竖井及联络通道施工方案Word格式.docx

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2.1设计概况

右安门外站～北京南站暗挖区间右线里程范围为K17+371.600~K17+988.953，全长617.353m，左线里程范围为K17+371.600~K17+988.952，包括区间主体结构以及区间所属附属工程—区间联络通道。

本区间设置两处施工竖井，1#施工竖井中心里程为K17+830.806,2#施工竖井中心里程为K17+424.531。

2#竖井位于区间右线隧道正上方，平面净空尺寸6.4m×

5.98m，深度25.403m。

横通道采用暗挖法施工，断面净尺寸为高×

宽=13.18m×

4.6m。

竖井采用明挖逆做法施工，锁口圈采用C35钢筋混凝土现浇结构，井身采用格栅、挂网喷混凝土结构。

喷射混凝土强度为C25，厚350mm。

横通道初期支护采用C25喷射砼，厚度为350mm，格栅间距0.5m，二次衬砌采用C40、P10混凝土。

竖井为临时施工竖井，施工完成后，采用砂土压实回填。

右~北区间2号竖井及横通道设计见图2-1、2-2所示。

图2-1右~北区间2号竖井及横通道平面图

图2-2右~北区间2号竖井及横通道剖面图

2.2周边环境

竖井位于整个场地的南侧。

竖井北侧及东侧各有一根φ1000污水管，位于竖井锁口圈下方，距离竖井初支开挖边约1.0m，埋深约3.0m，竖井开挖过程中对该管线进行保护。

竖井南侧一根φ1750污水管线，距离竖井开挖边线6.7m，埋深约5.0m。

竖井北侧为开阳里三区两栋18层塔楼，距离竖井开挖边线36m，距离横通道端头18m，竖井周边建筑物及管线平面布置见图2-3。

图2-3右~北区间2号竖井周边建筑及管线平面布置图

2.3工程地质

竖井及横通道施工范围内土层由上之下分布如下：

1、人工堆积层

主要包括杂填土①1层，杂色，稍密，稍湿~湿，含碎石、砖块、灰渣，水泥块等建筑垃圾；

该层土一般厚度1.9~6.8m，土质不均，工程性质差。

2、新近沉积层

主要包括粉土②1层，黄褐色~褐黄（暗）色，中密，湿~稍湿，属中高压缩性土，局部细砂、粉质粘土夹层，含云母、氧化铁。

粉砂、细砂②3层，褐黄色，中密，属中压缩性土，局部粉土、圆砾夹层，含云母、氧化铁；

中砂、粗砂②4层：

褐黄色，中密、湿，属中压缩性土，局部圆砾夹层，含云母；

圆砾、卵石②5层：

杂色，中密，湿~饱和，属低压缩性土，钻探揭露卵石部分D大=8cm，D长=10cm，D一般=3~5cm，亚圆形，级配一般，含中、粗砂约30%。

该层层顶标高约在35.94~39.15m。

3、第四纪沉积层：

卵石、圆砾⑤层：

杂色，中密，湿~饱和，属低压缩性土，钻探揭露卵石D大=10cm，D长=12cm，D一般=4~6cm，亚圆形，级配较好，含中砂约30%。

中砂、粗砂；

⑤1层，褐黄色，密实，湿~饱和，属中低压缩性土，含云母，圆砾。

该大层层顶标高29.09~32.01m。

粉质粘土⑥3层：

褐黄色，密实，湿~饱和，属低压缩性土，粉质粘土夹层，含圆砾，云母，氧化铁；

卵石⑦层：

杂色、密实，饱和~湿，属低压缩性土，粉质粘土夹层，钻探揭露卵石D大=11cm，D长=13cm，D一般=4~6cm，亚圆形，级配较好，含中砂约30%。

中砂、粗砂⑦1层，褐黄色，密实，湿~饱和，属低压缩性土，含云母。

该层层顶标高7.39~11.47m。

卵石⑨层：

杂色，密实，饱和，属低压缩性图，钻探揭露：

