北京某地铁车站主体结构施工方案secret.docx
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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
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（GB50010-2002）。
（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（GB50204-2002）。
（6）地下防水工程质量验收规范（GB50208-2002）。
（7）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）。
（8）钢筋机械连接通用技术规程（JGJ107-2003）。
（9）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。
（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/T01-26-2003）。
（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/T27-2001，J104-2001）。
（14）普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-2002）。
。
（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》（JG163-2004）。
（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。
（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
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
工序名称
工作内容
计划人数
1
钢筋班组
钢筋加工、绑扎，施工缝处理
65
2
模板班组
模板加工、安装、拆除
70
3
架子班组
脚手架搭设、拆除
40
4
砼班组
砼浇捣、养护
20
5
文明施工班组
文明施工、场地清理
10
合计
205
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
1
垫层施工
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。
2
底板、底板梁施工
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。
3
站台层立柱施工
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。
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。
6
站厅层侧墙、顶板、顶板梁施工
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。
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。
图5-1-1主体结构施工组织机构图
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
材料名称
规格型号
单位
总用量
备注
1
木胶合板
2440×1220×18mm
m2
5800
投入量
2
脚手架
Φ48，δ=3.5
t
430
投入量
3
次楞：
方木
松木，100×100mm
m3
100
投入量
4
次楞：
方木
松木，70×100mm
m3
25
投入量
5
主楞：
方木
松木，150×150mm
m3
35
投入量
6
钢模板
P6015
㎡
1600
投入量
6
钢筋
t
4491
设计量
7
结构砼：
C30
补偿收缩防水砼
m3
12700
8
结构砼：
C35
补偿收缩防水砼
m3
230
设计量
9
结构砼：
C40
普通砼
m3
292
设计量
10
垫层砼：
C15
普通砼
m3
886
设计量
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
设备名称
规格及型号
单位
数量
备注
1
50吨吊车
50t
台
1
2
16吨吊车
QY16
台
1
3
弯曲机
GW40
台
4
4
型材切割机
台
4
5
钢筋切断机
GQ40
台
2
6
电焊机
BX3-500
台
20
7
木工圆锯
MT300-7
台
2
8
手电钻
把
8
9
木工刨床
台
2
10
滚压直螺纹机床
GYZL-40
台
2
11
钢筋调直机
GT8
台
2
12
钢筋调直机
GT10
台
2
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φ48×3.5mm的钢管，中板模板采用18㎜厚木胶板，背楞为100×100㎜方木，间距如下：
立杆间距：
600㎜×800㎜（纵×横）,水平杆步距：
1200㎜,竖向背杆间距：
300㎜,横向背杆间距：
600㎜,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。
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=0.22×24×5×1×1.15×21/2=42.94KN/㎡；
F=24×6.3=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=1.2×42.94+1.4×2=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=1.2×42.94=51.53KN/㎡；
（2）侧墙模板验算
①强度验算
