vo大连地铁单拱双柱三层暗挖车站施工方案.docx
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vo大连地铁单拱双柱三层暗挖车站施工方案
大连市地铁一期工程
西安路车站主体结构
专项施工方案
二0一0年九月五日
第一章编制依据
1.1编制依据
一、大连市地铁一期工程103标段工程施工设计图纸及招标文件。
二、大连地铁一号线西安路岩土工程详细勘察阶段报告。
三、业主在招标文件中明示的规范、标准及文件。
四、现场踏勘及调查所得的相关资料。
五、国家、行业、大连市有关建筑施工和施工质量、施工安全、文明施工等方面的规范、规程、规则、标准等文件。
六、我单位现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。
七、我单位多年从事铁路、公路、水利、地铁工程、城市轨道交通工程及市政工程的施工经验。
1.2编制原则
（1）严格执行国家及大连市政府所制订的法律、法规和各项管理条例，并做到模范守法，文明施工。
（2）针对城市中心区施工的特点，科学安排、合理组织、严格管理、精心施工，以减少对周围环境及居民正常生活的影响。
（3）以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全和工程质量，按期为业主提供一个优质的工程产品。
（4）以切实有效的技术措施和先进工艺，防止坍塌，控制地面沉陷，确保建（构）筑物及地下管线等不受损坏，维持正常使用功能。
（5）据现场的实际施工条件，优化施工安排，均衡生产，保证工期。
第二章工程概况
2.1工程位置及范围
西安路站基本呈南北向设置。
车站埋深约6.7-11米，车站总长242.35米，标准段宽23.3米，地下三层。
车站北侧为西安路主要商业区，有麦凯乐、家乐福等商业楼，南侧为解放广场，东侧为科技广场、西安路公寓、四十八中，西侧为长乐小区及亿达新建公寓。
地理位置见下图。
西安路站为主体单拱双柱三层结构形式暗挖车站，结构标准段宽23.6米，最大断面宽26.5米，共设置5个出入口（其中4号出入口为远期预留出入口）及4座风亭。
1号出入口位于西安路东侧，民政街与永平街中段移动公司营业厅门前；2号出入口位于西安路与黄河路交叉口东北角锦辉商城西门前；3号出入口、2号B高风亭位于西安路与黄河路交叉口西北角，麦凯乐商城南门前；4号出入口位于号西安路与黄河路交叉口西南角，长乐小区东北角，5号出入口、1号B高风亭、1号低风亭位于五一路与黄河路交叉口西北角，2号低风亭西安路与黄河路交叉口东南角黄河路南侧。
车站建筑总面积为25424m2。
车站埋深约35.5-38.1m，覆土厚度约为6.7-11m，站台中心里程绝对高程为-12.94m、-21.04m。
车站地面道路宽度为36m。
西安路车辆流量大，人行道混行，地面有一有轨电车。
2.2车站设计概况
2.2.1车站主体结构
西安路站为主体单拱双柱三层结构形式暗挖车站，结构标准段宽23.6米，最大断面宽26.5米，有效站台宽度为14m，长度为118m，车站采用暗挖法施工，复合式衬砌结构。
车站标准断面见下图。
初期支护以锚杆、钢筋网、湿喷混凝土、格栅拱架等为主要手段，超前支护以超前小导管为主。
二次衬砌采用C40防水钢筋混凝土，施工时采用台车模注现浇。
商品混凝土的输送采用机械泵送。
支护结构采用复合式支护结构型式，支护参数见下表。
项目
材料及规格
结构尺寸
初期支护
拱部超前小导管
Φ42×3.5，L=3.5m（软石段双排设置）
纵间距：
两榀支撑环间距0.3m
侧墙锚杆
Φ25中空锚杆，L=4m。
间距1.0×1.5m
钢筋网
Φ8,150×150mm
拱墙铺设
喷射混凝土
C25网喷混凝土
拱部0.35m，边墙0.25m
