14号线平乐园车站盖挖法专项施工方案修改版文档格式.docx

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施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀并取得相关部门的批准后方可排放。

施工过程实施ISO14000标准，进行环境管理。

建设“绿色工地”，实施“环保施工”。

3.工程概况

3.1.工程概况

本标段为北京市轨道交通工程土建地铁十四号线车站，平乐园站主体为地下三层，地下一层为设备层，地下两层为站厅层，地下三层为站台层，车站设置3个出入口，2个预留出入口，1个预留换乘通道，2组风亭。

其中1B出入口为暗挖出入口，1A.2号出入口为预留出入口，并预留与远期规划地铁线路换乘条件，1号风亭组与4号出入口合建，K29+186.104,设计起点里程Ｋ２９＋１０９．３０４，设计终点里程Ｋ２９＋２８１．９０４，总长１７２.６米，车站主体结构为三层三跨框架结构，车站南端接盾构区间，盾构机在本站吊出，北端接矿山暗挖区间，本站主体结构采用顶板纵向分幅盖挖逆作法施工。

3.2.地质概况

地质及地层概况

本次勘察揭露地层最大深度为60m，按地层沉积年代及工程性可分为人工堆积层，第四系沉积层，各层的土的物理参照详表一：

第①1层粉素填土：

褐灰、黑灰，稍密～稍湿，表层为沥青混凝土，下含碎石，局部夹有碎砖块等，为路基结构层。

分布较连续，厚度1.50～2.40m，平均厚度1.69m。

第②1层粘土：

褐黄色，湿，中压缩性，局部为粉质粘土。

分布较连续，层顶埋深1.50～1.80m，厚度0.60～1.50m，平均厚度0.95m。

第②3层粘土：

褐灰～深灰色，湿，中压缩性，含少量有机质，局部为粉质粘土。

分布较连续，层顶埋深2.30～3.30m，厚度0.50～3.00m，平均厚度1.45m。

第②4层粉土：

褐灰～灰色，稍密，夹粉砂薄层，含云石母，分布不连续，层顶埋深1.60～4.00m，厚度0.80～2.30m，平均厚度1.55m。

第②4层泥炭质粘土：

黑灰～黑，软塑～可塑，高压缩性，有机质含量约12～40％，局部有机质含量大于60％，相变为泥炭。

含云石母，分布较连续，层顶埋深2.20～2.60m，厚度0.50m。

第③1层圆砾：

深灰～兰灰、褐黄，中密。

圆形及亚圆形，级配较差，砾石成分为砂岩及灰岩，含云石母，中等风化。

20～25m以上为粉土、粉砂为主要填充物，以下以粘性土为充填物。

夹卵石、粘性土及粉土夹层，局部夹有胶结块。

连续分布，且厚度大，均未揭穿，层顶埋深3.30～5.50m。

第③12层粘土：

褐黄、兰灰、灰，硬塑，中压缩性。

局部含5～15％砾石，砾石成分为砂岩及灰岩，含云石母，中等风化。

分布不连续，厚度0.40～2.50m，平均厚度0.98m；

层顶埋深8.10～37.60m。

第③12层粉土：

褐灰、灰、深灰，中密，局部地段相变为粉砂层，含砾，含云石母，砾石含量3～15％，局部夹腐木。

分布不连续，厚度0.30～2.60m，平均厚度1.33m。

3）地下水的腐蚀性评价

据在场地内取地下水样水质分析结果，场地地下水及地表水对混凝土结构无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性，在Ⅱ类场地条件下对混凝土结构中钢筋无腐蚀性。

