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南京市5号线地铁车站土建工程施工组织设计第1章编制依据和编制原则
根据某地铁5号线工程土建施工招标文件,为圆满完成某地铁5号线11#合同段(和平西桥站~北土城东路站)的土建工程,在认真阅读和充分理解设计意图及对施工现场详细调查的基础上,结合我单位隧道及地下工程的施工经验,本着信守合同、确保施工和周围建筑物安全、合理控制工程造价、优质高效、文明施工的指导思想,编制本工程施工组织设计。
1.1.1.某地铁5号线工程土建施工招标文件(含设计图纸);
1.1.2.我单位现场踏勘、调查资料;
苏JT22-2004 “军用”多层复合防水卷材做法1.1.3.招标文件明确的有关设计规范、施工技术规范;
1.1.4.北京市人民政府颁布的有关法规、条例;
1.2.1.充分遵循招标文件条款的原则。
1.2.2.坚持实事求是、精心组织、科学施工的原则。
1.2.3.严格执行设计文件和技术规范、合理选择施工方案、实行全面质量管理和安全生产标准化工地建设。
某地铁5号线11#合同段包括一段区间及一座车站:和平西桥站~北土城东路站区间、北土城东路站。
2.1.1.1.区间工程
2.1.1.1.1.区间工程概况
2.1.1.1.2.区间工程工程地质
本段线路位于永定河冲洪积扇的中部地带,地层由上至下依次为:
粉土填土①层:局部为杂填土①1层及炉灰①2层,厚度为1.2~8.1m,层底标高为33.00~41.05m。
第四纪全新世冲洪积层:
粉土③层:夹粉质粘土、粘土③1层,粉细砂③2层,厚度为2.0~9.8m,层底标高为34.0~27.70m。
粉土④1层,中粗砂④3层,厚度为1.80~7.10m,层底标高为23.50~30.00m。
第四纪晚更新世冲洪积层:
卵石圆砾⑤层:粉细砂⑤2层,厚度为0.40~7.10m,层底标高为22.90~27.47m。
粉质粘土、粘土⑥层:夹粉土⑥1层,细中砂⑥2层,厚度为3.60~12.30m,层底标高为13.97~20.25m。
卵石圆砾⑦层:夹细中砂⑦1层。厚度为1.00~7.00m,层底标高为11.55~15.99m。
粉质粘土、粘土⑧层:夹粉土⑧1层及细中砂⑧2层,厚度为1.85~6.50m,层义标高为8.80~14.80m。
粉质粘土、粘土层:夹粉土1层,细中砂2层,厚度为1.70~6.70m,层底标高不清。
2.1.1.1.3.区间工程水文地质
地下水主要有上层滞水、潜水和承压水。
上层滞水:水位标高为31.94m,水位埋深为6.86m。含水层为粉细砂③2层和粉土③层,主要接受大气降水和绿地灌溉水垂直渗透补给和管沟渗漏补给。
潜水:水位标高为27.17~28.11m,水位埋深为11.63~12.84m。含水层为中粗砂④3层,地下泾流方向为自西向东,与地铁五号线方向近与直交。
承压水:水头标高为24.78~25.01m,水头埋深为14.02~15.94m。含水层为细中砂⑥2层、卵石圆砾⑦层、卵石圆砾⑨层和细中砂⑨1层,地下水泾流方向为自西向东,与地铁五号线方向近与直交。
根据地下水腐蚀性测试结果:本段沿线上层滞水及潜水对砼结构无腐蚀性,对钢筋砼中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。承压水对砼结构无腐蚀性,对钢筋砼中的钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
2.1.1.1.4.区间工程场地类型及地震烈度
拟建场地处于地震基本烈度8度区内。
场地覆盖层厚度dov<80m,地面下25m深度(并不小于基础底面以下10m)范围内土层剪切波速平均值为Vsm=262~269m/s,依据《铁路工程抗震设计规范》,场地土类型为Ⅱ类场地土,场地类别为Ⅱ类。
在地震烈度为8度时,水位标高在34.00m时,本场地地面下20m深度范围内饱和粉土和砂土不液化。
