北京地铁区间竖井及横通道开挖支护施工组织设计Word格式.docx
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合同段总工期
2010年5月1日至2014年12月31日，共1705日历天
6
合同总价
251074432元
北京地铁14号线工程土建施工12合同段位于北京市朝阳区内，十里河站～南八里庄
站区间起迄里程右线为K25+723.000～K26+698.65，全长975.65米，区间线路隧道顶板埋深约为7.5~15m。
区间线路自十里河站出发，向东北方向下穿东三环，并上穿M10号线盾构区间，然后向东沿弘燕路到达南八里庄站。
弘燕路路道路规划红线宽30m。
另外线路穿越范围内有众多管线。
左线区间与京门综合楼B座净距约3.0m。
楼房地上25层，地下2层，筏板基础。
十里河站~南八里庄站区间采用暗挖法施工，在右线K26+164.500处设竖井及横通道一道，竖井为临时竖井，区间施工完成后进行回填，横通道为拱顶直墙复合式衬砌结构，与联络通道合建。
竖井采用倒挂井壁法施工，横通道采用上下导洞法施工。
2.1.2结构设计概况
（1）竖井井深19.2m，内净空为4.6m×
6m，初支结构厚0.3m，钢格栅支护施工，采用倒挂井壁法施作。
钢格栅间距：
-1.2m～-4.2m每榀间距为0.75m，-4.2m～-4.85m每榀间距为0.65m，-4.85～-7.35m每榀间距为0.5m，-7.35～-7.95m每榀间距为0.3m，-7.95m～-17.45m每榀间距为0.5m，-17.45m～-19.05m每榀间距为0.4m。
采用φ42×
3.25，L=3.0m锁脚锚管加固，间距竖向每两榀格栅打设一次，环向间距1.2m一次。
竖井结构支护参数见表2.1
表2.1竖井结构支护参数表
项目
结构尺寸
材料及规格
备注
锁脚锚管
水平间距：
1200mm，梅花形布置
φ42×
3.25，L=3.0m
上下间距隔榀打设，水平倾角30°
。
钢筋网
φ6.5@150*150mm
单层钢筋网
钢筋网搭接长度大于2个网格
喷射混凝土
厚度300mm
C25喷射混凝土
主筋保护层φ25mm
格栅钢拱架
间距750、500mm
主筋φ25
格栅内设双层φ22@1000连接筋，L分别为1m、0.9m、0.75m、0.55m、0.65m
（2）横通道开挖初支外轮廓尺寸为4.7m（宽）×
9.6m（高），全长27.3m采用台阶法施工：
通道采用φ42×
3.25，L=2.5m小导管超前支护，每榀打设。
初支结构厚0.35m钢格栅间距0.5m一榀，二衬结构厚0.4m。
横通道初衬结构参数表件表2.2。
竖井及横通道断面图见图2.1。
表2.2横通道结构支护参数表
衬砌及规格
超前小导管
双排设置，环间距：
300，拱部设置
3.25，双排设置，L=3.0m
6.5@150×
*150mm
混凝土厚350时设双层，其余单层
厚度350（封堵墙、临时支撑厚300）
格栅内设双层φ22@800连接筋，L为0.75m。
间距500
临时支撑
厚度300
2.2工程地质
本区间位于永定河冲洪积扇中下部，地貌类型为第四纪冲洪积平原，第四纪沉积韵律较为明显。
地层由人工堆积层和第四纪沉积的粘性土、粉土、砂土、碎石土构成，基岩埋深大于50m。
图2.1竖井及横通道断面图
本次勘察范围地面以下40m深度范围内的地层按其沉积年代及工程性质可分为人工堆积层、第四纪沉积层，具体分布见下表：
地层详细分布见图2.2。
2.3水文地质