4）不良地质作用

拟建场地属中软场地土，场地类别为Ⅲ类。

对已收集资料进行分析、整理、判别②4层粉土粉砂层为液化土层，其余各层粉土粉砂层属上更新统地层，判定为不液化土层。

5）工程地质总体评价

本站地下以圆砾层为主，含水量大，地基承载力高，浅层土为承压力较高的粘土层，因此适合修建地下结构，但深层的强透水层使得基坑降水困难较大。

水文地质概况

北京十四号站人工填土层

（1）：

顶部以杂填土为主，位于地面表层，分布广泛，大部分位于地下水位埋深以下，富水性一般。

不同地段的填土成分，孔隙率差异较大，故透水性有明显的差异，属弱～中等透水层。

粘土

（2）3根据区域资料及室内渗透试验，属微透水层。

富水性贫乏，可视为相对隔水层。

粉土、粉砂

（2）4、圆砾土（3）1，根据抽水试验，属中等透水。

勘察时间测得稳定水位埋深２０.20～２２.７０m，相应标高２２.９４～２４.０１m

上层滞水主要分布于第四系人工活动层中，水位变福大。

水量较小，主要接受大气降水、灌溉水、盘龙江等河流流水、生活废水和自来水、雨水、污水等地下管线漏水垂直渗漏补给。

第四系承压水补给以径流和越流为主，排泄以侧向径流和人工抽取地下水方式为主。

径流总体方向指向冲洪积扇下游或人工抽取地下水形成的地下水漏斗中心。

上层滞水的水位变化与赋存区域的环境关系密切，没明显的变化规律。

潜水的动态与大气降水关系密切。

4．施工方法

4.1格构柱施工工艺流程

测量定位→钻机成孔→施工桩基（下部）→（杯口混凝土凿除）安装定位器→吊装及固定钢管柱→浇注钢管柱内混凝土→管外填砂。

中柱施工前，先施工两颗试验桩，试验完成后，再进行中柱施工。

车站主体结构中柱采用φ800mm钢管砼柱，钢管混凝土柱采用壁厚20mm的无缝钢管，钢管柱采用C50微膨胀混凝土。

钢管柱下做φ2000桩基础，桩基础需采用桩端和桩侧复合后注浆技术。

盖挖系统施工流程如图如下：

4.1.1格构柱施工程序

（1）施工前准备工作

、测量放线

桩位测放及标高测量所用仪器为全站仪、精密水准仪、塔尺。

首先根据业主提供的水准、导线点建立测量控制网，桩位依据控制网采用全站仪测放。

桩位可根据施工进展分批测放，桩位偏差小于20mm。

为了确保钻孔桩由于施工误差而侵入衬砌内，实测桩位要在设计桩位基础上横向平移0.1m。

根据设计图纸，对每个桩位计算出桩中心点的平面坐标，同时标明每个钢管柱底面的绝对标高，然后通过事先布设好的导线控制网和高程网，用全站仪及激光测距仪将桩中心引测到地面，再由桩中心点向外引出4个控制点，作为施工控制。

②、泥浆准备：

护壁泥浆所用材料（造浆池、沉淀池、循环池、储水池、合格粘土或膨润土）。

③、接通水、电源。

④、桩位放样：

技术人员准确定出桩位，并做好桩位标记及编号，施工人员应注意保护放样点位。

⑤、地下障碍物：

地下会有一些管线路占据桩位，必须在钻孔桩施工前，查清地下管网情况，尽早采取措施，迁走桩位上的地下障碍物再施工。

⑥、埋设护筒：

护筒采用0.8～1.0cm厚钢板卷制焊接而成，内径比桩径大100～150mm。

护筒在探明地下无障碍物时用人工或机械方法埋设，护筒顶高出地面0.3m，顶部开设1～2个溢浆口，护筒与坑壁之间用黄沙填实，护筒中心位置与桩中心偏差不大于20mm，并保证护筒垂直，护筒埋设深度应超过淤泥层及其它流塑状土层，以防止塌孔、缩壁等现象发生。

