东干渠第10标段地连墙施工方案.docx
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东干渠第10标段地连墙施工方案
北京市南水北调东干渠工程第10标段
15#盾构井及30#、31#二衬井
地下连续墙施工组织设计
北京三方地基工程有限公司
2012年7月
一、工程概况………………………………………3
二、施工总体规划…………………………………8
三、施工进度计划…………………………………9
四、资源配置计划…………………………………10
五、地连墙施工……………………………………13
六、施工中的问题处理与对策……………………25
七、质量保证措施…………………………………26
八、钢筋笼吊装方案………………………………31
九、工程进度保证措施……………………………41
十、雨季施工措施…………………………………42
十一、安全、环境、消防保证措施………………42
十二、文明施工保证措施…………………………46
十三、工程资料的收集与管理……………………46
十四、附：
1、施工进度计划表
2、槽段划分平面图
3、地面硬化平面示意图
北京市南水北调东干渠工程第10标段
15#盾构井及30#、31#二衬井地下连续墙施工方案
一、工程概况
1.1工程概况
北京市南水北调东干渠工程第10标段15#盾构井及30#、31#二衬井基坑围护结构均采用地下连续墙+内支撑的支护形式。
15#盾构井及30#、31#二衬井地下连续墙采用两种基本形式，15#盾构井地连墙墙厚1.2m，墙深为43.21m（H=28.21m，D=15.00m），体积约为7740.46m3；30#二衬井地连墙厚度为1.0m，墙深为37.834m（H=27.834m，D=10.00m），体积约为1274.48m3；31#二衬井地连墙厚度为1.0m，墙深为38.103m（H=28.103m，D=10.00m），体积约为1283.42m3。
两幅连续墙之间接缝部位采用工字钢刚性接头，连续墙在每两幅接头处设置2根φ600@300止水高压旋喷桩。
连续墙采用C30、W8、F150混凝土，钢筋采用HPB235、HRB400。
竖向主筋混凝土保护层厚度为70mm，工字钢采用Q235-B号钢，工字钢与钢筋笼之间连接时采用E43焊条，焊缝高度一般为10mm；盾构穿越范围（7m×7m）采用玻璃纤维筋等面积代替钢筋。
如考虑一次性吊放钢筋笼的重量太大，可采取沿槽深方向断开的方式分两次吊放、槽口连接，断点位置应避开槽底以上0.5H、槽底以下5.0m的范围。
1.2地质情况
1.2.1地质结构
自桩号30+800~36+000施工段地质结构为粘砂粘多层结构：
人工填土（rQ）：
①人工填土：
以粘质粉土素填土为主，含砖渣、灰渣及少量植物根。
分布厚度1.00~4.20m，底高程25.08~31.04m。
第四系上更新统冲洪积（al+plQ）：
③粉质粘土：
褐黄~灰色，可塑，局部硬塑，很湿。
主要分布在桩号31+780以后，分布厚度4.20~10.70m，底高程16.18~23.44m。
夹有③2细砂透镜体。
在桩号31+780之前主要为③1粉土。
④细砂：
局部为中砂，褐黄~灰黄色，湿~饱和，中密~密实。
分布厚度1.30~6.10m，底高程13.18~20.70m。
⑤粉质粘土：
褐黄色，可塑，局部硬塑，很湿，分布在桩号32+500以后，分布厚度3.90~9.90m，底高程8.56~12.14m。
在桩号32+500以前分布为⑤1粉土，厚度4.60~6.30m。
⑥细砂：
褐黄~灰黄色，饱和，密实。
分布厚度3.50~12.30m，揭露底高程-1.50~5.68m。
局部夹有粉粘、卵石透镜体。
下部分布为⑦粉粘、粘粉互层，夹细砂透镜体。
综合判定场地类别为Ⅲ类。
依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定和室内试验结果，结合工程区水位高程资料和工程运行特征，进行液化判定计算，综合判定地震烈度为8度条件下，③2粉细砂、④细中砂个别标贯点会发生液化，液化深度一般小于8m。
段内洞底不存在地震液化问题。
1.2.2水文地质
本标段施工区位于水文地质Ⅳ区段（环铁桥至西直河桥）。
水文地质Ⅳ区段主要位于东五环沿线。
本区最大钻探深度50.00m深度范围内主要分布3层地下水，各层地下水的分布特征详述如下：
