台前站旅客地道顶进施工组织设计.docx
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台前站旅客地道顶进施工组织设计
改建铁路京九铁路电气化工程
K485+490.601-6.0m台前站新建旅客地道
施工组织设计
一、编制依据、编制原则
（一）编制依据
1、《改建铁路京九铁路电气化工程（北京西至淮滨段）K485+483.001-6.0米新建旅客地道施工图》。
2、《中华人民共和国铁道部铁路技术管理规程》。
3、《铁路桥涵施工规范》、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》。
4、《铁路工程施工质量验收标准应用指南》。
5、《济南铁路局营业线施工安全管理实施细则》[2008]226号。
6、现场实地勘察情况、资料及信息。
（二）编制原则
1、施工组织设计的编制必须符合建设指挥部对工期的要求。
2、工程质量必须符合铁路工程施工验收标准，保证质量合格。
3、施工组织设计中所涉及的人身安全、行车安全等问题，须编制专项预案，专人落实，坚决杜绝各类安全事故的发生。
4、在仔细考察工程实地，认真研究设计图纸等有关资料的基础上，充分考虑顶进施工的工程特点及现场实际情况，科学合理地组织施工。
二、工程概况
（一）工程简介
本旅客地道位于京九线台前站内（设计里程K485+490.6，运营里程K485+454），为1-6.0m双向出口旅客地道。
本地道分顶进节、现浇节、出入口三部分。
顶进节长度22.94m，净空尺寸高3.50m×宽6.0m，顶进施工时下穿京九线上下行正线（I、II股）及台前站站线（3、5股），与京九线正交。
采用D24施工便梁进行线路加固，利用行车间隙采用顶镐将工作坑内的预制框架顶进至设计位置；现浇节每端6.5m长，基本站台为直通口，中间站台设立封闭端，现浇混凝土施工；出入口长度为封闭节5.44m+敞开节14.56m。
顶进节、出入口封闭节及敞开节断面图如下：
（二）地质概况
旅客地道区表层为填筑土：
黄褐色，以密实的粉土、软塑粉质黏土为主；下伏粉质黏土：
黄褐色，软塑，基本承载力为110Kpa；粉土：
黄褐色中密，基本承载力为120Kpa；再下一层为粉质黏土：
黄褐色，软塑，基本承载力为110Kpa；黏土：
灰褐色，硬塑，基本承载力为80Kpa；粉土：
褐黄色，密实，基本承载力180Kpa。
地质资料表
孔口高程：
44.26m稳定地下水位：
40.16m
层深
M
地质说明
基本承载力
Kpa
0-2.8
填筑土：
黄褐色，主要成分为粉土，稍密，潮湿。
2.8-4.0
黏土：
黄褐色，软塑。
80
4.0-5.9
粉质黏土：
黄褐色，软塑，含铁锈斑纹。
110
5.9-10.0
粉土：
黄褐色，中密，饱和。
120
10.0-12.2
黏土：
灰褐色，硬塑。
80
12.2-14.8
粉质黏土：
灰褐色，软塑，含铁锈斑纹。
110
14.8-16
粉土：
褐黄色，密实。
18
孔口高程：
48.35稳定地下水位：
40.05m
层深
M
地质说明
基本承载力
Kpa
0-7.5
填筑土：
黄褐色，0-2.0m主要成分为粉土，密实；2.0-4.0m主要成分为粘土，硬塑；4.0m以下主要为粉质粘土，软塑。
7.5-10.0
粉质黏土：
黄褐色，软塑，含铁锈斑纹。
110
9.8-13.4
粉土：
黄褐色，11.3m以上潮湿，密实；11.3m以下饱和、中密。
120
13.4-16.1
粉质黏土：
黄褐色，软塑
110
16.1-18
黏土：
灰褐色，硬塑
80
18-20.45
粉土：
褐黄色，密实
180
