盾构始发井基坑施工方案

北京地铁15号线01标始发井基坑施工方案北京市政建设集团有限责任公司北京地铁15号线01标项目经理部二零零九年三月十五日始发井基坑施工方案1.1工程概况北京地铁15号线是北京市政府为解决交通拥堵问题，方便市民出行的市重点工程项目，该项目呈东西走向，西起海淀区西苑，东到顺义区潮白河河东地区，主要经过圆明园南路、清华大学、清华东路、奥林匹克公园、大屯路、望京地区、新国展、京顺路、顺于路、顺安路，共设21座站，建成后有利于缓解奥林匹克中心区和亚北地区的交通压力。

其中一期工程望京西站至后沙峪站预计在2010年底通车。

本合同为一期工程01标，包括两站一区间：望京西站、望京西站～望京站区间、望京站，起点里程GK14＋354.024，终点里程右GK16＋361.181，长度2007.157m。

车站采用明开法施工，区间采用盾构法施工。

望京站是与规划地铁14号线的换乘车站。

该车站位于望京体育公园用地内，呈东北－西南方向布置。

望京西站是与现况城铁13号线的换乘车站，本站位于城铁13号线望京西站东侧、望京西路立交桥南侧的绿地内，东西方向布置。

1.2始发井基坑概况本工程在望京西站东侧车站外单独设置右线单线线路盾构始发段，并在始发段内为后期铺轨作业提供轨排井条件。

盾构始发井段（兼轨排井）长49.8m，盾构井段基坑宽度为10.4m，基坑深约17m；轨排井段基坑宽度为11.2m，基坑深约15.8m。

围护结构由钻孔灌注桩+钢管内支撑组成，内支撑均采用A3Φ609×14钢管支撑，盾构始发井段围护桩采用Φ1000@1400mm，轨排井段围护桩为Φ1000@1200mm，灌注桩嵌固深度5.5m，桩顶设1400×1000mm混凝土冠梁。

基坑形式详见附图1。

1.3基坑施工工期2009年3月18日至2009年4月14日1.4冠梁施工⒈冠梁施工流程根据设计图纸，在进行冠梁施工的同期进行现浇钢筋混凝土支撑施工，具体施工流程如图1所示。

⒉施工工序⑴测量放线冠梁施工前由测量人员放出冠梁开槽上口边线。

设计地面高程38.87m，冠梁顶面高程37.544m。

图1 冠梁及混凝土支撑施工流程图⑵土方施工按照测量人员所给的边线进行施工，采用挖掘机挖土、人工配合，挖槽断面见图2。

施工过程中按设计标高控制好高程，避免超挖而扰动底部土体，成槽后清槽底浮土，并挖除围护桩顶外侧桩间三角区域内的土方。

⑶冠梁垫层土方开挖至预定标高后即进行垫层施工，垫层采用C10素混凝土，厚度为100mm，垫层顶面高程不得超过误差允许范围，且垫层顶面平整。

⑷桩头凿除在垫层混凝土达到70%的强度时开始进行，采用人工进行凿除作业；桩顶标高达到设计标高后，将混凝土桩钢筋调直，剔除掉钢筋表面附着的混凝土。

⑸桩身完整性检测采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不宜少于总桩数的10%，且不得少于5根。

