明挖法施工工艺工法Word格式.docx
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1.将结构范围场地内的各类市政管线调查清查，可以借鉴业主下发的各类图纸进行比对，同时要组织人工挖探，以确保管线安全和后期施工顺利。
在挖探过程中，如果有图纸未标示的管线要及时上报业主，为以后做变更洽商做好第一手资料。
挖出管线后比对最佳保护方案，采取改移或就地悬吊方案进行处理，以保证管线和结构施工安全。
2.目前地铁施工一般位于主干道下方，采取明挖法施工，占地面积大给市政交通带来很大压力，同时也对施工带来很大的交通隐患，如何协调好二者的关系，是目前交通局与建设单位共同探讨的问题。
目前采取的方案大多为导行和分流处理，改善施工现场周边临时道路、辅路等充当临时道路，缓解交通压力。
做好交通疏导、引领车辆正常通行也就成为了项目日常工作的一部分。
做好交通引流，不仅可以与当地建立良好的社会关系，也可以借此展现公司形象，维护企业利益，宣扬企业文化。
3.围护结构施工完成后，若地下水位较高，还需要进行降水井施工。
一般降水井施工要早于土方开挖一个月左右，以确保土方开挖处于无水作业状态。
在结构范围内要打观测井，井眼数和位置要根据基坑形式和周边环境确定，深度一般大于基坑开挖深度即可。
同时要健全地面排水系统，将排出的水统一集中起来引流到市政排水系统中。
在土方开挖前，每日关注降水效果，如果水位下降不明显，说明降水设计或降水设备存在缺陷，可以在一眼降水井中多加几个水泵或增设降水井，加快降水进度。
结构施工、顶板回填完成后方可停止降水。
同时，为保证基坑周边环境的安全，必要时还需在基坑外侧的敏感部位增设回灌井，以减少建筑物的不均匀沉降乃至破坏。
6.2.2土方开挖
土方开挖分层分段进行，每一层开挖深度控制在3.0m左右，且控制在钢支撑底1m为宜，以便于支撑体系的架设及桩间网喷。
土方开挖采用反铲挖掘机，开挖顺序为纵向从一端向另一端开挖或从两端向中间开挖，竖向从上到下，按层按段的次序进行。
同时，按计划有序地进行相应的喷射砼、钢围檩及钢管支撑的施工作业。
土方开挖根据结构施工划分的区域，从基坑内的临时马道出土。
马道宽度7～8m，坡度为200，坡道两侧放坡1:
0.75，保证坡面稳定。
马道收土时采用挖掘机接力倒土，并尽量加大马道土方的收土，最后剩余土方采用长臂挖掘机配合塔吊或吊车出土并运至场外。
1.土方开挖顺序及方法
1）竖向分层高度按主体结构尺寸、支护深度及钢支撑排距以及挖掘机最大开挖能力确定。
纵向根据结构施工划分的区域分段开挖。
首先平挖至冠梁底，提供冠梁施工作业面。
2）第一层土方平挖至第一道钢支撑下1.5m处，沿基坑纵向拉槽开挖，两侧各留3m宽平台，保证网喷和第一道钢支撑安全顺利完成。
3）以下每层拉槽开挖深度不大于3.5m，两侧每次下挖1.5m，既便于桩间喷射混凝土施工，又可利用此平台及时进行封堵围护结构的渗漏水和进行钢支撑安装，可以确保在钢支撑施工时土方开挖照常进行，以加快施工进度，同时可以减小基坑蠕变的速度。
在进行下一层土方开挖前分两次再挖除预留平台部位的土方，保证与拉槽开挖同步。
依次反复，直至土方开挖至距基底标高30㎝时，采用人工配合机械清底，避免对基底产生较大的扰动，影响结构的使用功能的实现。
土方开挖工序如下图2、图3、图4示意图：
图2基坑土方开挖分层立面示意图
图3基坑土方开挖纵剖面示意图
图4基坑土方开挖横剖面示意图
2基坑的垂直、水平运输
基坑内的土方水平运输采用自卸汽车运输，经马道外运。
马道收尾采取挖掘机挖土，最后剩余土方由人工开挖，汽车吊吊装外运。
3土方开挖技术措施
基坑土方开挖前，每段基坑开挖时均要提前开挖水沟，将水汇入集水坑，用抽水机抽排至基坑外的截水沟，排放到沉淀池。
雨季施工时，每次施工完后对开挖面采用彩条布覆盖处理，以防止雨水冲刷边坡，造成边坡的坍塌，坑内若有积水必须立即抽排出，严禁积水泡坑。
土方开挖采用台阶式放坡退挖，主要设备为液压反铲挖掘机，开挖过程中及时架设钢管支撑，保证基坑及周边安全。
开挖到钢管支撑或基坑边角时，由人工或小型机具配合机械开挖，避免碰撞钢管支撑造成基坑失稳。
为保证坑底平整，控制超欠挖，基坑开挖到设计坑底标高以上30cm时，停止机械开挖，采用人工清底，以免机械对地层的扰动，破坏地基承载力。