D大=12cm，D长=14cm，D一般=5~7cm，亚圆形，级配较好，含中砂约20%，含粘性土约10%~15%，局部为卵石混粘性土；

横通道开挖过程中顶板穿越土层为⑥3层粉质粘土层，底板穿越土层为⑦层卵石层。

右~北区间2号竖井结构周边地层关系见图2-4所示。

2.4水文地质

根据对拟建工程所在区域地下水分布条件和地下水水位长期观测资料的综合分析，拟建场地地面下45m深度范围内的砂、卵石层中主要分布2层地下水，地下水类型如下：

第一层地下水类型为上层滞水，主要赋存于标高29.09～32.01以下的砂、卵石层（相应于工程地质剖面图中的⑤层、⑤1层）中。

本次现场钻探期间（2009年7月31日～2009年12月28日）于场地钻孔中量测的该层地下水（上层滞水）水位标高为29.15～31.84m，水位埋深为9.10～12.30m。

第二层地下水类型为潜水，主要赋存于标高22.19～25.65m以下的砂、卵石层（相应于工程地质剖面图中的⑦层、⑦1层）中。

本次现场钻探期间（2009年7月31日～2009年12月28日）于场地钻孔中量测的该层地下水（潜水）水位标高为18.69～20.17m，水位埋深为20.80～22.60m。

2号施工竖井及横通道在开挖过程中结构底板处于潜水含水层中，因此2号施工竖井及横通道在开挖前需先行进行施工降水。

图2-4右~北区间2号竖井开挖范围地层图

2.5开挖注意事项

1、由于2#竖井开挖深度位于地下潜水位以下，所以在开挖之前先行做好降水工作，由于场地狭小，必须提前做好降水井布设安排。

2、管线保护，2号竖井北侧及东侧存在Φ1000mm污水管线，距离竖井开挖井壁约1.0m，竖井开挖过程中要严格按照设计措施加强对该管线保护，并且加强监测，保证施工过程地下管线的安全。

3、马头门的施工，竖井开横通道马头门施工前，必须好超前支护和注浆加固，布署周密施工方案和开挖步骤，确保施工安全。

第3章施工方案

右~北区间2#施工竖井中心里程K17+424.531，竖井为临时结构，施工横通道为永久结构。

3.1施工部署

右~北区间2#竖井及横通道施工顺序：

竖井开挖竖井开横通道马头门横通道开挖横通道开正洞马头门。

3.1.1竖井开横通道马头门施工

1、竖井开横通道马头门施工

右~北区间2#竖井承担任务主要用于右~北区间渡线段施工，横通道设置于渡线最大断面处，横通道尺寸为宽×

高=6.4×

13.18m，台阶法施工分三个导洞进行。

由此竖井开横通道马头门分三步进行，第一步竖井开挖至横通道第一层临时仰拱下1.5m时进行临时封底，破除横通道第一导洞马头门，横通道进尺8m后临时封闭掌子面；

第二步继续开挖竖井至第二层临时仰拱下1.5m时临时封底，破除横通道第二导洞马头门，横通道第一导洞与第二导洞平行作业，第二导洞进尺6m后临时封闭第一、第二导洞掌子面；

第三步继续开挖竖井至设计井底标高进行永久封底，破除第三导洞马头门，然后横通道三个导洞彼此错开5m进行平行作业，直至横通道堵头墙。

竖井开横通道马头门步骤见示意图3-1~3-3所示。

图3-1右~北2#竖井开横通道马头门（第一步）

图3-2右~北2#竖井开横通道马头门（第二步）

图3-3右~北2#竖井开横通道马头门（第三步）

2、横通道开正洞马头门施工

横通道开正洞马头门施工结合设计方案，竖井初支①、横通道初支②施工完毕后，进行右线向东③标准断面隧道破洞开挖，右线向东标准断面贯通后进行竖井及横通道二衬结构施工④，竖井及横通道二衬结构施工完毕后进行渡线段向东⑤破洞开挖之后进行渡线段向西⑥⑦破洞施工，最后施工左线向西⑧标准断面施工。

