1、正本地铁站附属结构工程风井及1号风道二衬结构施工方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 目 录1.编制依据及编制范围31.1 编制依据31.2 编制范围32.工程概况33.工期计划及人材机配置43.1工期计划43.2人材机配置54.二衬结构施工54.1总体施工步序5风道二衬施工6风井二衬施工94.2风井及风道钢筋施工11风道的钢筋施工11风井的钢筋施工134.3模板施工14风道的模版施工14风井的模版施工174.4混凝土施工185. 模板及支撑体系验算195.1侧墙及中板模板及支架强度验算19中板模板受力验算20侧墙模板2、受力验算20支撑杆受力分析215.2顶拱模板及支架强度验算21水平方向的合力Px22铅直方向的受力Py227.2.3 I22a工字钢的允许轴力F计算23结论236. 针对风险源的施工措施236.1针对二衬结构高支模风险的施工措施23控制风险技术措施23控制风险管理对策23xx北站1号风井及风道二衬施工方案1.编制依据及编制范围1.1 编制依据（1）xx地铁6号线一期工程xx北站附属结构（一）（变更A版）；（2）xx地铁6号线一期工程01合同段后海西站岩土工程勘察报告 勘察编号：2009-006-14（xx市地质工程勘察院，2009年1月）；（3）国家及部委、轨道公司相关技术规范、规程、标准。（3、4）我单位现有技术水平、管理水平、施工资源及诸多类似工程施工经验。1.2 编制范围本方案适用于xx北站1号风井、风道二衬结构施工。2.工程概况1号风井设置在车站主体西端北侧，风井平面形状为矩形，倒挂井壁法施工，初支内净空为5.911.9米，深约28.8米，初期支护350mm厚，由喷射混凝土、钢筋网及钢筋格栅组成，井内采用临时中隔壁结合型钢支撑体系。1号风道结构施工需待车站主体二衬施工完成后破除风道范围内桩与主体对接（通道最后一榀格栅破除部分在主体上导洞架设，最后三榀格栅底部与主体下导洞初支连接）。主体二衬扣拱完成前风道掌子面与主体应保留至少12m距离。2-2 1号风道中楼板结构平面图2-3 14、号风井及风道纵向剖面图3.工期计划及人材机配置3.1工期计划目前车站主体1号竖井向西二衬扣拱全部完成，1号风井及风道至今全部开挖完成，风道二衬施工计划从XX年2月至XX年7月。3.2人材机配置1号风井及1号风道二衬施工设工区经理1名（：工程师），技术主管1名（：助理工程师），技术员需要2名（）专职安全员2名（）。主要设备见表3.2-1。表3.2-1 主要仪器设备配备表序号设备名称数量备 注1空压机1台12m32拌合机1台滚筒式3电焊机3台BX-5004钢筋弯曲机1台GW405砂轮切割机1台J2G-4006钢筋切割机1台GQ-407钢筋剥肋滚压直螺纹套丝机1台GHG408力矩扳手2把0-400K5、NM9插入式振捣棒5台ZN-3014电钻215电锯117水 泵2台WQ12.5-40-418风 镐10台G1019切割机2台JG-4004.二衬结构施工4.1总体施工步序 风道二衬自车站主体端向外分段（每段6米）分层依次破除中隔壁、临时仰拱，敷设防水板，绑扎钢筋，浇筑混凝土。中间预留4米作为临时支撑（图阴影部分）。详见图4-14.1-风道施工总步序图4.1.1风道二衬施工1号风道二衬结构为双层现浇钢筋混凝土结构，结构采用拱顶直墙断面。断面形式如图4.1-1所示，宽8.6m，高12.9m，仰拱厚1300mm，侧墙、顶拱厚900mm，中层板厚500mm。图4.1-1 1号风道二衬结构横断面图变形缝6、设置两道，风道距风井二衬450mm处设置一道，风道距主体端头3200mm处设置一道变形缝。