地下水位埋深4.1m∽8.3m（高程40.05∽40.16m，顶进节底板底高程41.36，现浇节底板底高程41.26，地下水位位于地道底1.1∽1.2m），水位变幅1∽2m。
地震动峰值加速度0.15g（地震基本烈度7度），最大冻结深度0.42m。
（三）构造设计
1、箱体、出入口混凝土标号为C35，洞内回填及栏杆基座采用C30。
人行梯道斜坡找平采用M10水泥砂浆。
2、箱体与转角相连处设置变形缝；封闭节与敞开节相连接处设置变形缝；敞开节2m平坡处设置变形缝；变形缝宽度为30mm。
3、箱体设计地基加固为换填三七灰土，深度1.5m，宽度为超出框架底宽（0.6+6.0+0.6=7.2m）一边各1m共计9.2m，允许承载力不小于120kpa。
4、箱体边墙设置丙种防水层。
（四）主要工程数量
主要工程数量表
序号
规格及说明
单位
数量
1
C35钢筋混凝土涵身，抗渗标号P8
M3
293.0
2
C35钢筋混凝土封闭、封敞、转角，抗渗标号P8
M3
536.46
3
C35钢筋混凝土端板，抗渗标号P8
M3
21.76
4
台阶M10水泥砂浆磨面
M2
14.56
5
甲种防水层
M2
1500
6
丙种防水层
M2
220
7
变形缝
道
14
8
钢栏杆
M
137.04
9
挖基土方（封闭、封敞、转角6m内无挡有水）
M3
3080
10
地基处理换填三七灰土h=1.5d=9.2
M3
500
11
弃土外运
M3
3080
12
洞内回填C30混凝土
M3
41.7
13
工字钢防护L-7.8m
根
356
14
基底换填砂夹碎石
M3
391.0
15
顶进
设备
后背
钢轨桩h=7-8m
根
77
挡土模板
M2
64.0
后背梁C25混凝土
M3
12.3
滑板
C25混凝土滑板、地锚梁
M3
58.5
碎石垫层
M3
23.7
M10水泥砂浆抹面
M3
4.7
石蜡
M2
237.1
塑料薄膜
M2
237.1
C25混凝土导向墩
M3
3.3
顶进
Kt-m
41.12
16
顶进
顶进挖土
M3
776
线路加固D-24便梁加固
孔
4
17
工作坑
工作坑挖土
M3
2055
18
中间缝
钢料
T
1.56
19
其他
补充道碴
M3
193
按拆钢刃角
T
5.65
回填土
M3
2955
大口井降水
套.天
1500
出土道
M3
900
挡土模板，基坑防护
M2
297
M15水泥砂浆垫层
M3
10.3
涵身涂石蜡
M2
546
三、工期安排
总工期3月15日至8月30日，累计169个工作日。
1、3月15日-20日：
队伍进场，平整场地，临时设施搭建，降水井钻孔，埋设管道，钢筋加工。
2、3月21日-22日：
开挖工作坑、锚梁、排水沟、集水井。
3、3月23日-24日：
滑床板碎石垫层、钢筋、混凝土、找平层、润滑层施工。
4、3月25日-28日：
绑扎底板钢筋，支立底板模板。
5、3月29日：
灌注底板混凝土。
6、3月30日-4月5日：
绑扎边墙、顶板钢筋，支立边墙、顶板模板。
7、4月6日-7日：
灌注边墙、顶板混凝土。
8、4月8日-14日：
后背梁、钢轨桩、后背填土施工、拆除既有站台。
9、4月15日-18日：
框架防水找平层、防水层、砂浆找平层。
10、4月10日-30日：
京九线上、下行正线慢行开始，速度45km/h，便梁支点、安装便梁施工。
11、4月1日-4月30日：
轨道车运输
12、4月14日：
京九线上、下行轨道应力放散。
13、4月19-24日：
封锁I股，同时封锁5、3股，5、3、I股方正枕木，穿钢枕，5、3股不存放车。
II股方正枕木，安装钢枕。
4股方正枕木，安装钢枕。
14、4月26日：
封锁5、3、I股，跨越5、3股向3、I股移便梁2片。
15、4月27日：
封锁5、3、I股，向5、3股线间移便梁2片。
安装3、I线间便梁2片。
