主体围护结构施工方案.pdf
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1、广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案广州市轨道交通四号线车陂南站土建工程广州市轨道交通四号线车陂南站土建工程主体工程围护结构施工方案主体工程围护结构施工方案1 1、编制依据、编制依据1.1 广州市轨道交通四号线车陂南黄阁段工程(除大学城专线外)【车陂南站】施工图第一册第一分册地下连续墙及支撑结构施工图.1。2 有关设计规范、技术规范、试验规范、测量规范、质量检验评定标准、验收程序及相关法规、条例等。1.3 广州市区在安全文明施工、环境保护、交通疏解等方面的规定.1。4 中铁十四局集团有限公司施工实践中的经验总结以及综合开发、推广、吸收运用的新技术、新设备
2、、新工艺.2 2、工程概况、工程概况车陂南站为广州市轨道交通路网中四号线与五号线的换乘车站,位于黄埔大道与车陂路交叉口,呈南北、东西 T 字型布置,西接科韵路站,东接东圃站,南接万胜围站(原琶洲塔站),北接车陂站。本站为四、五号线换乘站,四号线为地下三层三跨框架结构,五号线为地下二层三跨框架结构,在有配线的区域为四跨或五跨框架结构,主体结构均为钢筋砼框架结构,由侧墙、梁、板、柱等构件组成,沿车站纵向设中间立柱,车站主体采用纵梁体系,内衬墙与地下连续墙组成复合式结构。车站基坑支护方案采用地下连续墙+内支撑(三四道),地下连续墙厚为 800mm,第一道支撑为 700800 矩形钢筋混凝土内支撑(局
3、部为 8001000),其余支撑为直径600mm、壁厚 14mm 的钢管内支撑,钢围檩采用 2 根 I45a 组合型钢。本工程的主体围护结构为地下连续墙,墙体厚度为 800mm,连续墙深度 4 号线和 5 号线分别为:19。826。8m 和 16.624.4m,连续墙每槽段长一般为 5m,共 248 个槽段。4 号线与 5 号线交叉处低于 5 号线部分的侧墙采用土钉墙支护,22 钢筋土钉长 L=58m,间距 2m,梅花型布置,面层采用 150mm 厚 C20 喷射混凝土。为使主体围护结构施工中不影响交通,在四、五号线交叉地段(即现黄埔大道与车陂路交叉口地段)及 5 号线东端部分地段需做铺盖系统
4、,以满足交通疏解要求.3 3、围护结构总体施工方案、围护结构总体施工方案1广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案3.13.1 围护结构施工方案围护结构施工方案在本站围护结构施工中,根据合同文件、设计图纸、现场踏勘、工期安排等综合因素,以及淤泥质土、砂层、岩石地层等工程地质情况,连续墙采用液压成槽机抓斗成槽,成槽机采用德国 GB50 液压抓斗式成槽机进行成槽施工。GB50 连续墙设备由 GB50 多功能吊机、DHGA 连接头、抓斗外体 DHGA 等构成,抓斗为半导杆式,可保证抓斗成槽的垂直度。本工程底部大部分为硬岩地层,在成槽施工到该硬岩地层时采用 CZ30
5、 冲击钻机进行冲击,再采用 GB50 抓斗式成槽机成槽施工,以满足连续墙入岩施工要求。围护结构施工方案见图 1。在车站施工盖挖段便桥时围护结构未封闭,但需进行土方开挖架设便桥,为使围护结构形成封闭在盖挖段设四道600 搅拌桩作为止水帷幕,与围护结构形成封闭。在整个车站围护结构未完成的情况下,为确保主体结构工期,需先进行基坑开挖,为防止出现渗漏水,在 5 号线中部位置槽段 5ZA25 与 5YB25 位置、4 号线 4YB22 与 4ZB26 位置设置600 单管旋喷桩止水帷幕,为保证止水效果旋喷桩设置两排,桩底进入不透水层1m。为防止临时便桥部分的地下连续墙接头渗漏水,日后处理影响交通,在此部
