区间暗挖大断面拆撑及二衬专项施工方案.docx
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区间暗挖大断面拆撑及二衬专项施工方案
**区间暗挖大断面拆撑
及二衬专项施工方案
1编制依据及说明
1.1编制依据
(1)《区间主体结构施工图》;
(2)《区间防水施工图》;
(3)《地铁设计规范》(GB50157-2013);
(4)《地下铁道工程及验收规范》(GB50299-1999)(2003版);
(5)《地铁工程监控量测技术规程》(DB11/490-2007);
(6)《钢筋机械连接技术规程》(JGJ107-2010);
(7)《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》(CJJ49-92);
(8)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010);
(9)《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002)(2011版);
(10)《城市轨道交通技术规范》(GB50490-2009);
(11)《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012);
(12)《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008);
(13)《建设工程施工现场消防安全技术规范》(GB50720-2011);
(14)《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005);
(15)我施工单位现有的施工技术、施工管理和机械设备配备能力及多年从事类似工程的施工经验。
1.2适用范围
本方案适用于区间大断面临时支撑拆除及二衬结构施工。
2工程概况
2.1设计情况
区间的起始里程为K16+295.720,终止里程为K17+254.110,总长度为958.39m。
其中左线K16+295.720~K16+315.720段为20m长度的明挖双层单跨区间,左线K16+412.15-K16+417.85为1#竖井,左线K16+791-K16+806.400段为明挖盾构接收井。
本区间右线全部采用盾构法施工,左线盾构段长447.71m。
区间其余段采用矿山法。
矿山法区间分A、B、C、D四种类型断面。
矿山法施工段参数表
里程
长度(m)
断面尺寸(m)
断面类型
施工方法
左线K16+581.300-K16+591.800
10.5
7.4×7.55
B型断面
CRD法
左线K16+335.420-K16+581.300
245.88
11.1×8.88
C型断面
双侧壁导坑法
左线K16+315.720-K16+335.420
19.7
11.5×9.06
D型断面
双侧壁导坑法
线路平面示意图
2.2线路周边环境
2.2.1地面建筑
**区间暗挖段地上无地面建筑。
在谈固东街至金山街段,线路北侧约22m位置为国瑞城基坑,该段基坑深度约10.5m,采用φ600@1500灌注桩+3道锚索的维护体系;第一道锚索总长13.5m;第二道锚索总长15m;第三道锚索总长18m。
本区间正线施工至该部位时,国瑞城基坑土方回填完毕。
其锚索与隧道正线位置图如下,在初期支护施工时,已经将锚索截断。
2.2.2地面交通状况
**区间暗挖段位于中山东路下方,中山东路是石家庄市主干道,车流量和人流量较大。
2.2.3管线状况