格栅钢支撑
Φ28、Φ25、Φ14、Φ8钢筋
纵间距0.5m
二衬
C40防水钢筋混凝土
0.75m（仰拱0.9）
车站主体结构支护参数表
2.2.2车站附属结构
1、风道结构
风道拱部设置Φ42超前小导管，初期支护采用格栅钢架与网喷混凝土联合支护，边墙锚杆长度3.5m，喷层厚300mm，钢筋网为Φ8单层钢筋网，网格间距@150mm，格栅钢架纵向间距750mm。
2、出入口结构
出入口初期支护采用格栅钢架与网喷混凝土联合支护，喷层厚250~300mm，格栅钢架纵向间距750mm，钢筋网为Φ8单层钢筋网，网格间距@150mm。
出入口明挖断维护桩采用Φ1000@2000人工挖孔灌注桩。
3、结构防水
遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，确立钢筋混凝土结构自防水体系，以结构自防水为根本，施工缝（包括后浇带）、变形缝、穿墙管、接地极等细部构造的防水为重点，初衬与二衬之间设置夹层防水层：
一层300g/m2的无纺布衬垫和2mm厚ECB防水卷材。
地下车站及机电设备集中区段的防水等级为一级，采用抗渗标号P10的补偿收缩防水混凝土进行结构自防水；地下车站的风道防水等级为二级，采用抗渗标号P8补偿收缩防水混凝土进行结构自防水。
4、主要工程数量
序号
项目名称
单位
数量
1
土石方开挖
m3
221757.19
2
喷射混凝土
m3
15554.05
3
钢筋
t
10377.84
4
混凝土
m3
58882.046
车站主要工程数量表
2.3工程地质与水文地质概况
2.3.1气候特征
大连地区属于北温带季风气候区，并具有海洋影响的特点，本区属暖温带大陆性季风半岛气候区，雨量集中，冬季寒冷，夏季炎热，八月最热，一月最冷。
铁路工程气候分区为寒冷地区。
主要气象要素如下：
历年极端最高气温：
35.3°C
历年极端最低气温：
-21.1°C
累年平均气温：
10.2°C
累年平均降水量：
658.7mm
累年最大积雪深度：
37cm
累年平均相对湿度：
65％
累年平均雷暴日数：
20.3日（最多30天，最少11天）
全年平均风速：
5.2m/s
30年一遇最大风速及其风向：
31.0m/sN
本气象资料统计范围为1951年～1980年，由于近年来全球气候的变化，大连地区的气候也有所变化。
大连市土壤最大冻结深度为0.93m。
2.3.2地形地貌
西安路站地貌为马栏河阶地，表覆第四系全新统填土层。
现为街道商业区，周边建筑物密集，管线、管道众多。
2.3.3地层岩性
本车站范围表覆第四系全新统填土层，其下为第四系全新统冲洪积卵石，下付震旦系五行山群长子岭子组强-中等风化碎裂岩和钙质板岩，碎裂岩母体为钙质板岩，该段断裂、断层发育，岩石挤压破碎严重，节理裂隙发育-极发育，地层自上而下依次描述如下：
第四系全新统人工堆积层（Q4ml）
①1素填土：
灰色，褐黄色，以粘性土为主，混10-30%左右石灰岩碎石，局部含少量建筑及生活垃圾，稍湿-湿，松散-稍密状态，路面孔顶部有40cm左右的沥青砼。
第四系冲洪积层（Q4al+pl）
③6卵石：
灰黄色，石英岩卵石、辉绿岩卵石占70%左右，粒径20-150mm不等，60-150mm占50%以上，混20%漂石。
呈亚圆形，砂砾石充填粒间孔隙，稍密-中密状态。
该土层分布于场区春柳河、马栏河。
层厚6~10m。
震旦系长岭子组钙质板岩（Zwhc）
长岭子组下部为黄色、灰色板岩夹钙质板岩及薄层绢云母大理岩。
上部为板岩夹黄色薄层泥灰岩。
受变质影响轻微，局部夹薄层粘土质粉晶灰岩。
5全风化钙质板岩：
黄褐色，散体结构，岩体风化节理裂隙极发育，岩芯呈碎屑状、土状。
岩体极破碎，岩体基本质量等级V级。
6强风化钙质板岩：
