地铁工程竖井施工方法及施工工艺.doc

地铁工程竖井施工方法及施工工艺1.1施工工艺流程竖井采用倒挂井壁法施工，井口设锁口圈梁，初期支护采用C25喷射混凝土加格栅钢架。竖井施工工艺流程如图1.1-1所示。锚杆注浆测量放线、定井位打设锚管格栅钢架架设、挂网竖井封底锁口圈梁土方开挖、模筑施工竖井提升系统安装及围蔽人行爬梯及管路固定预埋件预埋施工准备初喷40mm混凝土、挂网竖井土方开挖分层喷射混凝土至设计厚度锚管制作格栅钢架制作钢筋网片制作钢支撑架设图1.1-1 竖井施工工艺流程图1.2施工准备（1）按照施工场地布置设计，清理地上、地下障碍物，做好施工场地“三通一平”，场地硬化。（2）合理规划布置施工场地，保证所有施工机械安全就位，以及材料运输，渣土外运。（3）合理布置现场办公室、卫生间、临时用电、用水设施、消防设施、临时弃土场等其它设施，全面满足施工工作的要求。（4）施工现场四周布设排水沟、三级沉淀池，废水经沉淀并符合环保要求方可排入市政排水系统，防止废水流出施工场地，污染周围环境。（5）各种施工机具、机械设备、施工材料、车辆等按期提前进场并检验，确保机械设备完好，满足施工需要。同时对施工机械备案，维修保养。（6）选择经验丰富的施工队伍。施工队伍进场后，为便于管理，根据专业工作性质，对其编制，并做好对工人的施工技术交底和安全技术交底、安全培训和班前教育工作，增强队伍间协同配合，形成良好的交叉流水作业。（7）材料提前计划、采购，及时进场；进场材料，按规定的地点和指定的方式进行储存堆放，并由专职人员负责。对进场材料，应根据业主及监理要求，及时通知现场试验监理工程师，对材料取样见证，并送至已批复的试验外委单位进行试验。提前联系商品混凝土单位，确保混凝土及时供应，混凝土浇筑前，应通知现场试验监理对混凝土和易性、坍落度等现场试验进行旁站及检验。（8）做好地下管线和其它不明管线或文物的探测和保护工作，避免施工中损坏。（9）落实好弃土场地，办理弃土车辆通行证等，并规划弃土车辆运输路线，减少车辆运输时间，增加弃土外运能力，并且输送道路及行走路线已取得有关部门同意和认可。（10）在收到设计文件和技术资料后，集中项目经理部施工技术人员全面熟悉并核对设计文件，充分了解设计意图，核对设计资料，将不清或不明的问题汇总，针对图纸的问题和图纸与现场实际不符的情况及时与设计、监理单位联系，并研究解决。督促设计单位及时组织设计交底会议。（11）根据设计文件、设计图纸，对初步拟定的施工方法和技术措施等进行重新评价和深入研究，编制出更符合现场实际情况的保证措施。（12）落实竖井横通道降水井及其排水系统施工工作，竖井开挖前完成降水井及其排水系统施工，提前进行降水，并保证持续降水，确保竖井横通道干作业施工。1.3测量定位根据批复的地面平面控制网和高程控制网（应予编号并注明标号），运用全站仪、水准仪对竖井和提升系统基础进行平面与高程定位测量放样，根据现场实际情况直接定点或打入木桩定点，同时将竖井外轮廓线、内轮廓线通过木桩外引至施工范围外，以便施工过程中能及时进行竖井平面位置验收和垂直度校正，确保竖井定位准确性。施工过程中应注意保护桩位点，不得恶意破坏。桩位点要经常进行复测，若发现桩位平移或被破坏，立即组织人员进行恢复，保证施工需求。竖井井位平面坐标及高程标高详见附图一、二。1.4锁口圈梁施工为保证锁口圈梁处于无水作业，须竖井降水井施工完毕后，将地下水降至开挖面以下1m后方可组织开挖作业。1、锁口圈梁施工流程锁口圈梁施工流程：基槽开挖基底检查基坑外侧网喷混凝土钢筋绑扎钢筋验收支模模板验收浇注混凝土拆模及验收。2、基槽开挖根据施工设计图纸和测量放样桩位点进行锁口圈梁基坑开挖，锁扣圈梁基坑长10.2m，宽8.6m，采用人工配合挖机进行开挖，开挖深度至锁口圈梁底标高以下50mm处。