2.3.1地下水分布
本区间位于永定河冲洪积扇中下部，勘察深度范围内实测到三层地下水，地下水的类型分别为上层滞水
（一）、潜水
（二）和层间水～承压水（三），水位分布见竖井占地地形图2.2。
上层滞水
（一）：
含水层主要为细砂③3、细中砂④5、粉砂⑥2层，初见水位埋深8.1～11.0m，标高24.73～29.06m，稳定水位埋深7.4～10.8m，标高24.93～30.05m，主要接受大气降水、生活用水及管线渗漏补给，以蒸发为主要排泄方式。
潜水
（二）：
含水层主要为粉细砂④3、细中砂④5层，初见水位深度12.50～15.30m，
图2.2地质纵剖面示意图
标高21.90～24.14m，稳定水位深度12.00～15.10m，标高22.10～24.44m，主要接受降水
及侧向径流补给，以侧向径流和向下越流为主要排泄方式。
本次勘察期间受钻探工艺的影响，部分钻孔未观测到该层水的稳定水位，但该层水在整个场地普遍分布。
层间水～承压水（三）：
含水层主要为卵石⑦层、中粗砂⑦1层及粉土⑥2层，初见水位深度19.30～21.80m，标高15.28～17.31m，稳定水位深度16.70～21.00m，标高16.48～19.69m，主要接受侧向径流补给，以侧向径流和越流的方式排泄为主。
本次勘察期间受钻探工艺的影响，部分钻孔未能观测到该层水的稳定水位，但该层水在整个场地普遍分布。
承压水（四）：
含水层主要为粉土⑧2层和中粗砂⑨1层，初见水位深度34.50～35.80m，标高0.35～3.16m，稳定水位深度32.20～33.70m，标高2.95～4.44m，主要接受侧向径流补给，以侧向径流和越流的方式排泄为主。
2.3.2地下水的腐蚀性评价
拟建区间上层滞水
（一）、潜水
（二）、层间水～承压水（三）和承压水（四）对混凝土结构均具微腐蚀性。
上层滞水
（一）和潜水
（二）在有干湿交替条件下和在无干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中钢筋均具微腐蚀性。
层间水～承压水（三）和承压水（四）在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中钢筋均具弱腐蚀性，在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。
2.3.3历年最高水位及设防水位
a、历年最高地下水位
拟建场地历年最高地下水位曾接近自然地表，标高36.00m左右。
b、近3～5年最高地下水位
根据区域地质资料，拟建场地近3～5年最高地下水位绝对标高在25.00～27.00m左右（不含上层滞水）。
c、防渗设防水位
根据拟建场地地下水的赋存条件、动态变化特征及区域水文地质条件，综合考虑建（构）筑物特点、结构形式及荷载分布等因素，建议本区间的防渗设防水位按自然地表考虑。
d、抗浮设防水位
抗浮设防水位按绝对标高30.00m考虑
2.4周边建筑物及管线
2.4.1临近设施、建筑、构筑物情况
竖井临近山水文园小区底商（单层楼房），竖井与楼房最小净距约11m，为二级风险源。
居民楼地上1~10层，1层地下室（底商范围内无地下室），基础为条形基础。
2.4.2周围地上设施、建筑、构筑物及管线的核实调查
横通道下穿弘燕路，下穿的主要市政管线有φ800雨水、2条φ400高压燃气及天燃气管等，管线埋深约2~4m（见图2.3）。
