北京地铁车站施工方案.docx

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北京地铁车站施工方案

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摘要:

结合北京地铁四号线菜市口车站施工实例,介绍了地铁车站盖挖逆作施工的原理及工艺流程,详细地阐述了具体的施工方法,通过变形监测及分析,得出了该施工工艺可行的结论。

关键词:

盖挖逆作,地膜施工,混凝土,施工技术

1工程概况

北京地铁四号线菜市口车站位于广安大街与菜市口大街、宣武门外大街的交叉路口,呈南北走向,线路中心与道路中心基本一致,与规划地铁七号线形成“十”字换乘关系。

菜市口车站起讫里程K6+591.6~K6+764.8,全长173.2m,宽21.9m,三层车站结构高19.73m,结构顶板最小覆土3.5m。

车站设计为北端47.8m、南端57.4m的三层车站盖挖段,车站中段68m的暗挖结构及部分七号线结构,四号线与七号线形成岛岛换乘关系,七号线在四号线之上,为明挖施工。

车站设四个出入口,两个风道和两个安全出口。

2施工原理及工艺流程

首先进行交通疏解,在围挡区进行人工挖孔桩为底板以上的钢管柱施工提供可操作的施工空间,在地面通过先进的自动对中BG-20旋挖钻机进行钢管柱下桩基的成孔施工,采用导管进行桩基水下混凝土灌注,进行钢管柱定位器的安装和钢管柱的施工,为钢管柱的承重提供传力的基础。

在施工过程中,利用钢管柱和围护桩作为主要承重结构,在结构顶板的保护下进行顶板以下土方开挖工作。

每层土方开挖完成后自下向上逆作施工结构二衬,土方开挖完成后利用地膜施工技术及时完成开挖空间后的底板结构施工,保证开挖空间围护结构的施工安全。

车站两端的盖挖逆作法的工艺流程:

围护结构→立设主体结构中间立柱→浇筑顶板混凝土→回填土、恢复路面→开挖中层土体→构筑上层主体结构→开挖下层土体→构筑下层主体结构。

3施工方法3.1人工挖孔桩施工

钢管柱施工有效部位采用人工挖孔桩,其下桩基采用机械成孔,为便于桩机下钻、提钻,人工挖孔部分的有效内径定为1.9m。

人工成孔段采用钢筋混凝土护壁,护壁厚度200mm,混凝土强度标号C20,并且在混凝土中掺加适量高效早强减水剂。

护壁钢筋主筋采用12Ф16（Ⅱ级）,箍筋Ф8@150（Ⅰ级）,主筋上下层之间采用孔内焊接,焊接长度不小于10d（d为钢筋直径）,以使上下两节形成整体。

护壁形式采用外齿式护壁,上下搭接5cm,作为施工用的衬体,增加抗塌孔的能力。

3.2桩基钻孔桩施工

钻机就位前,先将钻机底座调整水平,再用线垂将钻塔调整垂直,护壁泥浆采用膨润土来制备泥浆;施工选用德国宝峨WG-22C旋挖钻机。

在钻进过程中,根据地层情况控制钻进和钻速。

开孔时做到稳、准、慢,充分利用上部地层造浆,钻进施工时泥浆沿着泥浆沟流向泥浆沉淀池,泥浆经沉淀循环,形成钻孔施工的泥浆循环系统。

施工中清孔采用二次清孔,一次清孔以孔内排渣为主,使用排渣筒排渣,排渣同时要及时补给泥浆,使孔内泥浆指标满足规范规定,第二次清孔在初次清孔完毕至灌注水下混凝土前,应使用泥浆泵抽浆换浆保证桩底沉渣量满足设计要求。

清孔后,孔内泥浆要达规范规定标准,指标为:

孔底500mm以内的泥浆比重小于1.25;含砂量不大于8%;粘度28%;孔底允许沉渣厚度为100mm;钢筋笼在现场统一加工,钢筋主筋焊接采用闪光对焊;钢筋笼完成后吊装要平稳,对准桩孔后缓慢放下,不得磕碰井壁;钢筋笼下放就位后,及时进行成孔和清孔质量验收,合格后,立即灌注水下混凝土。

3.3钢管柱施工

为便于定位器的安装,用吊车将定位器及其配件吊入桩底,随后施工人员下入桩底,通过调节螺栓调整定位器标高,推移定位器调节至桩心。

精确校核其平面位置、标高、垂直度后,紧固定位器调节螺栓。

1）钢管柱的安装。

钢管柱采用分节吊装,准备工作完成后,采用25t吊机作业。

钢管柱下放时对准桩位,慢插入孔,至单节顶部时,用卡具卡住钢管柱,重复施工其他单节,两钢管柱用螺栓连接好,最后吊车下放钢管柱使底部直接嵌入定位器上,其管端稳固坐落于定位器环行定位板上,然后对柱上端精确定位。