变形缝如图2-2风道二衬浇筑分4次完成，左右各设3道施工缝。施工缝如图4.1-3二衬结构施工工序如图4.1-2所示。风道初支封端，沉降稳定后。分段破除第四层导洞部分中隔壁（高1.5m），敷设侧墙防水板，绑扎钢筋，立模浇筑底板及侧墙混凝土（浇筑高度至底板腋角上1.3m，总高3.4m）。破除第三层导洞临时仰拱及部分中隔壁，敷设防水板，绑扎钢筋，浇筑负二层侧墙及中楼板混凝土。破除第二层导洞临时仰拱，敷设侧墙防水板，绑扎钢筋，浇筑负一层侧墙混凝土（浇筑高度至第一层临时中隔板下500mm）。侧墙达到设计强度后分段局7、部破除中隔壁及临时仰拱，敷设侧墙及顶拱防水板，绑扎钢筋，模筑侧墙及顶拱混凝土。清理模板及支架。4.1-2 1号风道变断面二衬结构断面图4.1-3 风道横断面施工缝位置第一步：风道初支开挖并封端。第二步：分段局部凿除下导洞临时中隔壁（步长不大于6m），敷设防水层，绑扎钢筋，浇筑底板，混凝土达到设计强度80%后，将中隔壁重新顶紧到底板二衬上。第三步：底板及侧墙二衬达到设计强度80%后，架设脚手架，分段局部破除下部临时中隔板（步长不大于6m），敷设防水层，绑扎钢筋，支模浇筑部分侧墙及中楼板。待混凝土达到设计强度80%后，保留下层脚手架，将局部破除临时中隔壁重新顶紧到中板上。第四步：分段局部破除第二层8、临时中隔板（步长不大于6m），敷设防水层，绑扎钢筋，浇筑部分侧墙。第五步：侧墙达到设计强度80%后，分段局部破除第一层临时中隔板、中隔壁（步长不大于6m），敷设防水层，绑扎钢筋、浇筑侧墙及顶拱，待混凝土达到设计要求强度后，拆除脚手架。图4.1-4 风道二衬结构施工步序图4.1.2风井二衬施工风道二衬施工完毕，分段凿除竖井导洞内临时中隔墙（步长不大于5m），敷设防水层，绑扎钢筋，浇筑结构二衬至相应钢支撑下，混凝土达到设计强度的80%后，拆除对应支撑。依次往复，顺序向上施工至结构顶。见图4.1-54.1-5 1号风井结构平面图风井二衬结构分6次浇筑完成，设置5道施工缝。施工缝如图4.1-64.1-9、6 1号风井施工缝位置图4.2风井及风道钢筋施工二衬结构钢筋采用HRB335级和HPB235级普通钢筋。现场设钢筋加工场加工。4.2.1风道的钢筋施工钢筋加工先按设计施工图和规范要求编制钢筋加工单。钢筋加工的形状、尺寸符合设计要求。钢筋加工后，按照使用部位将加工后的钢筋挂上材料加工标识牌，分类堆放整齐，以便于使用和管理。钢筋绑扎a、准备工作。核对半成品钢筋的规格、尺寸和数量等是否与料单相符，准备好绑扎用的2022火烧丝、钢筋钩等绑扎工具和材料，并按各部位保护层厚度准备好水泥砂浆垫块。b、仰拱钢筋绑扎。仰拱钢筋绑扎时设20钢筋马凳，梅花型设置，间距1m，以保证钢筋网的位置。马凳绑扎在仰拱下层钢筋10、上，不得放在仰拱防水保护层上，以免破坏仰拱防水。c、墙体钢筋绑扎。墙竖向钢筋放在内侧，水平钢筋放在外侧，上下及两端二排钢筋交叉点每点扎牢，中间部分每隔一根相互成梅花式扎牢。两层钢筋网之间梅花形设置S型拉筋（如图4.2-3所示）。d、中板钢筋绑扎在板底模安装好后板筋开始绑扎，板钢筋绑扎时，配置的钢筋级别、直径、根数和间距符合设计要求，绑扎的钢筋网无变形，松脱现象。上层钢筋网片垫以足够的马凳，间距1m，梅花形布置，以保证上层钢筋网位置的准确，钢筋网片绑扎前先弹线，以保证钢筋顺直，间距均匀。e、顶拱钢筋绑扎顶拱作业范围窄同时钢筋为环向筋不便于安装，拟采用通丝机械连接。加工时套丝长度按接驳器长度，安装11、时先将钢筋端头对接，再反拧接驳器至设计长度并用扳手拧紧。钢筋连接a、钢筋连接方法钢筋加工时，连接钢筋以直螺纹连接为主；20以下采用搭接或焊接，20以上钢筋用直螺纹连接。