点每处一根喷射混凝土C200.30m格栅钢架22、14、6钢筋、I 20a型钢，I 18型钢纵向间距0.75m纵向连接筋20环向间距1m，内外双层2.3 工程地质和水文条件2.3.1工程地质条件图2-2 2#竖井及通道地质纵断面图本工点位于山前冲洪积平原区，根据勘探揭示的地层结构，勘探底层内地下水位为第四系孔隙潜水，主要贮存地下基岩面呈“凹”型地段风化岩表层及卵

7、砾石接触带，通过季节性降水（雪）和绿化灌溉用水下渗补给，水位随季节性变化较大，地下水水位埋深916.3m,高程为738.3756.9，由南至北水位埋深逐渐变大，含水层厚度1.0m4.0m，一般情况下水量较小，。应注意地下排污管、雨水管、给水管渗漏形成局部滞水，对隧道围岩稳定产生的不利影响，采取必要的排水措施和防水措施，以及建立巡视制度，检查地下管网的运营状况，以保证工程的安全。在地下给水、排水管线附近因管线渗漏有可能局部上层滞水（水囊）。由于城区人工活动的影响及冲沟干谷整平造地和采砂石料回填等原因形成沿线大面积分布的人工填土。根据填土的物质组成和堆填方式，沿线填土为主要为杂填土和压实填土。杂填

8、土主要分布于绿化带和及建筑物周围，主要为卵砾石土组成，含少量生活垃圾和植物根系，一般厚13m,局部厚度45m，烧湿潮湿，稍密密实。压实填土主要分布于北京路道路地表，其表层0.5m为硬化路面主要为沥青混凝土和素混凝土组成，其下主要填充卵砾石土，分布不均，厚度差异较大，一般为12m，呈密实状，天然密度为1.97g/cm3，物理力学性质较好，对工程的影响较小，但应注意地下排污管雨水管渗漏处的填土在饱和状态下易产生溜滑、坍塌等不良现象。2.3.2水文地质条件根据本区间岩土工程勘察报告，场地内主要地层为由冲积、洪积河床堆积形成的第四系上更新统卵石，地表广泛分布杂填土，下伏侏罗系上统喀拉扎组泥岩、砂岩。1

9、、 第四系全新统人工填筑土。1） 杂填土2、 第四系上更新统1） 卵石3、 侏罗系上统喀拉扎组1） 岩性主要为泥岩、砂岩2.3.3地下水的腐蚀性评价按国家岩土工程勘察规范GB50021-2001（2009年版）判定，本勘察场地环境类型属I类。根据化验结果判定水对混凝土结构的腐蚀性为弱腐蚀，水对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性为弱腐蚀。按照铁路混凝土结构耐久性设计规范TB10005-2010（2009年版）判定，地下水对钢筋混凝土结构具硫酸盐及氯盐腐蚀性环境作用等级为H1、L1。2.4 主要工程数量2.4.1竖井主要工程量施工竖井主要工程量 表4项目材料及规格工程量竖井超前小导管（在砂层视土层情况设

10、置）50 L5.5m1654.125钢筋网6150150mm8.93t喷射混凝土C20469.98m3格栅钢架25、14、8钢筋I25a型钢94t竖井挖方866.59m3型钢2I18双拼支撑18.8t2.5 工程重点2.5.1保证降水效果是本工程重点理由阐述根据本区间岩土工程勘察报告中现况地下水情况，由于区间地下水仅贮存于地下基岩凹处风化岩表层及卵砾石接触带，主要受季节性降水（雪）和绿化灌溉用水下渗补给，且场地主要地层为卵砾石层，为强透水层，地表水体下渗，随下伏隔水基岩面向低洼处径流，水量不易聚集，仅在基岩凹处地形形成了局部滞水，一般水量不大，但区间大部分地段地下水位于隧道洞身以上，对工程建设