钢管柱柱体上端定位通过调节4只花篮螺栓定位,由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位器确定,钢管柱上端空间位置校定后,即可认为钢管柱位置已精确定位。

2）钢管柱的稳定加固。

钢管柱定位完成后,为了保证钢管柱混凝土在灌注过程中钢管柱柱体不产生位移,施工过程中,要从上至下进行加固,加固位置为钢管柱顶部及钢管柱两个连接法兰处,加固处采用四面对顶,加固采用顶丝杠。

3）灌注钢管柱内混凝土。

根据CECS28:

90钢管混凝土结构设计与施工规程的规定,并结合盖挖逆作钢管柱的结构特点,选择高位抛落无振捣法。

其原理是利用混凝土自管口自由下落时所获得的重力加速度冲击能量,使混凝土挤密而无需振捣。

对于抛落高度不足4m的,采用内部振捣器振实。

施工中一次抛落的混凝土量不小于0.7立方,用料斗装填,料斗的下口尺寸应比钢管柱内径小,以便混凝土下落时,钢管柱管内空气能够排出。

4）钢管柱与挖孔桩护壁之间回填砂。

为了保护钢管柱柱体成品,防止施工时对其破坏,施工时需对柱体与挖孔桩孔壁之间进行回填处理,从孔口地面沿挖孔桩环形均匀填入砂。

3.4地膜施工

1）地膜施工工艺。

顶板、中层板、中纵梁基底采用地膜施工,土方开挖至中层板及中纵梁底面标高位置处,根据技术人员提供的板底标高,对基底进行人工找平,然后用电动蛤蟆夯对基础夯实,检查基础的压实度,压实度大于90%,即可以根据施工情况分段进行铺设10cm厚C15豆砂混凝土至设计标高,并在混凝土初凝前压光抹面。

对于中层板纵梁处及边墙处地膜采用红砖砌筑240mm厚墙,3cm水泥砂浆抹面（边墙接茬地膜图见图1,中纵梁地膜图见图2）。

2）地膜技术施工措施。

a.为了保证混凝土面平顺,无凹凸不平现象,铺设混凝土时按横向分条施工,在横条两侧设置10cm槽钢,在其上用铝合金水平尺刮平。

b.为防止灌注混凝土时地膜两端土体隆起,地膜垫层要夯密实,并进行密实度检测,以利土膜稳定。

c.为防止受结构自重及荷载作用引起梁面下沉,土膜制作时沿跨度方向设置1cm的上拱度。

d.为保证地膜顺利脱落,混凝土面抹光终凝后,在其表面涂刷脱模剂,脱模剂涂刷后,不得用水冲洗,脱模剂要选用非亲水性脱模剂。

3.5侧墙混凝土及施工缝的浇筑技术1）侧墙混凝土浇筑。

边墙采用3015组合钢模板,22号工字钢作为竖向支撑,斜支撑为三道,前两道为22号工字钢支撑,第三道为Ф120圆管支撑。

堵头板均采用木板,方木支撑。

竖向和斜向支撑间距均为75cm,施工时在边墙底部第一道地锚处设置10cm×10cm方木,支立竖向工字钢支撑的同时架立斜向支撑,斜向地锚处设方木并用木楔楔紧;施工中模板与竖向工字钢连接采用12圆钢制作的U卡。

为了保证混凝土自由下落高度不超过2m及振捣密实,在侧墙中部设窗口,以便于混凝土浇筑及振捣。

2）施工缝混凝土的浇筑。

边墙混凝土施工至顶板边墙接茬下30cm,停止灌注混凝土,待混凝土不再下沉为止,在混凝土初凝前继续进行剩余牛腿处施工,边墙混凝土强度达到2.5MPa后,拆除接茬处的牛腿模板,进行人工凿除牛腿混凝土,混凝土凿至距内边墙边缘2cm处,最后用同标号砂浆把剩余侧墙面抹平。

为了保证施工接茬缝密贴无缝隙,施工过程中在边墙上侧接茬缝处设置两道止水条,止水条内边设置注浆管一道,注浆管每10m一道在墙面甩出接头,在侧墙混凝土强度达到设计要求后,进行边墙二次回填注浆。