16、4月28日：
封锁II股，向II、I股线间移便梁2片。
封锁5、3、I股安装便梁。
17、4月29日：
封锁4股、向4、6股线间移便梁1片。
封锁II股，安装便梁，封锁5、3、I股，安装便梁。
18、4月30日：
利用天窗点安装便梁。
19、5月1日-20日：
顶进挖土，换填基础、顶进框架，每顶进一个顶程为一个循环。
20日框架就位，顶进完毕。
20、5月21日-6月10日：
基本站台、中间站台框架端现浇节施工，绑扎钢筋，支立模板，灌注混凝土。
I、II、3、4股夯填三七灰土，补充道碴。
21、6月11日-20日：
纵移便梁、跨线横移便梁。
22、6月20日-7月10日：
中间站台两侧出入口及基本站台一侧出入口施工完毕。
。
23、7月11日-7月31日：
所有站台面以下部分施工完毕
24、8月1日-31日：
运输便梁，施工风雨棚等设施，达到验收标准。
四、施工前期准备
（一）施工组织机构
项目部将按照“铁建设[2008]51号关于积极倡导架子队管理模式的指导意见”进行组织管理。
架子队按照“管理有效，监控有力，运作高效”的原则组建。
架子队设置专职队长、技术负责人，配置技术、质量、安全、试验、材料、领工员、工班长等架子队主要管理人员。
各岗位明确职责，落实责任。
项目经理
李如杰
副经理
张良卢家明林洪太
总工
李宁
技术
宋磊
安全
苑广友
物资
高永刚
质量
唐晓义
架子队队长
董云龙
架子队管理人员配置
1
队长
董云龙
5
物资
张祥斌
2
领工员
季新军
6
安全
朱纪厚
3
技术
史颖利
7
质量
唐晓义
4
实验
杨彬
8
工班长
彭先训
（二）劳动力安排
主要劳力配置表
序号
工作内容
人数
序号
工作内容
人数
序号
工作内容
人数
1
领工员
2
6
安全检查
3
11
安换顶铁
基本劳力
60
2
起重工
4
7
发电机司机
1
12
挖装运土
3
线路工
4
8
安全防护
10
13
圬工
4
电工
2
9
机械维修
1
14
其余
5
技术测量
2
10
千斤顶操作
2
15
（三）主要机械设备配置
主要机械设备表
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
挖掘机
1.0m3
台
2
2
装载机
ZL30F1.7m3
台
2
3
自卸汽车
8t
台
8
4
发电机
200KVA
台
1
5
对焊机
100KVA
台
1
6
电焊机
23KVA
台
2
7
混凝土搅拌机
JS500
台
2
8
混凝土振捣器
插入式/平板式
台
4/6
9
钢筋切断机
台
1
10
钢筋弯曲机
台
1
11
蛙式打夯机
台
5
12
顶镐
200t
台
10
13
高压油泵
台
10
14
传力柱
延米
340
15
深井泵
台
10
16
钢轨（旧）
根
80
17
工字钢
I40cL=12.5m
根
24
18
施工便梁
D24型
孔
5
19
高压油泵
台
2
备用
20
深井泵
台
2
备用
21
顶镐
200t
台
2
备用
22
发电机
200KVA
台
1
备用
（四）施工临时设施
本工程交通便利，可以满足施工材料和混凝土的运输进出场问题。
材料堆放场地、钢筋加工场地、临时弃土场需短期征用周边土地。
施工用电由当地接入，钢筋对焊、顶进设备用电由项目部另备发电机专项供电。
施工用水取自大口井降水所抽取的地下水，可以满足施工需要。
顶进施工前，考虑到现场实际情况，因基本站台、中间站台相关部分已完全拆除，为确保乘车旅客人身安全，申请台前站自4月10日至8月30日停办客运业务。
因既有出站台阶影响工作坑施工范围，因此在拆除既有出站台阶之前，于台前站办公楼西侧，搭设3m宽临时台阶一座及修建临时出站通道。
（五）技术准备