⑹钢筋绑扎桩头凿完后即可弹线进行钢筋绑扎，绑扎钢筋时严格按照规范操作，Φ18以上的钢筋必须采用焊接，焊接长度不少于10d。

钢筋绑扎要求间距均匀、顺直、牢固。

⑺冠梁模板及支撑冠梁模板采用钢模板，后背管采用Φ42钢管，支撑木均使用100mm×100mm方木，模板支搭形式详见图2 冠梁挖槽断面及模板支撑图。

图2 冠梁挖槽断面及模板支撑图单位（mm）⑻混凝土浇筑混凝土采用C25商品混凝土，浇筑时分层进行，每层厚度不超过300mm。

采用振捣棒振捣，振捣间距为500mm，振捣时依据快插慢拔的原则，标准为混凝土面不再下沉、表面不再有气泡冒出，振捣棒严禁直接接触模板、预埋件。

⑼冠梁混凝土养护冠梁混凝土终凝后用保温材料覆盖，进行养护。

1.5基坑开挖施工1.5.1基坑施工组织⑴机构架设及人员组织①土方开挖组三台挖铲进行土方开挖，20人配合进行凿桩及最后基地剩余土方的清除。

②锚喷施工组锚喷组共有两个作业面，每个作业面10人，共20人。

③支撑架设组支撑架设组共需人员16名。

④土方运输组外租运输车队进行土方运输，保证现场出土要求。

⑵设备配备设备一览表表11.5.2开挖原则⑴由土方开挖顺序的需要，钢支撑和钻孔灌注桩构成围护结构体系首先在基坑的竖向上形成，但是考虑到上层钢支撑与下层钢支撑之间的高度空间不能完全满足机械开挖土方施工的空间要求，故每个施工区段内每层土方开挖完成后方可进行上层钢支撑的施工，施工时上层钢支撑随着下步土方的开挖连续作业，保证基坑的稳定性。

⑵土方开挖过程中，密切注意对周边环境的保护，切实减小围护结构的变形位移及土体的不均匀沉降。

⑶土方开挖原则上先开挖基坑四周，中间预留部分土体待桩间支护喷好后分层开挖。

⑷开挖过程中，严格按规范要求进行，严禁掏挖。

⑸加强对地下水的处理，采取开挖排水沟，集水井集中抽排的方法疏干地下水。

⑹加强对开挖标高的控制，开挖接近设计标高时，预留20cm厚度土层人工验底，严禁超挖，超挖部位回填夯实。

⑺施工过程中，避免土方开挖机械对围护结构的碰撞破坏，上述部位附近的土方开挖由人工进行。

1.5.3基坑土方开挖方法基坑开挖遵循“由上而下，分层开挖，撑挖紧密结合”的原则，采用“竖向分层、纵向分段、纵向拉槽、横向扩边”的开挖方法。

每一段土方从上到下分层开挖，开挖时及时架设钢支撑。

1.5.4竖向分层按基坑的结构形式划分基坑土方，土层的分界线为梁板结构下边线，上层土方采用挖掘机放坡直接挖装，下层土方采用挖掘机配合长臂挖掘机开挖，自卸汽车运输。

基坑开挖按照钢支撑设计方案分四步进行，开挖过程中随挖随按设计架设钢管支撑，开挖顺序为由上而下逐层开挖。

第一步：竖向高度为2.7m；第二步：竖向高度为4.5m；第三步：竖向高度为5.0m；第四步：竖向高度为4.5m。

⑴第一步土方开挖第一步土方开挖部分为现况地面至冠梁底，安排两台挖掘机在竖井上方进行挖土。

⑵第二步土方开挖第二步土方开挖至第一道支撑以下4.5m，土方开挖分层进行，每层开挖深度2.2m左右，先避开钢筋混凝土支撑，待混凝土支撑强度达到设计要求后，再进行该处土方开挖，随挖随进行桩间喷护、随进行第一道钢支撑，以保证基坑的稳定性。