沿中山东路方向(东西走向)一根DN500污水管埋深1.6m,一根DN1000雨水管埋深2.5m,一条1100x1100电力排管(内穿电缆)埋深1.6m,一根DN300供水管线埋深1.6m;中山东路与金山街交口处南北走向一条DN2000热力管埋深10.06m,一根DN500污水管埋深1.6m,一根DN800雨水管埋深2.5m。
2.3地质及水文地质概况
2.3.1地质概况
工程地质表
地层
编号
岩土
名称
重度γ(kN/m³)
粘聚力
c(kPa)
内摩
檫角Ф
静止侧压力
系数
垂直基床
系数kPa/m
水平基床
系数kPa/m
地基土基本
承载力(kPa)
④1
粉细砂
19.5
0
27
0.4
30000
35000
130~200
⑤1
粉质粘土
19.7
33
18
0.41
35000
50000
150~220
⑥1
细中砂
20.1
0
28
0.35
35000
40000
200~300
按地层沉积年代、成因类型,将本工程沿线勘探范围内的土层划分为人工堆积层(Qml)、新近沉积层(Q/)第四系全新统冲洪积层(Q4al+p1)、第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)四大层。
本区间所在地层主要有粉细砂④1层、粉质粘土⑤1层、细中砂⑥1层。
下附工程地质表:
2.3.2水文概况
根据地质勘察报告,本区间未进入潜水层,根据周边水井的调查资料及区域水文地质资料,本场地赋存一层地下水,类型为潜水,埋深大于45米,区间不需降水施工。
但由于大气降水等原因,不排除局部存在上层滞水的可能性,因此施工时须考虑上层滞水对本工程的影响。
2.4二次衬砌主要设计参数及工程数量
区间隧道二次衬砌断面相应的支护参数详见下表
大断面二次衬砌支护参数表表4-1
衬砌
类型
支护
参数
B型
C型
D型
初支中隔壁C25喷砼
250mm厚
300mm厚
300mm厚
二次衬砌C40P8模筑钢筋砼
350mm厚
500mm厚
500mm厚
二衬预留变形量
30mm
50mm
50mm
大断面二衬工程量
断面
项目
单位
每延米工程量
断面长度
总量
备注
B型断面
拱墙部混凝土
m³
5.072
10.5
53.256
底板混凝土
m³
2.305
10.5
24.203
回填混凝土
m³
0.391
10.5
4.106
钢筋制安
t
1.11
10.5
11.655
防水工程
㎡
22.177
10.5
232.859
破除混凝土
m³
3.39
10.5
35.595
C型断面
拱墙部混凝土
m³
8.797
245.88
2163.006
底板混凝土
m³
8.779
245.88
2158.581
回填混凝土
m³
0.67
245.88
164.740
钢筋制安
t
2.79
245.88
686.005
破除混凝土
m³
7.56
240.88
1821.053
防水工程
㎡
28.843
245.88
7091.917
D型断面
拱墙部混凝土
m³
9.029
19.7
177.871
底板混凝土
m³
9.6
19.7
189.120
回填混凝土
m³
0.67
19.7
13.199
钢筋制安
t
2.88
19.7
56.736
破除混凝土
m³
7.79
19.7
153.463
防水工程
㎡
30.738
19.7
605.539
3施工部署
3.1总体施工方案
**区间大断面二衬施工根据各个断面初支施工工法的不同及考虑断面长度。
B型断面初支采用CRD法,长度为10.5m。
C、D断面初支采用双侧壁导坑法,长度分别为245.88m、19.97m。
B、D断面主要模板支撑体系为:
满堂红脚手架+梳型木+钢模板支撑体系。