完成现场详细勘查工作，现场控制网的布设，包括水平基准点、水准标志等。
严格按照图纸所示的要求，清理施工场地范围、临时征地范围内阻碍施工的各种构筑物、障碍物以及树杆、树墩、树根和其它植物，并做好统计工作。
需要拆除、重建的设施、与相关单位协商、达成协议后进行。
清理场地过程中，对发现的异常情况（如地下设施、管线）应立即通知设计单位及产权单位，现场确认解决方案、妥善处理。
五、总体施工方案
1、工作坑：
据现场技术交底确认，为保证站房安全及既有进站通道的完好，人行地道中心为距离既有进站口向北25m处，顶进工作坑设于基本站台东侧台前站原出站口位置偏北。
。
2、线路加固：
钢筋混凝土基础施工：
D24型施工便梁支点。
箱体顶进施工：
5、3、I、II、4等5股均采用D24便梁加固。
出入口施工：
采用纵移D24型施工便梁至出入口位置进行卸载。
3、施工顺序：
工作坑预制箱体，股道间支点施工→便梁加固线路→顶进箱体→现浇节施工→纵移便梁→出入口施工→附属工程。
六、施工工艺及方法
（一）施工准备
组织技术人员核对地形及地质资料，复核中线及标高。
重点调查既有线路通信、信号、电缆的走向，对影响施工的地下埋设电缆报请有关部门进行迁移。
施工前进行无缝线路应力放散和普通线路轨缝调整。
（二）大口井降水
1、施工程序
大口井设计—定位—成孔—清孔—下滤管—回填滤料—安放潜水泵—降水—回填井孔。
大口井设计：
根据不同地质构造、土质特点、土层渗透系数等因素，通过计算确定大口井井深、井距及布置方式，结果须结合实际经验调整。
在本工程中大口井采用φ50降水井，深度25米。
定位：
根据设计的井位及现场实际情况，准确定出各井位置，并做好标记。
成孔：
潜水钻机依据所定井位就位成孔，一般粘土可采用原土造浆，必须经常向井内补充清水，始终保持井内充满泥浆，防止井壁塌方。
清孔：
钻孔完毕，应立即向井内放置潜水泵清孔，潜水泵应放置在井的底部，抽出井内泥浆，以防井内淤泥积沉井底，影响井深。
清孔过程中，随着井内水位下降，不断向井内注入等量清水，确保井内满水，直至抽出比重为1．l的泥浆为止，停止抽水，测量井深，井深不足，必须复钻，重新清孔，直至达到设计井深为止。
下滤管：
清孔完毕，井深达到设计要求后，立即开始下滤管。
安放滤管时，用交叉成十字形8#铁丝，托在第一节滤管底部，4人通过井轴线上方所固定的滑轮各拉一根铁丝。
同时，缓缓下放铁丝，滤管随着铁丝在重力作用下缓缓下沉，同时，两人手扶滤管，注意防止滤管碰撞井壁。
待第一节滤管上口与井口平齐时，安放第二节滤管于第一节滤管之上，接着在滤管外侧包两层滤网，上、下管接合部位外侧用三根宽约4－5cm的竹片均匀布置在滤网外周，用12#铁丝将竹片与滤管捆牢。
同上，待第二节滤管上口与井口平齐时，安放第三节滤管，外包滤网，用竹片固定第二节与第三节滤管，以此类推，直至下完全部滤管为止。
下滤管过程中，必须保证，滤管外包两层滤网，滤管绑扎牢固，不得错位。
最后一节滤管管口高出自然地坪50cm，以防土施施工过程中，泥土进入井内。
回填滤料：
滤料采用级配砂石，回填滤料时，首先向井内滤管中回填lm厚的滤料，以防淤泥反冒。
然后再回填滤管四周，滤料填至地坪标高处。
在降水过程中，发现滤料下沉，应及时补充新的滤料。
安放潜水泵：
用两根8#铁丝固定潜水泵电机位置，测井壁将潜水泵缓缓放入井底滤料上高0．5m，井口横一钢管，通过8#铁丝将潜水泵固定于钢管上。
输水管引至污水排放位置。
降水：
潜水泵设置完毕，立即开始降水，要求昼夜专人值班，见水就抽，始终保持井内处于低水位状态。
降水过程中，要定时测量观察井水位降深，填写降水记录和绘制水位降深曲线。
以便准确掌握降水范围内，地下水位降低情况。
2、计算过程
