竖井马头门施工方案

北京地铁十号线呼家楼站西南临时竖井马头门及小导洞土方开挖支护施工方案编制：复核：审核：中铁十九局北京地铁十号线第十五标段项目经理部2004年7月一、编制说明1.1编制依据（1）北京地铁十号线一期工程呼家楼站施工设计图。

（2）现场踏勘所掌握的情况资料。

（3）适于本工程的标准、规范、规程以及国家、部委和北京市有关安全、质量、工程验收等方面的标准及法规文件。

《建筑工程质量检验评定标准》（GB50210-2001）《地下铁道工程施工及验收标准》（GB50299-1999）《地下防水工程质量验收标准》（GB50208-2002）《地下铁道设计规范》（GB50157-92）《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》（GB50308-1999）《铁路隧道施工规范》（T10204-2002）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）《混凝土质量控制标准》（GB50164-92）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）（4）我部现有的技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。

（5）我单位多年从事铁路、隧道、城市轨道交通工程及相关工程的施工经验。

（6）建设单位、设计单位、监理单位和施工单位现场会议纪要。

1.2 编制原则(1)严格执行国家及北京市政府所制订的法律、法规和各项管理条例，并做到模范守法、文明施工。

(2)针对城市中心区施工的特点，科学安排，合理组织、严格管理、精心施工，以减少对周围环境及居民正常生活的影响。

(3)以成熟的施工技术及先进的设备和施工工艺，确保施工安全和工程质量，按期为业主提供一个优质的工程产品。

(4)以切实有效的技术措施和先进工艺，防止坍塌，控制地面沉陷，确保建(构)筑物及地下管线等不受损坏，维持正常使用功能，做到不断、不裂、不漏、不渗。

(5)在原技术标书施工组织设计的基础上，根据现场的实际施工条件，优化施工安排，均衡生产，保证工期。

二、工程概况2.1工程简介呼家楼站是北京地铁十号线的中间站，车站位于东三环北路与朝阳北路的交叉路口,呈南北走向，为分离岛式暗挖车站,与规划的东西走M6线在本站形成“十”字换乘关系。

有效站台中心里程K19+878.868，车站起讫里程K19+795.566～K19+975.066，长179.5m（模筑衬砌外到外尺寸），车站共设5个出入口，在车站西北、东南侧各设有1组风亭、风道。

车站主体为双线双洞，双层结构，有效站台长120ｍ，宽6.0×2ｍ，采用洞桩法施工。

车站北端由西北风井作为施工竖井进行施工，南端由西南临时竖井作为施工竖井进行车站主体的施工，主体完成后，西南临时竖井回填恢复原地貌。

呼家楼站平面布置情况见下图。

图2－1呼家楼站平面布置图2.2工程地质与水文地质西南工区土层自上而下依次为杂填土层、砂质粉土层、粉质粘土层、砂层、圆砾层、粉质粘土层，底板位于卵石层上方。

地下水分布为三层，第一层水为上层滞水，第二层为潜水，第三层为承压水。

2.2.1水文地质概况本次在勘察深度范围内，实际量测到三层地下水，第一层水为上层滞水（仅1007号钻孔观测到），第二层水为潜水，第三层为承压水。

上层滞水仅在部分地区分布，且分布不均、水位高低变化很大。

主要接受大气降水、灌溉水、生活废水和自来水、雨水、污水等地下管线渗漏的垂直补给，不同地段，含水层的渗透系数相差很大，补给方式和补给量悬殊较大。

以蒸发、向下越流补给潜水和人工抽降地下水的方式排泄。

本标段上层滞水仅局部分布，含水层以人工填土层①层和粉土③层为主，局部为粉细砂③3层。

井竖时临南西21站车口入出南西口入出北西亭风北西间区间区亭风南东口入出南东口入出南东口入出北东2.3岩土工程分析及评价(1)抗震设防烈度根据国家地震局1990年《中国地震烈度区划图》，呼家楼站位于地震基本烈度8度区内。