4变形监测及分析

在施工前对盖挖地面顶板周围进行沉降点的布设,布点断面15m/道,整个车站布112个点位;在盖挖顶板下土方开挖时对墙体进行观测,共设水平收敛点66个;同时还对桩体变形、周围土压力及主体结构裂缝等进行监测;通过地面沉降观测来确定边桩与中桩沉降是否一致。

通过监测结果显示,地面沉降最大为10mm;结构在一层土方开挖中高边墙净空收敛为12mm。

观测结果在设计允许范围内,结构没有出现开裂现象。

5结语

通过北京地铁菜市口车站盖挖施工,总结了解决繁华地段交通导改、盖挖逆作及其关键技术钢管混凝土柱及逆作侧墙等施工经验,同时也得出以下几点体会:

1）人工挖孔及桩基钻孔桩必须垂直并能满足钢管柱施工要求,钢管柱下的桩基混凝土凿除必须在混凝土初凝后终凝前进行,以免终凝后浪费大量的人力物力。

2）定位器安装是钢管柱施工的关键,在通过工程桩承载力检验合格后,方能进行钢管柱施工,施工中必须坚持安装前放线,安装后重新复核,才能保证钢管柱的安装精度。

3）钢管柱内混凝土必须采用微膨胀混凝土,施工中严格按照高抛要求施作,保证钢管柱与柱内混凝土密贴。

4）逆作接茬处施工必须高度重视,要加强该处细节防水施工,及时埋设注浆管。

扩展阅读：

北京某地铁车站主体结构施工方案_secret

北京某地铁车站主体结构施工方案

1目录

一、编制依据及原则..........................................................31.1编制依据................................................................31.2编制原则................................................................3二、工程概况................................................................4三、总体施工部署............................................................5四、施工工艺................................................................5五、资源配置................................................................55.1施工组织机构及施工人员配备..............................................55.2施工材料计划............................................................75.3机械设备配备............................................................8六、施工进度计划............................................................8七、施工方法................................................................87.1模板及支撑系统..........................................................8

7.2主体结构钢筋...................................................23

7.3主体结构砼工程.................................................337.4主体结构防水...................................................41

八、砼雨季施工措施.........................................................44九、测量和试验.............................................................45

9.1施工测量.......................................................45

9.2工程试验.......................................................47

十、质量保证措施...........................................................49十一、施工资料保证.........................................................55十二、施工安全措施.........................................................55

12.1施工安全管理机构..............................................55

12.2施工安全措施..................................................56

十三、文明施工及环境保护措施...............................................59

13.1文明施工措施..................................................59

13.2环境卫生措施..................................................59

十四、工程接口界面协调处理.................................................59

2某车站主体结构施工方案

一、编制依据及原则1.1编制依据

（1）某站主体结构施工设计图（BJ4-222-SS）。

（2）混凝土结构设计规范（GB50010-201*）。

（3）混凝土结构施工图平面整体表示方法制图和构造详图（03G101-1、04G101-3）。

（4）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）。

（5）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-201*）。

（6）地下防水工程质量验收规范（GB50208-201*）。

（7）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-201*）。

（8）钢筋机械连接通用技术规程（JGJ107-201*）。

（9）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-201*）。

（10）北京市地方性标准建筑安装分项工程施工工艺规程（第二分册）（DBJ/T01-26-201*）。

（11）建筑施工计算手册（中国建筑出版社）。

（12）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）。

（13）钢筋焊接头试验方法标准（JGJ/T27-201*，J104-201*）。

（14）普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-201*）。

。

（16）轨道交通防水工程施工质量验收标准（试行）。

（17）《滚轧直螺纹钢筋连接接头》（JG163-201*）。

（18）主体结构设计交底记录。

1.2编制原则

（1）遵守合同、履行义务，确保工程质量及施工安全，并争创结构长城杯。

（2）确保盾构施工的节点工期要求，年6月15日西端盾构进场施工，年7月30日东端盾构进场施工。

（3）严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和设计标准。

3（4）在认真、全面理解设计文件的基础上，结合工程情况，应用新技术成果，使施工方案具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点。

（5）施工方案尽可能做到总体施工部署和分项工程施工方案相结合，重点项目和一般项目相结合，特殊技术与普通技术相结合，总体上使施工方案具有重点突出，内容全面，思路清晰的特点。

二、工程概况

某车站位于某路和某西路交叉口的东侧。

车站有效站台中心里程K25+246.449，车站总长为178.4m，标准段宽度为20.9m，盾构井段宽度为25.8m，车站建筑形式为12m岛式站台双层标准站型，车站两端作为盾构区间的始发井。

