竖井施工作业指导书2.doc

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施
工
作
业
指
导
书
中铁十二局集团武汉地铁二号线
小龟山车站项目经理部
二〇〇八年十月二十二日
第一部分 设计说明
一、工程概况
武汉地铁2号线小龟山站~洪山广场站区间，设计范围为K17+489.95~K18+479.95。区间西北接小龟山站，东南经姚家岭，沿体育馆路，向东南至洪山广场。隧道覆土16~22m。其线路两侧50m范围内分布有较多的多层建筑物，并穿行于体育馆路下方。
本区间采用矿山法施工，在K18+081.9998设置施工竖井和联络横通道，并将区间泵房设置于联络通道内。施工竖井及联络通道位于规划体育馆路北口，尚未实现规划，经前期拆迁后，竖井周边主要建筑：场地围挡西侧为3层民用建筑，距竖井12.4米；东北侧为亢龙太子酒轩，距竖井36米。场地围挡范围内有一铸铁Φ400水管，距离竖井5米左右。施工竖井采用明挖法施工，横通道与体育馆路垂直相交，采用矿山法施工。
施工竖井长度为7.7m，宽度为5.7m，竖井平面呈长方形，开挖深度为28.81m。基坑安全等级为一级。
二、工程地质和水文地质
依据中冶集团武汉市勘察设计研究院2008年7月提供的《武汉轨道交通二号线一期工程小龟山（不含）~洪山广场（不含）区间岩土工程勘察报告书》（详细勘察阶段），本工程的工程地质和水文地质概况如下：
1 场地环境概况
拟建场地属于长江三级阶地~剥蚀残山地貌。依孔口标高计，其地面标高变化在33.19~34.25m，西高东低，地形有起伏，北面是要拆迁的姚家岭低层建筑，东侧为亢龙太子酒店。
2 岩土分层及其特征
各层的地层岩性及其特点自上而下依次为：
1）人工填土层
杂填土（地层代号1-1）：主要由砖块、碎石混粘性土组成，硬杂质含量约20%~40%，粒径5~20mm不等，呈湿的、稍密状态。厚度为0.9m左右。
2）第四系上更新统冲积层
粉质粘土（地层代号7-2）：褐黄色，含黑色铁锰氧化物及灰白色高岭土条纹，呈饱和、硬塑状态。厚度为13.6m左右。
3）第四系中更新统冲洪积层
碎石粘土（地层代号10-2）：棕红色，含黑色铁锰氧化物，间夹石英砂岩岩块，碎石含量5~30%左右，粒径大小一般为20~300mm，呈饱和、硬塑状态。厚度为18.6m左右。
4）泥盆系统砂岩
粉砂岩（地层代号10a-2）：中风化粉砂岩，浅黄色，主要由石英粉砂与少量长石、白云母碎屑被水云母胶结组成，粉砂质结构、层状构造，岩石裂隙较发育，岩心较破碎，厚度为7.9m。

岩土名称
地层代号
天然容重r(kN/m3)
内摩擦角φ(°)
凝聚力C(kPa)
土与锚杆浆体极限摩擦力f(kPa)
杂填土
1-1
19.5
18
8
22
粉质粘土
7-2
19.8
17
50
56
含碎石粘土
10-2
19.4
18
50
60
粉砂岩
19a-2
21.3
17
60
60

3 水文地质概况
1）地下水类型
场地地下水类型为上层滞水和基岩裂隙水两种类型。
上层滞水主要赋存于人工填土之中，大气降水及附近居民生活用水是其主要补给来源。
基岩裂隙水主要存在于裂隙发育的岩层之中，但因岩石裂隙多为闭合裂隙，或充填有粘性土，水量较小。坑内少量地下水可通过明排疏干，同时应做好周边地面防水保护措施。
2）渗透性
岩土名称
地层代号
水平渗透系数（m/d）
渗透性分析
杂填土
1-1
3.2~4.5
透水层
粉质粘土
7-2
0.0006~0.0007
不透水层
含碎石粘土
10-2
0.0002~0.0003
不透水层
三、主要设计原则及标准
1、本竖井为深基坑工程，其开挖深度为29.871米，基坑支护结构安全等级为一级，但竖井结构为临时结构，预计使用周期为两年，其结构重要性系数γ0=1.0。联络通道安全等级为一级，结构重要性系数γ0=1.1。
2、竖井及通道支护结构的布置，须满足竖井辅助隧道施工的需要和建筑限界要求，并考虑结构受力后的变形和施工误差等因素。
3、竖井支护结构采用荷载—结构模式，施工阶段竖井外侧土压力按主动土压力计算。竖井基坑外2m范围内不得堆载， 30m范围内地面超载不得超过20KPa。
4、竖井及通道支护结构均采用喷锚和格栅钢架（或工字钢架）支护。
5、竖井为临时辅助施工竖井，待区间隧道施工完成后，回填竖井，并按市政要求恢复原路面。
6、横通道二次衬砌相应要求：
（1）竖井构件根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别进行承载能力的计算和稳定性、变形及裂缝宽度验算。
（2）使用年限：100年
（3）受弯构件的最大挠度不应超过L0/400~ L0/300。悬臂构件的允许挠度取2（L0/400~ L0/300）
（4）结构抗震等级为三级，按抗震设防烈度6度