直螺纹连接套材质为II级钢筋用30-45号。用直螺纹套丝机将钢筋的连接端头加工成直螺纹，然后通过直螺纹连接套，用力矩扳手按规定的力矩值把钢筋和连接套拧紧。b、连接质量控制直螺纹连接钢筋接头强度达到钢材强度值，钢筋套丝质量符合要求，逐个用月牙形规和卡规检查。钢筋接焊接头、直螺纹接头按要求分批进行质量检查和验收，所有接头分批抽取试件进行力学试验，经检验合格后进行下一道工序施工。成品钢筋的保护浇筑板及仰拱混凝土时，在其上铺设临时通道。12、用25钢筋焊制支架，间距为1000mm，上面铺设5cm厚木板；或采用脚手管及木板支搭。浇注混凝土时，设专人看护，发现钢筋位置出现位移时，及时调整。混凝土浇筑时，临时通道随浇筑随拆除。4.2.2风井的钢筋施工钢筋加工先按设计施工图和规范要求编制钢筋加工单。钢筋加工的形状、尺寸符合设计要求。钢筋加工后，按照使用部位将加工后的钢筋挂上材料加工标识牌，分类堆放整齐，以便于使用和管理。钢筋绑扎风井竖向钢筋放在内侧，水平钢筋放在外侧，上下及两端二排钢筋交叉点每点扎牢，中间部分每隔一根相互成梅花式扎牢，内外主筋之间梅花形设置S型拉筋与风道墙体钢筋固定相同。钢筋连接a、钢筋连接方法钢筋加工时，连接钢筋以直螺纹13、连接为主；20以下采用搭接或焊接，20以上钢筋用直螺纹连接。直螺纹连接套材质为II级钢筋用30-45号。用直螺纹套丝机将钢筋的连接端头加工成直螺纹，然后通过直螺纹连接套，用力矩扳手按规定的力矩值把钢筋和连接套拧紧。b、连接质量控制直螺纹连接钢筋接头强度达到钢材强度值，钢筋套丝质量符合要求，逐个用月牙形规和卡规检查。钢筋接焊接头、直螺纹接头按要求分批进行质量检查和验收，所有接头分批抽取试件进行力学试验，经检验合格后进行下一道工序施工。4.3模板施工4.3.1风道的模版施工二衬结构混凝土浇筑分五次完成。第一次浇筑仰拱及1.3m高侧墙（距离底板）；第二次浇筑侧墙至中板顶面以上60cm；第三次浇筑中板14、以上4.4m侧墙混凝土至结构起拱线下39cm；第四次浇筑剩余侧墙及顶拱混凝土。模板设计及支撑方案a、侧墙及中板模板及支撑方案中板及侧墙模板均采用600mm*1500mm组合钢模板，模板安装时，外顶内撑。模板外侧采用满堂脚手架支撑，如图4.3-4所示，支架采用十字卡口钢管脚手架。支架立面上垂直间距为900mm；平面上垂直于侧墙方向间距为600mm，平行于侧墙方向间距为600mm。支架设置可调节底托调平。 图4.3-4 侧墙模板及支撑图中板施工完毕后，其模板及支架体系需要在顶拱施工完毕后方可拆除。b、顶拱模板及支撑方案 顶拱标准段模板均采用710mm*1500mm弧形组合钢模板；支撑体系采用拱架+15、型钢内支撑体系。拱架外弧与顶拱弧面相吻合，间距1.5m布设，如图4.3-5所示。支撑体系采用竖向四根和横向四根的网格方式，支撑沿结构中线两侧对称布置，支撑架设过程中采用先竖撑再横撑，由下自上的施工顺序施作。图4.3-5 顶拱模板及支撑图图4.3-6 拱架结构和连接法兰大样图c、转弯段模板转弯段侧墙模板采用300mm*1500mm组合钢模板，模板安装时，外顶内撑，外侧采用满堂红脚手架支撑与直线段侧墙相同，转弯段侧墙模版排列如图4.3-7所示。4.3-7 转弯段内墙模板拼装图转弯段拱顶模板采用木模板现场拼装。模板及支撑体系验算模板及支撑体系验算详见第5章。拱架安装注意事项a、拱架之间采用法兰连接，16、要求先将拱架拼装密实，再上螺栓连接，以免接缝过大，浇筑的时候漏浆，影响美观； b、模板也要先拼装密实后再上螺栓，防止缝隙过大；c、竖向支撑和横向支撑必须按照要求架设，杜绝出现偏心受压的情况；d、为防止支撑底部的不稳定，在仰拱处水平铺设工字钢做支撑的临时基础。