施工准备期间，会同业主、监理工程师和相关单位一起对施工影响范围内的各种地上设施、建筑、构筑物调查复核，进行目检并记录工程影响范围内所有建、构筑物在施工前的状况，并由专业摄影员对既有建、构筑物状况进行记录和摄影，确定既有建、构筑物的已有破损及其状况，并经有关部门或产权单位确认。
图2.3管线与横通道位置管线图
2.4.3管线改移、保护措施及原则
在开挖前，要全面检查各项管线保护措施是否落实。
对管线周边进行注浆或在暗挖隧道内进行二次注浆加固，适当加大注浆压力和注浆量以主动控制其沉降，注浆压力根据地层适当调整，一般控制在0.5~1.0MPa；
在注浆时及时监测管线变形情况，根据监测结果及时调整注浆压力、注浆材料、注浆量和注浆部位等参数；
根据监测情况及时调整开挖步距、台阶长度、封闭时间等支护参数；
加强监测频率，强化监测措施和要求。
位于渣土场内的管线由于埋深较浅，故在施工前需对渣土场位置做好处理，场区内浇筑30cm厚C30混凝土，再满铺2cm厚钢板。
2.5本工程的重、难点
2.5.1降水工程
本工程由于地下水的影响，土方开挖前需进行管井降水，管井降水工程施工范围广，管井深度大，降水效果控制难。
在进行大面的管井施工前需做好试验管井，通过试验结果对降水井点的布置、数量、构造、降水指标、降水监测等各项内容进行调整。
确保达到预期的降水效果，保证无水作业。
2.5.2管线保护
在横通道上方存在通信、电力管等管线（详细布置见图2.4），在降水及竖井、横通道施工时应对其周围影响范围内的管线采取预注浆加固等有效的保护措施，加强监测，确保各类管线安全，根据管线情况编制具体的管线保护方案。
2.5.3横通道开马头门施工
横通道高9.6m且穿越粉细砂和粉质粘土层，施工中应严格按照设计要求进行支护及加固掌子面等措施，保证洞室安全进洞。
保证马头门两侧角撑拆除后，力系安全转换，确保竖井稳定、安全。
2.5.4横通道拱顶地表沉降控制
该横通道拱顶覆土仅8.1m，属于浅埋暗挖。
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。
图2.4山水文园竖井占地管线布置图
3施工总体部署
3.1组织机构
图3.1项目部组织机构图
3.2施工临设
3.2.1施工场地布置
场地“四通一平”是指在建设工程用地范围内修通道路、接通施工用电、施工用水及办公、监控网络。
具体见图3.2竖井及横通道施工场地平面布置图。
施工现场采用封闭式管理，围墙坚固、严密，围墙高度地面以上2.5米，施工现场在大门明显处设置标志牌和企业标识。
标牌应写明工程名称、面积、层数，建设单位、设计单位、施工单位、施工单位、监理单位、政府监督人员及联系电话、项目经理及联系电话，开竣工日期。
标牌面积不得小于0.7米×
0.5米，字体为仿宋体，标牌底边距地面不得低于1.2米。
施工现场大门内应有施工现场平面布置图、公共突发事件应急处置流程图和安全生产、消防保卫、环境卫生、文明施工制度板。
北
图3.2竖井及横通道施工场地平面布置图
3.2.2临时房屋及设施
根据业主规划的区间竖井用地红线，施工场地占地面积1082m2，在施工场地内修建一座3层彩钢瓦房作为项目部和施工队办公和住宿用房，活动房面积为753.78m2，每间房屋尺寸为3.64*5.46米；
钢筋加工棚、砂、石料存放区采用彩钢瓦和20#槽钢立柱进行搭建，钢筋加工场面积为184m2，料仓面积为70m2。
施工场地道路采用C20砼进行硬化，并在工地进出口处设车辆冲洗槽，污水经沉淀池沉淀后排入污水井，施工区修建砖墙围挡，在围挡东侧设8m宽大门,作为渣土场出口，南侧设6m宽大门，作为钢筋及砂石料场等材料的进口。