（5）通道结构按六级人防设计
（6）结构抗浮验算按最不利情况采用，当不考虑侧壁摩阻力时，其抗浮安全系数应大于1.05。
（7）结构构件的设计根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的分别进行荷载效应组合，并取各自的最不利组合进行结构设计。
（8）结构耐火等级为二级
（9）防水等级二级
（10）结构构件裂缝控制等级为三级，即构件允许出现裂缝。裂缝宽度限值：迎水面不大于0.2mm，其他不大于0.3mm
（11）结构的设计符合结构的实际工作条件，并反映结构与周围地层的相互作用。地下结构的设计应将工程类比和理论计算相结合，并采用信息化设计和施工，在既有资料和地质勘查报告的基础上开展施工前的设计，根据施工现场监控量测的信息反馈修正设计、指导施工。
7、计算荷载及参数
结构设计所考虑的计算荷载主要有三种：恒载、活载、偶然荷载。
（1）恒载：结构自重、水压力、土压力、设备重量
（2）活载：施工荷载、地面汽车荷载
（3）偶然荷载：6度地震荷载、6级人防荷载
主要计算参数
（1）地层的物理力学指标依据工程地质勘察报告取值。
（2）地面活荷载：城-A级，考虑土层扩散效应按均布荷载计算
（3）结构材料的物理力学指标根据规范选用。
四、工程材料
1、工程材料
初期支护：C25湿喷早强混凝土
锁口圈：C30钢筋混凝土；
二次衬砌：C30防水混凝土，抗渗等级S10；
锚管：Q235钢 φ42×3.25mm；
钢筋：采用HPB235（Q235）、 HPB335(20MnSi)热轧钢筋，其材质应分别符合国家标准；
型钢：Q235B钢；
回填：C20砼、土石及水泥浆液。钢筋、钢板、型钢等，其性能而质量必须符合国家现行标准和行业标准的规定，并应有各项性能的质量证明书和检验报告。
2、本工程所处环境属于一般环境，环境条件为干湿交替环境，作用等级为I-C,设计使用年限为100年的结构混凝土材料应符合如下要求：
⑴严格控制水泥用量：在保证混凝土强度的前提下，尽量降低胶凝材料（水泥、抗裂防水剂、掺和料）的总用量和水泥用量，但低胶凝材料的最低用量不少于320kg/m3，最大用量不得高于450 kg/m3。当有抗渗要求时，水泥用量不少于250 kg/m3；
⑵限制混凝土水胶比（C30混凝土水胶比不应大于0.46）；
⑶混凝土中的最大氯离子含量为0.06%；
⑷混凝土中的三氧化硫含量不得大于胶凝材料总重的4%
⑸混凝土中宜添加一定的外加剂（内掺2%的WHDF混凝土增强密室抗裂剂）
⑹宜使用非碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，混凝土中的最大碱含量为3.0 kg/m3；
⑺优先掺加优质引气剂。
⑻严格控制入模温度≤28℃。
3、混凝土的外加剂及其使用应符合要求:
(1)各种外加剂应有厂家提供的推荐掺量与相应减水剂，主要成分（包括复配组份）氯离子含量百分比，含碱量，以及施工中必要的注意事项如超量欠量使用时的有害影响、掺和方法和成功使用的证明等。
（2）当混合使用各种外加剂时，应事先测定他们之间的相容性
（3）外加剂的氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重的0.02%，高效减水剂中的硫酸钠含量不大于减水剂干重的15%
4、喷射混凝土养护应遵守下列规定：
（1）喷射混凝土2h后应喷水养护时间不得少于7d
（2）气温低于+5时不得喷水养护
五、构造要求
1、受力钢筋保护层厚度
初期支护：外侧40mm、内侧40mm；
二次衬砌，外侧35mm、内侧35mm。
分布筋和拉结筋的保护层厚度不小于20mm。
2、钢筋的锚固与连接
除图中注明以外，钢筋的锚固长度为35d。
结构构件受力钢筋的连接可采用焊接或机械连接两种型式。当钢筋采用焊接连接时，接头形式、焊接工艺、试验方法、质量要求及质量验收等，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002），《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）等现行国家有关规范的要求。钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可施焊。机械连接性能等极为Ⅰ级。
六、施工组织及主要施工步骤
1、施工总平面布置
竖井位置设在K18+081.9998的拆迁后空地上，竖井位置的选择有效的避开了周边的市政管线。
2、施工期间地面交通疏解方案
施工期间实行封路，车辆及人行从围挡外临时便道绕行。
3、施工组织
竖井锁口圈—→短进尺竖井开挖及支护—→分段分区破除马头门并施工横通道初期支护—→施工横通道二次衬砌—→施工主隧道—→主隧道施工完成后回填施工通道及竖井。