十字卡口脚手架施工注意事项a、支架立柱必须安装在有足够承载力的地基上，立柱底端应设垫木来分布和传递压力，并保证浇筑混凝土后不发生超过允许的沉降量。b、支架安装完毕后，应对其平面位置、顶部标高、节点连接及纵横向稳定性进行全面检查，符合要求后，方可进行下道工序。 拱架安装注意事项 a、拱架之间采用法兰连接，要求先将拱架拼装密实，再上螺栓连接，以17、免接缝过大，浇筑的时候漏浆，影响美观； b、模板也要先拼装密实后再上螺栓，防止缝隙过大； c、竖向支撑和横向支撑必须按照要求架设，杜绝出现偏心受压的情况； d、为防止支撑底部的不稳定，在仰拱处水平铺设工字钢做支撑的临时基础。模板施工注意事项a、中板的跨度为8.6m，跨度大于4m，模板应起拱度。根据施工规范要求起拱度为全跨长度的1/10003/1000，且根据施工图纸要求，实际施工中采用20mm起拱度。b、注意在布置脚手架时，位于梁底处和侧墙处要适当加密。布置时要从梁底向两侧布置。c、在施工顶板和中板的腋角处时，要增加短斜撑以对腋角部位进行加强。d、按照同条件养护的试件的强度作为参考，确定拆除脚18、手架及支撑的时间。e、侧模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。底模拆除时的混凝土须满足以下要求。另外注意拆除模板时要留出施工缝接口处2m范围暂时不拆，防止端头无法正常接槎。表4.3-1 底模拆除时的混凝土强度要求构件类型构件跨度（m）达到设计的混凝土立方体抗压强度标准值的百分率（%）板2502，8758100梁、拱、壳8758100悬臂构件100f、在模板安装完成后，要进行自检，自检合格后报监理验收。自检以及监理的内容主要包括：模板是否涂隔离剂，是否粘污了钢筋和混凝土接槎处。脚手架以及剪刀撑等布置是否按照设计的方案施工，接口处是否牢固。浇注混凝土前，模板内的杂物要清干净。固定在模板19、上的预埋件、预留孔和预留洞均不得遗漏，且应安装牢固，其偏差应复合表2的要求。表4.3-2 预埋件和预留孔洞的允许偏差项目允许偏差（mm）预埋钢板中心线位置3预埋管、预留中心线位置3插筋中心线位置5外露长度10，0预留洞中心线位置10尺寸10，0模板安装的偏差应复合表3的要求。表3 现浇结构模板安装的允许偏差及检验方法项目允许偏差（mm）检验方法轴线位置5钢尺检查底模上表面标高5水准仪或拉线、钢尺检查截面内部尺寸基础10钢尺检查柱、墙、梁+4,-5钢尺检查层高垂直度不大于5m6经纬仪或吊线、钢尺检查大于5m8经纬仪或吊线、钢尺检查相邻两板表面高低差2钢尺检查表面平整度52m靠尺和塞尺检查4.3.20、2风井的模版施工风井模板均采用600mm*1500mm组合钢模板，支撑体系采用满堂脚手架，支架立面上垂直间距为900mm；平面上垂直于井壁方向间距为600mm,模板要求及注意事项详见风道模板。如图4.3-8图4.3-8 风井模板及支撑图4.4混凝土施工风井及风道二衬结构为C40，P10商品混凝土，泵送至作业面浇筑。混凝土输送泵送混凝土前，先泵清水，然后向料斗内加入与混凝土同配比的水泥砂浆，润滑管道后泵送混凝土；开始泵送时，泵送速度放慢，油压变化在允许值范围内，待泵送顺利时，才用正常速度进行泵送。混凝土泵送连续作业，当混凝土供不及时，需降低泵送速度，泵送暂时中断时，搅拌不停止；泵送完毕清理管道时21、，采用空气压缩机推动清洗球，及时清洗混凝土泵和管道，管道拆卸后按不同规格分类堆放。混凝土浇筑与振捣仰拱、侧墙及中板混凝土一次性浇筑完成，顶拱混凝土分两模施工。