黄褐色，碎裂结构，板状构造，岩体风化节理裂隙发育，岩芯呈碎片状、片状。
岩体破碎，岩体基本质量等级V级。
7中风化钙质板岩：
灰褐色，层状结构，板状结构，岩体较完整，岩芯呈块状、柱状。
岩体较完整，岩体基本质量等级Ⅳ级。
2.3.4洞身围岩
根据隧道结构位置图及线路纵断面，本拟建区间隧道洞身处于地下水水位以下，本区间隧道拱顶、边墙与底板经过的围岩级别见下表。
里程
地质概况
地层主要特征
地下水状态
围岩级别
DK11+484.601至DK11+617.101
拱顶：
第四系全新统冲洪积粉质粘土、软石。
边墙：
全-中等风化钙质板岩。
隧底：
全-中等风化钙质板岩。
节理裂隙较发育，岩体较破碎。
水量中等-丰富
Ⅲ～Ⅳ级围岩
DK11+617.101至DK11+678.351
拱顶：
中风化辉绿岩。
边墙：
中风化辉绿岩。
隧底：
中风化辉绿岩。
节理裂隙较发育，岩体较破碎。
水量中等
Ⅲ～Ⅳ级围岩
DK11+678.351至DK11+810.701
拱顶：
冲击软石层。
边墙：
全-中等风化钙质板岩。
隧底：
全-中等风化钙质板岩。
节理裂隙较发育，岩体较破碎。
水量中等-丰富
Ⅲ～Ⅳ级围岩
西安路站右线隧道洞身经过地段的围岩级别
2.3.5地质构造与地震
本场地无液化土层，无软弱土层，故无砂土液化及软土震陷的不利影响。
2.3.6水文地质条件
大连市的气候属温带季风气候，并具有海洋影响的特点。
冬季气温较低，降水少。
夏季气温较高，降雨集中，较多。
气候和降雨量随冬、夏季风的转换而变化。
每年5-9月为雨季。
本站地下水类型主要是①第四系孔隙水和基岩裂隙水、②岩溶水两种，前者主要赋存于第四纪地层的孔隙中和基岩裂隙中，后者主要赋存于隐伏灰岩的溶洞、容隙之中。
本车站范围内地下水类型主要为孔隙水和基岩裂隙水。
孔隙水主要赋存于素填土层、卵石层中，水量丰富。
基岩裂隙水主要赋存于强-中风化岩层中，略具承压性，水量丰富。
地下水位埋深为3m左右。
各岩土层渗透系数见下表：
时代成因
地层编号
岩土名称
渗透系数m/d
Q4ml
①1
素填土
1.0-5.0
Q4al+pl
③6
卵石
30.0-50.0
Zwhc
6
强风化钙质板岩
1.5-3.0
Zwhc
7
中风化钙质板岩
1.0-5.0
各岩土层渗透系数表
由于地层的渗透性差异，基岩中的水略具承压性，基岩裂隙发育，孔隙水与裂隙水局部具连通性。
岩石富水性和透水性与节理裂隙发育情况关系紧密，节理裂隙发育的不均匀性导致其富水性和透水性也不均匀。
经取水样进行室内间分析，综合判定：
地下水化学侵蚀类型为硫酸盐侵蚀、酸性侵蚀，环境作用等级为H1。
地下水总矿化度为668~1490mg/l,为淡水。
地下水对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性；对钢结构具中等腐蚀性。
2.3.7不良地质现象
本场地普遍分布有全风化、强风化层，天然状态下物理力学性质较好，但该层土水理性质差，浸水易崩解，饱和状态下受扰动后，易软化变形，强度、承载力骤减，施工应予以足够的重视。
2.3.8地质评价
场地范围内未发现影响场地稳定的活动断裂，场地内局部地段存在岩溶、采空区，天然状态下不存在滑坡、泥石流、液化土层、地面沉降等其他不良地质作用，故场地在地质上是稳定的。
本场地普遍分布有素填土、杂填土，土质不均，局部夹有碎石、块石，属较不稳定土体，易造成局部坍塌。
场地内全风化以及强风化状态下的钙质板岩、辉绿岩及碎裂岩在应力作用下局部风化呈土状以及碎片状、碎块状，土质不均，饱和状态下受扰动后，极易软化变形，强度、承载力骤减。
2.4工程特点、重点分析及对策
2.4.1西安路站工程特征
（1）断面跨度大，最大开挖断面宽26.5m，高27.8m的单拱双柱地下三层结构。