⑦、钻机就位：

旋挖钻机行走时应注意安全，尤其是地表电线路及架空线；

就位后钻机机架要平直、机座稳固，钻孔过程中机架不能移位和不均匀沉陷。

⑧、泥浆配置：

在粘性土中成孔时，循环泥浆比重控制在1.1～1.3；

在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆比重控制在1.2～1.3，含砂率不得大于3%。

控制泥浆选用膨润土或优质粘土，必要时掺入适量的增粘剂或分散剂，以改善泥浆性能。

（2）钻孔

①、钻具联结要牢固、铅直，初期钻进速度不要太快。

桩身垂直度偏差不得大于0.5%。

②、整个钻进过程中，定时检测泥浆比重，根据检测结果适时调整泥浆比重，循环浆液要有泥浆洗砂设备，防止含砂率超标，起到护壁及排碴作用。

泥浆顶面应超过地下水水面1.5～2m。

③、经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因并及时处理。

钢丝绳和润滑部分必须每班检查一次。

④、小工具如扳手、榔头、撬棍用保险绳栓牢，防止掉入孔内。

⑤、经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒、钻机是否倾斜。

⑥、严格遵守操作技术规程，做好钻孔记录。

记录中要反映地质变化情况以便及时调整泥浆粘度进行护壁。

⑦、钻至设计深度时，要由监理工程师与现场技术人员共同判断并准确测定孔深，以此作为终孔标高的依据。

（3）清孔

①、钻孔到设计深度时孔深用测绳和钢尺丈量。

采用超声波检测仪检测钻孔的垂直度，达到设计要求时，才允许钢筋笼和格构柱吊装。

②、清孔方法：

用原浆换浆法清孔，清孔后泥浆指标比重1.15—1.20之间，含砂量小于3%，孔底沉渣不大于20cm。

③、清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5—2.0m防止塌孔。

④、清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，泥浆和沉渣厚度。

经监理工程师签证同意后再进行下道工序施工。

（4）钢筋笼制作和安装

钢格构柱制作

采用整体制作，制作时采用缀板连接，具体制作步骤如下：

a、根据施工图纸及设计要求下料，格构柱立面图如下；

b、制作螺旋筋、加强筋采用搭接单面焊，搭接长度不少于10d（d：

钢筋直径），即加强筋20cm，螺旋筋8cm；

螺旋筋如下图：

格构柱断面配筋图:

（5）制作成型：

①、基础桩钢筋笼采用HPB235、HRB335钢筋；

HPB235钢筋用E43xx型焊条，HRB335钢筋用E50xx型焊条，焊接工艺及质量按国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）的有关规定执行。