七、施工注意事项及技术要求
1、竖井施工前应进一步详细核实场地范围内的管线、地下建筑物情况，据探明的情况来判断竖井位置是否需要进行微调。
2、井身开挖前，井口设好遮雨棚，井口周围设安全防护栏，地
面设截水沟，排截地面水，地面采用100mm厚的C15混凝土铺砌，防止地表水渗入基坑，严格控制周边堆载不得大于20KN/m2,应认真做好防火、防电、防掉落、防洪等措施，确保施工安全。
3、竖井施工应由上向下开展，首先施工锁口圈结构，锁口圈混凝土完成并达到80%设计强度后方可进行下一步开挖。竖井初期支护应开挖一榀支护一榀。开挖后首先打设土层锚管，然后架设格栅拱和喷射混凝土。
4、待竖井初期支护落底后，分段分区破除马头门位置的初衬格栅，并施工横通道。竖井初支破除进洞开挖通道前，应对马头门区域采用临时支撑加固措施，确保竖井井壁及通道洞室的稳定；同时，破壁进洞时应采用小导洞法探测地质情况，若地质有较大变化，应及时通知地勘、监理、设计单位到现场解决。
5、土层用人工开挖或机械开挖（地面以下3m范围采用人工开挖）；基坑必须自上而下分层、分段依次开挖，严禁掏底施工。
6、竖井支护结构混凝土应分层喷射，确保混凝土密实可靠。
7、施工过程中应对周围临近道路的沉陷进行监测，如发现有地面开裂、沉陷情况，应立即停止施工，并采用有效措施控制开裂、沉陷的发展，并通知有关单位人员经研究、处理。
8、应严格按照《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》和设计图的要求施工。施工中认真做好监测工作，以便根据监测成果反馈信息，及时调整支护设计参数和开挖方法。
9、施工期间应加强通风，保证掌子面有足够的新风量，为施工人员提供必要的劳动保障。
10、格栅钢架加工制作时，构件的连接是关键工艺，应严格按照有关规范规定执行，确保各类焊缝的质量。格栅钢架加工后应放在水泥路面上试拼，其允许误差为：沿格栅钢架周边轮廓拼装偏差不应大于±30mm；格栅钢架有各单元钢构件拼装而成，各单元间用螺栓连接，螺栓孔眼间距公差不超过±0.5mm；格栅钢架平放时平面翘曲应小于±20mm。第一榀钢架应在地面进行预拼装，检查无误后再批量加工，分批运到施工部位。施工中加强监控量测，根据信息反馈，研究确定是否需要加强钢架支护。
11、根据地勘报告，地层和基坑中无承压水，但应提前做好遇承压水的预案，若遇到地下承压水需及时采取预案，并通知业主、监理及设计单位。
12、本竖井深度较大，马头门格栅破除时竖井初衬处于非常不利状态，破除马头门时应加强支护措施，加强监控量测。
13、开挖横通道时，应严格控制超挖，及时对初支背后空隙进行注浆回填，保证处置背后密实。
14、竖井及横通道施工中，应及时排出渗入水及基岩裂隙水，确保工程在无水条件下施工。应避免地表水、雨污水渗入7-2和10-2土层，确保基坑稳定。
八、施工应急预案
1、竖井在未回填前应注意周围管线情况，尤其是过水管线，进行监控量测，一旦发现管线有漏水或者是竖井内发生较大的内凸变位时，坑内停止挖土作业，适时增加内撑或锚杆，保证竖井结构安全。
2、应充分做好雨季施工准备，确保竖井基坑内的水能及时排出，防止围岩因雨水长期浸泡造成承载力降低。
九、施工监控量测
为保证周边环境和施工的安全，应进行必要的施工监测。并定期（每半月）向业主、设计、施工和监理提供监测资料。当监测显示有不正常情况时，应立即向业主、设计施工和监理报告。具体的监测项目、测点布置和精度要求详见施工监控量测图。
十、环境保护、劳动安全防护
1、施工弃土临时堆砌坡脚以设支挡物，并应尽快运到指定堆放场，避免乱取乱弃，破坏自然环境；运输弃土车辆不宜装的过满，应加盖蓬布。进出场车辆必须把车轮冲洗干净，并不得超载。
2、施工期间，施工中产生的废水需沉淀后才能排至市政雨、污水管道。
3、施工噪音应满足《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）的要求，合理安排施工时间，尽量避开居民休息时间进行强噪声操作。
4、选用的施工注浆浆液必须对地下水无污染。
5、施工中应加强管理，严格按设计要求施工，加强监控量测
，确保城市交通畅通和既有建筑物安全。
6、场地围挡美观大方，保持工地卫生、整洁，文明施工。
7、暗挖施工，隧洞内环境差，施工中应加强通风，保持随洞内空气新鲜。
8、施工产生的泥浆须经无污染处理后方能排入市政污水管道。
十一、其他需要说明的问题
1、施工时应对地质资料进行核查，必要时进行补充勘探，如有较大出入，请及时通知地勘、设计、监理等相关单位研究处理。
2、本说明有关施工要求、质量验收标准等未述及部分，应按国家现行规范、规程的有关要求或图中有关说明和要求执行。
第二部分小~洪区间竖井施工
一、工程概况