11、影响较大，。建议在施工过程中采取排水措施，同时制定必要的应急预案，。施工中应注意上层滞水及管线渗漏所产生的水囊的疏干，。同时需准备相应的抢险物资，防止因季节融雪及降水所造成的水量突然加大的情况，基坑外设置排水坡及挡水圈防止地表水流入基坑。确保竖井施工期间无水施工。主要对策严格按照设计要求，对渗水量较大的地方在施工过程中确保安全的前提下提前封闭掌子面，以注浆加固的方式保证土体的稳定性，等注浆达到一定的效果后在进行隧道开挖。等开挖过去后，在隧道拱顶及侧墙两侧预留注浆管，之后在预留管处再进行注浆填充。在渗水量较小的地方，在侧墙两侧预留排水沟，由渗水的地方预留管，让渗水通过排水沟排出去。之后再预留管的

12、位置进行注浆填充。开工前对全体职工进行技术、质量、安全交底，建立现场质量安全保障体系。做到分工明确，责任到人。确保施工质量和安全。2.5.2环境风险的控制是本工程重点理由阐述工程环境风险不仅数量较多且风险等级高。根据统计，一级1个，二级1个，三级2个，故环境风险控制管理及保护措施是本工程重点之一。2号施工竖井及横通道涉及环境风险工程如下表所示。表 2号施工竖井及横通道环境风险序号风险工程名称风险等级风险工程基本状况12号施工竖井邻近D1200污水管一级暗挖施工竖井临近D1200污水管，与污水管净距约2.73m22号横通道暗挖横通道下穿D1200污水二级暗挖横通道下穿D1200污水管，横通道宽度

13、4m与管线垂直距离约13.6m32号施工横通道下穿D500上水管三级暗挖横通道下穿D500上水管，横通道宽度4m与管线垂直距离约17.3m42号施工横通道下穿D200上水管三级暗挖横通道下穿D200上水管，横通道宽度4m与管线垂直距离约15.9m主要对策风险管理控制：认真分析施工中环境风险，重视各种不可预见性因素，进一步细化风险分析及评价, 确定风险源级别，并制定相应的应对风险机制程序；编制专项安全施工方案，实施专家论证制度，并报相关部门审批后方可进行施工；加强质量控制，确保围护结构施工质量及隧道施工质量；加强监控量测，切实做到信息化施工，重点进行地面沉降、水平位移、建筑物沉降、倾斜及周边管线

14、变形等项目的监测；控制管线不均匀沉降及变性，保护管线采取注浆等方式，并重点监测。同时制定周密而完善的应急预案，确保工程的万无一失。管线保护措施1） 施工前探明雨污水渗漏情况，并对管线渗漏形成的水囊或空洞进行地面注浆处理，并对有渗漏的管线做防渗处理。鞥通道开挖时，还应对其下方拱顶部位的土体的含水和软化情况进行超前探测，必要时采取特殊注浆处理措施。2） 控制开挖步距按图纸要求打设小导管。3） 通道上台阶格栅落脚处及时打设锁脚锚杆并注浆，控制格栅架设后下沉。4） 及时对通道初支背后进行注浆，注浆分两次进行：第一次距开挖面35m为低压注浆，注浆压力以控制浆液从开挖面溢出结束；第二次距开挖面810m，为

15、饱和注浆，注浆压力为0.5MPa5） 施工前针对环境风险工程特点，对可能出现的事故情况进行预判，制定完善的应急预案，施工方案及应急预案报产权单位备案6） 施工中严格对管线进行监测，并及时反馈。2.5.3马头门施工是本工程重点之一理由阐述由施工竖井进临时横通道的马头门是暗挖结构的最薄弱部位，易发生坍塌，必须预先制定出周密的加固措施和施工方案，以防发生意外。临时横通道有全断面开挖和上下通道贯通中部分离开挖两种。马头门开挖尺寸较大，故马头门施工是重点之一。主要对策马头门施工采用从上至下分部进行，待竖井临时封底或永久封底后根据监控量测信息，待支护结构沉降、收敛稳定后方可进行马头门施工。施工过程中应遵循