②、加强筋与主筋点焊，螺旋筋与主筋点焊，焊接要牢固；

③、钢筋笼成型时，将主筋接头错开，同一截面接头数量不超过主筋总根数的50%，相邻接头纵向间距应大于35d，并不得小于50cm；

④、钢格构采用4根L200×

24等边角钢与缀板焊接而成，格构柱基础桩以上缀板1规格580mm×

300mm×

12mm@500mm,缀板2规格580mm×

150mm×

10mm@500mm。

（6）钢筋笼和格构柱吊装

①格构柱和钢筋笼重量不超过6吨，根据计算采用50吨汽车吊符合要求。

②格构柱和钢筋笼整体吊装时，长度达42米，便于现场施工，先把钢筋笼吊下钻孔桩，地面上留3米，采用扁担固定，然后在吊装格构柱，与钢筋笼焊接整体放下。

（7）混凝土浇注

本工程采用商品混凝土，要求混凝土坍落度为18～22cm，坍落度损耗不大于2cm/h。

混凝土采用罐车运输，运至施工地点后检查每车混凝土坍落度是否满足设计及规范要求，如果不满足灌注要求，将不合格料退回供应商。

导管壁厚不宜小于3mm，直径采用250，每节不大于2.0m。

导管在使用前做水压试验检查密封性。

导管下入孔内距离孔底0.3～0.5m左右，导管在使用后要冲洗干净。

首次灌注量须保证埋管深度不少于1.0m。

灌注采用球胆隔水，直径大小能自由通过导管就可，在完成首次灌注后，灌注混凝土要从漏斗口边侧溜进入导管内，不可一次灌满，以避产生压力气体。

导管埋深不得大于6m，也不得小于2m。

灌注桩身混凝土时，用泥浆泵把桩孔内排出的泥浆抽到循环池中进行净化处理，与此同时，使用罐车把废浆运走。

（8）钻孔灌注桩质量检验

钻孔灌注桩成桩质量采用小应变检测。

钻孔灌注桩质量控制标准和钢筋笼允许偏差以及格构柱吊装允许偏差见表1、表2和表3。

表1钻孔灌注桩质量控制标准

序号

项目

标准

1

混凝土强度

C30

2

桩位偏差

±

50mm

3

钢筋保护层

≥70mm

4

主筋间距

10mm

5

箍筋间距

10mm

6

笼顶标高

7

桩垂直度

＜3‰

表2钢筋笼允许偏差

允许偏差（mm）

检验方法

钢筋笼主筋间距

10

尺量检验

钢筋笼箍筋间距

20

钢筋笼螺旋筋间距

钢筋笼直径

钢筋笼长度

100

垂直于桩基中心线

单排桩

D/6

拉线和尺量检验

沿桩基中心线

D/4

8

垂直度

H/100

吊垂球和尺量检验

表3格构柱吊装允许偏差

允许偏差

立柱中心线和基础中心线

5mm

柱顶与底板顶设计标高

+0mm,-20mm

=0mm

立柱顶面不平度

立柱不垂直度

长度的1/500

立柱上下两平面相差对角线差

（9）特殊情况的处理

在钻进过程中，如发现斜孔、缩颈、塌孔或断桩等情况，采取下列措施处理：

1）当钻孔出现倾斜或缩颈时，用钻头起落反复扫孔修正，如纠正无效，在孔内回填土至偏孔处以上1m，待沉淀稳定后再重新钻进。

2）钻孔过程中如遇坍孔，立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后再钻。

3）当出现断桩相象，采取调整桩间距，紧临断桩位置再补做一根桩，在开挖时，在断桩位置增设格栅钢架将相临两根桩连接起来。

4.1.2钢管柱定位施工技术

4.1.2.1定位器锚固面以上混凝土的清除

桩基施工完成后，在桩基础上部加设刚护筒后，定位器锚固面以上混凝土的清除，在第一次灌注混凝土初凝后及时进行。

此时混凝土强度较低，利于施工。

具体做法：

在混凝土初凝而未终凝前使用¢

600的旋挖钻机进行钻孔取芯，取芯深度为桩基设计顶面标高下2.0m（这样可节省大部分人工凿除杯口混凝土的工作量）；

然后用泥浆泵，将桩孔内的护壁泥浆抽走，底部潜水泵无法抽出部分泥浆需人工排除；

最后人工凿除取芯后的杯口混凝土。

杯口混凝土底面比钢管柱设计底面要低700mm，以便安装钢筋网、定位器及二次浇筑混凝土。

4.1.2.2孔内通风和照明

施工人员在孔内工作时，要保证作业区内具有良好的通风和照明，通风设备选用鼓风机，根据鼓风机的鼓风能力即钢护筒内的换气量进行布管。

孔内施工时布设一根Φ200帆布通风管。

照明用电采用≤36V安全电压照明，并设专业电工定期对低压线路进行检查。

孔内施工时，要在地面设有“正在施工”的明显标志，并设专人负责安全工作，切实防止各种物件落入孔内。

4.1.2.3定位器的安装

安装定位器是钢管柱施工的关键工序，必须坚持做到安装前放线，安装后重新复核。

（1）自动定位器的原理及作用

钢管柱采用上下两端同时定位法固定。

钢管柱下端定位主要依赖于自动定位器，上端用花篮螺栓调节定位。

自动定位器是一种预先加工的装置，精确校正其平面位置、高程和垂直度后，固定于人工挖孔桩的护壁预埋钢板上，浇筑桩基混凝土后其下端锚固于桩基混凝土中。

其构造特点决定了可实现对钢管柱的引渡、限定、精确定位的功能。

（2）自动定位器的设计

一般自动定位器呈十字锥形，由钢板组焊而成，然后由车床整体加工，精确的加工保证其中心位置误差在3mm以内，固定边与水平面所成的直角误差在1‰以内。

其锥底宽度比钢管内径小6mm。

定位器主要构件包括锥形引渡板、定位十字板、环形锚固脚及定位铁件等构件，其中锥形引渡板、定位十字板实现对钢管柱的引渡功能，并限定钢管柱的水平位移；

环形锚固脚承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高，锚固于圆形钢筋混凝土桩内，可防止自动定位器变形、移位；