（2）安排2个临时竖井、1个盾构吊出井以及一个斜井进入车站施工，工作面多，工序复杂；
（3）地处繁华街道，地面交通流量大，特别是有一双线有轨电车，受地面动荷载影响较大；
（4）车站范围内地质构造复杂，围岩破碎，地下水具有承压性。
2.4.2西安路站工程重、难点及相应对策
（1）工程施工工序繁多，任务重，工期紧，如何组织施工计划，保证工期是工程之重点。
（2）工程主体断面大，地面荷载大，确定正确施工方案，保证施工安全是工程之难点。
（3）围岩破碎，遇水易软化，车站周边建筑密集，控制基础沉降，保证车站周边建筑安全及有轨电车正常运行也是工程之难点。
2.4.2.1工期紧、任务重
1、原因分析：
西安路站全长242.35m，车站跨度大、埋深浅，车站隧道下穿西安路施工风险大，再加上场地提供、管线迁移等原因，实际可供车站施工利用的时间仅为655日历天，远远少于合同工期900天，工期压力很大，施工时须投入足够的人员及设备，多个工作面同时展开，进行合理施工组织安排、资源调配、做好工序衔接，减少人员、设备的窝工，防止不必要的资源浪费，保持高效运行是贯穿整个施工期的重点。
2、主要对策：
为了更快更好地完成西安路车站施工生产任务，满足施工工期需要，通过专家组及设计院的多次讨论研究决定，共设置4个施工区域：
盾构吊出井区域、1#、2#临时施工竖井区域及斜坡道区域。
同时，优化施工方案，组织施工，紧抓工序循环时间也是保证工期的关键。
在保证工程质量、安全的同时，尽可能的加快施工进度，保证工期。
2.4.2.2大跨度、大断面的开挖
1、原因分析：
车站开挖断面最大为673m2。
施工过程中采用何种施工方案以及如何组织施工顺序，控制开挖断面变形量在允许范围内，保证车站在施工过程中地面及附近建筑物的安全，是本站主要的重难点之首。
2、主要对策：
通过专家组及设计院的多次讨论研究和方案比选，决定采用洞桩法施工车站主体，先通过1#竖井及斜坡道开挖上导洞（即车站主体拱部中洞），2#竖井及盾构井开挖下导洞（即车站主体底部），上下导洞错开32m，然后施作地梁、孔桩及中部拱顶，使其大拱变为连拱，减小整体跨度受力，保证整体稳定性，再开挖支护拱部两侧及下部土石方，再顺做法施工主体结构。
2.4.2.3地面及附近建筑物沉降控制
1、原因分析：
西安路站为大断面暗挖车站，地面建筑物离车站距离近，站内土体开挖深度高达到27米；且覆土厚度较薄，仅6.7m~11m，地面交通量大，且存在有轨电车通行，增加动载对结构的影响，再加上围岩复杂多样，控制地面及附近建筑的位移变形成为本车站施工的重中之重，我们已经按照设计院出来的监控方案布点监控，确保工程顺利。
车站地面两侧建筑物林立，盾构井东接科技广场，西邻长乐小区，北靠锦辉商城；1、2#竖井东接西安路公寓，西邻长乐小区；斜坡道北靠西安路公寓，南邻四十八中学教学楼。
施工地段地下管线密集，沿车站方向的黄河路上车流量较大，有202路有轨电车通过。
黄河路上有公交车站点：
101、522、534、705、708、715路公交站点。
车站主体范围内黄河路地下管线众多，主要的管线有污水管、雨水管、给水管、电力及电信等地下管线，车站采用暗挖法施工，施工中地上、地下物保护，沉降监测是工程重点。
2主要对策：
（1）布置沉降观测点：
盾构井、1#、2#竖井四周范围内，及各自的横通道两侧，地表车站主体两侧及上部，电车轨道中心布置沉降观测点。
同时，周围建筑物的底部及上部墙体，也要布置沉降、位移及倾斜观测点，定期进行观测，如发现变形量超标，及时采取补救措施。
确保施工安全和地表建筑物的安全。
（2）
配备一只专业的监控测量队伍，仪器精度符合要求。
监控量测管理基准值根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定。