基坑侧边底部1 m范围挂单层1.5300300钢筋网片，喷射100mm厚速凝混凝土。喷射完成后，清理基底残渣，夯实锁口圈梁底土体，验收合格后，施作50mm厚的混凝土垫层。竖井井架提升系统基础平面布置如图1.4-1所示，根据基础平面布置图挖设井架基础坑槽，坑槽长1.5m，宽1.5m，深1.05m，坑槽挖设完成后，使用夯机对地基土进行夯实，然后浇筑一层50mm厚的C25混凝土垫层并找平。图1.4-1 竖井井架提升系统基础平面布置图3、钢筋制作与安装根据施工设计图纸，在现场钢筋加工区进行钢筋加工。钢筋制作时，应严格按照图纸和规范要求进行下料，保证钢筋的规格、锚固长度、箍筋尺寸、间距等符合要求。锁口圈梁详见附图三。钢筋弯制前必须除锈，钢筋的表面应洁净，无油渍、漆垢、铁锈等。钢筋应平直，无局部曲折，成盘的和弯曲的钢筋应调直后使用。主筋优先采用双面搭接焊或单面搭接焊，搭接长度5d或10d，焊条采用E5015。主筋接头位置应相互错开位置，且在35d的同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%。箍筋及拉筋末端做成1350弯钩，弯钩平直段长度10d，且大于75mm。待垫层混凝土终凝后，便可进行钢筋绑扎。钢筋绑扎时，应先划好钢筋位置线，以确定钢筋位置准确；钢筋绑扎应全数绑扎，不得跳扎、漏扎。主筋保护层采用混凝土垫块，垫块竖向间距为600mm，横向间距为1200mm。钢筋锚固长度，除设计标明外，HPB300受拉钢筋锚固长度：钢筋直径d25mm时，锚固长度laE39d，钢筋直径d>25mm时，锚固长度laE38d；HRB335受拉钢筋锚固长度：钢筋直径d>25mm时，锚固长度laE42d。纵向受压钢筋的锚固长度取受拉钢筋锚固长度的0.7倍。所有预留件均采用焊接固定，按设计图纸要求进行预埋。固定临时用电、用水、电缆、通风、高压风管道、上下楼梯的预埋件根据技术交底进行预埋。钢筋绑扎完成后，应进行自检，填写检查记录，如有误差应及时纠正；自检合格后，报现场监理进行验收，验收合格后方可进行下一道工序施工。4、支模及混凝土施工锁口圈梁采用木模板、方木，模板的尺寸规格、平整度、强度、稳定性均应满足要求。木模板表面应平整、干净整洁，无油渍、漆垢等。模板外侧采用上、中、下三道方木进行加固，采用48.3，=3.6mm的钢管支撑。模板支立前，涂刷隔离剂。模板应按照轮廓墨线进行安装，相邻模板接缝高低差不应大于2mm，保证板面拼接平整度，保证拼接直顺、平滑过渡、不漏浆。模板的支撑要牢固稳定，经验收合格方可进行混凝土浇筑。混凝土采用C25商品混凝土，并采用溜槽进行浇筑，防止混凝土降落高度较高而造成离析。混凝土采用分段分层浇筑，一次性浇筑高度不得超过50cm。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上层混凝土浇筑完毕。混凝土使用插入式振捣棒振捣密实。灌注混凝土前，应对商品混凝土进行混凝土塌落度、和易性试验等，并做好检查记录，并通知现场监理对塌落度、和易性检验过程进行旁站；并根据设计与规范要求对混凝土进行随机抽取，制作混凝土抗压试件。5、模板拆除及混凝土养护 混凝土面抹平收光且混凝土终凝后，采用覆盖草胚洒水养护，洒水养护时间不少于14d。洒水次数以保持混凝土面湿润为准。拆除模板时，施工人员应注意保护混凝土表面以及棱角不因拆模而导致损坏。模板拆除后，应及时的对侧面混凝土进行保护及养护。1.5竖井提升系统的安装和调试锁口圈梁做好后，在锁口圈梁上安装井架及提升设备，并采用0.6mm蓝色彩钢板将井架两侧和顶部封闭。