C型断面采用模板台车施工,分为仰拱、拱墙两次施工,大面积施工前先做拆撑试验段以收集拆除临时支撑过程中的各项监测数据。
表3.01B型断面二衬施工步序
序号
施工工序示意图
文字说明
1
清底及破除临时中隔壁下部,第一次破除长度6m,第二次破除4.5m。
2
施做二衬仰拱防水板及砼浇筑。
3
仰拱混凝土施工完成并达到一定强度后,破除剩余临时支撑。
4
边墙、拱部钢筋、脚手架及支模施工,脚手架采用碗扣式脚手架(60cm间距)并用钢管做为对撑使用,边墙、拱部混凝土一次性浇筑完成。
表3.02C型断面双侧壁导坑法断面二衬施工步序
序号
施工工序示意图
文字说明
1
清底及破除临时中隔壁下部至仰拱回填层上10cm位置。
2
浇筑仰拱二衬砼,单次浇筑长度6m。
3
仰拱混凝土施工完成并达到一定强度后,自上而下破除剩余临时中隔板,密切关注拆撑期间各项监测数据变化,准备好应急物资以备不时之需。
4
利用模板台车做为支撑体系施工剩余拱墙部位钢筋混凝土结构,拱墙混凝土一次性浇筑。
混凝土单次浇筑长度6m。
表3.03D型断面双侧壁导坑法断面二衬施工步序
序号
施工工序示意图
文字说明
1
清底及破除临时中隔壁下部(即图中虚线部分)至仰拱回填层上10cm位置。
2
浇筑仰拱二衬砼,单次浇筑长度6m。
3
仰拱混凝土施工完成并达到一定强度后,破除临时中隔板,为保证脚手架施工的连续及边墙钢筋的预留。
边墙钢筋、脚手架及支模施工,脚手架采用碗扣式脚手架(60cm间距)并用钢管做为对撑使用,边墙混凝土浇筑。
混凝土单次浇筑长度6m。
边墙砼高度以能保证钢筋及防水板甩头高度为宜。
4
拆除拱部梳型木高度临时中隔壁,临时中隔壁破除的混凝土直接落入下方的脚手架中,待脚手架拆除后,再进行清理。
第一次破除长度8m,以后每次破除长度6m。
拱部钢筋、脚手架及支模施工,脚手架采用碗扣式脚手架(60cm间距)并用钢管做为对撑使用,拱部混凝土一次性浇筑。
混凝土单次浇筑长度6m。
3.2施工组织机构
项目部采取扁平化管理,实行项目部+工区的模式,设置两层组织机构,一是项目部的管理层,二是工区的作业层。
项目部作为管理层设置一整套完善的管理机构,全面掌握和管理整个项目的生产和运营情况,并向各专业工区下达生产任务和管理目标,是各专业工区的领导机构。
机构成员以项目经理为首,由项目总工、项目副经理及各部门负责人构成。
项目部组织机构流程图见图3-02。
项目经理:
副经理
副经理
副经理
安全总监
总工程师
物机部部长:
安质部部长:
综合部部长:
工经部部长:
财务部部长:
工程部部长:
暗挖工区
盾构工区
车站工区
图3-02项目部组织机构图
各专业工区是项目部的执行层,按照项目部的各项规章制度及管理要求组织开展日常工作,接受项目部的领导和监督。
工区管理机构的成员以工区副经理为首,由工区技术主管、领工员、技术员等管理人员组成。
3.3施工准备
⑴劳动力准备
项目部选择作业队伍时,必须选择证件齐全、技术过硬、组织严密,有着丰富的地铁施工经验的作业队伍,拟选作业队伍最好与我公司有着长期、稳固的劳务合作关系。
⑵技术准备
在业主组织完成施工图纸会审、设计交底后,由项目总工会同项目部相关技术管理人员,认真熟悉施工图纸和技术方案,结合本工程的特点,制定详细的技术措施和施工计划。
施工开始前,现场技术管理人员必须下发技术交底和安全技术交底,让每一位作业工人熟悉施工方法和技术要求,同时,项目部相关管理部门必须做好施工人员的进场培训和三级安全教育工作。
⑶施工现场准备
①交通条件
施工现场紧邻中山路,场地开阔,交通条件良好。
②施工用水、用电
施工用水由附近自来水干管引入施工场地内φ100供水管。
施工用电报装已完成,并配置备用发电设备,以满足施工用电需求。
③测量放线
