北京地铁十号线呼家楼站主体结构扣拱施 工 方 案中铁十九局集团北京地铁十号线十五标段项目经理部二00五年三月一日呼家楼站主体结构扣拱施工方案一、编制依据1、北京地铁十号线一期（含奥运支线）工程呼家楼站车站主体结构设计图；2、北京地铁建设管理有限责任公司文件 “北京地铁十号线工程管理程序文件汇编”；3、十号线项目管理处对工期的要求及呼家楼站施工组织设计的进度计划安排；4、现场踏勘所采集的资料；5、地铁施工有关的施工技术规范、规程、标准；《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）6、我单位多年从事地铁、市政等工程的施工经验。
二、 工程概况呼家楼站是北京地铁十号线的中间站，是一座结构设计独特、技术难度较大的地铁站，车站位于东三环与朝阳北路交叉路口，呈南北走向，结构为分离岛式车站另规划中东西走向的M6线与本站成“十字换乘关系”车站起讫里程K19+795.566～K19+975.066, 中心里程K19+878.866，有效站台长120m，共设5个出入口，在西北、东南各设一组风亭呼家楼站平面布置如图1：图1 呼家楼站平面布置图三、工程地质根据钻探揭露，按照其沉积年代、成因类型及岩性，本次勘察深度范围内自上而下地层的物理力学指标见下表主体加高断面拱部处于粉质粘土层，围岩自稳能力较强，而主体结构标准断面拱部均处于粉细砂层，围岩自稳能力差，易塌落，开挖困难主体结构开挖面拱部受上层滞水影响，潜水位于拱顶以下4-7m，对大弧扣拱影响不大，但是由于过暗河、污水管线段受渗漏水的影响，地层含水量大，局部有水囊，开挖时需要注浆止水详见图2主体结构地质纵断面图 地层概况及各土层力学性质参数沉积年代地层代号岩性名称天然密度(g/cm3)粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)水平基床系数KS(MPa/m)垂直基床系数KC(MPa/m)静侧压力系数K0钻孔灌注桩的极限摩阻力qisa(kPa)地基的基本承载力σ0(kPa)人工堆积层Qml①1杂填土①粉土素填土四纪全新世冲洪积层Q41al+pl③粉土45350.29③1粉质粘土38260.73③2粘土3826.380.58③3粉细砂2.003035250.3860250④2粉土1.90252548360.4360210④3粉细砂2.003040300.3570250第四纪晚更新世冲洪积层Q3al+pl⑤圆砾2.154090700.25120700⑤1中粗砂2.083560400.3590450⑥粉质粘土2.022418480.020.6360240⑥1粘土1.89371448360.4360200⑥2粉土2.05102862.3400.2570260⑦卵石2.1540110800.35120900⑦1中粗砂2.083560450.35100450⑦2粉细砂2.0530504080300⑧粉质粘土1.9460260图2 主体结构地质纵断面图四、施工特点、难点分析1、主体初期支护结构分导洞内拱脚施工和主体拱顶大弧施工两阶段进行，如何保证两次施工的连接精度，成为施工控制的难点。
2、交叉口处结构复杂如何实现该处结构之间的顺利衔接、受力转换为施工难点3、主体结构段面类型较多，开挖面积大，过渡段、交叉口处受力复杂，初支必须尽早封闭成环，减少沉降4、地面建筑复杂、交通流量大，东三环京广桥为北京交通主干线之一，施工当中必须做好桥桩保护是工程中的重点5、初支背后回填量大，背后设连接钢筋、前端设工字钢横撑，保证结构稳定性，为施工重点6、小导洞部分混凝土及钢架的破除方法、顺序对土体扰动产生直接影响，且费工费时，必须精心组织7、洞内作业空间小，施工工序多，相互之间干扰大，必须合理安排才能保证施工进度8、扣拱开挖初支穿过污水管线和暗河，如何确保施工安全是本项工程施工控制重点五、施工方案㈠ 总体施工目标1、质量目标实现分项、分部合格率100%，优良率达到95%以上，质量等级优良2、安全生产目标无工伤、死亡事故；无等级火警事故；无机械设备事故3、文明施工目标树样板工程，建标准化现场，做文明职工，争创“北京市文明施工样板工地”4、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；创建北京环保型建筑工地5、工期目标主体结构扣拱施工分四个阶段施工：第一阶段：2005年1月10日～5月22日，进行冠梁、拱脚初支施工。