区间工程的地质情况详见《区间地层剖面图》。
2.1.1.2.车站工程
2.1.1.2.1.车站工程概况
北土城东路站位于惠新西街和太阳宫路的交叉路口,为地下十字形换乘站,是地铁5号线与奥运支线(十号线)的换乘车站。车站主体结构采用全现浇钢筋混凝土箱形框架形式,沿5号线线路走向为双层三跨岛式站、沿奥运支线走向为单层六跨侧式站,车站建筑面积16972平方米。车站共设4个通道、4个出入口和4个风亭,五号线北土城东路车站起点里程为K15+401.9,终点里程为K15+586.6,车站有效站台中心里程为K15+478,车站总长184.7m。
车站采用明挖法施工,5号线走向基坑采用钻孔灌注桩加内部钢支撑进行支护,奥运支线走向基坑采用钻孔灌注桩加锚杆进行支护。
2.1.1.2.2.车站工程周边环境
北土城南侧是土城遗址、坝河及绿化带,车站东侧是交通部科技信息研究所,车站西侧是航天部第六二八研究所,惠新西街规划道路红线宽为65米,太阳宫路规划红线宽为50米,车站位于红线范围内。
穿过车站范围内的管线主要有:
φ2000南北向上水管约200米位于车站上方;
φ400南北向上水管约80米横跨车站上方;
φ1000南北向的雨污水管约60米横跨车站主体上方;
φ600东西向的污水管约70米位于奥运支线的围护结构上方;
2.1.1.2.3.车站工程工程地质
工程地处北京永定河冲洪积扇轴部,地势平坦,微有起伏,地面标高在43.13~43.45m之间,地面坡降小于千分之一。
北京属暖温带湿润大陆季风气候,年平均气温为11.5℃,年平均降水量为664毫米,6~9月降水量占全年降水量的84%;冬季受蒙古高气压控制,多西北风,寒冷干燥,冻结深度为0.80m。
线路位于永定河冲洪积扇的中部地带,工程穿过的地层自上而下依次为:
粉土填土①层:局部为杂填土①1层,厚度为5.3~9m,层底标高为37.68~34.9m。
第四纪全新世冲洪积层:
粉土③层:夹粉质粘土、粘土③1层,厚度为0~2.5m,层底标高为37.68~34.9m。
粉质粘土、粉土④层,粉细砂④2层,厚度为1.80~7.10m,层底标高为23.50~30.00m。
第四纪晚更新世冲洪积层:
卵石圆砾⑤层:粉细砂⑤2层,厚度为0.40~7.10m,层底标高为22.90~27.47m。
车站埋深范围内主要为粘性土,状态为硬塑或可塑,五号线站台层下半部有一道粉细砂④2层,厚度为0.9~2.5m。
2.1.1.2.4.车站工程水文地质
地下水主要有上层滞水、潜水。
上层滞水:水位标高为37.58~40.25m,水位埋深为3.2~4.8m。含水层为粉土③层,主要接受大气降水和绿地灌溉水垂直渗透补给和管沟渗漏补给。
潜水:水位标高为30.24~34.52m,水位埋深为9.65~11.96m。含水层为粉细砂④2层,地下泾流方向为自西向东,与地铁五号线方向近与直交。
根据地下水腐蚀性测试结果:地下水对钢筋砼中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
2.1.1.2.5.车站工程场地类型及地震烈度
拟建场地处于地震基本烈度8度区内。
根据波速测试成果资料,在地面以下深度20米范围内,地层剪切波速厚度加权平均值为252~290米/秒,属于中硬场地土,建筑场地类别为Ⅱ类;在地震烈度8度情况下,地面以下深度20米范围内饱和砂土、粉土为不液化土层。
地面以下15米范围内的人工填土、可塑~硬塑的粘性土、粉土、砂土的土石类别为松土,土石等级为Ⅰ类;深度15米以下硬塑~坚硬的粘性土、粉土、密实的砂土为普通土,土石等级为Ⅱ类。
车站工程地质情况详见《车站工程地层剖面图》。
招标文件的工期要求为:
计划开工日期:2003年10月1日
计划竣工日期:2005年6月30日
计划合同工期:639日历天
2.1.3.主要工程数量