施工开始前,根据业主交的测量控制点,建立施工加密控制网,并经监理和业主测量队复核合格后方可使用。
测量桩点的复测资料必须手续齐全。
4进度计划及资源配置
4.1施工进度安排
根据施工进度安排,二衬开工日期为2015年3月15日,竣工日期为2015年9月21日。
二衬工期计划
施工段落
开始时间
结束时间
时间
备注
B型断面
2015年7月15日
2015年8月15日
32
C型断面
2015年3月15日
2015年8月5日
144
1#竖井大里程(含试验段)
C型断面
2015年5月5日
2015年7月22日
79
1#竖井小里程
D型断面
2015年7月22日
2015年9月21日
62
4.2施工资源配置
1、劳动力配置
大断面施工场地为**区间竖井场地,具体劳动力配置情况见表4.01、4.02。
表4.01项目施工管理人员分工
序号
名称
人数
姓名
备注
1
施工负责人
1
李建伟
2
技术负责人
1
刘勇
3
技术员
4
霍显超、李尔龙、许允进
4
测量员
3
刘志才、姜超、张佳兴
5
试验员
1
林学平
6
材料员
1
曹俊
7
资料员
1
郭霞霞
8
安全员
1
栗斌
9
电工
2
刘杰高长健
合计
15
表4.02劳动力安排
序号
工班名称
人数
任务分工
备注
1
钢筋工班
30
钢筋加工、安装
2
木工班
20
支架、模板安装拆除
3
混凝土工班
20
混凝土浇筑、养护
4
钢筋混凝土破除
15
破除洞内临时中隔壁
5
防水
15
洞内运输、垂直提升
6
支架模板工班
30
B、D断面二衬施工
6
渣土外运队
10
废渣外运
7
杂工班、领班、后勤
20
合计
160
2、施工机械配置
**区间正线二衬施工机械设备配置在原初支开挖施工机械配备的基础上增加了正线二衬施工机械和洞内运输设备,具体正线二衬施工中投入的机械设备见表4.03。
表4.03主要机械机具配备计划
序号
设备名称
数量
规格型号
主要工作性能指标
用途
备注
1
自卸汽车
10辆
15t
运输
2
汽车吊
1台
25t
材料倒运
3
注浆泵
2台
BW-200
15kw
隧道二衬注浆
4
空压机
3台
20m3(1台)
凿除中隔壁
5
插入式振捣器
4台
ZN50,100
振幅115mm
混凝土施工
6
砼输送泵
2台
HBT90C
30m3/h
混凝土施工
7
钢筋弯曲机
1台
GWB-40
3KW
钢筋加工
8
钢筋切断机
1台
TFO-M
3KW
钢筋加工
9
钢筋调直机
1台
3KW
钢筋加工
10
交流电焊机
4台
BX3-300-2A
23KW
钢筋加工
11
气割设备
2套
氧-乙炔
O2-C2H2
12
支架模板
2套
二衬
13
简易模板台车
3台
二衬
14
风镐
6台
破除混凝土
5施工方法
5.1总体施工顺序及施工安排
隧道贯通后,施工顺序为先施工标准断面二衬,从小里程方向向大里程方向施工,在标准断面二衬施工完成后,采用支架模板进行B型断面二衬施工。
C、D型断面待其初期支护完成后,先施工C型断面二衬,1#竖井C断面小里程二衬施工完成后,立即进行D型断面二衬施工。
B、D断面由于长度比较短,所以采用脚手架模板施工,C型断面采用模板台车施工。
5.1.1B型断面二衬施工
B型断面二衬施工在标准段施工完成后立即施工,考虑设计对拆除中隔壁长度的要求(每次拆除6m),首先拆除前6m下导洞的临时中隔壁,施做防水及仰拱,仰拱与侧墙水平施工缝留在轨面标高处,仰拱施工完毕后,拆除上部中隔壁,进行上部防水及二衬施工,侧墙与拱部混凝土分两次浇筑。
为了不影响大里程C型断面二衬施工,B型断面材料及机具全部标准断面二衬施工完毕后从标准断面运输。
B型断面采用满堂红脚手架模板施工,脚手架步距及模板厚度等参数,需进行验算,计算式见附件。