车站顶板、侧墙、纵梁、横梁、底板采用C30抗渗S8补偿收缩砼，后浇带采用C35抗渗补偿收缩砼，柱采用C40砼，站台板及楼梯采用C30砼，垫层采用C15砼。

结构钢筋采用HPB235、HRB335，钢筋直径d≥22时采用机械连接，盾构井使用Ⅰ级接头，其余部位使用Ⅱ级接头。

钢筋砼保护层：

顶板、底板、侧墙、地梁、顶梁外侧（迎土面）为50mm，内侧（背土面）为40mm；站厅板、柱为30mm；站厅梁为40mm、站台板为25mm。

建筑抗震设防烈度：

8度；结构抗震设防分类：

乙类，结构抗震等级：

二级；主体结构防水等级：

一级。

车站结构标准横断面如图2-1所示。

图2-1某站标准横断面图

4三、总体施工部署

根据《某车站基坑开挖方案》，主体结构施工顺序与基坑开挖顺序基本相同，先后施工西端和东端两盾构井节段结构，再由西向东和由东向西分段施工，确保西端头盾构于年6月15日进场施工，东端头盾构于年7月30日进场施工。

主体结构施工按“纵向分段，竖向分层，由下至上”的施工原则进行组织。

为减少施工缝，以利于结构防水，某车站主体结构根据沉降缝和后浇带的位置，划分为6个施工段，由东向西编号C1～C6，施工段划分详见图3-1《某车站主体结构施工段划分图》。

各结构施工段间分层流水浇筑。

西端、东端两端头井节段（C6、C1段）先后开挖完成，做完接地、垫层、防水及防水保护层后，立即组织两端端头井节段结构施工，形成东西两工作面平行作业。

随标准段基坑开挖的逐段完成，两结构施工作业面形成各段间流水作业，向中部推进施工。

四、施工工艺

每一施工段按以下的施工顺序分层施工。

底板（底梁）→站台层柱→站台层侧墙、中板（梁）→站厅层柱→站厅层侧墙、顶板（梁）→附属结构（楼梯、电梯井、站台板）

各施工段分层施工工艺详见表4-1《某车站主体结构施工工艺流程表》。

五、资源配置

5.1施工组织机构及施工人员配备

根据施工进度要求，分工序组成5个施工班组，各班组工作内容及计划人数见表5-1-1《施工人员计划表》。

车站施工组织机构见图5-1-1。

表5-1-1施人员计划表序号12345

5工序名称钢筋班组模板班组架子班组砼班组文明施工班组工作内容钢筋加工、绑扎，施工缝处理模板加工、安装、拆除脚手架搭设、拆除砼浇捣、养护文明施工、场地清理计划人数657040201*205合计

表4-1某车站主体结构施工工艺流程

序号施工步骤施工示意图施工说明基坑开挖一块，完成综合接地后，浇注一块，平板振动器捣固，人工抹平。

砼达到强度后施做防水层。

混凝土纵向分幅，横向由两侧向中部浇注。

下翻梁位置，先浇筑梁体砼，达到底板底面时，和底板同时浇筑。

侧墙浇至倒角上20cm处，插入式捣固器捣固。

板面进行压实、抹光处理。

底板砼养护达到强度后拆除第三（端头井第三、四）道钢支撑,施做侧墙防水层。

立柱、侧墙、中板模板安装后，浇筑立柱砼。

立柱模板采用胶合板，一次浇注完成，立柱伸入中层梁内50mm，8m长插入式捣固器捣固。

1垫层施工2底板、底板梁施工3站台层立柱施工4站台层侧墙、中板、中板梁施工砼两侧对称浇注，分层浇注厚度不大于50cm，模板用木胶板，钢管脚手架支撑体系，8m长插入式捣固器捣固，板顶砼面人工压实、抹光处理。

