南水北调会车平台及增加通气孔施工方案.docx
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南水北调会车平台及增加通气孔施工方案
会车平台及通气孔施工方案
一、编制依据
1、北京市南水北调配套工程南干渠工程第二标段招标文件、投标文件；
2、相关设计文件、设计说明、施工图纸；
3、实施性施工组织设计；
4、相关的施工技术规范、验收标准、行业标准及地方标准；
5、现场踏勘所收集的周边环境资料；
6、我单位目前现有的施工技术水平、施工组织能力及机械配备能力。
二、工程概况
北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第二标段，起讫里程为中1+200～中2+612.04，中线导线全长1412.04m，双线长2824.08m。
本标段的主要工程有：
暗涵涵身（2×1412.04m）、施工竖井（2座）、排气阀井（2座）。
根据施工竖井区段划分为2#竖井施工区域和3#竖井施工区域，分界里程为中1+811.913，2#竖井施工区域为中1+200～中1+811.913，3#竖井施工区域为中1+811.913～中2+612.04。
3#竖井所属暗涵施工区段，上游单线长度达到377.073m，下游单线长度达到417.054m。
由于暗涵断面的限制，每个洞室只能采用1个运输车辆，随着施工进展，出渣车辆倒车运距过长，存在较大的安全隐患。
且洞内通风因距离过长，通风效果减弱，已无法保证施工人员的身心健康。
故需要在暗涵正洞内增加会车平台及通气孔洞，以保证施工的正常开展。
图2-1施工平面图
三、工程及水文地质
3.1工程地质
工程区位于北京平原南部及东南部，属永定河冲洪积扇的中部～下部地区。
地势平坦开阔，略有起伏，地形总趋势是自西北向东南缓缓降低，绝大部分海拔30～60m。
工程区所在北京地区属华北地层分区，场区内均被第四系全新统冲洪积层覆盖，其沉积物主要为永定河冲洪积物。
底层岩性以厚层砂土、卵砺石层为主，向东过渡为粘性土、粉土与砂土、卵砺石相互沉积层。
场区勘察深度范围内无湿陷性土、膨胀土、风化岩及残积岩土等特殊土的分布。
但工程区内人工填土在输水线路上有的丰台铁路编组站铁路及大型灌区两侧、部分村镇居民区附近多有分布，局部为垃圾填埋坑。
场地土类型为中软土，建筑场地类别为Ⅲ类。
本标段输水管线内底高程29.678-39.442m，现状地面高程48.963-55.663m，平均埋深17.753m，起点中1+200开始至中1+900主要穿越地层为卵石层，中1+900至中2+400主要穿越底层为砾石层和卵石层，自中2+400至标段终点中2+612.04主要穿越底层为砾石层。
图3-1区间典型地质剖面图
3.2水文地质
工程区内揭露之地下水含水层主要为第四系孔隙潜水层，广泛分布于第四系全新统冲洪积卵砺石层中，具中等-强透水性，地下水位较低，埋深大，为潜水；区内地下水受侧向地下径流及大气降水、地表水的补给，尤其受西面永定河侧向补给影响十分明显。
排泄方式为向东南下游地下径流为主，有人工开采。
工程近场区范围内，近十年内，该段地下水位继续下降，埋深加大，勘测期间（2009年4月）地下水位为24.04～26.24m。
设计文件显示，本段沿线地下水埋藏较深，地下水水位在隧道结构底板以下，隧洞施工不受地下水影响。
四、施工总体部署
4.1总体方案
根据暗涵施工运输车辆会车的断面要求，将标准段半径扩大300mm，即由标准段一衬内轮廓4100mm扩大至4700mm，扩大段拱顶较标准段拱顶抬高100mm。