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=13.02×103mm3I=58.87×104mm4E=2.1×105
每块模板承受的线荷载为：
54.33×0.6=32.60KN/㎡
最大弯矩：
M=ql2/8-qla/2=32.6×15002/8-32.6×1500×300/2=235.4×104N·㎜
σ=M/W=235.4×104/（13.02×103）=180.8＜215N/㎜2
满足强度要求。
②刚度验算
刚度验算时不考虑荷载组合，则每块模板承受的线荷载为：
42.94×0.6=25.76KN/㎡
ω=25.76×300×（-9003+6×900×3002+3003）/（24×2.1×105×58.87×104）=-0.56㎜＜【ω】=1.5㎜
满足刚度要求。
（2）支撑检验
根据以上计算，横向水平钢管承受的最大水平压力为（线荷载）：
①强度检算：
脚手架钢管采用φ48钢管，δ=3.5mm，A=489.3mm2。
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），φ48钢管的允许抗压强度设计值[σ]=205N/mm2。
σ=N/A=54.33kN/489.3mm2=111.04N/mm2<[σ]=205N/mm2（满足要求）
②稳定性检算：
为使脚手架横向水平杆承受主楞的压力并保持稳定，必须满足σ≤[σw]，[σw]为受压杆件的稳定允许应力。
[σw]=ψ（λ）[σ]，ψ为稳定系数，λ为压杆的长细比。
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001），φ48钢管的截面回转半径i=15.8mm，允许抗压强度设计值[σ]=205N/mm2。
λ=μl/i，l为立杆的横向间距，本处按800㎜考虑。
横向水平杆两端固定，按铰接考虑，μ取1.0。
则，λ=50.6。
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）附表，ψ（50.6）=0.832，则：
[σw]=ψ（λ）[σ]=0.832×205=170.56N/mm2，σ=107.65N/mm2<[σw],可判断横向水平杆支撑侧墙模板稳定。
7.1.1.2顶板底模板计算
车站主体结构中板厚400mm，顶板厚900mm，故以顶板为验算对象。
（1）顶板荷载计算、组合
钢筋砼自重：
25.1×0.9=22.59kN/㎡；
模板自重:
0.3kN/㎡；
砼振捣产生的荷载：
4kN/㎡；
施工人员及设备荷载：
2.5kN/㎡；
强度检算荷载组合：
模板自重+钢筋砼自重+振捣产生的荷载+施工人员及设备荷载。
q1=（0.3+22.59）×1.2+（4+2.5）×1.4=36.218kN/㎡。
刚度检算荷载组合：
模板自重+钢筋砼自重。
q2=（0.3+22.59）×1.2=27.468kN/㎡。
经计算顶板模板所受到的荷载较侧墙要小得多。
每块模板为2440×1220×18mm，因此将次楞间距仍确定为300mm，主楞间距确定为600mm，即脚手架立杆纵向间距为600mm。
（2）模板检算
根据计算模板截面抵抗矩W=54mm3,截面惯性矩I=486mm4。
模板受力计算简图如下：
强度检算:
σ=M/W=KMql2/W=0.107×0.03622×3002÷54=6.46N/㎜2〈[σ]=13N/㎜2（可行）。
刚度检算:
ω=KWql4/100EI=0.677×0.02747×3003×300÷100÷10000÷486
=0.001033×300=0.304<[ω]=1/400=0.75（可行）
（3）次楞检算
次楞承受的均布荷载分别为:
q3=0.03622×300=10.87N/㎜（强度要求）；
q4=0.02747×300=8.24N/㎜（刚度要求）。
次楞截面为100×100mm，截面抵抗距W=bh2/6=166666.7mm3，截面惯性距I=bh3/12=8333333.3mm4。
计算简图如下：
强度检算:
σ=M/W=KMql2/W=0.1×10.87×6002÷166666.7
=2.35N/㎜2〈[σ]=13N/㎜2（可行）。
刚度检算:
ω=KWql4/100EI=0.677×8.24×6003×l÷100÷10000÷833333.3
=0.00145×l=0.87<[ω]=1/400=1.5（可行）
（4）脚手架钢管支撑检算
脚手架立杆承受的压力N=28.98N/㎜×800mm=23.18kN，比横向水平杆的压力要小,根据横杆强度和稳定性检算,顶板砼施工时立杆强度和稳定性同样满足要求。
（5）主楞检算
主楞受力化为均布荷载考虑，荷载为q5=0.03622×800=28.98N/mm（按强度要求计算）和q6=0.02747×600=21.98N/mm（按刚度要求计算）。
计算主楞跨度时，将主楞看成以横向水平钢管支撑为支座的三跨连续梁。
φ48钢管，截面抵抗W=10160mm3，截面惯性矩I=243800mm4。
主楞受力计算简图如下:
强度检算:
σ=M/W=28.98×8002×0.1÷10160=182.6N/㎜2〈[σ]=205N/㎜2（可行）。
刚度检算:
ω=ql4/100EI=21.98×8003×l÷100÷206000÷243800
=0.00103×l=l/970=1.79<[ω]=1/400=2（可行）
7.1.1.3顶纵梁底模板计算
中层纵梁截面为1200×1000mm，顶纵梁截面为1200×2100mm，以顶纵梁模板为计算对象。
（1）顶梁荷载计算、组合
钢筋砼自重：
25.5×2.1=53.55kN/㎡；
模板自重:
0.3kN/㎡；
砼振捣产生的荷载：
4kN/㎡；
施工人员及设备荷载：
2.5kN/㎡；
强度检算荷载组合：
模板自重+钢筋砼自重+振捣产生的荷载+施工人员及设备荷载。
q1=（0.3+53.55）×1.2+（4+2.5）×1.4=73.72kN/㎡。
刚度检算荷载组合：
模板自重+钢筋砼自重。
q2=（0.3+53.55）×1.2=64.62kN/㎡。
（2）次楞间距确定