6、分接头位置设置600 旋喷桩,进行幅与幅之间止水,其余槽段幅与幅之间止水,也采用旋喷桩止水。3 3。2 2 主体围护结构施工顺序主体围护结构施工顺序车站地下连续墙施工共安排车站地下连续墙施工共安排 2 2 台台 GB50GB50 成槽机和成槽机和 5050 台台 CZ30CZ30 冲击钻机进行冲击钻机进行.围护结构根据交通疏解情况,将主体围护结构分成三期进行施工,一期先进行五号线南侧部分需盖挖部分的连续墙施工,二期进行五号线北侧的四号线盖挖段连续墙,三期进行其它位置的连续墙施工.地下连续墙分段和施工方向见图 1。施工顺序为:2 号成槽机自 4NA5 段开始施工(采用跳槽施工)至 5YA24 段
7、后移至 5ZB24开始进行二期施工,从 5ZB244ZA574ZB54ZB26 段完成二期施工,顺围护结构继续向前施工至 4YB34 完成三期 4 号线明挖连续墙的施工。1 号成槽机自 4NB4 段开始施工(采用跳槽施工)至4YB5-5YA52-5XA1段后移至4YA33开始进行二期施工,从4YA334YB6-4YA515XC7 完成二期施工,之后转入三期施工阶段,顺围护结构继续向前施工至 5XB2后移至 5DA5 段施工,从5DA5-5DA1-5YA32 后,交通疏解改道,场地重新围蔽后,继续施工 5YB31-5YB25-5ZB26-5ZA53-5DB6 后 C 区围护结构地下连续墙。方案图
8、 13.33.3 施工管理和人员组织施工管理和人员组织2广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案主体工程围护结构施工设一个地下连续墙施工队及一个支撑施工队,分别下辖地下连续墙及支撑第一、第二、第三施工组,负责本围护结构地下连续墙及支撑的施工.围护结构施工工程量大,根据现场施工条件和网络计划的安排,每个工班配置 60 人,另由钢筋工班、砼工班及脚手架工班协助施工。3 3。4 4 施工功效和工期施工功效和工期围护结构施工的功效要取决于工程地质和成槽机的功效,施工工艺采用流水作业。成槽机安排 3 台、C30 冲击钻机数量安排 50 台,考虑到本车站底部地质为硬岩,
9、成槽平均进尺为:5 号线 1。5 天/槽段,4 号线 2 天/槽段,混凝土浇注设2 个台组/施工区,钢筋制安设两个台组/施工区,每施工区钢筋和砼浇灌的功效为段 1.5/日。主体围护结构(不含支撑系统)施工总工期计划 191 天,从 2005 年 5 月 1 日开始,至2005 年 11 月 6 日结束。3 3。5 5 机具配置机具配置围护结构施工主要以机械为主,主要用到的施工机具有:3 台成槽机、50 台冲击钻机、3 台起重机和 3 套泥浆处理系统等。4 4、地下连续墙施工、地下连续墙施工4.14.1 地下连续墙施工流程地下连续墙施工流程地下连续墙的施工流程见图 2。4 4。2 2 地下连续墙
10、成槽施工地下连续墙成槽施工(1)导墙施工导墙是为了控制施工平面位置、成槽垂直度、防止塌壁的重要施工措施.成槽施工设置砼导墙。根据原地面下杂填土及素填土的分布厚度,基坑内侧导墙的高度为 1.5m 基坑外侧导墙 1。5m-2。8m。为了保证槽内的承压水头,导墙底必须铺垫高塑性指数的粘土并夯实,墙内的泥浆水头基本与导墙顶面平齐.导墙采用明挖方法施工,立模浇筑。导墙的横断面构造及转角处结构分别见图 3 所示。导墙施工要求:1)导墙内面拆模后应立即在墙间加设支撑;在混凝土养护期间重型机械不得在导墙附近作业或行走。2)导墙应垂直,顶面应高于地面不小于 100mm,且应保持水平;内外导墙墙面间距应3广州市轨