（1）第1层地下水
该层地下水在Ⅳ区段内呈透镜状分布，目前主要赋存于标高21.86～26.49m（埋深9.60～3.50m）以上的砂质粉土、粘质粉土层和细粉砂层。
水位高程监测孔中量测静水位埋深为1.96～9.22m，标高为27.95～22.19m。
（2）第2层地下水
该层地下水在Ⅳ区段内分布连续，现状该层地下水主要赋存于标高19.33～25.19m（埋深12.70～4.80m）以下、标高8.75～18.91m（埋深22.50～12.20m）以上的细粉砂层、砂质粉土层、中砂层和圆砾层。
该层地下水在本区段呈无压状态。
水位高程监测孔量测地下水静水位埋深为1.75～13.90m，标高为28.20～17.13m。
该层地下水赋存层位在本区段内厚度变化较大，在3.30～15.90m不等，平均厚度为6.27m。
（3）第3层地下水
该层地下水在Ⅳ区段内分布连续，主要赋存于标高-0.10～14.84m（埋深30.00～16.00m）以下的细中砂层，卵石、圆砾层和砂质粉土层。
该层地下水类型为潜水～承压水，在Ⅱ区段总体上呈承压状态，仅在平房、七棵树一带呈无压状态。
水位高程监测孔量测地下水静水位埋深为14.14～26.70m，标高为15.89～3.29m。
通过地下水信息管理系统（GWIMS），并经分析管线沿线历年（自1955年以来）最高地下水位和近3～5年最高地下水位见表1-1。
表1-1历年及近3～5年最高地下水水位一览表
水文地质区段
起止位置
历年（自1955年以来）
最高地下水位标高
近3～5年最高
地下水位标高
水文地质
IV区段
环铁桥～
西直河桥南
北端接近自然地面，
向南逐渐降低到28.50m
31.80m～27.80m
（自北向南逐渐降低）
场区地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
1.2.3工程地质评价
该段线路内布置有29#、30#、31#三个二衬竖井。
（1）该线路段内15#盾构始发井和各二衬竖井开挖深度范围内涉及的土层为第①~⑥层，岩性为填土、粉土、粉质粘土及粉砂和细中砂等。
其中②1粉砂、④细中砂、⑥层细中砂压缩性较低，渗透性强；③、⑤层粉质粘土渗透性较弱，压缩性中等。
⑤层粉质粘土承载力标准值为fka=180kPa，⑥层细中砂承载力标准值为fka=220kPa。
（2）该段内29#二衬竖井开挖中涉及第1、2层地下水，应采取有效措施防止地下水涌入井内，对井安全造成威胁；15#盾构始发井和30#、31#二衬竖井底部含水层厚度较大，富水性强，局部具有承压性，应采取有效止排水措施防止井底发生涌砂和突水等。
施工期间应对井壁结构和井口周围地面变形进行动态监测。
（3）综合分析室内外试验成果，结合工程设计方案，提出土层物理力学性质指标建议值，如表1-2所示。
场区竖井土体物理力学指标建议值参考表1-3。
表1-215#盾构始发井场区土层物理力学指标建议值
编号
土层
岩性
含水率
天然
密度
比重
孔隙比
压缩
模量
天然快剪
承载力标准值
基床
系数
粘聚力
内摩
擦角
w
ρ
Gs
e
Es100
c
φ
fka
K
%
g/cm3
--
--
MPa
kPa
°
kPa
MPa/m
③
粉质粘土
20
2.02
2.71
0.62
6
20
8
130
10
④
细中砂
2.02
25（E0）
25
180
25
④1
粉质粘土
19
1.98
2.70
0.60
20
160
15
⑤
粉质粘土
19
2.04
2.70
0.57
18
25
14
180
20
⑥
细中砂
2.04
30（E0）
30
220
30
⑥2
粉质粘土
18
2.10
2.70
0.52
20
⑦
粉质粘土
24
1.89
2.70
0.65
20
25
15
250
25
注：
E0为变形模量
表1-3土层物理力学性质指标建议值表
编号
土层
岩性
含水率
天然
密度
比重
孔隙比
塑性
指数
液性
指数
压缩
模量
天然快剪
承载力
标准值
基床
系数
粘聚力
内摩
擦角
w
ρ
Gs
e
IP
IL
Es100
c
φ
fka
K
%
g/cm3
--
--
--
--
MPa
kPa
°
kPa
MPa/m
③1
粉土
17
1.96
2.70
0.59
7.4
0.38
8
18
20
130