会车施工区段由每个洞室施工160m后开始，之后每百米设置1道（即上游设置2道，下游设置3道）。
标准会车段长度为6m。
为考虑安装台车期间不影响其他洞室的出碴，方便施工。
台车组装将在扩大段内进行，由此左、右线组装台车的扩大段将施工11m。
为方便洞内出碴运输，将扩大段仰拱用土填平至标准段。
二衬施工前将扩大段全环基面清理干净，用一衬同标号的混凝土挂网喷齐至标准段。
根据主洞现况的施工环境，地质条件差，施工中受地层因素影响较大。
如在扩大段施工期间，施工中地质条件无法确保现状的施工安全，将采取密排格栅及注双液浆等加强措施保证扩大段的施工安全。
会车段施工完成后，待一衬混凝土达到设计强度后，进行通气孔洞施工。
通气孔布置在会车段中部，采用人工挖孔的方式施工，成型孔径为1000mm。
暗涵二衬施工完成后通气孔下部用C15混凝土回填1m，拆除地面下2m的通气孔护壁，用粘土回填至地面。
并将通气孔地上部分拆除，恢复地表原貌。
图4-1会车段及通气孔剖面图图图4-2扩大段回填剖面图
图4-3扩大段与标准段剖面示意图
4.2人员配置
依据施工组织合理、施工计划周详严密、资源配制适当、接口管理全面清晰、进度安排均衡高效的原则进行人员配置。
表4-1人员配置计划表
序号
工种
人数
备注
1
技术管理人员
2
2
生产管理人员
2
3
专职安全工程师
2
4
测量工
4
5
信号工
4
6
电工
2
7
电焊工
10
8
运输车司机
8
9
普工
40
4.3施工机械配备
表4-2机械、设备配备表
序号
设备名称
规格型号
数量（台）
1
通风机
SFD6.5
2
2
空压机
P950E
2
3
拌合机
JS500
1
4
配料机
PLD800
1
5
三轮农用车
7YP-1150D32
10
6
电动葫芦
CD1-10t-40
4
7
风钻
YT-28
4
8
搅拌筒
TW-180
4
9
注浆泵
UBH3
4
10
双液注浆机
SYB-60/5
4
11
电焊机
BX3-500-1
10
12
喷射机
PZ-5
5
4.4材料计划
表4-3主要材料计划表
序号
项目
材料及规格
单位
数量
1
混凝土
C25
m3
88
2
非预应力钢筋（主体结构）
HRB335/HPB235
t
70
3
角钢
L125×80
t
5
4
无缝焊管
φ32
m
2700
4.5工期进度安排
开挖支护作业循环时间：
拱部开挖支护包括排设超前管棚、超前预注浆、环形土方开挖、格栅及临时支撑架设、纵向连接筋焊接、挂钢筋网、喷射砼、核心土开挖及运碴。
表4-4开挖支护循环作业时间表
作业名称
排设超前小导管
超前注浆
环形土方开挖
格栅架设
连接筋焊接
网喷砼
核心土开挖
作业时间
40min
30min
40min
30min
40min
30min
120min
考虑各洞室相互影响及配浆、拌料、出碴、进料等辅助工序影响，每榀时间5.5小时，拱部初支进度为2.0m/d。
五、主要施工工艺
5.1暗涵扩大段
5.1.1工艺流程
图5－1台阶法施工示意图
图5—2台阶法施工工艺示意图
表5—1台阶法施工工艺流程表
序号
施工工序示意图
文字说明
1
一、地层超前加固
拱部排设内径φ25超前小导管注改性水玻璃或水泥水玻璃双浆液加固地层。
2
二、上台阶开挖初支
⑴开挖上台阶拱部土体①，保留核心土；
⑵铺设第一层钢筋网；架立格栅拱架；焊接连接筋；打锁脚锚杆并注浆；铺设第二层钢筋网；预埋回填注浆管；