11、道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案施工准备挖导沟图图 2 2地下墙施工流程图地下墙施工流程图组装挖槽机械筑导墙输入泥浆导墙断面构造图导墙转角构造图图图 3 3导墙标准断面构造图导墙标准断面构造图机械就位挖 槽开挖过程补浆制备泥浆10mm。为地下连续墙设计墙厚加施工余量可取 40mm;导墙面与纵轴线距离的允许偏差为3)为确保车站建筑限界和结构设计厚度,无论在平面或立面上连续墙都不得侵入车站排除泥渣沉淀池1/150基坑一侧,为保证满足这一要求,在导墙施工放样时,连续墙平面位置按开挖深度的振动筛与外放(此误差已包含测量误差、墙体倾斜、墙体不平整度),外放尺寸 15c
12、m.吸泥清底排除沉渣旋流器(2(2)泥浆制备、循环及处理)泥浆制备、循环及处理为保证成槽穿过透水砂层时的槽壁稳定,泥浆的质量至关重要。施工中泥浆采用优质补进泥浆分离出的膨润土制备泥浆,并加入 CMC 外加剂提高泥浆的护壁性能。砂石土吊放钢筋笼钢筋笼制作水:膨润土:CMC=100:8:0.15 的比例较为合适。护壁泥浆参考配合比见表 1 所示.连续墙施工前宜先试成槽,以检验泥浆的配比,如泥外运插入混凝土导管浇灌机架就位浆配比不当导致槽段塌方时应及时处理并调整配比,以确保工程的顺序进行。现场设两套泥浆池及处理设备,每个泥浆池设两级沉淀池,配一台旋流器用于加速砂的浇筑混凝土置换出泥浆分离,配一台振动
13、筛分离块状泥渣,泥浆的循环靠泥浆泵进行.其设备组成见表 2。护壁泥浆参考配合比表护壁泥浆参考配合比表表 1下一循环泥浆排放或处理序号材料配合比一砂12345678二91011膨润土酸性陶土纯粘土CMC纯碱分散剂水备注粘性膨润土酸性陶土纯粘土68-00。050-0。51006-8-4广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案1213141516三17181920四212223242526272829303132CMC纯碱分散剂水备注砂砾膨润土酸性陶土纯粘土CMC砂砾纯碱分散剂水备注软土膨润土酸性陶土纯粘土CMC纯碱分散剂水0-0。0200.51008-12-0.
14、050.1-00.5100掺防漏剂8100.054100说明:1.表中配合比均以重量计。2.CMC(即钠羧甲基纤维素)配成 1.5%的溶液使用。3.分散剂常用的有碳酸钠或三(聚)磷酸钠。泥浆制备及处理设备表泥浆制备及处理设备表表 2序号12345泥浆制备及处理设备泥浆搅拌机振动筛旋流器水泵泥浆泵800LSZ-2筒径 2502BA-63LN1 台1 台1 台1 台3 台制配泥浆用泥渣处理分离用泥渣处理分离用,带旋流泵供水用输送泥浆5广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案678灰渣泵抓斗挖土机储浆槽4pH0。25m31 台1 台1 套供旋流器出泥沉淀地清渣用储
15、泥浆循环用,带管子阀门泥浆池的容积按不小于最大单元槽段挖土量的 2 倍考虑,约 200m3左右。泥浆系统的布置见图 4 所示。图图 4 4泥浆系统布置图泥浆系统布置图泥浆对地下连续墙施工影响很大,成槽的泥浆和清孔后泥浆各项指标应分别符合表 3和表 4 的要求:表 3表 4由于本车站地下有厚度达 4。80m 的冲积洪积砂层,渗透系数为 2.08.0m/d,为中等透水层,连续墙过此层地质的泥浆比重、粘度、失水量等指标会发生较大的变化,必须经常进行调整。调整的依据是每天在工作台班的早、中、晚进行泥浆的测定,使用比重计、粘度计等设备测定,并不断加入膨润土和 CMC 以改变其性能,使之满足表 3 及表