施工现场设办公室、材料库房、门卫室、材料堆放场、密闭式拌合站、封闭式垃圾池、工地卫生间等等。
各类临时设施均须满足北京市绿色施工工地的要求。
3.2.3临水、临电
1、临水
施工及生活用水从业主指定的临时接入点接入，临水引入管通过地埋方式分别进入施工及生活区域。
上水主管采用φ110电熔管，主管全部埋入地下，地上部分采用φ32pvc管。
2、临电
施工用电要满足最小用电量的需要，在施工现场安装1台630KVA厢式变压器。
施工现场供电线路全部采用地埋电缆，地埋电缆均采用穿钢管法以保护电缆，生活用电从施工现场接入。
为防止意外停电对工程施工造成影响，在施工现场备1台320KW低噪音发电机。
3.3施工安排
3.3.1技术准备
（1）熟悉、审查图纸及相关设计文件，了解、贯彻设计意图。
（2）统计施工所需的各种材料，及时提出施工生产材料计划。
（3）根据设计图纸编制工序施工技术交底，并对施工操作人员进行现场交底，做到交底到位，不留死角。
（4）熟练掌握竖井及横通道施工范围及周边的地形、地质及水文情况，并对重、难点施工提出相应对策。
3.3.2人员及机械准备
施工前根据工程要求配备合理、适量的施工人员及机械，保证工程安全，高效，快速推进，具体安排详见表3.1劳动力配备表
表3.1劳动力配备表
施工部位
人员组成
人数
竖井开挖及初期支护
钢筋工、起重工、砼工、开挖工、司机、杂工
75
其中普通工5人
横通道开挖及初期支护
施工机械配备的原则：
机械合理配置，并留有一定的备用数量，以满足正常施工；
以
内燃机为动力的机械设备进入本合同段前逐台检查，凡尾气超过国家标准的设备禁止使用；
配备低噪音、低污染的设备，噪音标准符合国家有关规定，防止扰民。
具体设备见
表3.2区间竖井主要施工机械表
表3.2工程的主要施工机械表
设备名称
型号规格
单位
数量
单台设备功率（KW）
总功率
Pe（KW）
通风机
SFD-Ⅲ-N011
台
2*37
74
搅拌机
JS500
30
配料机
PC800
6.6
电动空压机
J160-8
160
抓斗桥式起重机
QZ10/10t-7A6
55
喷浆机
PZ-5B
7
28
注浆机
HJZB
15
60
8
电焊机
BX1-500
10
20（kva）
200
9
砼输送泵
HBT60A
皮带输送机
10米
11
水泵
60（m3/h）
12
竖井照明
套
3.3.3施工材料准备
根据施工需要，按照施工进度，由物资部门按照业主下发的甲供甲控材料范围及技术质量部门提出的材料计划，购置充足的钢材等大宗材料，并在进场时由试验室报监理见证试验，确保施工原材料合格。
支护结构用喷射混凝土采用自拌混凝土。
施工前应有具备相应资质的试验室提供符合设计要求的混凝土配合比；
对于水泥、砂、石、外加剂等材料进场时候应由试验室报监理见证试验，保证原材料合格。
施工现场内各种材料应按照施工平面图统一布置，分类码放整齐，材料标识要清晰准确。
材料的存放场地应平整夯实，有排水措施。
所需钢材、商混等须有厂家提供资质证明，相关材料合格证等，报监理工程师审查，审查合格后方可进场。
3.4进度计划
竖井施工前需先进行降水工程，竖井开挖前10天进行施工降水，降水井施工计划2011年9月05日开始，2011年9月15日结束；
竖井及横通道计划开工日期为2011年9月25日，2011年10月9日完成竖井14.1米，并进行竖井临时封底，同时开始竖井横通道马头门施工，开工时间为2011年10月10日，预计完工时间2011年10月14日；