提升系统安设及要求如下：（1）龙门架立柱采用槽钢32a，横梁为I56b工字钢，圈梁为工字钢I25b，行走梁为工字钢I45b，斜撑为槽钢18b。龙门架结构如图1.5-1所示。图1.5-1 龙门架结构图（2）龙门架拼装采取钢板螺栓连接，便于拆装。立柱基础为钢筋混凝土基础，底部预埋钢板与立柱进行螺栓连接。（3）主梁布置时需考虑电动葫芦同时工作时的设备间隙，使之避免互相干扰。同时保持吊装时与井壁的安全距离。（4）龙门架的连接钢板与梁柱之间必须焊接牢固。待提升系统全部安装完成后进行调试。经调试可正常运行后，报安检部门进行验收和备案，验收通过后方可使用。1.6竖井土方开挖竖井采用人工配合小型挖机开挖，由上而下边开挖边支护，碴土由10T电动葫芦及提升斗提升至地面。地表以下3m范围内严禁采用机械开挖，采用人工进行开挖，此后经挖设管线探槽探明无管线后方可进行机械开挖。竖井开挖进尺0.5m（每品格栅钢架间距）。竖井在正常情况下全断面开挖，开挖时应避免扰动掌子面的土体以免造成塌方。在地质情况较差或有少水量渗漏水的情况下，采取分侧分块开挖支护，开挖顺序见图1.6-1所示。图中：1、3、5、7为开挖顺序，、为格栅钢架施工顺序图1.6-1 竖井开挖支护顺序图竖井井身开挖前，应提前一周进行降水，开挖过程中应先挖设探坑探测水位。若无水则正常施工，若有水则会同降水人员分析原因，采取更换大功率抽水设备或在竖井四周增加降水井等措施，保证竖井在无水条件下施工。如果竖井施工中有涌砂、涌水、井壁坍塌、施工监测数据异常应立即封闭工作面并停止施工。待工程部根据现场情况制定相应措施后，方可在接到通知后恢复施工。1.7锚杆施工1、锚杆制作锚杆采用42，壁厚3.5mm钢花管加工，长度为3.0m，前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。小导管中间部位钻68mm溢浆孔，呈梅花形布置，防止注浆出现死角，间距100200mm，尾部0.5m范围内不钻孔防止漏浆，末端焊1.5环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂，影响注浆管连接。锚杆结构如图1.7-1所示。68mm0.5m1.5管箍0.2m0.1m图1.7-1 锚杆结构示意图2、锚杆打设竖井井壁土方开挖完成后，根据测量十字线检查净空。净空检查合格后，打设锚杆，水平倾角1015度，支护一般段落，锚杆竖向间距同格栅间距，横向间距为1m；支护加强区，横向间距为0.75m，竖向间距同格栅间距，成梅花形布置。超前锚杆的打设采用钻孔打入法。先采用Y-26型风钻按设计要求钻孔，钻杆的直径应比锚杆直径大35mm，用风钻顶入，顶入长度不小于锚杆长度的90%，然后拔出钻杆，将钻杆更换为锚杆，再采用风钻将锚杆顶入钻孔中，锚杆锚入土体深度应符合设计要求。锚杆打设完成后，采取木塞封堵锚管孔口，防止喷射混凝土时造成锚管堵塞。1.8初喷混凝土及挂网锚管打设完毕后，在初喷混凝土前，应先在竖井井壁四周挂一层钢筋网片（格栅钢架外侧钢筋网片），钢筋网片应固定牢固且符合规定的钢筋网片、格栅钢架保护层厚度要求，然后初喷一层30mm厚速凝混凝土进行封闭，防止井壁长期外露导致坍塌。喷射混凝土时应自下而上进行喷射，喷头应垂直于喷射面。钢筋网片采用HPB300型号的1.5钢筋制作而成，网格间距为150150mm，钢筋采用点焊连接，使用前要除锈和除油迹、浮土。钢筋网片可以采用插入土体的钢筋进行固定，也可以与锚杆焊接牢固，在喷射混凝土时应不出现振动。钢筋网片同时起防止喷射混凝土脱落的作用。钢筋网片间在搭接过程中应采用单面搭接焊，搭接长度不少于10d。