16、4 的要求。泥浆护壁在连续墙施工时是确保槽壁不坍的重要措施,必须有完整的仪器,经常地检验泥浆指标,随着泥浆的循环使用,泥浆指标将会劣化,只有通过检验,方可把好此关.废浆处理包括对因受砼污染而失效的泥浆及最后余浆的处理。采用固液分离处理,首先通过加分离剂,如氯化钙等制剂使泥浆沉淀,沉淀后的清水排入市政污水系统,固体物质通过凉晒或掺拌处理作为余泥外运。泥浆拌制和使用注意事项如下:槽段的清底要求:槽底沉碴厚度小于 100mm.泥浆拌制材料宜优先选用膨润土,如选用粘土,应进行物理、化学分析和矿物鉴定,其粘粒含量应大于 50,塑性指数 Ip20,含砂率5%,二氧化硅与氧化铝含量比宜为34。拌制泥浆前,应
17、根据地质条件、地面沉降控制要求、成槽方法和用途等进行泥浆配合比试验,试验合格后,方可使用,并做好记录。新拌制泥浆应贮存 24h 以上或加分散剂使膨润土(或粘土)充分水化后方可使用.任何情况下,必须保证槽内泥浆液面高于地下水位 0。5m,亦不应低于导墙顶面 0.3m。(3(3)抓斗成槽)抓斗成槽6广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案成槽工序是地下连续墙施工的关键工序之一,既控制工期又影响质量,如前所述,采用德国 GB50 抓斗式成槽工艺,单元槽段的长度为 5m。根据连续墙的施工工艺,分、期槽段施工,当施工一个期槽段后,中间隔开一个期槽段,进行下一个期槽段施
18、工,当两个期槽段达到 2。5Mpa 后,进行中间的期槽段的成槽与其它工序。考虑到在成孔时出现的扩槽现象及成槽时规范内的垂直度偏差,连续墙施工轴线根据墙高向外扩移 H/150外放尺寸约 15cm 左右。见图 3-11 地下连续墙施工方案图,分期施工示意图 5.图图 5 5 连续墙分期施工示意图连续墙分期施工示意图根据地质资料和设计要求,以及施工经验及现场情况,采用先进的德国 GB50 液压抓斗成槽机实施抓土的成槽方法.德国 GB50 液压抓斗造墙机进行连续墙的施工成墙效率高,抓斗直接出渣,槽壁较为平滑,垂直度较好,且施工进度快。本工程连续墙共有 248 个槽段,其中角隅段采用冲孔法施工,直线段采
19、用液压抓斗施工.抓土按每一幅槽段划好的油漆标志,依照预先排好的施工顺序进行.成槽时应及时补浆,防止塌方,泥浆液面应高于地下水位1。0m。垂直度由成槽机纠偏装置自行控制,垂直度偏差1/500。如图 6 所示。槽段深度欠深误差+100mm、200mm。槽段开挖应注意以下事项:挖槽前,应预先将地下墙划分为若干个施工槽段。本工程连续墙施工槽段平面形状有一字形、V 型、L 形、T 形、Z 型。槽段的长短应根据设计要求、土层性质、地下水情况、钢筋笼的轻重大小及设备起吊能力、混凝土供应能力等条件确定,一般为 36m。图图 6 6抓斗成槽示意图抓斗成槽示意图 同一槽段内槽底开挖的深度宜一致,同幅不同深的槽段,
20、必须先挖较深的槽段,后挖较浅的槽段。成槽机抓斗在成槽过程中必须保证垂直均匀地上下,尽量减少对侧壁的扰动。如遇坍孔,应回填黄泥,待其自然沉淀后再进行开挖,同时在钢筋笼的靠基坑面上固定一夹板等措施进行处理。槽段终槽深度应根据设计入岩要求,参照地质剖面图上岩层标高,成槽时的钻进速度和鉴别槽底岩屑样品等综合确定.槽段开挖完毕,应检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度,合格后方可进行清槽换浆工作。槽段的长度、厚度、倾斜度等应符合下列要求:a、槽段长度允许偏差2。0%;b、槽段厚度允许偏差 1.5、1.0;7广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案c、槽段垂直度允许偏差1/1