横通道开正洞马头门步序见3-4示意图。

图3-4横通道开正洞马头门施工步序图

3.2施工准备

3.2.1生产准备

1、对施工现场进行调查，确定进入现场的施工用水、用电接入口，办理有关手续，布置场内临电、临水走向。

2、及时完成现场临时占地手续，平整及硬化场地并按标准做好临设的搭建。

3、根据施工进度计划，及时协调做好劳动力、物资、设备的准备工作，制定现场管理、消防保卫和环境卫生管理措施。

4、调查临近管线、构造（筑）物等情况，及时向业主及监理提交拆迁报告和地下保护方案。

5、调查联系渣土消纳场地，并办理渣土消纳手续。

3.2.2技术准备

1、组织相关人员学习图纸及各种规范、技术要求；

2、编制实施性施工组织设计；

3、编制质量目标和资料目标；

4、根据图纸编制材料总计划和月度、季度、年度使用计划；

5、开工前做好施工方案技术交底，作好钢筋、模板加工及预制构件图纸的交底；

6、建立健全试验室各种规章制度和各种台帐，以确保数据的真实和完整性。

3.2.3人员准备

人员准备包括管理人员、技术人员、施工人员、安全人员等准备工作。

负责生产过程中技术、安全、物资等，项目部组织机构见图3-5所示，竖井施工人员配置见表3-1所示。

图3-5项目部组织机构图

表3-1竖井施工人员配置表

序号

管理层

作业层

生产经理

技术人员

测量人员

安全人员

质检人员

物质人员

资料人员

工长

机械工

钢筋工

混凝土工

喷砼工

电焊工

电工

普工

人数

1

2

4

6

12

3.2.4材料准备

1、根据现场平面布置，在开工前完成物资材料堆放的临设工作。

2、开工前落实各项施工用料的计划，按照贯标程序要求选定合格厂家和产品，签订供货合同，并分期、分批组织进场。

3、根据主要机具需用量计划，及时组织机械设备的进场、安装、调试。

3.2.5设备准备

机械设备尽可能采用自有设备，特殊设备采取租赁或融资等形式，专用设备、检测及试验设备均为自备，各种设备根据工序及进度计划提前进场。

机械设备见施工机械配置表3-2所示。

表3-2施工机械配置表

机械名称

规格型号

额定功率（Kw）或容量（m3）或吨位（t）

数量（台）

新旧程度（%）

一

提升系统及抓斗

10T桥式起重机

QZ10/10T-10.5m

10t

100

5T电动葫芦

抓斗

二

竖井及横通道暗挖

地质钻机

XY-100型

电动空压机

4L-20/8

20m3/min

3

砼输送泵

HB60D

60m3/h

90

潮喷机

PZ-5

5m3/h

5

混凝土搅拌机

JS500

单液注浆泵

UB-3

3m3/h

7

双液注浆泵

KBY-50/70

11kw

8

风镐

03-11

30J

三

土方运输

装载机

ZL50C

3m3

自卸汽车

北方奔驰

20t

3.3竖井施工

鉴于1#竖井成功经验，则2#竖井同1#竖井施工方法，为倒挂井壁法施工，地表以下1.0m为竖井锁口圈，采用C35现浇钢筋混凝土。