使用插入式振动器快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，按顺序进行，无遗漏，每点振动20-30秒，移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍（一般为300-400mm），振捣上一层时插入下层混凝土面50mm，以消除两层间的接缝，以表面不再出现气泡，表面泛浆为准。混凝土的养护混凝土浇筑完毕后，在12小时以内加以覆盖，并浇水养护，养护期不少于14d。侧墙及顶拱抗渗混凝土浇筑完毕初凝后，在侧模与混凝土表面缝隙中浇水，以保持湿润。拆模要待混凝土强度达到设22、计要求拆模的强度后进行，拆完模后还得继续养护不少于14天。5. 模板及支撑体系验算5.1侧墙及中板模板及支架强度验算结构中板混凝土0.7米厚，混凝土密度取24kN/m3，中板每立方米混凝土的钢筋密度取1.1kN/ m3，模板荷载0.5 kPa，振捣（混凝土）荷载2 kPa，施工（人员及设备）活载2.5 kPa。根据建筑施工手册 第四版P514F板=Hg混1.2+Hg钢1.2+F模1.2+F振1.5+F活1.5g混：混凝土密度g钢：每立方米混凝土钢筋密度F模：模板荷载F振：振捣（混凝土）荷载F活：施工（人员及设备）活载F板=0.7241.2+0.71.11.2+0.51.2+21.5+2.51.23、5 =28.43kPa因此，中板最大荷载按28.43kPa考虑侧墙混凝土厚0.7米,浇筑速度控制在每小时1.2米，浇筑温度控制在15。倾倒混凝土时采用泵管进行浇筑，所以F倾取为2kPa混凝土侧压力计算公式（根据建筑施工手册 第四版）P514其中F：新浇混凝土对模板的最大侧压力（kPa）rc：混凝土的重力密度（kN/m3） t0：新浇混凝土的初凝时间（h），可按实测确定。这里t0=200/（T+15），T为新浇混凝土的入模温度；这里T取25，所以t0=5h。v：混凝土的浇筑速度（m/h）H：混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m）1：外加剂影响修正系数，不掺外加剂取1.0；掺具有缓24、凝作用的外加剂时取1.22：混凝土塌落度影响修正系数，当塌落度小于30mm时取0.85；5090mm时，取1.0；110150时，取1.15。 所以侧墙所受荷载最大值为50.7kPa。5.1.1中板模板受力验算中板模板的受力分析，这里将中板模板按三跨连续梁进行受力及变形验算。单跨长度为900mm。该位置均布荷载q=F板b=28.430.1=2.843kPa受力简图:荷载验算最大弯距Mmax=0.1ql2=0.12.8430.92=0.23kNm 惯性系数W=bh2/6=0.90.01826=4.8610-5m3max=M/W=0.23103（4.8610-5）=4.73MPa11MPa= 满足25、抗弯强度5.1.2侧墙模板受力验算侧墙模板的受力分析，侧墙厚度为0.75米，对其受力及变形进行验算。这里简化为三跨连续梁进行考虑。取其中300mm为一个计算单元。（1）受力简图（2）荷载验算该位置的均布荷载考虑为q=F侧d=50.70.3=15.21kN/m。这里d为单元多层板宽度。最大弯距Mmax=0.115.210.22=0.06kNm惯性系数W=bh2/6=0.30.01826=0.16210-4 m3max=M/W=0.06103（0.16210-4）=3.7MPa11MPa= 满足抗弯强度（3）变形计算最大挠度 可以满足侧墙模板受力及变形要求。5.1.3支撑杆受力分析根据分析可知，支26、撑杆所受压力最大部位出现在支撑侧墙部位的支撑杆件，同时最长杆件也出现在支撑侧墙的横撑杆长度为900mm，这里将此杆件（483.0900），按两端铰支考虑。