21、50;d、墙面局部突出不应大于 100mm;e、墙面上预埋件位置偏差不应大于 100mm。(4 4)角隅施工)角隅施工角隅槽段为“L”、“T”型、“Z型.由于抓斗成槽的抓斗张开尺寸为 3.5m,角隅的成槽施工有些槽段长度小于此尺寸,采用冲孔桩机冲孔,成孔后换方形钻头劈打修整,修整时应更加认真、仔细防止修壁时造成塌壁。(5 5)底部硬岩施工)底部硬岩施工在采用成槽机下挖到底部遇到较硬岩层地质时,采用 CZ30 钻机进行冲击成孔修边。见图 7.图图 7 7底部硬岩段冲击成孔示意图底部硬岩段冲击成孔示意图(6 6)清槽)清槽在成槽过程中,为了把沉积抓斗未全部抓出的沉渣清出,需要对槽底进行清槽,以提高
22、地下连续墙的承载力和抗渗能力,提高成墙质量。为保证钢筋与砼的握裹力,必须以小比重泥浆置换护壁泥浆,在清孔过程中,要不断向槽内泵送小比重泥浆,但必须保持槽内的水头比地下水位高出至少 1。0m,防止塌孔.对于二期槽段与一期槽段的接触面,还必须采用钢刷钻头进行接头清刷,使用冲击钻机带上自加工的带钢丝刷的专用冲击头对两槽段接触面进行反复清刷,除去附着的泥渣,确保接缝的洁净,保证止水效果。(7)7)防塌壁措施防塌壁措施防塌壁的最主要措施是泥浆比重、粘度、失水量、PH 值等指标的控制。现场始终有泥浆技师进行测定与调整.过砂层时的泥浆比重应加大,并及时对泥浆中的含砂量进行离心分离处理。在通过砂层时,机具的上
23、、下的速度应放慢,防止碰塌护壁。成槽后应及时安放钢筋网,及时清孔,及时浇筑水下砼。4.34.3 地下连续墙钢筋砼施工地下连续墙钢筋砼施工(1 1)钢筋制作及安装)钢筋制作及安装钢筋网在现场加工场平卧组装,为了保证钢筋网有足够的刚度,吊装时不发生变形,按设计要设置纵向钢筋桁架,主筋保护层一般为 70mm,垂直方向在非淤泥或砂层的地层范围每 2m 设置一排定位块,定位块采用 A3 钢板加工,焊接在水平钢筋上,下钢筋笼时能保证定位块不跑位。见图 8 所示。8广州市轨道交通四号线【车陂南站(原黄洲站)】土建工程主体工程围护结构施工方案图图 8 8定位块示意图定位块示意图主体结构的钢筋网最大长度超过 2
24、6m,采取二段制作吊放,标准槽段钢筋笼的分段高程为 0.00,“L”型槽段钢筋笼分段高程为3。00。施工吊装时由一台 150T 履带吊机和一台 25T 的吊机抬吊、移位,起吊时,主钩起吊钢筋笼顶部,副钩起吊钢筋笼中部,用多组电葫芦平衡起吊,采用 10 点吊,使钢筋笼逐渐起高转而垂直,慢慢地入槽,起吊期间钢筋笼不允许发生不可恢复的变形,将 8#槽钢焊接搁于导墙面上,控制其标高,入槽过程中,应禁止割断任何结构钢筋等的现象,垂直后小吊机退出工作,履带吊机吊着钢筋骨架行走就位.吊点中心对准槽段中心,方可缓慢放下。为保证转角槽段钢筋笼起吊时的整体稳定,不发生变形,转角钢筋笼夹角间均采用 20#槽钢斜撑进
25、行支撑。施工方法见图 9 所示。由于抗浮梁必须在主体结构封顶后,在地下连续墙上施作,因此在连续墙的钢筋上必须预埋钢筋接驳器。施工前准确设计接驳器的位置,按设计位置将接驳器焊在钢筋骨架上,将接驳器加上封套保护。通过导墙标高控制骨架垂直位置以保证接驳器位置。抗浮梁施工前凿除砼露出接驳器,将抗浮梁钢筋接上.本工程地下墙钢筋有“L”型角隅筋,钢筋的制做及安装方法与墙式钢筋网相似,只是安装过程应更小心,防止对角隅的异形槽形成冲击而塌孔。(2)2)灌注地下连续墙水下混凝土灌注地下连续墙水下混凝土水下混凝土灌注示意图见图 10。水下砼施工水下砼施工:孔口设导管架,然后安装导管和漏斗,下管前先进行密封试验,保
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