井身支护采用钢格栅、C25网喷混凝土、锁脚锚管等方式进行，开挖采用人工开挖，由上而下逆作施工，竖井分段开挖，开挖间距与格栅钢架间距保持一致。

施工期间在井壁西侧设临时爬梯，供施工人员上下，当开挖深度超过3m时，爬梯改为钢梯，人行钢梯宽800mm，坡度30°

，梯帮与井壁预埋铁焊接牢固。

竖井中间为提升间，是垂直运输的通道，楼梯间与提升间采用钢丝网隔离。

竖井东侧设置管道间，管道间安装托架，下井管线均固定在托架上。

竖井井口周围设置栏杆，横杆为Φ48×

3.5钢管，立杆为Φ15钢管，间距15cm，栏杆高1.2m。

3.3.1锁口圈施工

竖井锁口圈施工见其专项施工方案。

3.3.2竖井施工参数

竖井初期支护采用钢格栅+喷射混凝土支护体系，钢格栅250×

250mm，喷射混凝土厚度350mm。

1、格栅钢架：

φ25，φ16，φ14，φ8钢筋，横通道马头门以上钢格栅间距0.75m，横通道及以下钢格栅间距0.5m。

2、锚杆：

横通道以上φ42×

3.25钢管，L=4.0m，横通道及以下φ108锚管，L=9.0m，环向间距1m，向下倾斜角度为15°

；

横通道及以下φ108锚管，L=9.0m，环向间距1m，竖向间距同格栅间距，采用梅花形布置。

3、竖向连接筋：

φ22环向间距1.0m，单根长0.75m，内外双层梅花形布置。

4、钢筋网：

φ6.5@150×

150mm。

5、护壁砼：

C25喷射混凝土，350mm厚。

6、临时支撑：

沿竖向每榀钢格栅架设4根I22b工钢作为角撑。

7、竖井封底：

竖井封底采用水平格栅，格栅间距0.5m，采用φ22钢筋连接格栅，间距500mm，封底采用C25喷射砼厚度350mm。

3.3.3施工工艺流程

竖井及横通道开挖施工工艺流程见图3-6所示。

图3-6竖井及横通道施工工艺流程图

竖井施工质量控制点见图3-7所示。

图3-7竖井施工质量控制点

3.3.4竖井垂直运输系统

在竖井井口架设龙门吊并配备抓斗作为竖井提升设备，抓斗提升额定质量为10T。

为配合竖井出土，在施工竖井的井底设置井窝，竖井地面靠近井口东侧设置碴土仓，隧道内土方通过提升抓斗提升至地面后将土卸入碴土仓内，装载机装入自卸汽车内运输至弃碴场。

结合施工经验和现场实际情况，配备满足日进出料的提升系统。

提升系统及抓斗型号见提升机械设备表3-3所示，区间施工竖井提升系统如图3-8所示。

表3-3提升机械设备表

机械

名称

规格

型号

图3-8竖井垂直提升系统

3.3.5竖井施工方案

1、竖井开挖及支护

（1）采用人工配合风镐分层分块对角开挖，中间部位采用抓斗开挖，开挖每循环进尺同格栅钢架间距。

施工出碴使用抓斗将碴土提升至井口临时碴场堆放，夜间用自卸汽车运到弃碴场。

抓斗开挖中间部分时，严禁抓斗开挖与人工开挖交叉作业；

人工开挖竖井四周边墙，将渣土堆放在竖井中间位置，工作人员离开竖井，由信号工指挥抓斗开挖中间土体，开挖每循环进尺同格栅钢架间距。

在竖井锁口圈上由净空向内侧30cm设置四道防护栏杆，防止抓斗开挖时碰撞竖井井壁，并有专职安全员全过程监控。