建立及时的信息管理系统，监测数据及时反映给设计代表、监理、施工总工等，及时分析，确保施工安全。
（3）在施工前对暗挖施工区域进行细致的超前水文地质、空洞探测；设置超前地质探孔，指导下步工序循环；对现况管线、管沟等构筑物进行详细的调查，搞清现况管沟及管道的建成年代、类型、走向、新旧程度、有无渗漏、埋深、产权单位等信息，对于车站出入口及风亭的永久占地处，将进行永久改移，并对其进行拍照、记录存档；根据了解的准确信息和地质探测报告制定安全稳妥的施工技术措施，确保施工安全。
（4）根据暗挖段下穿现况管线及构筑物的具体情况，提出沉降控制标准为管线沉降不大于30mm。
制定管线、构筑物、道路保护专项施工方案及预案，组织相关专家根据上述区域分别做一次安全评估，并根据专家的建议进行必要的改进，确保保护方案提出的管线变形及地表沉降控制标准能够顺利实现。
（5）立足信息化施工，严格控制作业程序，合理安排施工步序，严格遵守设计原则，施工前根据理论计算与预测结果制定控制预警标准，加大监控量测力度，合理安排施工进度。
与构筑物和管线产权单位提前进行沟通，加强对管线的监测。
（6）隧道开挖过程中注意分段、分层、分部开挖，充分利用“时间-空间效应”。
在初衬和围岩之间预埋注浆管，及时进行初衬背后回填注浆，做好初衬背后的回填注浆工作，避免初支背后空隙引起地层的进一步松散变形，防止对结构和周围构筑物造成不良影响。
第三章施工条件分析
3.1地面主要建筑
西安路站位于西安路与黄河路交叉口南侧。
沿西安路而设，南北走向，周边建筑主要有锦辉商城、麦凯乐西安路店、科技广场、西安路公寓、长乐小区、大连市第四十八中学。
沿车站方向的西安路现状道路宽度为23.5m，道路已基本规划。
西安路车辆密集，人流量大。
勘察表明，拟建西安路站涉及有影响的已成建构筑物如下表：
名称
位置
不利因素
稳定程度
水平
垂直
锦辉商城
距3号出入口5.87m
10
爆破震动
有影响，需控制爆破震速
麦凯乐西安路店
距5号出入口10.27m
10
爆破震动
有影响，需控制爆破震速
科技广场大厦
距2号出入口5.60m
10
爆破震动
有影响，需控制爆破震速
西安路公寓
距1号出入口4.72m
10
爆破震动
有影响，需控制爆破震速
长乐小区
距车站主体结构5.49m
10
爆破震动
有影响，需控制爆破震速
车站附近有影响的建构筑物
3.2地下管线
车站范围地下管线众多主要分布在西安路下，需要迁改的管线主要如下表：
序号
名称
材料
规格
埋深
改移方式
改移长度
1
污水管1
DN300
2.66
拆除
22（14）
2
煤气1
钢
DN100
1.63
永久改移
18（43）
3
电信1
光纤
200×200
0.83
永久改移
22（44）
4
电信2
光纤
300×300
1.05
永久改移
20（40）
5
交通信号1
铜
DN50
0.14
永久改移
27（87）
6
供水管1
铜
DN250
0.97
永久改移
25（43）
7
供水管2
铜
DN250
未明
永久改移
20（16）
8
电信3
光纤
DN100
未明
永久改移
35（51）
9
电信4
光纤
200×200
0.66
永久改移
40（53）
10
路灯1
铜
DN50
0.26
永久改移
37（53）
11
供水管3
铸铁
200×200
0.73
永久改移
38（49）
12
污水管2
未明
未明
未明
拆除后恢复
8（8）
13
污水管3
DN200
1.2
永久改移
22（43）
14
路灯2
铜
DN50
0.3
永久改移
23（41）
15
煤气管2
钢
DN100
1.42
永久改移
25（43）
16
路灯3
铜
DN50
0.36
永久改移
27（45）
17
有线电视1
光纤