取1m宽的纵向板带为研究对象，则将胶合板简化为以纵向次楞为支座的多跨连续梁，竖向均布荷载为q1=0.07372N/mm（强度计算）和q2=0.06462N/mm（刚度计算）。
模板受力简图如下:
按强度要求计算次楞间距：
最大弯矩：
M=KMql2，查表KM=0.107；
模板的截面抵抗距：
W=bh2/6=54mm3；
模板的截面抗弯强度：
σ=M/W〈[σ]，（木材的[δ]=13N/㎜2）；（公式3）
l=（[σ]×W/qKM）1/2=（13×54÷0.07372÷0.107）1/2=298mm。
按强度要求计算，次楞间距为276mm。
按刚度要求计算次楞间距：
模板的挠度ω=Kωql4/100EI≤[ω]=1/400。
其中，E=10000，I=bh3/12=486mm4，q=q2=0.06462N/mm，Kω=0.967（按四跨连续梁）。
l=（100EI/400qKω）1/3=269mm，按刚度计算次楞间距为269mm。
次楞间距取最小值，即l=269mm，实际次楞间距取250mm。
（3）主楞间距确定
次楞间距确定为250mm,次楞上的均布荷载为q3=250×0.07372=18.43N/mm（按强度要求）和q4=250×0.06462=16.16N/mm（按刚度要求）。
纵向次楞简化为以主楞为支座的三跨连续梁。
次楞截面为70×100mm，截面抗弯矩W=bh2/6=116666.7mm3，截面惯性距I=bh3/12=5833333.3mm4。
计算简图如下:
按强度要求计算：
最大弯矩：
M=KMql2，查表KM=0.1；
l=（[σ]×W/qKM）1/2=（13×116666.7÷18.43÷0.1）1/2=907mm。
按刚度要求计算：
最大挠度：
ω=KWql4/100EI≤[ω]=1/400，查表KM=0.677
l=（100EI/KW400q）1/3=（100×10000×5833333.3÷400÷16.16÷0.677）1/3=1100mm。
主楞间距取较小值，l=907mm。
根据侧墙模板计算，脚手架立杆纵向间距为600mm，取与立杆横向间距一致，则顶梁底模板主楞间距,取600㎜。
（4）主楞跨度检算
主楞截面为150×150mm，间距确定为800mm，主楞直接承受800mm范围内的砼竖向压力。
将主楞受力简化为均布荷载两跨连续梁，q5=800×0.07372=58.98N/mm（按强度要求）和q6=800×0.06462=51.70N/mm（按刚度要求）。
主楞受力计算简图如下:
按强度要求计算：
最大弯矩：
M=KMql2，查表KM=0.125；
l=（[σ]×W/qKM）1/2=（13×562500÷0.125÷58.59）1/2=999mm。
按刚度要求计算：
最大挠度：
ω=KWql4/100EI≤[ω]=1/400，查表KM=0.521
l=（100EI/KW400q）1/3=（100×10000×42187500÷400÷51.7÷0.521）1/3=1576mm。
主楞跨度取较小值，l=999mm。
顶纵梁宽度为1200mm，则主楞跨度取600mm。
（5）钢管支撑验算
主楞跨度为600mm，则脚手架立杆承受的压力N=1.25×58.59×600=43.94KN，比横向水平杆的压力要小，根据横杆强度和稳定性验算，顶梁砼施工时立杆的强度和稳定性同样满足要求。
7.1.1.4柱模板计算
（1）荷载确定
根据侧墙砼荷载计算，柱砼浇筑时，荷载为：
按强度计算：
F=54.33KN/㎡；
按刚度计算：
F=51.53KN/㎡
（2）次楞间距
柱竖向次楞采用70×100mm的方木，柱截面为800×800mm，次楞间距取250mm。
（3）柱箍间距（即次楞跨度）
次楞间距为300mm，则次楞上的均布荷载为q1=0.05433×250=13.58N/mm（按强度要求计算）和q2=0.05153×250=12.88N/mm（按刚度要求计算）。
横向次楞简化为以竖向主楞为支座的多跨连续梁。
次楞截面为70×100mm，截面抵抗距W=bh2/6=116666.7mm3，截面惯性距I=bh3/12=5833333.3mm4。
计算简图如下：
按强度要求计算柱箍间距：
最大弯矩：
M=KMql2，查表KM=0.107。
l=（[σ]×W/qKM）1/2=（13×116666.7÷13.58÷0.107）1/2=1022mm。
按刚度要求计算主楞间距：
最大的挠度=KWql4/100EI，KW=0.632。
最大挠度应满足ω≤[ω]=1/400。
l=（100EI/KW400q）1/3=（100×10000×5833333.3÷400÷12.88÷0.632）1/3=1042mm，
柱箍间距取最小值，即l=1022mm，考虑施工安全，柱箍间距区取800mm。
（4）柱箍检算
柱箍间距为800mm，采用两根φ48脚手架钢管和φ14对拉螺杆作为柱箍四面固定柱模板。
计算简图如下：
柱箍受力化为均布荷载考虑，荷载为q3=0.05433×800=43.46N/mm（按强度要求计算）和q4=0.05153×800=41.22N/mm（按刚度要求计算）。
柱箍为两根φ48钢管，截面抵抗W=10160mm3，截面惯性矩I=243800mm4。
强度检算:
σ=M/W=43.46×5002×0.125÷10160=133.7N/㎜2〈[σ]=205N/㎜2（可行）。
刚度检算:
ω=ql4/100EI=41.22×5003×l÷100÷206000÷243800
=0.00103×l=l/970<[ω]=1/400（可行）
对拉螺杆截面积检算：
A=N/f（f为螺栓的抗拉强度值，取170KN/mm2）
A=0.625×43.46×500÷170=80mm2
选用φ14钢筋作对拉螺栓，截面积A0=154mm2，故满足要求。
7.1.2模板施工方法
7.1.2.1底板模板施工
两边侧墙底部腋角及其上30cm要同底板同时浇筑。
因此，需在底板内竖直插入φ22钢筋，以固定侧墙和侧墙腋角模板，固定方法见图7-1-1《侧墙底部、腋角模板安装图》。
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