⑶第三步土方开挖第三步土方开挖至第二道支撑以下4.5m，坑内挖掘机配合地面长臂挖铲进行出土。

开挖从西向东分层进行，每层开挖深度2.2m左右，随挖随进行桩间喷护、随进行第一道钢支撑，以保证基坑的稳定性。

⑷第四步土方开挖第四步土方开挖至基坑底，由坑内挖掘机配合地面长臂挖铲进行出土。

开挖由西向东进行分层挖土，每层开挖深度2.2m左右。

最后收尾部分土方由吊车配合挖铲进行。

随挖随支第图2 土方开挖步序图1.6钢支撑体系施工1.6.1钢支撑制作钢支撑结构设计采用一个固定端、一个活动端，钢管在现场加工，现场架设。

1.6.2钢支撑安装⑴钢支撑安装方法钢支撑架设必须满足设计要求，当土方开挖至设计位置时及时架设钢支撑，使围护结构提前接受支撑反力作用，减少围护结构的变形。

钢支撑的架设应保证钢支撑与墙面垂直并按设计要求对墙体施加预应力。

顶紧后采用钢楔支撑的措施固定牢固，防止钢支撑因墙体变形和施工碰撞而脱落。

钢支撑架设方法为：①土层开挖至支撑架设设计位置后，用膨胀螺栓固定三角支架，安装钢围懔。

②用吊车垂直起吊将钢支撑固定于腰梁上。

③钢支撑固定完成后，采用两台100t液压千斤顶在活动端支撑两侧对称逐级预加力，预加力达到设计要求时，采用钢楔块锁定支撑。

④基坑主体结构端部与风道口交汇区斜支撑的架设安装方法与标准段相同，但必须在围护桩预埋钢板上焊好端面与斜支撑轴线垂直的三角钢板支撑座，并保证其强度可靠。

⑵钢支撑安装工艺钢支撑加工完成后，经监理检验验收合格方可进场使用。

现场采用汽车运输至坑内拼装。

在临时钢横梁、纵梁上设置链条葫芦起吊安装。

钢支撑架设工艺流程见图3。

1.6.3 钢支撑施工技术措施钢支撑在拼装时，轴线偏差小于等于20mm ，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。

钢支撑端部设Ф10钢筋吊环，通过钢丝绳或钢筋连系在围护桩上，防止坠落，同时用于微调的钢楔采用电焊连接，防止坠落。

1.6.4 钢支撑拆除为防止基坑结构开裂，在对应板层混凝土达到设计强度后才能拆除钢支撑。

钢支撑拆除时，用吊车将钢支撑吊紧，在活动端设两个100t 千斤顶，施加轴力至钢楔块松动，取出钢楔块，逐级卸载至取完钢楔，再吊起钢支撑。

避免预加力瞬间释放而导致结构局部变形、开裂。

钢支撑分节拆除后转运至指定位置集中存放。

在钢支撑拆除过程中，加强对围护结构的监控量测，出现异常，及时处理。

1.7 桩间土护壁施工 1.7.1 桩间土护壁形式对于基坑围护桩桩间采取挂钢丝网喷射混凝土的护壁形式。

基坑分步开挖，分步支护，随挖随支。

挂网安装在每步开挖后及时进行，格栅定点预制，分片安装。

使用膨胀钉将钢丝网片与围护桩固定（膨胀钉纵向间距1m ）。

然后喷射100mm 厚C20混凝土。

桩间土挂钢丝网护壁形式如图4。

1.7.2 喷射混凝土施工要点图4 桩间土护壁形式示意图mm⑴保证喷射混凝土密实的技术措施①严格控制混凝土施工配合比，配合比经试验确定，混凝土各项指标都必须满足设计及规范要求，混凝土拌合用料称量精度必须符合规范要求。

②严格控制原材料的质量，原材料的各项指标都必须满足要求。

③喷射混凝土施工中确定合理的风压，保证喷料均匀、连续。

同时加强对设备的保养，保证其工作性能。

④喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作，保证喷射混凝土各层之间衔接紧密。

⑤喷射混凝土发现裂纹用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续发展，若在继续发展，找出原因并作处理，对可能掉下的喷射混凝土撬下重新喷射。

⑵ 喷射混凝土安全技术和防尘措施①严禁将喷管对准施工人员，以免突然出料时伤人。

②喷射作业时，喷管不出料并出现往复摆动时，可能有大石块堵住送料管，此时应立即停机处理，切勿将大石块强行吹出。

③用震动疏通的方法处理堵管石，喷射手和辅助操作人员要紧握喷管，以免送风时喷管甩动伤人，处理堵管时，料罐风压不能超过0.4MPa。

④处理堵管和清理料罐时，严禁在开动电机、分配盘转动的情况下将手伸入喷管和料罐。

⑤喷射手配戴防护罩或防护眼镜、胶布雨衣和手套。

1.8基坑开挖安全措施1.8.1保证基坑围护结构安全的措施⑴在基坑开挖过程中需要及时架设支撑，保证基坑正常开挖及支撑在加载过程中围护结构的安全。

⑵在基坑土方分层开挖时，各个开挖面均衡开挖，以利于支撑及时支设。

严禁单侧超前开挖影响结构安全。

⑶加强对地下水的处理，除采取降水措施外还需开挖排水沟、集水井，采用集中抽排的方法疏干地下水。

⑷尽量缩短围护结构暴露时间，及时架设钢支撑。

⑸加强对开挖标高的控制，开挖至接近设计标高时，预留20cm厚度的土层人工清底，严禁超挖。

⑹施工过程中避免土方开挖机械对围护结构的破坏，机械开挖困难的地段由人工进行土方开挖工作。