区间施工时业主提供一块临时用地:设在YK15+060左侧慢行线上作为施工竖井场地,面积1500m2;车站施工时未提供专门的临时用地,临时设施楞可根据两期的施工情况设在围挡范围内。
2.2.2.施工期间交通组织
区间隧道施工时,暗挖段对交通不产生影响;车站施工时,需进行交通疏解工作。
2.2.3.市政管线的处理
在进行车站明挖施工时,以下管线需进行改移或悬吊处理:
φ2000南北向上水管约200米位于车站上方,向西改移局部绕过车站主体;
φ400南北向上水管约80米横跨车站上方,悬吊保护;
φ1000南北向的雨污水管约60米横跨车站主体上方,置换悬吊;
φ600东西向的污水管约70米位于奥运支线的围护结构上方,向南改移30米;
2.2.4.临时用电、临时供水
甲方将水源接口、电源接口等引至建筑红线处。
1.5mm厚塑料防水板+无纺布
除喷射混凝土现场生产外,其它均采用商品混凝土。
2.3.工程特点、难点及对策
2.3.1.工程特点与难点
通过认真阅读招标文件,深刻领会设计意图,现场反复调查,结合经验与分析,我们认为本工程的特点和难点是:
2.3.1.1.周围约束条件多
区间隧道下穿樱花西桥及坝河,穿桥基段隧道拱顶距桥墩基础仅2.9m,施工中必须有效控制桥基的沉降量,同时亦需加强结构防排水施工。地下各种管线密集,有供水、排污管、煤气管、通讯、电力线路等,管线纵横交错,这些管线结构型式多样,对沉降的敏感程度各异,且路面车流量较大,交通较为繁忙,在隧道开挖过程中,汽车动载易引起砂土液化,因此必须引起足够的重视;并且,很多管线在车站的明挖范围内,开挖时必须妥善处理好各种管线的拆移工作。
2.3.1.2.车站结构变化大、接口多
本标段车站为二站同建,一为双层岛式,一为单层侧式;一为三跨,一为六跨,结构变化较大。
2.3.1.3.场地狭窄、施工干扰大
本标段地处繁华闹市区,提供的施工场地狭小,规划布置十分困难,机械设备、材料进出不便,区间的开挖弃土、机械作业和车站的明挖施工均会产生噪音和环境污染,施工干扰大,必须采取相应的防护措施,科学规划、精心组织、合理调度,夜间弃土,确保施工对周围环境影响控制在最低限度,保证施工生产的顺利进行。
2.3.2.主要施工对策
针对本工程的重点、难点,采取的主要施工对策如下:
2.3.2.1.进一步作好开工前的工程勘察和施工环境调查,掌握第一手资料。
结合本工程的实际,拟调查的内容有:
明挖车站的工程地质、水文地质勘察。
地下各种管线的分布情况、结构形式调查。
樱花西桥的结构形式、施工质量、桥梁现状调查。
坝河历年水文情况调查。
通过详实的调查,全面了解周围建筑物的工况,采取经验与理论相结合的研究分析,预测施工过程中对周围环境的影响程度,为科学决策提供依据。
2.3.2.2.采用信息化管理,进行系统的施工监控
针对本工程的结构特点,合理布置测点,及时收集、整理量测数据,通过科学的分析,及时掌握围岩支护结构、基坑围护结构的动态以及开挖过程中对周边环境的影响,以便反馈信息,优化设计参数,指导施工,预防工程事故和环境事故的发生。本工程对重点建筑物进行跟踪监测,确定合理的预警戒值,当达到警戒值时,立即采取相应的技术措施。
2.3.2.3.严格控制地表沉降
根据经验和施工模拟计算分析,地表沉降主要由上台阶开挖引起,因此,要选择合理可靠的施工方法,提供更强更快的支护:
采取大管棚结合小导管超前支护,对围岩进行预加固;
采取微台阶开挖,使支护结构尽快闭合,改善整体受力条件;
采取扩大拱脚、加强锁脚、拱背注浆等措施控制洞室收敛变形;
2.3.2.4.特殊地段施工措施
2.3.2.4.1由于防水结构施工要求甚高,所以采取“四定”责任制,即定人、定岗、定责、定标准的办法精心施工,以确保防水效果。
2.3.2.4.2在穿过管线密集的路段时一是根据监测数据调整施工方法,优化支护参数,必要时对地下管线地层采取跟踪注浆加固;二是根据调查情况对陈旧的管线如供水管、煤气管视情况采取迁移改线或悬吊加固处理。