其中N 每根立柱承受的荷载（N）A钢管截面面积（mm2） 轴心受压稳定系数，根据钢管立柱长细比求得。，为钢管长度，为钢管回转半径，式中D为钢管外径，d为钢管内径。根据查冷弯薄壁钢管结构技术规范可得值 N = F侧A侧=66.71030.36=24.0kN 查表得 =0.305 A= 满足受力要求.5.2顶拱模板及支架强度验算本次计算将混凝土视为流体；计算公式套用流体力学中静压力的计算公式；混凝土满足流体的一般特性；混凝土对支撑的压力是通过拱架27、模板传递的，以拱架模板作为参考物，考虑其受力平衡；由于模板是曲面，混凝土对模板的水平压力可以简化到模板曲面在铅直平面的投影面上计算；竖直方向的力等于其压力体内混凝土的重力。5.2.1水平方向的合力Px（1） 水平合力Px示意图如图5.2-1所示图5.2-1 水平力Px示意图（2）计算过程由流体力学的计算公式可得：Px=ghcAx =25009.8（3.807+5.71）/2（3.807+5.71）1.5/1000=1664.28（KN） 式中：为C40混凝土的密度，为2500 Kg/m3；g为重力加速度，为9.8 m/s2；hc为铅直投影面形心到混凝土表面的距离；Ax为铅直平面上投影面面积。528、.2.2铅直方向的受力Py（1）竖向合力Py示意图如图5.2-2所示图5.2-2 竖向合力Py示意图（2）计算过程考虑断面上半部模板受到的竖向合力Py，由流体力学的计算公式可得：上半部混凝土体积： V=（3.142*3.675*）=13.679 m3 Py=gV=25009.813.679=335.136（KN）式中： 为C40混凝土的密度，为2500Kg/m3； g为重力加速度，为9.8m/s2； V上半部混凝土体积。7.2.3 I22a工字钢的允许轴力F计算F=170*106*42*10-4=714（KN）7.2.4结论水平方向：因为Px=424.419（KN）F=714（KN），表明在单29、根横撑的条件下就可以满足水平方向的抗压要求，而本方案采取四根横撑，足以满足水平方向的抗压要求；铅垂方向：Py=335.136（KN） F=714（KN） ，表明在单根竖撑的条件下就可以满足铅垂方向的抗压要求，而本方案采取四根竖撑，足以满足铅垂方向的抗压要求。综上所述：本方案在钢材类型的选择上和支撑布设方式上，满足浇筑混凝土时，支撑对拱架模板的支撑力。6. 针对风险源的施工措施6.1针对二衬结构高支模风险的施工措施6.1.1控制风险技术措施（1）按照设计设置足够数量的纵向支撑（剪力撑）和横向支撑，使钢管架有足够的纵向和横向整体刚度，有效防止钢管架失稳或倾覆；（2）模板的安装过程中注意模板的稳定，30、必要时设临时支撑稳住模板，待安装完毕校正无误后再固定。底层支柱座落在坚实的基础上，并有足够的支撑面积，保证在浇砼时及工后不致产生下沉；（3）浇捣砼前，对模板的支撑，螺栓等固定件由专人负责检查，发现问题及时纠正；（4）顶板平台模板、梁底模板的拆模时间严格按砼强度要求进行，以保证工程质量和施工安全。6.2.2控制风险管理对策（1）模板及其支架全部经过设计和检算，保证工程结构和构件的形状、尺寸以及相互位置的正确，具有足够的强度、刚度和稳定性；（2）模板使用前进行严格检查，不符合要求的不准使用，小钢模每次用后及时整修。模板拼装严密，不漏浆，以保证工程质量；（3）墙模板支撑应牢固，模板垂直度严格控制好，由专人负责，填写复核单；（4）为确保质量，把模板制作安装作为结构施工中的重要质量控制点，安装完成后进行严格检查，浇筑砼时有专人对模板受力情况进行检查，如遇变形过大及时加固。