15
③
粉质粘土
20
2.03
2.71
0.60
10.3
0.45
7
30
16
120
10
④
中细砂
2.00
2.71
25（E0）
25
160
25
⑤
粉质粘土
21
2.03
2.71
0.58
11.3
0.41
12
40
16
200
20
⑥
细中砂
2.02
2.72
30（E0）
30
250
30
⑥2
粉质粘土
19
2.07
2.70
0.56
13.2
0.38
12
40
12
230
20
⑦
粉质粘土
24
1.99
2.71
0.66
13
50
13
240
25
注：
E0为变形模量
1.3工程项目及内容
本施工段承包人承包的主要工程项目及工程内容为：
·导向槽的土方开挖，并将多余土方运至场内甲方指定地点；
·导向槽的钢筋混凝土浇注、土方回填压实；
·泥浆搅拌站及泥浆池的搭设、泥浆管路铺设；
·泵站及供水管线安装、铺设；
·钢筋笼子制作、吊放；
·泥浆搅拌、供应；
·接头箱下设、起拔；
·地下连续墙采用直抓工法由液压抓斗施工；
·水下混凝土浇注；
·辅助及周转性材料采购；
·临设、试验及质检费用；
·施工中钻渣及废弃泥浆堆（排）放到场内甲方指定地点。
1.4对外交通条件
15#盾构井位于五环化工桥东北角，交通便利。
1.5施工材料及水电条件
根据甲方安排，本施工段施工用混凝土采用商品混凝土，由甲方联系指定商品混凝土搅拌站提供。
各种构成地连墙主体的钢制品（如钢筋、钢板、钢筋连接器等）、玻璃纤维筋等由甲方供应。
辅助及周转性材料的采购由我方负责。
施工水电源由甲方负责提供，我方自出口接引。
1.6施工工期条件
15#盾构井地连墙施工要求工期为35天，30#及31#二衬井预计工期各为20天。
具体工期可根据甲方要求再调整。
1.7施工组织设计编制依据、原则及指导思想
1.7.1编制依据
（1）东干渠工程第10标段地下连续墙工程承包的招标文件要求
（2）北京市水利规划设计研究院提供的土建施工第10标段图册及通用图册
（3）北京市水利规划设计研究院提供的工程地质勘察报告
（4）现场踏勘所获得的有关信息
（5）北京三方地基工程有限公司有关质量方针、质量目标及其他相关的管理文件
（6）国家及行业的有关规范、规程及验收标准
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ11-501-2009）；
《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL174-96）；
《水电水利工程混凝土防渗墙施工规范》（DL/T5199-2004）；
《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。
1.7.2指导思想
以质量为中心，采用ISO9002系列标准，建立工程质量保证体系，编制《项目质量计划》，并选派综合素质较高的项目经理、项目工程师及工程技术管理人员组成项目班子，按照项目法施工的要求实施项目管理，采用先进的施工设备和技术，精心组织，科学管理，安全、优质、高速地完成本施工段的合同任务。
1.7.3实施目标
（1）质量目标
工程质量合格，争创优质工程。
（2）工期目标
严格按照合同要求的开竣工日期以及施工期间的时间控制段完成本施工段合同范围内的全部工作内容。
（3）安全和文明施工目标
杜绝重伤及伤亡事故，杜绝机械及火灾事故。
严格按国家及本地政府文明施工的各项规定完成施工任务，把本施工段建成文明施工现场。
（4）环保目标
在确保工程质量和工期的前提下，树立全员环保意识，最大限度地减少对环境的污染，创造良好的环境条件，达到或满足国家、本地政府关于施工环境的有关规定。
二、施工总体规划
2.1施工进度控制目标
本工程按计划工期安排施工，在甲方规定的施工时间段内完成合同规定的全部工作内容。
2.2钢筋混凝土地连墙施工方法
本工程钢筋混凝土地连墙成槽方法为：
采用直抓法施工，由液压成槽机抓取2抓或3抓；通过上述步骤形成槽孔。
槽孔分Ⅰ、Ⅱ序间隔施工，Ⅰ、Ⅱ序槽孔成槽长度为5.6m～12.0m，下设钢筋笼、接头箱、导管后实施浇筑。
Ⅱ序槽段清孔时采用钢丝刷子对接头部位进行刷洗，保证工字板接头没有泥皮。
槽段间接头使用工字钢刚性接头+接头箱法施工。
混凝土灌注方法采用多组直升导管法进行水下灌注。