Φ100
0.23
永久改移
26（41）
18
电信5
光纤
200×200
0.77
永久改移
29（48）
19
供水管4
钢
DN250
0.91
永久改移
53（66）
20
回水管1
钢
DN250
0.91
永久改移
53（68）
21
煤气管3
钢
未明
未明
永久改移
53（65）
22
电信6
光纤
400×200
0.83
永久改移
34（59）
23
电信7
光纤
200×200
0.93
永久改移
76（60）
24
供水管5
钢
DN250
0.91
永久改移
40（54）
25
回水管2
钢
DN250
0.91
永久改移
40（59）
26
煤气4
钢
DN200
1.36
永久改移
67（84）
27
供水管6
铸铁
DN200
1.66
永久改移
65（76）
28
供电1
铜
220V
0.56
永久改移
74（80）
29
污水管4
未明
未明
永久改移
7（7）
30
煤气管5
钢
DN200
1.36
永久改移
28（35）
31
供水管7
钢
DN200
1.66
永久改移
27（33）
32
电信8
光纤
200×200
0.76
拆除后恢复
22（22）
33
供水管8
钢
DN100
0.95
拆除后恢复
35（35）
34
回水管3
钢
DN100
0.95
拆除后恢复
35（35）
西安路站管线改移统计表
由于采用暗挖施工，只在附属结构出口处存在管线改造或搬迁。
根据地面地下电力、电信、给水、排水及燃气等各种管线繁多，管线材质、接头类型及初始应力各异，加之分属部门不同，执行保护标准有差异，隧道施工中管线保护较为复杂。
隧道施工对管线的影响主要是由于隧道施工引起地层的变形，从而导致管线在附加拉应力的作用下出现裂缝甚至破坏或管线发生渗漏等。
因而在隧道施工中，必须保证施工对于已有的设施所造成的影响危害在允许的范围内。
需做好以下防护措施：
1）施工前应做好普查工作，掌握各种管线的分布位置，尽量做到在施工中不影响或少影响到各种地下管线。
2）隧道施工引起地层的变形是导致各种管线危害的主要原因，因此宜选择易于控制地层变形的施工方法。
3）通过理论分析、现场监测相结合，准确预测管线的初始应力、允许变形值以便科
学评估隧道施工给地下管线带来的危害。
3.3交通状况
本车站沿大连市的干线道路西安路敷设，交通便利。
3.4人文条件
车站隧道位于主干道下，周边为居民生活和商业区，施工期间最大爆破震动速度一般应控制在1.5cm/s以内。
站位周边建（构）筑物较多，车站主体及通道应加强初支的强度，严格按规范、规程要求施工作业。
3.5场地条件
场地位于黄河路与五一路之间，西安路东侧，占用部分永平街街道，共分四个场区。
总占地面积约4600m2，可布置必要的生产生活设施及加工场地。
第四章施工管理及总体部署
4.1施工管理目标
4.1.1质量目标
我公司经ISO9002质量体系认证，我们将严格按质量体系要求进行生产管理。
我们质量目标：
坚持依靠科技领先、实施精品战略，做到“百分之百地执行标准；百分之百地兑现合同；百分之百的质量合格；百分之百的用户满意”。
对大连地铁一号线西安路站工程质量目标：
严格按照业主要求标准施工，工程合格率达到100%，工程质量等级优良，确保在国内同类工程中达到领先水平，创辽宁省优良工程。
4.1.2工期目标
根据招标文件要求，本标段工期为900天，实际开工日期由于施工条件未及时提供的原因而推迟至2010年5月4日，2012年2月28日竣工；总工期664天，节点工期：
2011年12月31日前移交负二、负三层于装修单位。
4.1.3文明施工和环境保护目标
严格遵守国家、
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