定位铁件承托上部构件，并提供准确的空间位置。

定位器的制作质量必须严格控制，保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，定位器不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。

（3）自动定位器的安装

四角锚栓的安装

固定钢管柱下部定位器的锚栓采用M24型号，在定位器底部基板垂直方向四个开口的边角同时限位。

为增加四脚锚栓的整体性，设置双排双向φ16@150×

150钢筋与其焊接紧密。

四脚螺栓中心点与桩中心重合，上层钢筋中央焊制一块10cm见方的辅助钢板用于定位。

钢板中心打出一个小点，为测量提供方便。

将钢板上的点与桩中心点重合后，即可认为四脚锚栓安装到位，见下图1。

图1加工成型的四角锚栓

锚栓制作完成后，放入孔内凿除后的砼上。

通过测量校核高程和平面位置后，浇筑C40早强砼将其锚固。

具体做法详见4.1.2.4。

定位器的安装

定位器一般设计为十字锥形，包括锥形引渡板、定位十字钢板、环形锚固脚，其中锥形引渡板、定位十字钢板实现对钢管柱的引渡功能，并限定钢管柱水平位移；

环形锚固脚承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高，锚固于桩内，可防止自动定位器变形、移位，见图2。

图2加工成型的定位器

定位器的安装主要包括两方面的工作。

首先，将定位器中心与设计钢管柱中心对中;