⑶喷射250mm厚C25混凝土。
3
三、下台阶开挖初支
⑴开挖核心土②及下台阶③土体；⑵铺设第一层钢筋网；架立下部格栅拱架；焊接连接筋；铺设第二层钢筋网；
⑶喷射250mm厚C25混凝土；
⑷初支背后回填注浆。
5.1.2施工方法
（1）超前注浆：
小导管注浆浆液视地层采用水泥水玻璃双浆液或改性水玻璃浆，注浆压力0.1～0.3MP。
（2）土方开挖：
上台阶采用人工开挖预留核心土，其正面投影面积不少于上台阶开挖面积的一半，纵向长度以2m为宜。
上台阶人工开挖，每一开挖循环步长同设计格栅步距：
每一次开挖步距为0.5m。
上台阶超前下台阶1～1.5倍洞径；下台阶采用人工跟进开挖。
（3）架立钢格栅：
暗涵正线扩大段格栅间距为500mm。
水平管控制高程保证拱架水平架设，根据测量组放出的桩点控制隧道中心线及标高，格栅主筋保护层40mm。
图5—3扩大段拱架图
（4）焊接连接筋：
连接筋（φ22，L=720mm）单层间距600mm，双层梅花型布设，每榀连接筋42根，与拱架焊接牢固，连接筋采用单面搭接焊，焊接长度为10d（d-钢筋直径）。
（5）铺设网片：
网片（φ6.5@100*100mm）钢筋网内外双层铺设，铺设应平整圆顺，满铺，搭接1～2个网格，与钢支撑主筋点焊。
（6）预埋回填注浆管：
初支背后回填注浆管采用φ32无缝钢管（L=0.7m），注浆孔布置于拱顶及侧墙，初期支护背后注浆孔纵向间距2m，环向等间距布设，每2个断面11根。
（1环5根、1环6根。
循环布置）
（7）打设锁脚锚杆：
在格栅上部与下部节点位置逐榀布设锁脚锚杆（φ42无缝钢管，L=2.5m），外插角30°，外露0.1～0.2m，与拱架主筋焊接牢固。
（8）打设超前注浆管：
超前注浆管每榀格栅钢架插管一环（内径φ25无缝钢管，L=1.7），环向间距0.3m（即每断面25根），沿格栅拱部180o范围布设，打设角度15～20°。
（9）C25喷射混凝土：
分片、分层进行喷混，主筋保护层厚度达到4cm，喷完后修平砼表面。
图5—4砼喷射示意图
5.1.3扩大段与标准段交界处施工
（1）加固注浆
1）沿标准段拱部位置打设超前小导管，导管采用φ32@2m无缝钢管；角度在拱部180°范围。
2）浆液视地质情况采用水泥-水玻璃双浆液或水玻璃浆，注浆终压0.3MP。
（2）连接筋
采用L型连接筋相连。
图5-5标准段与扩大段连接筋示意图
5.1.4扩大段与通气孔位置施工
因通气孔开挖至拱顶时需要切断原拱架，为此将通气孔位置拱架进行加密。
图5-6标准扩大段通气孔位置拱架加密图
5.2通气孔
5.2.1定位
通气孔定位采用钢钎打孔灌入石灰粉定位，钢钎长度为600mm采用Φ12圆钢，打入时保证垂直度，然后在打入的孔中灌入生石灰粉，石灰粉要压实，最后插入木条确定桩中心。
开挖时施工人员根据桩中心位置画出开挖位置进行施工。
注意事项：
为保证开挖位置的准确性，所有施放桩位均采用物品进行覆盖及标示，对其加以保护。
5.2.2开挖及支护
通气孔开挖采用人工开挖方式。
1）开挖第一节桩孔土方：
开挖桩孔应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸；
2）开挖完成第一节后挂Φ6@100×100的钢筋网片；
3）支护壁模板：
为防止桩孔壁坍方，确保安全施工，第一节成孔应高于地面10cm；
4）浇筑第一节护壁混凝土：
桩孔挖完一节后立即浇筑护壁混凝土，人工浇筑捣实。
当第一节混凝土强度达到70%，方可拆模。
5）开挖吊运第二节桩孔土方：