5站厅层立柱施工中板砼养护达到强度后拆除第二道钢支撑，施做侧墙防水层。

立柱、侧墙、顶板模板安装后，浇筑立柱砼。

立柱模板采用胶合板，一次浇注完成，立柱伸入顶梁内50mm，8m长插入式捣固器捣固。

砼两侧对称浇注，分层浇注厚度不大于50cm，模板用木胶板，钢管脚手架支撑体系，8m长插入式捣固器捣固，板顶砼面人工压实、抹光处理。

6站厅层侧墙、顶板、顶板梁施工7其他附属项目施工顶板砼达到强度后拆除第一道钢支撑。

施做顶板防水层、站台板、电梯井、楼梯等。

6

项目总工：

XXX项目经理：

XXX项目副经理：

XXX项目副经理：

XXX工程部：

XXX财务部：

XXX工区主任：

XXX设物部：

XXX安检部：

XXX办公室：

XXX工区技术室：

XXX工区副主任：

XXX工区机电材料室：

XXX钢筋班组模板班组架子班组砼班组文班明组施工5.2施工材料计划

综合考虑施工进度、经济效益，主体结构施工所需要的主要材料数量见表5-2-1。

表5-2-1主体结构主要材料需求表序号123456678910材料名称木胶合板脚手架次楞：

方木次楞：

方木主楞：

方木钢模板钢筋结构砼：

C30结构砼：

C35结构砼：

C40垫层砼：

C15规格型号244012201*mmΦ48，δ=3.5松木，100100mm松木，70100mm松木，150150mmP6015补偿收缩防水砼补偿收缩防水砼普通砼普通砼单位总用量m2tm3m3m3tm3m3m3m3580043010025351600449112700230292886备注投入量投入量投入量投入量投入量投入量设计量设计量设计量设计量7

图5-1-1主体结构施工组织机构图

5.3机械设备配备

根据施工方法，需进场表5-3-1所列的设备和机械，确保各工序正常施工。

表5-3-1机械设备配备表序号123456789101112设备名称50吨吊车16吨吊车弯曲机型材切割机钢筋切断机电焊机木工圆锯手电钻木工刨床滚压直螺纹机床钢筋调直机钢筋调直机规格及型号50tQY16GW40GQ40BX3-500MT300-7GYZL-40GT8GT10单位台台台台台台台把台台台台数量1144220282222备注六、施工进度计划

为保障盾构施工的节点工期要求，施工时确保盾构井结构首先完成，利用盾构井各层砼结构养护时间，施工相临两施工段，各施工节段纵向形成流水作业。

东西两工作面计划分别投入1套侧墙模板、2套中板模板及1套顶板模板（含满堂支架及楞木）进行倒用。

各施工节段流水施工进度计划见附图6-1。

七、施工方法7.1模板及支撑系统

根据风道结构形式、施工荷载、施工质量等方面的因素，结合某车站主体结构工程施工经验，风道结构侧墙模板采用P6015组合钢模板。

背楞采用双排φ483.5mm的钢管，中板模板采用18厚木胶板，背楞为100100方木，间距如下：

立杆间距：

600800（纵横）,水平杆步距：

1200,竖向背杆间距：

300,横向背杆间距：

600,

8中板次楞间距：

300,背杆间距：

600,顶板次楞间距：

250,背杆间距：

600,模板支撑体系采用扣件式脚手架钢管。

7.1.1模板验算7.1.1.1侧墙模板验算

（1）荷载计算

新浇筑的混凝土作用于模板的最大侧压力，按下列二公式计算，并取二式中的较小值。

F0.22Ct012V1/2FCH

式中F新浇筑混凝土对模板的最大侧压力（kN/）；γc混凝土的重力密度（kN/m3），计算中取24kN/m3；

t0新浇筑混凝土的初凝时间（h），冬季施工混凝土掺加有早强性防冻剂，初凝时间较普通混凝土短，计算时按非冬季施工考虑，按t=200/（T+15）计算；T混凝土的温度，计算时取25℃；V混凝土的浇筑速度（m/h）；

β1外加剂影响修正系数，不掺加外加剂时取1.0；掺加缓凝作用的外加剂时取1.2；

β2混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时取1.0；110～150mm时，取1.15。

结构砼采用泵送，计算时，取1.15。

混凝土的侧压力为：

F=0.2224511.1521/2=42.94KN/；F=246.3=151.2KN/；

根据计算结果，取较小值，F=42.94KN/。

考虑倾倒混凝土时，采用混凝土泵车导管，倾倒混凝土对侧模板产生的水平荷载标准值取2KN/。

则按强度要求计算模板支撑系统时，组合荷载为：

F1=1.242.94+1.42=54.33KN/；

按刚度要求计算支撑系统时，不考虑倾倒混凝土荷载，F2=1.242.94=51.53KN/；

（2）侧墙模板验算①强度验算

9侧墙模板验算按单跨两端悬臂进行强度验算（不考虑穿墙拉杆），计算简图如下。

P6015钢模板截面特征：

W=13.02103mm3I=58.87104mm4E=2.1105