横通道上导洞开工时间2011年10月15日，预计完工时间为2011年11月3日；
上导洞施工完毕后开始剩余竖井施工，剩余竖井开工日期为2011年11月4日，完工时间2011年11月13日；
横通道下导洞开工日期为2011年11月14日，完工时间为2011年12月1日。
见附图竖井横通道进度横道图。
4总体施工步序及台阶法施工工序
4.1总体施工步序
总体施工步序见图4.1
图4.1总体施工步序
4.2台阶法施工步序
台阶法施工步序见图4.2
图4.2台阶法施工步序
4.3.施工顺序
竖井及横通道初支施工，根据“十八字”方针做为指导，根据现场降水条件及进度，确立了竖井施工至横通道临时中隔板下1m时提前进洞的方案，进洞前施工开口处拱部超前小导管与加固梁等措施，在加固加强措施施工完成后，方可进行区间隧道的开挖与施工。
施工步序见下表：
步骤
步序图
施工方法及技术措施
竖井分区分层开挖施工：
第一步：
开挖竖井1区域，安装格栅钢筋，打锁脚锚管，注浆，焊连接筋挂钢筋网，喷射混凝土，分层开挖高度严格按照格栅间距开挖。
竖井分步开挖施工：
第二步：
等一步施工完成后，开挖竖井中2区域土体，安装格栅钢筋，打锁脚锚管，注浆，焊连接筋挂钢筋网，喷射混凝土。
竖井初支结构一循环施工完成
再重复第一至第二步，施工至竖井临时封底或永久封底。
马头门及横通道施工：
竖井初支在横通道拱部上密排3榀格栅，同时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。
施工横通道拱部超前小导管预注浆加固地层，开挖拱部土体
（1），保留核心土，架立拱部格栅钢架，挂钢筋网，打φ42锁脚锚管，喷射混凝土，开挖核心土
（2）并及时施作临时支撑。
第三步：
上导洞开挖支护完毕后进行下导洞的施工。
4.4降水施工
4.4.1降水目标
竖井开挖之前，首先应进行竖井及横通道的降水施工。
要求将地下水位降至底板下0.5～1m，同时做好通道内的排水工作，保证施工过程中无水作业。
在竖井开挖过程中做好地质记录，为横通道的开挖提供参考，在竖井底部做集水坑，将残留水集中到集水坑内集中排出。
4.4.2降水方案
根据初步勘察资料，现场场地条件，地下管线及周围构筑物影响等多方面因素分析，确定采用封闭式井管降水方案。
具体施工方案、措施等详见区间竖井降水设计及区间竖井降水专项方案。
4.5锁口圈施工
4.5.1测量放线
测量人员放线打点，经过监理工程师认可后，施工队伍应采用栓桩对测量点位进行保护，栓桩采用φ12以上钢筋，钢筋下埋深度为80cm，外露部分为5-10cm，并在护桩处设立明显标志，保证护桩不受破坏，护桩平面位置应保证在锁口开挖线1m外，护桩采用直线（包括中线）与对角线距离双控。
锁口圈几何尺寸见图4.3
图4.3锁口圈几何尺寸图
4.5.2竖井锁口圈施工
采用人工自上而下分层、分段进行，严禁乱掏乱挖，严禁超挖回填，降低地基承载力。
完成基坑开挖后，绑扎锁口圈梁钢筋、立模，立模支撑体系详见图4.4，灌注混凝土，混凝土浇筑分两次浇筑，先浇筑1000mm厚锁口圈梁，待混凝土强度达到设计的75%后，浇筑500mm高挡水墙。
浇筑时严格遵循平衡对称浇筑的原则进行，防止侧压。
砼经养护达到拆模强度后拆除支架和模板。
锁口圈梁施工时，要注意预埋梁底竖井格栅内的Φ22纵向连接筋，保证连接筋锚入圈梁内长度大于等于30d，环向间距1m，在格栅内双排设置，锁口圈梁配筋图详见图4.5。
同时将锁口圈上的竖井提升设备基础预埋件进行安装定位。
锁口圈外围回填，分层夯实。
图4.5锁口圈梁配筋图图4.4锁口圈模板支架示意图