1.9格栅钢架施工及挂网1、格栅钢架制作格栅钢架在地面上钢筋加工棚内设计的工作台上加工。工作台为=20mm的钢板制成，其上根据不同断面的钢架主筋轮廓放样成钢筋弯曲模型。格栅钢架的焊接在胎模内焊接，控制变形。格栅钢架由四根HRB400型号的C25主筋、HRB335型号的B14箍筋，以及HPB300型号的A10的封闭箍筋、Q235型号的连接板焊接而成，连接钢板上预留A25.5螺栓连接孔。一榀格栅分成若干个单元组成，各单元间采用M24螺栓连接。竖井初支格栅钢架结构详见附图四、附图六。按设计加工好各单元格栅钢架后，组织试拼，检查钢架尺寸及轮廓是否合格。加工允许误差：沿格栅钢架周边轮廓误差不大于30mm，平面翘曲小于20mm，接头连接要求同类之间可以互换。格栅钢架各单元必须明确标号格栅的类型和单元号，存放于成品堆放区，并垫高放置。进行抽样结构试验时，在工作台上将钢架拼装成环。外侧焊液压千斤顶顶座，按设计荷载进行加压，使用钢筋应力计及收敛仪量测钢架内力和变形情况，符合设计要求后方可使用。2、格栅钢架架设初喷混凝土终凝后，及时架设格栅钢架。格栅钢架架设时必须严格按照测量组放的标高和中线控制线进行。格栅钢架架设时应先调水平后调中线，然后再核对标高、中线，反复调整直到中线和标高符合设计及规范要求。每个单元格栅钢架调整完毕后，格栅钢架外缘采用钢楔或混凝土预制块楔紧，并与上品格栅钢架采用B22连接筋进行焊接，固定格栅钢架，连接筋长度不小于720mm，格栅钢架内外两侧双层布设，环向间距500mm，焊接长度不小于10d，然后再进行下一个单元格栅架设，直至封闭成环。格栅应水平，格栅间距要准确，连接板应密贴，连接螺栓拧紧上齐，缝隙不超过2mm，各段格栅螺栓固定后，喷射混凝土前，需对连接板进行围焊。每榀格栅应与上品格栅连接牢固，以便形成整体受力结构。格栅节点钢筋需等强连接，加帮焊筋直径与主筋相同，采用单边焊焊接，焊缝长度不少于10d。格栅竖向间距为0.5m，在开洞标高范围（不含洞门）及马头门处应按设计要求密排3榀格栅。格栅钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且预留变形量，防止侵入二次衬砌净空。同时按设计要求预埋支撑预埋钢板、上下通道楼梯预埋钢板、风水电管道固定预埋件等，并与格栅钢架主筋焊接连接，且固定牢固可靠。格栅钢架安装时，应保证竖井初支格栅内外两侧钢筋混凝土保护层为40mm。3、挂网格栅架设完成后，挂格栅钢架内侧钢筋网片。钢筋网片采用HPB300型号的1.5钢筋制作而成，网格为150150mm。钢筋网片应与格栅钢架焊接牢固。钢筋网片间在搭接过程中应采用单面搭接焊，搭接长度不少于10d。1.10喷射混凝土施工喷射混凝土即将骨料、水泥和适量水按设计比例拌合均匀，用喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂及部分水后喷出。喷射混凝土施工工艺流程如图5.10-1所示。压缩空气外加剂细骨料粗骨料水泥部分水搅拌机速凝剂喷射机混凝土运输车喷嘴部分水喷射图1.10-1 喷射混凝土施工工艺流程图1、准备工作检查受喷面轮廓尺寸，并修整，使之符合设计要求，若有松散，清除干净。用高压风或水清洗受喷面。准备好工作平台，防护用具。试验室负责优选喷射混凝土的配合比与现场控制，喷射施工前先进行试喷，试喷合格后再投入喷射施工。根据喷射混凝土的配合比添加速凝剂，并转动计量泵转盘调节好速凝剂的用量。接好电源及风管、喷管、速凝管等。检查喷射机各部分是否完好，并进行试运转。井壁上有涌水时，预埋胶管，把水引入积水坑，抽排出井外。2、喷射作业严格按以下顺序进行操作，即送风开机给料待料喷完后方可停风。