其次，将定位器水平板面高程调整到设计钢管柱底高程。

先从地面用5kg锤球将桩中心引测至已清理平整的桩基面上，进行定位器的初定位安装。

再用1/20万的投点仪通过全站仪直接置于地面桩心位置，将桩心直接投测于定位器中心，指挥定位器精确定位，直至安装完毕。

定位器安装示意图参见图3。

为保证钢管柱安装精度，定位器的安装必须牢固准确。

定位器的安装必须做到安装前精确放线定位，安装后重新复验。

在浇筑混凝土时，要尽量避免对定位器的冲击。

4.1.2.4第二次浇注桩基混凝土至预定位置并锚固定位器

（1）为缩短施工周期，保证定位器被牢固地锚固于桩基砼中，并在钢管柱吊装过程中不发生变形移位，可采用C40早强混凝土锚固定位器，其2h强度可达到20Mpa。

（2）鉴于C40早强混凝土凝结时间快，需求量小，采用砼搅拌机现场拌制，并从井口用料斗装砼吊入桩底，人工浇筑、振捣，浇筑过程中注意确保定位器下砼密实饱满。

浇筑完毕，用抹布抹去定位器上砼残渣，以免影响定位精度。

混凝土浇筑完毕且终凝后，浇水养护，至20h左右后混凝土强度达到C25时即可吊装钢管柱。

4.1.3钢管柱的安装

4.1.3.1钢管柱安装定位测量

（1）中桩柱的地面定位

采用全站仪整体测设中桩柱设计平面位置，并在护壁施工区域外十字轴线方向上做护桩，确保桩心位置，并有利于桩心的恢复。

（2）钢管柱底标高的测设

采用水准仪、30cm钢尺（有尺长改正）及7.5kg锤球相结合，测设钢结构柱底标高。

为便于挖孔桩内定位器的安装，将柱底标高上返50cm。

使用钢尺直接传递标高时，变动钢尺三次，直至正确无误后在挖孔桩护壁十字轴线方向对应做4个点，以此作为定位器安装标高控制点。

（3）定位器的桩心测设

先从地面用7.5kg锤球将桩心引测至挖孔桩内桩基面上，较为精确地标定定位器的中心位置，以之为依据指导定位器的初定位安装。

其后将1/20万的投点仪通过全站仪直接置于地面桩心位置，将桩心直接投测于定位器中心指挥定位器精确定位，直至安装完毕。

为避免投点仪投点视镜不铅垂误差，每次投点时按90度变化四个方向，如点位均落于同一点时，即是桩心。

否则会产生四个方向点A、B、C、D并行成一个四边形，此时，取四边形的中心点O，即是桩心。

（4）钢管柱体吊装就位测量控制

通过两台经纬仪，分别置于轴线的护桩上，随时用相交点，指挥柱体的吊装，直至其标高垂直度无误后完成吊装。

4.1.3.2钢管柱的吊放安装定位

管柱一次整体吊放入槽，中间不接驳。

出厂前，在上节法兰盘底加肋板上对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保柱体处于最不利位置时，吊耳不发生侧翻破坏现象。

准备工作完成后，采用两台25吨吊机相互配合作业。

一台主吊，另一台吊车辅助吊装，以防止钢管柱底部戳地变形。

操作时一台吊车在钢管柱上端两点起吊钢管柱，同时另一台吊车起吊钢管柱底部，使钢管柱上端起吊过程中，其底部脱离地面。

辅助吊车缓慢放绳，待钢管柱完全垂直吊离地面，且相对稳定后，将其与辅助吊车分离。

对准桩位，下放钢管柱，慢插入孔，钢管柱底部可直接嵌入定位器，其管端稳固座落于定位器环行定位板上，通过标高测定柱底与定位器的吻合程度。

然后对柱上端精确定位。

通过设置在挖孔桩护壁预埋钢板与钢管柱加肋板之间的4只花篮螺栓进行钢管柱柱体上端定位，花蓝螺栓可对柱体位置进行微调。

由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位器确定，钢管柱上端空间位置校定后，即可认为柱顶与柱底在垂直方向投影重合，钢管柱位置已精确定位。

柱顶钢筋笼在吊放前在地面与柱体焊接在一起整体吊装。

柱体顶部定位方式见下图：

图4钢管柱顶部定位示意图

4.1.3.3钢管柱的稳定加固

钢管柱定位完成后，为了保证钢管柱混凝土灌注过程中，钢管柱柱体产生位移，施工过程中，从上至下进行加固，加固位置为钢管柱顶部及钢管柱两个连接法兰处，加固处采用四面对顶，加固采用顶丝杠。

4.1.3.4灌注钢管柱内混凝土

（1）根据《钢管砼结构设计与施工规程》（CECS28：

90）的规定，并结合盖挖逆作钢管柱的结构特点，选择高位抛落无振捣法。

其原理是利用砼自管口自由下落时所获得的重力加速度冲击能量，使砼挤密而无须振捣。

其抛落高度不少于4米，对于抛落高度不足4米的，应采用内部振捣器振实。

一次抛落的混凝土量宜在0.7立方左右，用料斗装填，料斗的下口尺寸应比钢管柱内径小，以便混凝土下落时，钢管柱管内空气能够排出。

（2）高抛振捣法对砼配合比的要求：

规范规定，本工艺下砼的配合比应根据砼设计等级计算，并通过实验确定。

其粗骨料粒径可采用0.5～3cm，水灰比不大于0.45，塌落度15-18cm。

为减少收缩量，可掺入适量的砼微膨胀剂。

总体而言，对砼配合比的要求为：

可泵性好、水灰比小、塌落度较小、收缩较小、均匀性、凝聚性较好。

本设计采用C50混凝土。

（3）主要施工工艺

①鉴于钢管内砼强度较高，为避免施工冷缝的出现，砼灌注必须连续进行，为此必须进行严密周详的施工组织。

施工前认真做好各项准备工作。

落实施工人员，严格进行技术交底；

检查各种施工机具的数量、型号及工作性能是否能够满足施工需要；

要求砼备量应能保证连续灌注，确保砼质量。

②每根钢管柱浇灌砼之前，先在其底部浇灌一层厚10～20cm厚的与核心砼强度等级相同的水泥砂浆、以免初灌砼落下时粗骨料产生弹跳现象。

由于C50砂浆需求量较小，可根据预先确定并获得有关单位认可的配合比，在施工现场由搅拌机现场拌制。

③钢管柱内砼浇灌要连续进行，必须间歇