16、竖井初支在横通道拱部上密排3榀格栅，建议在被开洞侧井壁横通道初支两侧各0.1m处设置4根纵向连接筋，与密排格栅形成暗梁与暗柱。在井壁上放出横通道开挖外轮廓线的位置，并标出超前小导管的位置。拱部小导管采用50小导管，长度5.5m，环向间距300mm，水平打设超前注浆加固地层。由马头门拱顶格栅开始由上至下破竖井环向格栅（破除高度以首层洞室一半高度，方便开挖上导坑进洞为宜），连立三榀格栅钢架，焊接纵向连接筋， 将井筒格栅水平、竖向断开钢筋与第一榀格栅钢架焊接牢固，拱部及侧壁挂钢筋网喷射砼。上台阶正常开挖4-6m以后，再进行下台阶开挖；马头门处的纵向连接筋应与竖井格栅用L型钢筋连接焊牢。为便于格栅连接

17、，上导洞（台阶）施工格栅，要提前预埋加强筋，加强筋与下导洞（台阶）钢筋焊接牢固。2.5.4横通道拱顶地表沉降、隆起控制 理由阐述区间横通道标准段拱顶覆土19.319m，挑高段拱顶覆土为6.199m，且通道穿越重要管线及北京南路，北京南路为交通干道，交通繁忙。鉴于横通道上方地面现况交通以及地下管线的重要性，控制地面沉降及隆起是工程的重点，在施工过程中应严格按照设计要求做好超前支护及初期支护，并加强监控量测，做到信息化施工，从而保证沉降值符合设计及规范要求。主要对策施工前期：对影响范围内的道路、管线进行详尽的调查，包括道路位置结构、管线的位置、埋深、结构形式、直径及管内流量等。对于影响竖井横通道施

18、工的管线，采取改移；对于不影响结构的，在施工影响范围内的管线进行必要的保护或周边加固。编制专项方案，施行专家论证制度，并报上级单位审批后进行施工。掌子面施工施工中严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、强支护、紧封闭、勤量测、速反馈”的技术要领。为保证注浆效果，防止注浆过程中工作面漏浆，小导管超前注浆前，上台阶开挖工作面封闭掌子面。探明掌子面的前方存在残留水或较长时间的停工或工序转换时，应全断面封闭掌子面。当地层或风险工程变形达到橙色预警值好时，应全断面封闭掌子面。遇到较差地层时，为了保证工作面稳定，应及时喷射砼封闭掌子面。超前支护预先控制开挖面前方土体的变形，拟采用在开挖掌子面拱顶打入小导管进行注

19、浆加固的办法进行超前支护.根据设计要求，小导管采用外径DN50小导管；小导管根据设计图纸间距四榀打设一次或一榀打设一次，环向间距300mm；如遇见特殊地层或拱顶距离既有管线（构筑物）较近时，可根据现场情况一榀打设一次。下穿重要管线时、暗挖结构侧墙位于卵砾石地层是可采用小导管侧向超前注浆保证工作面稳定。严格根据设计图纸要求，小导管浆液材料根据地层进行选择。根据经验在粘土、粉土等一般情况下不注浆。粗砂及砂砾（卵）石层采用单液水泥浆。中砂、粉细砂一般情况下采用改性水玻璃，有水情况下采用水泥水玻璃双液浆。注浆量、配比、注浆压力根据现场试验确定。注浆结束后，必须对注浆效果进行检查，并对注浆薄弱部位重新补

20、充注浆。下穿重要管线、地质条件较复杂时，超前注浆可根据试验适当添加超细水泥浆等特殊浆液。控制拱顶土体下沉因为初支拱顶喷砼较厚（30cm），为防止喷的过厚因自重回落，在钢格栅架立完施喷前，用同标号砼垫块将拱部格栅拱架与土体之间的空隙垫实，然后施喷，并紧跟回填注浆。控制拱脚下沉施工时，不可避免地在拱脚处有浮碴或虚土，如处理不好，在上半断面施工时，往往会造成上部结构下沉，为此需在此拱脚处打锁脚锚管，并注浆固结，同时为减小拱脚处的压力，在下半断面封闭前，现场安设临时仰拱，增加受力面积，待下半断面封闭后拆除。根据施工步序，每个台阶设置锁脚锚管，一处打设1根，在下穿重要管线时，建议每处打设2根。根据设计要