从第二节开始，利用提升设备运土，桩孔内人员应戴好安全帽。
吊桶离开孔口上方1.5m时，推动活动安全盖板，掩蔽孔口，防止卸土的土块、石块等杂物坠落孔内伤人；
6）桩孔挖至基础底部后，用支杆检查桩孔的直径及井壁垂直平整度，并修整孔壁。
7）护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用。
模板之间用卡具、扣件连接固定，也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的、用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑，防止内模因受涨力而变形。
8）浇筑第二节护壁混凝土：
混凝土用吊桶运送，人工浇筑插捣密实。
混凝土可由试验确定掺入早强剂，以加速混凝土的硬化；
9）检查桩位中心轴线及标高：
以桩孔口的定位线为依据，逐节校测；
10）逐层往下循环作业，将通气孔挖至扩大段拱顶。
图5-7人工挖孔桩剖面图图5-8人工挖孔桩俯视图
图5-9人工挖孔桩配筋图
5.2.3通气孔支护与扩大段支护连接
通气孔人工挖孔至扩大段拱顶，凿除拱顶混凝土，采用3根φ22的钢筋将需要割除的拱架连成整体,挂Φ6@100×100的钢筋网片，浇注C30混凝土。
混凝土达到设计强度后割除通气孔范围内拱架。
图5-10人工挖孔桩与扩大段拱顶配筋图
六、质量保证措施
1、开挖前对前方土体进行地质探测，方法：
超前小导管、洛阳铲、地质雷达等。
其中超前小导管一般有效探距2~3m，洛阳铲有效探距3~5m，地质雷达有效探距5~8m。
2、隧道开挖作业采用过程严格按照设计要求及工法要求进行施工，应严格作到“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针，以确保施工安全；
3、采用“正台阶法”施工，开挖循环进尺宜为每榀格栅间距，地层情况较差或施工风险较大地段可缩短开挖进尺及格栅步距。
4、隧道开挖时保留核心土，待拱部初支完成后再开挖核心部分土体。
5、严格控制超前注浆、锁脚锚杆注浆、初支背后回填注浆等各项辅助注浆工艺的施工质量，确保注浆支护效果，有效控制施工沉降和结构变形。
6、严格控制隧道开挖的中线和水平，开挖轮廓要圆顺，严控超挖，局部欠挖处人工修凿，但要充分考虑施工误差及预留变形。
7、钢格栅接头采用连接板和螺栓连接以方便安装。
格栅安装位置要准确，各节点要对齐，连接要牢固，确保格栅可靠受力。
为防止格栅承载下沉。
钢格栅下端设在稳固地层上，或设在扩大钢板、砼垫块上。
8、为防止开挖下部引起格栅悬空出现下沉，在格栅拱脚施作锁脚锚管，或在拱脚下设纵向托梁把几排格栅连成整体，下部开挖后及时拼接。
9、支撑架立工程中合不拢时，在保证净空尺寸的前提下，在连接板上相对螺栓孔间用与支撑主筋同型号的钢筋焊连，焊接长度以连接筋焊接要求为准。
10、喷砼前清理杂物。
经技术人员检查合格后方可施喷，喷砼严格按照操作规范操作，防止回弹料混入喷射混凝土结构中。
11、当隧道围岩自稳能力较差时，应尽可能缩短开挖土体暴露时间，尽快使初期支护闭合。
12、在过建（构）筑物段或管线段时，为严格控制地表沉降，可考虑在上台阶架设临时仰拱，待下半断面初支封闭并达到设计强度后拆除。
13、加强量测监控，做好信息反馈，及时调整施工方法。
6.1开挖
开挖采用人工配合机械开挖，严禁欠挖，超挖控制在5cm之内。
表6-1开挖允许偏差表
序号
项目
允许偏差
检查频率
检验方法
合格标准
范围