5.1.2D型断面二衬施工
D型断面二衬施工在1#竖井小里程C型断面施工完成后立即施工,考虑设计对拆除中隔壁长度的要求(每次拆除6m),D型断面二衬分四次施工,首先截断前6m下导洞竖向临时中隔壁,施做防水及仰拱,仰拱与侧墙的水平施工缝留在轨面标高处,仰拱施工完毕后,拆除初期支护中左右导洞内的临时仰拱,进行侧墙防水及二衬施工。
最后进行拱部钢筋、防水、混凝土施工。
D型断面采用跳打施工。
D型断面二衬采用满堂红脚手架模板施工,脚手架步距及模板厚度等参数,需进行验算,计算书见附件。
5.1.3C型断面二衬施工
为满足业主最新工期要求,项目部采用三台简易模板台车进行C型断面二衬施工,B、D型断面采用满堂红脚手架同期施工。
C型断面分1#竖井大小里程两个方向,采用3台拱架式台车施工,大里程方向两组,小里程方向一组,采用跳打施工。
拆除中隔壁时,拆除8m施工6m。
按照8天一组计算,大里程计划工期为144天(含试验段),小里程计划工期为79天。
考虑其他不确定因素影响工期,计划9月底完成C型断面二衬施工,施工时首先将仰拱全部施工完成,然后按照下图顺序施工拱墙。
施工顺序图
为了减少各作业面施工的相互影响,以及避免拆除中隔壁时出现安全问题,大里程两台模板台车分别施工各自区段内的80m拱墙,按照上图顺序形成流水作业施工。
小里程施工顺序和大里程施工顺序相同。
5.2临时支撑拆除方案
5.2.1初支施工情况
**区间暗挖正线于2014年4月8日开始施工,至2015年3月25日初支全部贯通,初支结构严格按照设计及规范要求施做完毕后,贯通测量、断面净空测量误差全部满足规范要求;隧道贯通后,后期监测,根据全过程数据表和历时曲线图,各监测项目数据处于稳定状态。
1、测量情况
施工中定期对控制点进行复测,在进行衬砌施工前,采取增加控制点测量次数(联系测量和控制点复测)的方法提高现有控制点的精度,并适时调整中线及高程控制线。
目前,测量人员已完成了衬砌施工前控制点的复测工作。
在初支成环后以及衬砌施工前,组织测量人员每10m进行初支断面扫描,并绘出断面图,从目前数据分析,初支断面超出设计轮廓线5~10cm,无侵限现象。
2、监测情况
区间地表沉降控制值为45mm,沉降速率3mm/d。
从施工监测数据分析得知,已封闭成环的初支断面,变形速率已趋于稳定,且沉降累计值范围为19.12mm~28.37mm。
拱顶沉降控制值为30mm,速率为5mm/d,水平收敛控制值为20mm,速率为3mm/d。
从施工检测数据分析得知,已封闭成环的初支断面变形速率已趋于稳定,拱顶沉降累计值范围为8.8~15.3mm,水平收敛为6.5~12.7mm。
5.2.2拆除临时支撑总体安排
本区间拟采用6米长全断面台车进行二衬施工,采用跳打法流水作业,每施工段拆除8米临时支撑,施做6米主体结构段。
正式施工前临时支撑拆除选取8米试验段,先施工试验段底板,再拆除试验段8米临时支撑(仅分离临时支护与初支连接),待监测数据稳定后,全部拆除试验段仰拱以上临时支护,快速进行拱墙部位二衬施工。
临时支撑拆除试验段计划开始日期:
2015年2月5日;计划结束日期:
2015年4月15日。
5.2.3拆除临时支撑施工方案
1、临时支撑拆除的施工条件
(1)首先对支撑拆除段地表沉降以及洞内监控量测的数据进行分析,拆除支撑前,必须确认监测数据已经趋于稳定。
(2)为确保安全,临时支撑的拆除安排在隧道底板施工完毕后进行。
(3)临时支撑拆除过程中,必须保证测量人员全程监控,及时有效的分析数据,确保施工安全。
2、选取试验段
2015年2月3日下午14时,由监理单位组织业主、设计单位、施工等相关方参加的本标段暗挖区间拆撑进行分析讨论会,将里程K21+449~K21+429共计8米范围设置为临时支撑拆除试验段。