21、求，采用DN25mm2.75水煤气管，长度2.0米，根据经验在粘土、粉土等可不注浆。在砂层、砂砾层采用全长注浆（浆液一般采用单液浆，有水情况下采用水泥水玻璃双液浆）。初支背后注浆初期支护完成后及时进行初支背后注浆，保证初支背后密实。第一次注浆距开挖工作面5米，封闭掌子面，对后方一衬背后进行注浆加固，注浆压力以控制浆液从开挖面溢出结束（低压注浆）。第二次注浆距开挖面10米，为饱和注浆，注浆压力0.30.5MPa。待贯通后，用雷达全线探测，发现不密实的地段及时补充注浆。根据监测情况，变形发生黄色预警时，需进行多次初支背后注浆。一般暗挖段注浆段采用42mm钢焊管，注浆孔沿隧道拱部即边墙布置，环向间距

22、为：起拱线以上为2米，边墙3米；纵向间距为3米，梅花形布置，注浆深度为初支背后0.5米。二衬背后注浆初、二衬之间注浆在二衬混凝土强度达到设计强度的75%以上进行。在防水板上预留注浆圆盘，利用注浆圆盘进行背后注浆。没有注浆圆盘则预埋注浆管，采用42mm钢焊管。注浆环向间距小于3米，纵向间距小于5米，起拱线以上梅花形布置。一般浆液采用微膨胀水泥浆。加强监控量测工作，切实做到信息化施工。对特殊施工地段，应在设计的基础上，增加监测项目，加密测点布置和加大监测频率。对所穿越建（构）筑物，应根据权威鉴定部门所出具的报告确定监测警戒值，并制定相应保护方案。通过加强施工过程的监控量测，把对地面沉降的控制落实到

23、每一个关键工序。对所有观测数据，均实行信息化管理，并由富有经验的专职人员根据不同的观测要求，绘制不同的数据曲线，并记录相应表格，预测变形发展趋向，及时反馈并进行施工调整，确保安全施工。3 施工准备3.1 前期准备1）施工用电根据现场施工机械、设备等用电情况，临时用电详见本工程临电施工组织设计，并按照临电施工组织设计对现场配电箱和电气线路进行合理布置。2）施工用水根据总体施工组织设计，需将施工临时用水（100上水管）引入现场，同时满足施工用水量和消防要求。3）场地布置竖井施工前，完成场地平整和场地布置，合理安排施工场地内的机械、砂石料场、土场以及办公生活区。见附图4）竖井爬梯布置插图图3 竖井井

24、口楼梯平面图休息平台设置0.8米宽，楼梯宽度0.85米，踏步250mm250mm,之字形楼梯，休息平台下设置槽钢，下面用三角撑架设，在榀架上需留预埋钢板。需拆除一侧斜撑放置钢梯，水、电、通风等必备管线从另一侧引出。图4 竖井井口楼梯剖面图在榀架施工过程中，应提前测量出预埋件安放位置，并与榀架焊接牢固，网喷后应留有记号，方便安装楼梯。在进行楼梯安装的过程中，需要拆除一部分角撑才能满足安装楼梯的要求，此时楼梯可以作为临时角撑，必要时增加临时对撑。图6 楼梯节点示意图楼梯荷载计算：楼梯可分为2部分计算，一部分是楼梯本身对休息平台的竖向集中力，另一部分是休息平台对支撑的竖向力和剪力等。首先先计算楼梯如

25、下：楼梯荷载计算：活荷载：楼梯活荷载按照4KN/M2考虑。F活=2m1.6m4KN/M2=12.8KN活荷载系数取1.4楼梯总活荷载：F活=12.8KN1.4=17.92KN恒荷载楼梯两侧槽钢16a F=2.6m217.231 kg/m=89.6012 kg=896.012N楼梯板3mm雪花钢板 F= (2+0.27)m1.6m23.55 kg/ =128.112 kg=1281.12N楼梯栏杆钢筋 F=4（2.6+71.2）m1.58 kg/m=69.52 kg=695.2N楼梯板下角钢404 F=2(0.3 27) m2.423 kg/m=20.3532 kg=203.532N楼梯总荷载