(2)场地土分类及场地分类根据《铁路工程抗震设计规范》（GBJ111-87），地面以下25m范围内各土层的剪切波速大于140m/s并小于500m/s，判别属Ⅱ类场地土，地面以下25m范围内土层的加权平均剪切波速Vsm=252～256m/s，判别属Ⅱ类场地。

(3)液化判别根据《铁路工程抗震设计规范》（GBJ111-87）判别，设计烈度为8度时，地面以下20m深度范围内，饱和粉土及砂土不液化。

三、施工方案3.1施工原则依照设计图纸，按照“管超前、严注浆、短进尺、快封闭、强支护、勤量测”的施工要求，结合呼家楼站的特点进行施工。

3.2施工顺序⑴竖井施作马头门暗梁和打设双排小导管及注浆。

⑵由于降水施工不能全面展开，竖井开挖至小导洞底部以下1.5m进行一期封底。

⑶分台阶破除A形导洞马头门， B导洞滞后A导洞8m以上。

⑷迂回风道左导洞（A形导洞）过主体导洞10m后破除主体马头门，进入主体导洞施工。

⑸主体导洞过联络通道10m后破除联络通道马头门。

⑹南、北工区主体导洞在车站中心里程处贯通。

3.3施工方法B 型导洞断面3.3.1马头门施工西南临时竖井小导洞马头门分为A 型和B 型两种，其中A 型马头门开挖断面宽4.6米、高8米，拱顶标高30.289m ，拱顶位于粉质粘土层中；B 型马头门开挖断面宽4.6米、高6米，拱顶标高28.289m ，拱顶位于粉细砂层中。

㈠竖井马头门施工流程竖井施工至马头门上方1m 时，连立三榀格栅钢架，打设双排φ32×3.25，L=3.0的超前小导管（双排间距0.5 m ，环向间距0.3m 打设一环）→在马头门开挖轮廓线10cm 外施做环形暗梁→破除A 型马头门上部2.9m 范围内竖井格栅钢架→连立三榀导洞格栅钢架→上台阶土方开挖支护进尺5m 后破处马头门中部竖井格栅，进尺5m ，→开挖下层土体,每一台阶长度4~6m ，台阶法开挖导洞。

㈡施工方法 1.打设超前小导管在竖井施作至马头门拱部上方1m 时，连立3榀竖井格栅，并在井壁上方标出横通道开挖外轮廓线的位置，放样超前小导管的位置，打设双排φ32×3.25，L ＝3m 小导管，注双液浆加固洞口上方土层，打设方向与隧道中线保持平行。

2.施作暗梁、预埋槽钢A 型导洞断面图在马头门结构10cm以外随竖井格栅一起施作马头门暗梁，同时调整竖井格栅间距，在导洞马头门每一步开挖的底部布设一榀竖井格栅，使马头门分层开挖时导洞竖向格栅能够落在竖井格栅上。

竖井施工时按马头门分层开挖高度预埋槽钢，做破除马头门搭设施工平台准备。

3.分部破除马头门处井壁混凝土，割除竖井钢格栅。

由于迂回风道A、B形导洞断面较高，施工时需采用台阶法开挖。

施工时将对A 形导洞马头门分三次破除，B形导洞马头门分两次破除。

竖井一期封底后，在竖井格栅预留槽钢位置搭设施工平台，开槽破除导洞拱部的竖井格栅，依次架设马头门拱部三榀格栅及横撑，并将其主筋与周围的竖井井壁钢格栅焊接牢固，底部落在竖井格栅上并及时喷射混凝土。

图4－1西南竖井马头门开挖示意图㈢主体及联络通道马头门施工顺序、方法迂回风道左导洞（A形导洞）过主体导洞10m后开始破除主体马头门，进入主体导洞施工。

主体导洞过联络通道10m后破除联络通道马头门，施工方法同竖井马头门破除。

3.3.2小导洞施工导洞支护结构参数表㈠小导洞施工顺序上台阶土方开挖→拱顶挂钢筋网片→架立格栅钢架→打设超前小导管（每两榀一次）→焊接纵向连接筋→喷射混凝土→锁脚锚管施工→开挖下一台阶㈡小导洞施工方法小导洞采用台阶法开挖，台阶长度5m。