（2）竖井施工时应随挖随喷，及时支护，并做好监控量测；

地表以下3m严禁机械施工，避免破坏地下管线；

土方开挖完毕，及时挂钢筋网、安装环形格栅，钢筋网采用φ6.5@150×

150双层网格，满挂井身四周，上下榀格栅采用φ22钢筋竖向连接，环向间距1m，内外交错布置，竖井加设临时斜撑，临时斜撑与井身环形格栅之间满焊连接。

格栅架设尺寸、连接质量达到要求后，及时打设锁脚锚杆保证格栅钢架安装牢固并及时喷射C25混凝土支护井壁。

井壁上如有大量渗水时，预埋PVC排水管，把水引入竖井开挖面底部临时积水坑，抽排出井外污水沉淀池，经沉淀过滤后排入污水管道。

（3）竖井封底采用钢格栅和C25喷射砼350mm厚。

（4）网喷支护竖井尺寸允许偏差及检查方法见表3-4。

表3-4竖井尺寸允许偏差及检查方法

检查项目

允许偏差（mm）

检查方法

对角线长

不得小于设计井径20

用经纬仪及钢尺检查3m一处

井深

不得超过设计井深±

0.2%

用水准仪检查

喷层厚度

不应小于设计厚度

每3m检查一个断面，每个断面布7个检查点，间距2m左右

（5）竖井背后注浆。

竖井结构封闭后，及时跟进背后注浆，注浆管采用φ32钢管，环向、竖向间距2m，梅花型布置，浆液采用水泥砂浆，注浆压力不小于0.4Mpa。

（6）竖井西侧设楼梯间，楼梯采用宽度800mm钢梯，安装坡度30°

，由于楼梯安装导致部分竖井角撑无法安装，为确保安全在楼梯间外侧同防护网一道每3.0m设置水平横撑进行支护。

2、竖井开横通道马头门施工

竖井开横通道马头门施工时割除部分竖井格栅及角撑，使整个竖井井壁受力重新分布，马头门处应力集中、受力复杂，为此施工马头门时必须做好充分安全措施。

具体施工步骤如下：

（1）打设长导管及注浆

马头门开洞施工前，技术人员标出横通道拱部轮廓线，然后沿横通道拱部轮廓线打设双排小导管并注浆加固地层，环向间距300mm，小导管采用Φ42.3×

3.25mm,L=5m钢焊管，根据地质条件用风镐或其他设备顶入，小导管就位后进行超前注浆，超前注浆采用水泥—水玻璃双液浆，注浆压力不超过0.5Mpa。

（2）分段进行马头门施工

由于横通道高度较大，故竖井开横通道马头门施工结合横通道临时仰拱位置分3次进行破除施工，当竖井开挖至横通道第一层临时仰拱下1.5m位置，竖井临时挂网喷射25cm厚混凝土，然后进行横通道上层马头门破洞施工，竖井壁破除钢格栅后预留连接筋与横通道钢格栅“L型连接筋”焊接牢固，横通道第一榀钢格栅位于竖井井壁范围，然后密排三榀钢格栅进行横通道洞口加强。

横通道第一层临时仰拱进尺8m后临时封闭掌子面，继续开挖竖井至横通道第二层临时仰拱下1.5m位置，竖井临时封底，然后进行横通道中层马头门破洞施工，做法同第一层，该层钢格栅连接上层钢格栅。

此时横通道上层、中层同时进行施工。

横通道中层进尺6.0m后临时封闭上层、中层掌子面，继续开挖竖井至设计井底标高并进行永久封底作业，然后破除横通道下层马头门，然后横通道上、中、下层并行作业直至横通道堵头墙。