第二阶段：2005年3月20日～7月26日，施做各交叉口处圈梁第三阶段：2005年4月11日～9月16日，主体拱部开挖及初期支护第四阶段：2005年4月11日～2006年1月25日，主体结构中板及拱部二衬㈡ 施工准备⑴ 认真阅读、审核施工图纸，作好图纸会审、原始资料调查分析及技术交底工作⑵ 按设计位置作好施工放样⑶ 做好原材料的试验及资料备案工作⑷ 做好地面和地下洞内的监控量测的准备工作㈢ 施工顺序桩顶冠梁、初支拱脚及回填→扣拱开挖初支、圈梁施工→施做中板及拱部二衬1、桩顶冠梁、初支拱脚及回填先行施做设备通道、右线两个导洞冠梁、初支拱脚及回填，然后再施工左线、两端迂回风道和西北风道的冠梁、初支拱脚及回填2、圈梁施工施做主体左右主线与各个通道、出入口交叉口处的圈梁，满足主体主线开挖扣拱的条件① 施做主体右线与设备（行人）通道、西南（西北）出入口、南（北）端迂回风道交叉口处圈梁，再进入设备联络通道及主体右线开挖；② 施做主体左线与设备（行人）通道、东南（东北）出入口、南（北）端迂回风道交叉口处圈梁，再开挖主体左线③ 从主体右线与南端迂回风道交叉口，由西向东开挖南端迂回风道；④ 西北风道开挖到位后，由西向东开挖北端迂回风道。
3、扣拱开挖初支由南（北）端迂回风道交叉口起从两端开挖主体左右主线，同时从西向东进行设备通道的开挖，开挖宽度6.1~10.3m当西北风道及迂回风道具备条件后从竖井开始进行扣拱开挖初支施工最终完成主体初期支护结构顺序如下图所示：图3 平面施工顺序示意图4、中板（站厅板）及拱部二衬中板（站厅板）及拱部二衬的施工顺序与扣拱开挖初支的施工顺序相反，由内向外进行六、主要施工方法及工艺主要施工步骤分几步进行，具体如下：㈠ 冠梁施工及预埋拱脚格栅钢架钻孔桩施工完成后，绑扎冠梁钢筋，预埋拱脚部分格栅钢架施工顺序：清理桩头→连接钢筋笼→地面找平→绑扎冠梁钢筋→支立模板→架设脚手架→焊接工字钢横撑及背后钢筋→预埋拱脚部分格栅钢架→浇筑冠梁混凝土→养护施工方法及注意事项：1．清理桩头至新鲜混凝土面，保证冠梁同钻孔桩的连接质量；2．按照设计标高将导洞底地面找平，统一用水泥砂浆制作找平层；3．模板支立前用风管将钢筋骨架内的杂物清理干净，模板采用600×1500mm的定型钢模板，用φ48钢管和方木支撑，每15m支立一段，具体支立方式见下图4；4．横支撑采用Ⅰ20a工字钢，架设高度位于两拱交叉点以下1.5m，留出下步施工作业空间，在抬高断面应上下布置2道横撑；5．每榀拱脚格栅在顶端、起弧段各布设一根背后加固钢筋，直径φ25mm，两端做成弯钩，一端焊接在拱脚格栅主筋上，一端焊接在导洞格栅主筋上；6．架立拱脚部分格栅钢架时，在拱脚及起弧点布置2个控制点，通过水准仪和全站仪调整好每段头尾两榀格栅的位置，再挂线调整其它格栅；格栅架立示意图见图5；㈡ 拱脚初期支护待冠梁混凝土达到规定强度后,拆除冠梁模板，支立拱脚模筑混凝土模板，浇注导洞内拱脚部分混凝土，在过渡段及挑高段无法支利模板的部位初支采用喷射混凝土，初支背后采用混凝土回填。
图4 冠梁模板支立示意图图5 格栅架立示意图施工顺序：拆除冠梁模板→焊接纵向连接筋→挂网→安装模板→浇注（或喷射）混凝土→拆除脚手架→养护注意事项：1．格栅背面挂设金属焊接网，φR8mm，网格间距150×150cm2．导洞内拱脚格栅模筑采用木模吊模施工3．混凝土分层浇注，并按期对预埋的观测点进行监控，然后根据观测点位移的变化情况采取相应的加固措施㈢ 开挖、架立拱部格栅、喷射混凝土、二次背后回填施工顺序：打设超前双排小导管并注浆→左半幅土方开挖→破除导洞混凝土及格栅→测量放线，架立拱部格栅→焊接纵向连接筋→挂网→预埋背后注浆管→喷射混凝土→导洞顶部二次背后回填→右半幅施工（同左半幅）→土体开挖至小导洞底板下部施工方法及注意事项：1．初支施工前，在拱部开挖轮廓线外破除导洞侧壁混凝土，打设双排超前小导管，小导管采用Φ32×3.25水煤气管，L=3m，环向、水平间距300mm，下部导管距离开挖结构100mm，用混凝土封堵破壁开口，压注水泥水玻璃双液浆2．在小导洞内部，利用支撑初支格栅的工字钢作为施工平台，超前2~3m破除主体初支贯穿小导洞位置的混凝土，保留导洞格栅钢架，同时预埋背后注浆管，安装拱部格栅时再割除受影响的导洞格栅钢架的钢筋。
3．主线和迂回风道开口5m范围内上部开挖分为左右2个洞室施工，采用中隔壁和临时仰拱，两洞室前后步距3～5m；主体标准断面采用台阶法施工，开挖高度控制在2.8m以内,加高断面台阶法开挖，设备通道及风道采用全断面法开挖，加强监控量测，拱部变形较大时增设中隔壁控制结构沉降4、为保证扣拱的施工安全，减小施工沉降，在主体洞口开进5m范围进行加强处理，开挖采用中隔壁加临时仰拱支护，其他位置施工根据监控量测情况必要时加强支护中隔壁工字钢连接部位采用10mm厚钢板栓接，布设纵向连接筋挂网喷射混凝土5、扣拱初支格栅钢架的连接方式采用栓接，允许有一个断面因安装不到位采用钢筋。