施工时先开挖导洞上台阶，开挖时预留核心土，长度1~1.5米，按设计格栅间距每次进尺50cm，开挖后先初喷混凝土封闭掌子面。

铺设网片、架设格栅钢架，设纵向连接筋，上弧格栅施作完成后在拱脚两端增设φ32mm锁脚锚管，锁脚锚管长度≥3m，每榀格栅设置一次。

每进尺2米在拱部施打一次小导管(L=3.0m、环向间距@300mm)，小导管从格栅之间穿过。

最后及时喷C20早强砼，喷射厚度30 cm，先喷射拱脚，从下到上螺旋式喷射砼，完成上断面初期支护。

上台阶进尺5米后开挖下台阶，先开挖两侧土方，再开挖中部土方，人工清理开挖面，安装格栅后喷射混凝土。

其他方法同上台阶。

视地质和周边构筑物情况采取加密间距和注浆加固掌子面措施。

㈢小导洞堵头墙施工待迂回风道小导洞开挖至17.4m时立即对掌子面进行喷混封闭，同时插打长4m 的加强锚管，注浆加固，再安设格栅钢架及钢筋网片，喷射混凝土。

3.3.3施工工艺㈠小导管的加工小导管采用Φ32，壁厚3.25mm普通水煤气管加工而成，长度符合设计。

小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。

小导管中间部位钻Ф6-12mm溢浆孔，呈梅花形布置(防止注浆出现死角) ，间距20cm，尾部1.0m范围内不钻孔防止漏浆，㈡注浆加固范围及小导管布设竖井设Ф32超前小导管锁定格栅，每四榀布设一次，导管长3ｍ，环向间距2.0ｍ。

在竖井导洞及风道开口位置设置双排小导管，双液注浆，长度3ｍ，环向间距0.3m，纵向间距50cm，上排位于格栅上部，下排从拱部格栅中穿过，仰角及外插角7°-12°(角度过小影响下榀格栅的架设，极易造成侵限，角度过大，易出现超挖现象) 。

㈢小导管安装用风钻引孔，并将小导管打入孔内，如地层松软用手持风钻将导管直接打入。

对于砂类土，用φ20mm钢管制作吹风管，将吹风管缓缓插入土中，用高压风射孔，成孔后将小导管插入，并用CS胶泥将管口密封。

㈣双液注浆①浆液的选择粘土层采用水泥-水玻璃双液浆，粉细砂层采用改性水玻璃单液浆。

②双液浆的配制水泥浆液和水玻璃浆液分别在两个容器内，按一定的配比配制好待用。

③双液浆参数的选择双浆液配比根据现场试验确定，一般情况下水泥：水玻璃=1：1～1：0.8(体积比) 。

凝胶时间根据实际情况确定，一般为7-9min。

注浆初压为0.3Mpa，终压为0.5Mpa。

注浆压力不宜超过0.6Mpa，否则浆液损失过大，造成浪费。

④注浆工艺及设备注浆管联接好后，注浆前先压水试验管路是否畅通，然后开动注浆泵，通过闸阀使水泥浆与水玻璃浆液在注浆管内混合，再通过小导管压入地层。

回浆⑤改性水玻璃的配制改性水玻璃采用水玻璃与硫酸的稀释混合液体，主要应用于粉细砂层中。

⑥液浆参数的选择水玻璃：40Be，硫酸：98%，稀释后配合比为：水玻璃：稀硫酸＝4：1 ⑦注浆施工流程注浆施工工艺流程图㈤喷混凝土施工潮喷是将骨料、水泥和适量水按设计比例拌合均匀，用潮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。