2.3.2.4.3穿越樱花西桥桥基因土体应力重新分布,会引起桥基的土体沉降,采取加强洞室超前支护、初期支护等措施,加固桥基与隧顶之间的土层、控制洞室的收敛变形,确保桥基的安全。
2.3.2.4.4设计地质水文资料表明地层夹粉砂层,在基坑开挖时要加强监测,及时了解基坑围护体的止水效果和基坑外水力梯度变化,采取限压、有控降水技术,预防流砂发生。
计划施工总工期为629个日历天,即从2003年10月1日至2005年6月20日,较招标文件要求的工期提前10天完成全部施工任务。
工程质量在达到优良等级基础上创市优工程。
3.1.3、安全生产目标
杜绝死亡事故,轻伤率控制在3‰,在整个施工监测项目中,各种变形的控制在允许范围内,确保施工、周边建筑物和各种管线的安全。
3.1.4、文明施工目标
创建北京市安全文明标准工地。
3.1.5、环境保护目标
施工中的废水、废气、各种废弃物达标排放;控制噪音污染;保护文物古迹;保护城市绿地;创建北京环保型建筑工地。
3.2.1平面布置总体方案
区间竖井区在指定的场地范围内以布置生产设施为主,临时生活设施以就近租用为主。
车站充分利用二阶段施工的时间间隙来布置临时设施,以充分利用场地,减少拆迁量,不易拆除的临时设施以一次性布置到位为原则。
3.2.2区间工程总体方案
本标段区间工程采用暗挖法施工。
施工中,以超前导管(或管棚)作为超前预支护,通过注浆来预加固地层;超前加固后,采用人工方法进行开挖;开挖以短台阶法开挖为主,部分地段采用超短台阶法开挖;开挖后,以格栅挂网或钢拱挂网作为支撑骨架、喷射混凝土形成联合支护体系;二次衬砌采用衬砌台车整体浇筑。
洞内铺设24kg/m轨道,轨道为单轨,每隔100m设一会车道;洞碴在下台阶集中装运,装碴采用电动耙碴机,电瓶车牵引牵引矿车至交叉口处,人工推运矿车至竖井提升处,通过提升架运至地面。洞碴集中在夜间采用自卸汽车运出市区。
3.2.3车站工程总体方案
本标段车站工程采用明挖法施工。
降水采用管井降水,管井降水后,沿基坑周边施工钻孔灌注桩作为围护结构;开挖采用反铲挖掘机进行分层开挖,开挖后桩间挂网喷砼,五号线走向分层安装内支撑、奥运支线走向分层施工土层锚杆。
车站结构施工采用顺筑法。
3.3.施工单元及阶段划分
3.3.1.施工单元划分
本工程分为暗挖区间南段、暗挖区间北段、明挖车站五号线部分、明挖车站奥运支线部分计四个施工单元。
3.3.2.施工阶段划分
3.3.2.1区间施工阶段划分
区间隧道划分四个施工阶段:
第一阶段:施工准备、管线改移、施工降水和施工围挡;
第二阶段:施工竖井及联络道;
第三阶段:以施工通道作为分界,左右线分别向南北方向推进,进行区间隧道的开挖及支护;
第四阶段:随区间隧道土方开挖及支护的进展情况适时安排二次衬砌。
3.3.2.2.车站施工阶段划分
车站划分为六个施工阶段:
第一阶段:施工准备、拆除开挖范围内的建筑物、清理场地、施工围挡和施工降水;
第二阶段:施工围护结构;
DB14/T 1754-2018标准下载第三阶段:开挖五号线车站主体部分、段内管线拆移;
第四阶段:施工五号线车站主体部分、主体部分回填;
第五阶段:开挖奥运支线车站部分;
第六阶段:施工奥运支线车站部分、支线部分回填;
根据招标文件的要求、初步施工设计,结合区间隧道的现场条件,总体部署如下:
详见《组织机构框图》。
3.4.2人员配备与岗位设置
充分考虑各业务部门的需要,本着分工明确预应力现浇箱梁施工方案,职权到位,满足服务基层需要的原则,项目部安排35人。根据本标段所含工程类别、工程数量、工期要求、工程项目分布,进行劳动力资源优化配置,施工层安排四个专业工程公司,即桩基工程公司、机械化公司、建筑工程公司和隧道公司。分别负责明挖车站围护桩工程、土石方工程、结构工程和区间隧道的施工。项目经理部岗位、人员及各公司施工人数配置见表。施工过程中,根据实际施工进度情况,随时调整施工人数,以满足施工需要。
项目经理部岗位及人员配备表