4.6竖井垂直提升设备安装
4.6.1设备选型
竖井垂直运输采用河南中州起重机集团有限公司生产的QZ5T-6.7M桥式起重机，提升抓斗容量1.5m3，提升高度44m。
4.6.2提升设备安装程序
施工准备→基础验收→设备验收→提升机的安装→空载试车→满载试车→超载试车→竣工验收→交工一系列工作后投入使用。
4.7竖井井身开挖及支护
4.7.1土方开挖
竖井土方开挖在降水施工后进行。
竖井开挖采用人工分层分部开挖，垂直提升系统出碴。
井壁采用钢筋格栅+挂网喷砼支撑围护结构。
竖井开挖和初期支护循环进尺严格按设计要求进行，做到随挖随支，每挖一步立即支护格栅一榀，严禁超挖；
加强监测，保证竖井正常开挖过程中围护结构符合设计。
竖井开挖时分侧分块，开挖至设计标高后，立即进行封底砼施工。
竖井施工期间，上下竖井的钢制楼梯随竖井开挖同步施工，楼梯宽度不小于80cm，设两道防护栏，防护栏高度不小于1.2m，保证人员上下井。
竖井采用人工开挖，渣土经提升井架提升料斗倒入临时堆土场暂存。
-1.2m~-4.2m0每榀间距为0.75m，-4.2m~-4.85m每榀间距为0.65m，-4.85~-7.35m每榀间距为0.5m，-7.35~-7.95m每榀间距为0.3m，-7.95m~-17.45m每榀间距为0.5m，-17.45m~-19.05m每榀间距为0.4m。
，由于从纵断面地质图了解到，本竖井须穿过4.8m厚的细砂层，对于这些特殊地层的土方开挖，应适当减小单层开挖深度。
严格控制每步开挖进尺，每一个循环开挖结束后，及时进行初喷砼封闭侧壁开挖面，再挂网、架立格栅钢架，复喷砼到设计厚度。
开挖过程中安排技术人员做好详细的地质记录。
4.7.2分层支护
竖井环向格栅钢架、锚、喷联合支护体系在井身土方每层开挖后及时施作，封闭成环。
格栅采用钢筋焊接成型，格栅之间设Φ22竖向连接筋，环向间距1000mm，L长度在格栅内双排设置，竖井格栅与围岩间挂单层Φ6.5@150*150mm钢筋网，钢筋网搭接长度大于2个网格。
格栅安装时应该严格按照测量组所放中线控制格栅位置，不侵占净空，竖井井壁锚管间距：
格栅隔榀打设，横向间距1.2m，梅花型布置，锚管采用φ42钢管，单根长度3.0m，水平倾角30度，锚管每环18根，锚管注浆浆液选用水泥—水玻璃浆，浆液配合比由现场试验确定，注浆压力0.3~0.5MPa。
竖井横通道格栅主筋采用Φ25钢筋，格栅钢架集中在钢筋加工场内加工成型，钢筋格栅先在地面加工成榀，加工成榀后进行试拼，环向长度误差不大于30mm，平面跷曲误差不大于20mm，经调整无误后方可成批生产。
竖井、横通道初衬格栅连接时，应保证格栅连接的等强连接效果，横通道内的临时支撑、竖井封底格栅连接板就位后采用围焊加强，若格栅连接板就位时出现不能密贴、间距较大等施工质量问题，不能保证等强连接效果时，连接时均要求设置帮焊筋。
竖井结构支护见下图竖井结构支护图4.6及竖井横通道格栅加工大样图4.7。
4.7.3竖井临时封底
竖井分两步开挖，第一步开挖至施工横通道临时仰拱下1m进行临时封底，临时封底参照永久封底，主筋与钢筋网片需要与竖井格栅有效连接，为开马头门及横通道开挖做好准备。
第二步破除临时封底，开挖至设计井底并及时永久封底，全断面喷射200mm厚C20砼以抵抗基底隆起，井壁下沉。
竖井临时封底后，在竖井底四周井壁布置收敛点，每天对
图4.6竖井结构支护图
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