（1）计算基坑井点管包围的平面面积
S=75.30×47.68=3591m2
（2）根据平面计算假想半径x0
x0=
（3）计算井点的影响半径R0
S=44.15－41.16+0.31=3.3m
按无压完整井计算H=44.15-38.35=5.8m
因箱体基底土壤为粉质粘土，取渗透系数K=0.5m/d
R0=1.95S=1.95×3.3×=11m
（4）计算井点系统总涌水量
Q=1.366K=1.366×0.5×
（5）计算深井过滤器进水部分每米井的单位进水量q
q=2πrL=2×3.14×0.25×1×=0.00025m/s
（6）计算深井过滤器进水部分需要的总长度L
L=7.2m
（7）计算需要大口井的个数n
假定需要大口井个数为10，则
h0===2.9m
nh0=10×2.9=29＞7.2m因此假定10口降水井正确
（8）计算大口井间距
a=（63.2+21.5）*2/10=16.94m,取平均间距为16m,管井布置见附图。
（9）复核总涌水量
X1=33.4m,lgX1=1.52;X2=32.2m,lgX2=1.51;
X3=32.2m,lgX3=1.51;X4=33.4m,lgX4=1.52;
X5=9.2m,lgX5=0.96;X6=11.2m,lgX6=1.05;
X7=33.4m,lgX7=1.52;X8=33.4m,lgX8=1.52;
X9=11.2m,lgX9=1.05;X10=9.2m,lgX10=0.96;
lgX1+lgX2+…..+lgX9=13.12
Q=1.366K
=1.366×0.5×=158.5约153m3/d
（10）计算每口井井深
L=（9.2+9.61×0.75+1）/10+9.61+1+2.5=14.9m,实际采用25m
根据以上计算结果,总涌水量、深井井点数和布置距离满足本工程降水要求。
（三）工作坑
根据设计和现场条件，顶进工作坑设在既有线路东侧。
根据现场确定轴线为工作坑中心线，自基本站台路基坡脚处起按1：
1的坡度下挖至工作坑基底。
工作坑平面尺寸按以下原则确定为10m×29m：
长度＝前端空顶长度＋顶进框构长＋顶镐长度＋后背梁厚度＋后背厚度＋后端工作面
宽度＝顶进框构全宽＋两侧工作面宽度＋两侧集水井
工作坑范围内路基边坡采用1：
3水泥砂浆钢丝网防护，顺工作坑两边（垂直线路方向）设0.3m深×0.5宽的渗排水盲沟，采用砂夹碎石填充，采用3‰坡度，由路基坡脚向后背方向排入Φ1.0m*1.5m砖砌集水井内。
根据现场实际测量，工作坑开挖深度约2.5-3.0m，视土质情况可采用1：
0.75-1：
1的坡度进行放坡，必要时进行防护，确保临近建筑物的安全。
（四）滑床板
滑板采用C25号砼灌筑，厚20cm。
滑板修筑前在其下部地基上夯填碎石垫层，增加抗滑力，滑板下每3米设锚梁一道，与滑板一同浇灌。
地锚梁上底40cm，下底30cm，高40cm。
滑板砼要求振捣密实，表面平整度在2米长度范围内凹凸差不超过3mm。
施工时采用方格网控制高程法：
用直径16mm钢筋头埋入基坑内，分成2×2m方格网，在灌筑砼时按点找平，以控制滑板面高程。
待混凝土初凝后，顶面用厚度为2cm的100号水泥砂浆抹平压实，确保其平整度达到最佳效果。
润滑隔离层由润滑层和塑料薄膜组成，其作法是待滑板顶面干燥后，浇一层厚度3mm的石蜡（掺25%机油），浇洒时沿滑板长度方向每米挂一道铁丝，作为石蜡厚度的浇洒标准，每浇完一格，用刨光的直木板马上刮平，铁丝拆除后的槽痕用喷灯烤熔整平。
石蜡凝固后，撒一层0.5mm厚的滑石粉，然后铺一层塑料薄膜，薄膜接缝处压茬20cm并使茬口朝路基方向。
为防止绑扎钢筋时破坏塑料薄膜，在塑料薄膜上铺一层2cm厚与框架同标号的水泥砂浆。