开机后注意观察风压，工作风压应满足喷头处的压力在0.1MPa左右,才能开始操作，并据喷嘴出料情况调整风压。一般工作风压为0.30.5MPa。混凝土拌合要充分，直径大于15mm的粗骨料及时清除。喷嘴与受喷面尽量垂直，两者的距离一般为1.5m2.0m，每次喷射厚度为70100mm，挂有钢筋网的受喷面，喷嘴宜略倾斜，距离也相应减少。后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行，若终凝后1h以上再次喷射混凝土时，受喷面应用风、水清洗。喷嘴均匀地按螺旋轨迹，分区段，自下而上，一圈压半圈，缓慢移动，每圈直径约200mm。若受喷面不平，应先喷凹坑找平。喷嘴最好固定在操作手上，防止操作手把握松懈时，四处喷射，造成人员受伤。喷混凝土应与格栅钢架形成一体，格栅钢架与围岩的间隙必须用喷混凝土填充密实，钢架应全部被喷混凝土覆盖。喷射作业完成后，立即检查厚度，若厚度不够需进行补喷，直至达到设计厚度。厚度检验满足要求后，及时清理喷射机表面和管道内的混凝土，并停止作业。坚决禁止将回弹料做为喷射料使用。坚决实行“四不”制度，即：喷混凝土工序不完，不进行下道工序；喷混凝土厚度不够不进行下道工序；混凝土喷射后发现问题未解决不进行下道工序；监测结果表明不安全不进行下道工序。3、喷射混凝土的养护喷射混凝土初凝后设专人进行洒水养护。洒水间隔时间视气温和混凝土干湿度情况而定。洒水水量需满足混凝土养护需要，保证所需养护混凝土湿润、不干裂。认真填写混凝土养护记录，做到发现问题有据可查。1.11锚杆注浆施工锚杆注浆施工工艺流程如图1.11-1所示。用喷射混凝土封闭注浆面注 浆封堵锚管冲洗锚管焊接注浆阀门、连结注浆管与锚管配制浆液图1.11-1 锚杆注浆施工工艺流程图1、冲洗锚管、注浆管与锚管连接喷射混凝土完成后，拔除锚管孔口木塞，采用高压风冲洗锚管。锚管孔处焊接注浆阀门，连接注浆管。2、浆液配置浆液采用1:1水泥-水玻璃双液浆或固砂剂浆液，浆液配比根据现场试验进行调整。采用水泥-水玻璃双液浆时，水泥浆和水玻璃浆应分别放在两个容器内，按一定比例配制好待用。3、注浆注浆压力控制在0.51Mpa，注浆压力不宜超过1MPa，否则浆液损失过大，造成浪费。初始注浆压力控制在0.5 Mpa，终止注浆压力控制在1 Mpa。4、封堵锚管注浆完成后，采用人工拌制的C25细石混凝土进行封堵，根据现场试验添加少量的速凝剂。1.12钢支撑架设钢支撑采用Q235型I45b工字钢加工而成，焊接固定在初期支护预埋钢板上。预埋钢板采用Q235型钢板，预埋钢板规格为28072010mm，预埋钢板背后焊接9根锚固钢筋，焊缝厚度为8mm，锚固钢筋采用HRB335型B18的钢筋，每根长度为300mm，钢板预埋时，锚固钢筋应与格栅钢架焊接牢固。钢支撑按设计要求与预埋钢板焊接牢固，焊缝厚度为8mm，I45b工字钢斜撑、横撑安装竖向间距：竖井上部为2.0m，下部为1.0m。钢支撑及预埋钢板如图1.12-1所示。 图1.12-1 钢支撑及其预埋钢板图1.13竖井封底封底采用格栅+喷射C25混凝土，厚度为350mm。竖井开挖至设计标高后，先喷射一层25mm厚混凝土，混凝土终凝后，再铺设一层1.5150150mm钢筋网片，然后架设格栅钢架，井底外围格栅同竖井井壁初期支护格栅钢架，井底内部格栅间距1000mm，井底内部格栅之间采用HRB335型号的B25钢筋焊接连接，连接筋间距为500mm，连接筋焊接完成后，再铺设一层1.5150150mm钢筋网片，并与格栅钢架、连接筋焊接连接，最后喷射325mm厚速凝混凝土。如果有渗漏水时可根据现场实际情况分块、分侧施工。井底格栅钢架结构及连接筋布设详见附图四。