3、竖井封底

竖井封底采用钢格栅、喷射砼铺底，并注浆加密下层土体。

封底注浆采用φ42.3×

3.25钢管，间距0.5×

0.5m，浆液采用水泥浆，注浆压力不小于0.5Mpa。

临时封底：

竖井临时封底采用格栅拱架、C25喷射砼厚度350mm。

3.3.6竖井施工控制要点

1、井身开挖过程中严格控制开挖进尺，按照设计图纸开挖进尺同格栅间距，并及时网喷混凝土支护，达到快封闭目的；

2、为防止竖井井壁沉降，在开挖过程中严格按照设计图纸要求，每榀钢格栅拼装好后及时施工锁脚锚管；

3、初支与壁后土体的空隙采用壁后回填注浆密实；

4、当井壁上有涌水时，预埋胶管，把水引入集水坑，抽排出井外，并对涌水点周围排管注浆堵水；

5、竖井支护同时预埋梯步预埋件，伴随竖井开挖安装楼梯。

3.4横通道施工

3.4.1横通道施工参数

1、横通道设计尺寸

横通道长18.14m，开挖断面高×

宽=13.18×

6.4m，初支厚度0.35m，二衬厚度0.55m。

具体见图3-9、3-10。

图3-9横通道平面图图3-10横通道剖面图

2、初支设计参数

（1）超前小导管：

拱部180度范围每榀打设φ42.3×

3.25mm无缝钢管，L=2.0m@300mm；

为控制格栅封闭前下沉，在格栅仰拱连接板位置处各打2根锁脚锚管，钢管参数为φ42×

3.25mm，L=4.0m，α=30°

（2）超前注浆：

无水地段采用水泥浆液，有水情况下采用水泥—水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4~0.6Mpa之间。

（3）钢格栅：

钢格栅纵向间距0.5m，竖井马头门处及开区间正洞两侧加密3榀；

（4）纵向连接筋：

纵向连接筋采用φ22@1.0m，内外双层交错布置；

加强梁范围格栅上方拱顶设连接筋为φ25，长0.75m/根，环向间距为500mm，内外层交错布置；

（5）钢筋网：

φ6.5@150×

150mm，双层布置；

（6）喷混凝土：

C25混凝土拱墙底板厚均350mm；

（7）初支背后注浆：

水泥浆液；

（8）临时支撑：

I25b工字钢；

3、堵头墙设计参数

（1）水平格栅：

采用钢格栅水平间距0.5m；

（2）竖向连接筋：

φ22@300纵向连接筋，内外双层布置；

（3）钢筋网：

150，内外双层布置；

（4）注浆管：

堵头墙顶部第一榀格栅下打设一排φ10锚管，L=10m，水平间距300mm，其余打设φ42.3×

3.25mm注浆管，水平间距1m，竖向间距0.5m，梅花形布置；

（5）喷混凝土：

C25混凝土厚为350mm。

3.4.2施工工艺流程

1、横通道施工采用台阶法施工，按照设计意图设两道临时仰拱，每层临时仰拱作为一个导洞采用上下台阶进行施工，具体施工流程见框图3-11所示。

第一步：

沿外轮廓打设超前小导管，小导管注浆，上下台阶法前后开挖导洞1；

施作初衬。

第二步开挖导洞2，施作初衬

第三步开挖导洞3，施作初衬

第四步：

架设区间马头门临时加固用型钢框架。

横通道侧墙开洞，施工区间正线标准断面。

第五步横通道初支施工完毕，进行区间左线向西、右线向东初支标准断面开挖，标准断面施工结束，然后进行横通道防水、二衬作业，最后进行渡线段开挖施作。

2、土方外运：

横通道施工采用人工配合风镐开挖土方，洞内水平运输采用人力手推车运土，竖井内垂直运输采用抓斗吊土，洞外地面土方外运采用自卸汽车。

如图3-12所示。

图3-12横通道土方开挖示意图

3.4.3横通道施工方案

1、超前支护

（1）小导管施工

小导管采用Φ42.3×

3.25mm钢钢管，长度为2.0m。

注浆管一端做成尖形，另一端焊上铁箍。

在距离铁箍0.5～1m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔200mm，呈梅花型布设，孔径6～8mm，见图3-13。

图3-13小导管构造示意图

超前小导管须从首榀钢格栅腹部穿过打入土体，环向间距300m，倾角15°

，每榀打设一次超前小导管，导管纵向搭接长度不小于1m。

（2）超前小导管注浆

①注浆压力

注浆压力应根据地层致密程度决定，一般为0.4～0.6MPa。

②注浆材料及浆液配比

注浆材料根据设计选用纯水泥浆。

配合比为：

水：

水泥=1∶1。

③注浆数量

小导管注浆量可按照下式计算：

Q=π·

R2·

L·

n·

K·

a

式中：

R—浆液扩散半径，可按