导向墩采用C25混凝土浇注成型，框架身左右侧每隔5m设置导向墩一个，导向墩伸入滑板混凝土70cm，与顶进框架身间设置10cm的间隙，导向墩与滑板一次浇注成型，注意浇注时必须振捣密实。
（五）后背桩、后背梁
后背桩：
自预制涵身后2.5m处打入钢轨桩采用正反插打的办法打入钢轨，每延米12根，约需90根。
每根钢轨长度7-8m，垂直地道中心线打入滑床板下，深度不大于2.5m。
后背梁：
采用C25钢筋混凝土，后背梁高设为150cm，厚度设为100cm，长度设为10m，梁内钢筋采用Q235钢筋，为保证后背梁在顶进过程中与滑板混凝土间的强度，在滑板地板设置一层Φ20mm螺纹钢钢筋网片，螺纹钢间距20cm，为提高后背梁的强度，滑板与后背梁相接的11m段钢筋间距加密为10cm，滑床板纵向钢筋深入后背梁，与后背梁钢筋连接在一起，并保证与地道中心垂直。
后背梁与后背桩之间采用沥青毛毡作为隔离层，方便顶进完毕后拔出钢轨桩。
顶力计算：
P=K[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3]
公式中
P——最大顶力（t）
K——系数，取K=1.2
N1——框架顶上荷载（t），由于采用架空顶进，故该项为0。
f1——框架顶部表面与顶部荷重之间的摩阻系数，取f1＝0.3。
N2——框架自重（t）。
N2＝Q＋10（t），式中Q为框架自重（t），10（t）为机具、人群、刃角以及未能及时运走的土重等施工荷重。
框架自重Q=2.6t/m3×293m3=762（t），故N2=Q+10=762+10=772t。
f2——框架底板与基底土摩阻系数，取f2＝0.7。
E——框架两侧土压力（t）。
箱顶土压e1=ξγH1，箱底土压e2＝ξγH2，其中ξ＝0.3，γ＝1.9t/m3，H1为轨底至箱顶高度，取H1＝1.95m，H2为轨底至箱底高度，H2＝H1＋框架全高＝1.95＋H=1.95+4.70=6.65m。
故e1=ξγH1=0.3×1.9×1.95=1.11t，e2＝ξγH2=0.3×1.9×6.65=3.79t。
E＝（e1+e2）HL／2=（1.11+3.79）×6.0×22.9/2=337.0t。
f3——侧面摩阻系数，取f3＝0.7。
所以P=K[N1f1+（N1+N2）f2+2Ef3]=1.2×[0+（0+772）×0.7+2×337×0.7]=1215，现场施工需采用10台200t千斤顶，能满足顶力要求。
后背计算：
计算资料:
土壤为粉质粘土,单位容重γ=1.8t/m3内摩擦角φ=30°
1、每米后背梁实际承受顶力计算
后背梁长度为10m,p1=1300t/10m=130t/m
2、钢轨桩长度（桩顶与后背土同高）H计算
（1）、计算主、被动土压力系数：
λa=tg2（45°-φ/2）=0.333λp=tg2（45°+φ/2）=3
（2）、钢轨桩长度计算：
Ep=pmax=
γH2λp=1/2*1.8*H2*3=130H=6.94m
实际取8m
3、计算钢轨桩打入工作坑底面以下的高度h
拟滑床板以上填土高度为5m,打入滑床板以下3m,检算如下:
（1）、计算桩后土壤破裂角θ
tgθ=tg（45°-φ/2）=tg（45°-30°/2）=tg30°θ=30°
（2）、计算推力系数：
λ=tgθ/tg（45°+φ/2）=0.333
（3）、滑床板以上桩后主动土压力:
E1=1/2*γ*H2λa=1/2*1.8*52*0.333=7.5t/m
（4）、滑床板处桩后主动土压强度:
σh=γHλ=1.8*5*0.333=3t/m2
（5）、计算滑床板以下桩后产生主动土压力的土层深度y:
设工作坑底面以下桩后所受主动土
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