浇筑时要保证混凝土上升速度及导管埋置深度。
2.3施工顺序
成槽采用2台液压成槽机为一组，共计一组，进行混凝土防渗墙成槽施工；钢筋笼吊装采用2台履带式吊车为一组，共计一组；混凝土灌注采用3台浇筑架为一组，共计一组，进行混凝土防渗墙浇注施工；成槽施工应间隔进行或待邻槽混凝土终凝后顺序进行。
地下连续墙4000～12000mm为一个幅段，采用间隔施工。
地下连续墙施工顺序见图2-1。
图2-1地下连续墙施工顺序图
2.4工程组织管理
按项目法施工原则，结合本工程场地窄、工期紧的特点，签订合同后，我单位将立即组建由管理和作业两层结构的项目经理部全权负责该工程的施工与经营管理。
项目部（管理层）下设工程技术部、质量管理部、后勤供应部、劳资财务部、行政保卫部。
作业层下设2个成槽组、1个钢筋制作组、1个吊装作业组、1个浇注作业组、1个泥浆作业组、1个机水电作业组。
施工组织机构见附图《施工组织机构图》。
成槽作业组负责地连墙的成槽作业，；浇注作业组负责进行水下混凝土浇注作业及接头箱起拔；泥浆作业队负责泥浆的制备、供应、除砂及回收；机水电作业组负责水、电、机械的布设与维护、机械设备的保养与修理、施工区内道路的维护管理工作。
三、施工进度计划
3.1施工工期编制原则
（1）按照东干渠第10标段15#盾构井及30#、30#二衬井地连墙工程合同要求及我单位针对本工程拟定的工期控制目标，在合同计划工期内完成合同中约定的全部施工任务。
（2）充分发挥投入设备、人员的工作效率。
（3）确保施工期内工程连续、均衡地进行。
利用年、季、月进度报告及月、周进度会议，加强与发包方及监理人的沟通。
在工程实施过程中，不论何种原因引起的工期延误，我们将及时作出调整，并在月进度报告中提出调整后的进度计划及其说明。
若进度计划的调整需要修改关键线路或改变关键工程的完工日期时，提交修订的进度计划报送监理人审批。
（4）在满足施工进度、质量、安全的前提下，尽量节约工程费用。
3.2施工准备工作进度计划
施工准备历时13天。
主要完成项目见表3-1：
表3-1施工准备工作进度表
工作项目
开工日期
完工日期
工期
备注
施工人员、施工生产临时建筑、测量、放线、开工前技术准备工作、导槽施工
10天
签订施工合同后开始准备
大型设备进场
3天
3.3主体工程施工进度
导向槽施工、等待强度增长施工13天，地连墙工程施工22天，15#盾构井总工期共历时35天。
30#、31#二衬井地连墙工程施工各20天，其他时间不变。
3.4施工进度计划表及说明
施工进度的安排，必须在与各合作方充分协商、协调的基础上去完成。
采用先沟通各施工参建方意见，在基本同意的基础上，上报监理人和发包人待批。
具体施工进度见附图《施工进度计划表》。
四、资源配置计划
4.1主体工程机械设备配置
（1）主体工程施工机械设备功效
根据覆盖层图纸的物理、力学特性，液压成槽机的设备能力，地连墙的施工要求分析，液压成槽机在覆盖层中抓孔的效率可达200m3/d。
（2）主体工程施工机械设备数量的计算
本工程采用“直抓法”法施工，由液压成槽机成槽。
由于场地狭窄，采用此种施工方法进行施工的关键线路工期由现场能否连续施工控制，液压成槽机施工时间为非关键线路，对整体工期不产生影响，可以不予考虑。
进场2台液压成槽机及1组履带式吊车进行地连墙施工可以满足工期要求。
（3）拟投入的施工机械设备
表4-1拟投入施工机械设备表
设备名称
型号规格
数量
产地
购置年份
已使用台班数
液压连续墙抓斗
GB-46
1台
上海宝峨
2012
0
液压连续墙抓斗
SG-40
1台
上海金泰
2010
1000
泥浆搅拌机
BE-10
2台
北京
2010
500
液压拔管器
500T
2台
天津
2010
700
接头箱
2组
天津
2012
0
潜水泵
扬程60m
3台
北京
2009
500
排污泵
4寸
6台
北京
2009
500
泥浆泵
4寸
2台
北京
2009
500
电焊机
BX-315
6台
北京
2007
2000
装载机
ZL-50
1台
柳州
2007
400
运土车
20m3
2辆
北京
2007
400
水准仪
1台
北京
2008
200
经纬仪
1台
北京
2008
200
计算机
联想
1台
北京
2007
900
打印机
HP
1台
北京
2007
900
供水管线
4英寸
北京
2009
1000
供浆管线