试验段选取主要从以下方面考虑:
(1)由施工监测方数据得知,此段地表沉降累计值为19.37mm~22.31mm,洞内拱顶沉降累计值为12.3mm,水平收敛累计值为11.52mm。
地表沉降以及洞内监控量测数据沉降累计值均在控制值以内,且速率已稳定。
(2)此段距离马头门位置为18m~38m,避开了洞口受力较复杂的位置。
(3)考虑此位置离洞口较近,材料运输、废渣外运等施工作业较为便利。
3、拆除设备选择
为减小临时结构拆除时的震动,保证结构的安全,拆除时采用人工配合风镐进行破除,气割割除格栅支撑。
拆除中隔壁时,严密关注监控量测数据,根据监测数据调整拆除中隔壁长度。
4、B、C、D断面拆撑施工步骤
(1)B型断面中隔壁分两步拆除,首先截断下导洞中隔壁,施做仰拱,仰拱施工完成后拆除其余中隔壁。
第一次拆除6m,第二次拆除4.5m。
见下图:
拆除顺序图
(2)D型断面中隔壁分三步拆除,首先截断下导洞中隔壁,施做仰拱,仰拱施工完成后拆除左右导洞的临时仰拱。
进行侧墙混凝土浇筑,最后拆除剩余中隔壁,D型断面临时支撑分四段拆除,第一段拆除7m,第二段拆除7m,第三段拆除3m,第四段拆除2.7m。
D型断面拆撑顺序示意图
(3)C型断面中隔壁分两次拆除,第一步同D型断面,第二部拆除全部中隔壁。
隧道在拆除临时支护过程中受力体系转换,为防止初期支护因应力突变发生失稳,由于在上述三个断面拆除临时支护过程中,C型断面处于最不利状态,所以在拆除前,选择C型断面拆除8m临时支护作为试验段。
首先采取隔3拆1的方法,观测隧道变形量和变形速率。
隧道变形量和变形速率在正常范围内时,采取隔1拆1的方法,观测隧道变形量和变形速率。
严禁连续切开钢架,以防止中支撑突然失稳,倒塌伤人。
③②③①③②③①③②③①
洞内废渣使用三轮车运输至竖井,使用抓斗运输至井上,最后使用自卸汽车运输至弃渣场。
根据拆撑试验段监测数据显示,在试验段施工过程中监测数据未出现异常,日常巡视中地表及洞内未出现异常状况。
监测数据见附表。
5、拆除钢架注意事项
(1)做好拆除过程中监控量测工作,随时监测初期支护的稳定性。
(2)严格按照上述拆除步骤进行,切不可数榀钢架同时拆除,防止隧道因体系转换应力过大,造成初期支护失稳。
(3)拆除时,严禁采用挖掘机、装载机等机械直接破坏方式拆除钢架,以防止因机械碰撞造成隧道初期支护体系变形失稳。
(4)做好在拆除过程中的安全防护工作,拆除过程中,严禁施工人员、机具设备通过,防止坠物伤人。
(5)钢架拆除过程中,监测人员发现拱顶下沉异常时,暂停钢架拆除,并适当采取加固措施。
特别异常时,立即发出警报,通知洞内人员立即撤离。
5.3二衬施工方案
5.3.1施工工艺
拆除中隔壁
图5.3-1B、D型断面二衬施工工艺流程图
图5.3-2C型断面二衬施工工艺流程图
5.3.2防水施工
洞内准备
防水层施工工艺流程图
(1)基面处理
①依据测量组所放标高,要求清除基底杂物。
②铺设防水板的基面应无明水流,若初支结构有渗漏水,采取在渗水点处涂抹“水不漏”防水涂层或在渗水点处打设注浆管进行注浆止水。
③铺设防水层前必须对初期支护基面找平,须满足喷射砼的平整度要求:
D/L≤1/10(L:
喷射砼相邻两凸面间的距离;D:
喷射砼相邻两凸面间凹进去的深度)。
否则要采用1:
2.5的水泥砂浆顺平,直到达到要求。
④基面上不得有钢筋,铁丝和钢管等尖锐突出物,否则应从根部割除,并在割除部位用水泥砂浆抹成圆曲面,以防防水板被扎破。
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