点数
1
标高
±30mm
每10米
5
水准仪测量
4
2
中线
±30mm
2
经纬仪测量
2
3
进尺间距
+5cm
5
用钢尺
4个
4
净空
+5cm
-0
10
用钢尺
9个
6.2喷射混凝土
1、所用材料的品种和质量必须符合设计要求和施工规范的规定，其中水泥需先进行复试符合有关规定后方可使用。
2、喷射砼原材料配合比、计量、搅拌、喷射必须符合施工规范规定。
3、喷射砼强度必须符合设计要求
4、对喷射砼的结构，不得出现脱落和露筋现象。
5、喷射砼结构不得夹泥夹碴，严禁出现夹层。
6、钢格栅间喷射砼厚度应满足设计要求，无大的起伏凹凸，表面应平整圆顺，作到内实外光。
表6-2初期支护喷砼允许偏差表
序号
项目
允许偏差
检验方法
1
喷射砼厚度
±30
钻孔、尺量
2
喷射面平整度
<=30
2m靠尺量
3
墙面垂直度
吊线、尺量
4
中线位移
<=20
经纬仪测量
5
净空限界
符合设计
经纬仪测量、计算、尽量拉线
6
保护层
20mm
观察、尺量
6.3格栅钢架工程
1、加工的钢格栅应分批进行验收，合格后方可用于施工。
2、钢格栅用于施工前应进行试拼，架立应符合设计要求，连接螺栓必须拧紧，数量符合设计，节点板密贴对正，钢格栅连接应圆顺。
所有焊缝必须是双面搭接电弧焊，焊缝高度布小于8mm。
表6-3钢格栅试拼装允许偏差表
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
周边允许偏差
±20
尺量
2
扭曲度
20
尺量
表6-4钢格栅架设允许偏差
序号
项目
允许偏差（mm）
检查频率
检验方法
１
中线
±20
每10米检查
钢尺
2
标高
0～２０
钢尺
3
同步
±20
水准仪
4
纵向间距
≤50
尺量
5
垂直度
0.5%
垂球吊线
6
拱脚底板标高
≤20
水准仪
6.4注浆
地质不良地段采用开挖前小导管注浆超前支护预加固地层。
为了保证注浆质量，对超前注浆进行定时抽查。
表6-5注浆允许偏差
序号
项目
允许偏差
检查频率
检验方法
范围
点数
1
管长
+5cm
每20米
5
用钢尺
2
排管间距
+5cm，-0
5
用钢尺
3
注浆量
±50ml
5
用试验容器
6.5连结筋、钢筋网
1、联结筋焊接长度10d，满焊，保证焊接质量，无漏焊、焊伤现象。
联结筋纵向成一直线，环向间距误差控制在3cm之内，与钢支撑主筋焊实。
2、钢筋网满铺，搭接1～2个网格，与钢格栅主筋点焊。
七、安全保障措施
7.1安全防护
1、各种施工，操作人员须经过安全培训，不得无证上岗，各种自制设备，设施通过安全检验及性能检验合格后方可使用。
2、现场照明设施安全，配置合理，经常检修，保证正常的生产，生活。
3、在施工现场入口的显著位置设立北京市建设行政主管部门规定的“一图六板”，进入施工现场的人员，必须佩戴安全帽，特殊工种按规定佩戴好防护用品。
4、设立为确保工程安全施工所需的足够的标志，宣传画，标语，指示牌，警告牌，火警，匪警和急救电话提示牌等。
5、设置“四口五临边”的安全防护设施。
6、对涉及明火施工的工作制定诸如用火证等管理制度。
7、施工现场至少配备一名专职安全员或安全工程师，负责建立并实施安全生产例会和安全技术交底制度。
8、配备装备良好的临时急救站和称职的医护人员。
9、现场常备应急车辆，以利伤病人员迅速转移救治，与附近医院保持联系，出现问题及时处理。
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