6英寸
北京
2009
1000
4.2劳动力计划
按照上述机械设备的配备，施工采用三班制作业，高峰期约需劳动力80人。
4.3主要材料及水电需用量计划表
表4-215#盾构井用量
名称
型号规格
单位
数量
备注
各种型号钢筋
HRB400、HPB235
t
1516
工字钢
Q235-B
t
194
钢板
4mm、5mm
t
7.2
混凝土
C30W8F150
M3
8185
水
M3
15000
电
Kwh
30000
表4-330#二衬井用量
名称
型号规格
单位
数量
备注
各种型号钢筋
HRB400、HPB235
t
249
工字钢
Q235-B
t
31
钢板
4mm、5mm
t
1.9
混凝土
C30W8F150
M3
1400
水
M3
2500
电
Kwh
5000
表4-331#二衬井用量
名称
型号规格
单位
数量
备注
各种型号钢筋
HRB400、HPB235
t
248
工字钢
Q235-B
t
31
钢板
4mm、5mm
t
1.9
混凝土
C30W8F150
M3
1420
水
M3
2500
电
Kwh
5000
五、地连墙施工
5.1施工主要成槽设备的选择
本工程使用1台GB-46型及1台SG-40型液压成槽机进行成槽施工，该设备成槽厚度可达1.5m，深度可达75m，同时随机自带测斜纠偏系统，完全能够满足本工程需要。
表5-1GB-46液压成槽机主要技术性能表
序号
项目
参数
备注
1
成墙厚度（m）
0.4～1.50
2
成墙深度（m）
75
3
最大提升力（kN）
460
4
卷扬单绳拉力（kN）
230
5
发动机额定输出（KW）
224
6
系统压力（bar）
300
7
主泵最大流量（L/min）
2×225
8
最大抓斗重量（T）
23.0
9
总重量（不含抓斗）（T）
68
10
高度（mm）
17280
11
抓斗底面最大离地高度（mm）
4500
12
拔杆与地面夹角（°）
73.3
13
履带长度（mm）
5681
14
抓斗中心到回转中心距离（mm）
4750
15
回转中心到机具尾部距离（mm）
3630
16
发动机最大转速（转/min）
2200
17
履带外侧距离（mm）
3270～4470
18
筋式履带板宽度（mm）
800
19
牵引力（kN）
731
20
行走速度（km/h）
1.29
5.2钢筋混凝土地连墙材料
（1）泥浆
1）本工程使用膨润土泥浆。
液压成槽机进行成槽时使用预先搅拌好的膨润土泥浆；清孔时，采用振动除砂设备对槽内泥浆除砂，使之达到浇注前合格的泥浆标准。
2）膨润土选用内蒙产膨润土。
需有出厂合格证。
3）膨润土和水的加料量均应称量计量，加量误差应小于5%，所使用的外加剂及其掺量通过试验确定。
4）储浆池内泥浆应定时搅动，不得结块和沉淀。
5）循环使用的泥浆应每隔30min检测一次性能指标，超过废弃指标时，做废弃处理，废浆集中排放到甲方指定的地点。
6）造孔时槽内泥浆密度不大于1.3g/cm3，粘度不大于30s，含砂量不大于10%。
7）清孔除砂后，泥浆指标应符合有关规范要求。
（2）墙体材料
1）墙体材料使用商品混凝土。
搅拌站由甲方指定。
2）按照设计要求，混凝土为C30混凝土。
主要性能指标（28d）：
抗压强度30Mpa，抗渗W8级，抗冻F150级。
3）搅拌站配合比的使用和现场抽样检验的混凝土性能指标应满足下列要求：
入槽坍落度18～22cm；
扩散度34～40cm；
坍落度保持15cm以上时间应不小于1h；
初凝时间不小于6h；
终凝时间不大于24h；
4）混凝土应随使用进度按照要求留置试块，送试验室进行试压。
（3）泥浆用水
水质必须符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-89）第3.0.4条的规定，拌合水的温度不得高于40°C。
水源为现场打井取得，由潜水泵通过管道供向施工现场及制浆站。
每小时供水量不小于20m3。
5.3测量放线
（1）测量基准
接受甲方提供的测量基准点（线）为基准，按国家测绘标准和本工程施工精度要求，在不易受破坏的区域内引3个或3个以上的固定点均布施工场区，建立工程施工的控制网，根据测量控制网，定出开挖槽轴线和轮
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