26、F恒=896.012N +1281.12N+695.2N +203.532N =3075.864N=3.076KN楼梯总荷载F总 F活+ F恒=17.92KN+3.076KN=20.996 KN垂直楼梯总荷载F垂总 20.996 KNcosA=25.1952 KN楼梯反力 RA=QL/2=25.1952 KN2=12.5976 KN楼梯剪力 VA= RA=12.5976 KN楼梯弯矩 MMAX=QL2/8=25.19522.68=8.188 KN.M由于平台承受上下楼梯各一半的力，因此除以2作用在平台上加以计算：楼梯反力 RA= 6.2988 KN楼梯剪力 VA= RA=6.2988 KN楼梯

27、弯矩 MMAX= 4.094 KN.M休息平台荷载计算：活荷载：休息平台活荷载按照4KN/M2考虑。F活=1.2m1.64KN/M2=7.68KN活荷载系数取1.4休息平台总活荷载：F活=7.68KN1.4=10.752KN恒荷载休息平台两侧槽钢10 F=9.6m10 kg/m=96 kg=960N休息平台板3mm雪花钢板 F= 1.2m1.6m23.55 kg/ =45.216 kg=452.16N休息平台栏杆钢筋 F=（21.2+141.2）m1.58 kg/m=30.336 kg=303.36N休息平台总恒荷载 F恒=960N +452.16N +303.36N =1715.52 N=

28、1.7155KN休息平台总荷载 F活+ F恒=10.752KN +1.7155KN =12.4675 KN休息平台反力 RA=QL=12.4675 KN休息平台剪力 VA= RA=12.4675 KN休息平台弯矩 MMAX=QL2/2=12.4675 KN1.62=9.974 KN.M楼梯对休息平台产生的力：楼梯对休息平台反力 RA=QL=6.2988 KN楼梯对休息平台剪力 VA= RA=6.2988 KN楼梯对休息平台弯矩 MMAX=QL2/2=6.2988 KN1.6m2=5.039 KN.M综上所述，验算支架承载力：休息平台整体荷载计算名称楼梯休息平台总荷载休息平台反力：6.2988K

29、N12.4675KN18.7663KN休息平台剪力：6.2988KN12.4675KN18.7663KN休息平台弯矩：5.039 KN.M19.974KN.M25.013KN.M验证：1、C20混凝土粘结力为3MP 大于楼梯所产生的力。2、1根槽钢16a抗弯、抗剪值为125N/mm2f=125N/mm2 rx=1.05 Wx=108275mm2 Mx=25.013 KN.M 经计算休息平台下设置3根16a槽钢，可以满足结构安全稳定结论：楼梯及休息平台结构稳定，支架可以满足受力要求。3.2 技术准备1）在施工过程中，将充分发挥在施工技术上的优势，本着技术先行的原则，在施工前就技术上的一切问题做好

30、充分的准备。技术准备的七项主要任务如下：岗位确定、图纸会审、方案研讨、落实重点方案、各项计划、技术交底、高程引测与定位。2）针对工程特点，制定完善的技术岗位责任制，形成配套的技术力量。3）项目技术负责人组织有关人员熟悉图纸，同时取得相关的技术资料、规范、规程和标准等，会同建设、设计、监理单位共同做好图纸会审。4）以施工组织设计为中心，制定材料采购、试验、钢筋、混凝土及设备施工等各项计划，提前计划、保证施工。5）由工区技术负责人在施工前向施工人员讲解工程特点，设计要求、相关技术规范、规程要求及获准的施工方案，强调工程难点技术要点、安全措施，认真做好技术交底及签认工作，交底至作业层，使作业人员掌握要点，明确责任人人都能把住技术、质量关。6）根据轴线控制及标高引测的依据，进场后复核建筑物定位桩控制点，引入高程控制水准点，做好桩号的控制和水准点的测设和保护工作。7）确定关键、特殊工序及质量控制点，制定相应的技术保证措施及质量保证计划，及时做好对于