如果开挖至基底，遇到明水或边墙渗水时，要及时设置引流槽、集水井排除坑底积水，并立即进行垫层、防水、封底混凝土施工。
开挖深度在5m内的基坑边坡坡度限制参照表1：
表1深度在5m内的基坑边坡坡度限值表
土的类别
边坡坡度
坡顶无荷载
坡顶有静载
坡顶有动载
中密的砂土
1:
1.00
1.25
1.50
中密的碎石类土
0.75
软塑的轻亚粘土
0.67
0.50
硬塑的亚粘土粘土
0.33
老黄土
0.10
0.25
软土（经井点降水后）
设立监测体系，建立信息反馈系统，在开挖过程中对围护桩及钢管支撑、地表沉降，桩顶位移等派专人监测，作好观测记录，并根据监测数据及时调整监测频率，出现异常立即处理。
6.2.3桩间网喷混凝土护面
钻孔桩之间的土体采用网喷混凝土进行防护，土方开挖至距离围护桩内边线150mm处（钻孔桩不侵入结构线），用镐头及铁锨把桩间土削平至桩内边，然后挂网喷射混凝土进行封闭。
喷射混凝土是将集料、水泥和水按设计比例拌和均匀，用高压空气喷射在凌空面上而成的混凝土，其工艺流程如图5所示。
图5喷射混凝土工艺流程图
1喷射砼原料及砼原料及砼的搅拌
1）原材料要求：
表2原材料
编号
材料
技术性一般要求
1
水泥
优先使用普通硅酸水泥，强度标号不低于P.O.325
2
细骨料
中粗砂，细度模数≥2.5，含水率5%～7%
3
粗骨料
卵石或碎石、粒径≤15mm
4
水
饮用水
5
速凝剂
初凝≤5min，终凝≤10min
砼的拌制水灰比宜为：
0.42～0.5，含砂率宜控制在50%～60%，外加剂的添加量应通过实验室确定。
其配分比一经测试确定，不能随意更改。
砼的拌制，采用强制式搅拌机时，搅拌时间不得少于60s，采用滚筒式或自落式搅拌机时，不少于120s。
运输存放过程中，严防雨淋、大块石与杂物入内，装入喷射机前应过筛，防堵管。
2）喷砼机具设备
需要用到的机具设备有：
喷射机、强制式搅拌机、压力水泵、空压机、上料机等。
3）喷砼施工作业方法
2喷射砼前的准备工作
材料方面：
首先对水泥、砂、石、速凝剂、水等质量进行检验合格；
砂、石应过筛并应事先冲洗干净，砂、石含水率应符合要求。
为控制砂石含水率一般要设置防水棚，干燥的砂子应当撒水。
机械及管路方面：
喷射机、砼搅拌机、运输机等在使用前，都应检修完好，管路及接头要保持良好，要求风管不漏风，水管不漏水；
在水管路每隔40m左右装一阀门接头，以便连接。
开挖出的基坑面应清理出围护桩面砼，桩间网喷厚度作好标志，防止喷砼侵入主体结构净空。
喷射砼边界放样方法：
在冠梁施工时在内边沿每桩间隔处埋设小钢筋圈，以用来挂重锤球测定喷射砼的边界线。
图6钢筋网布置图
采用钻孔方式在桩身上锚入φ16的锚固筋用以固定钢筋网片，相邻桩间的网片搭接一个网目形成整体，同时在网片的表面竖向间距1m设置一道通长的加强筋进行加固。
在土层中含水量丰富的部位，需留置好泄水管，以便把层间滞水有效的疏导出来，防止地下水的水压力对支护结构产生破坏。
3喷射砼作业
喷射工作要严格掌握规定的速凝剂掺量，并添加均匀，严格控制水灰比，使喷层表面平整光滑、无干斑或滑移、流淌现象。
喷锚作业前，对机械设备、风、水管路，输料管路和电缆线路进行全面的检查及试运营。
在未上砼拌和料之前，先开高压风及高压水，如喷嘴风压正常，喷出来的水和高压风应呈雾状。
如喷嘴风压不足（适宜的风压一般为0.1～0.15MPa），可能是出料口堵塞；
如喷嘴不出风，可能是输料管堵塞。
这些事故都应及时排除，然后再开电动机。
先进行空转，待喷机运转正常后再开始投料、搅拌和喷射。
喷射作业开始时，先送风，后开机，再给料；
结束时，应先待料喷完后，再关风。
喷射作业时分段分片进行，先喷钢筋网与围护桩间隙部分，后喷钢筋网间部分。
桩间部位分两次完成喷射，每次喷射4cm～5cm，桩上一次性喷射2～3cm，后喷的一层混凝土应待先喷的一层初凝固后进行。
喷射路线应自下而上，呈“S”形运动；
喷射时，喷头作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状前进，后一圈压前一圈三分之一。
喷射作业时，喷头距受喷面的距离1.5～2.0m，风压为0.3～0.5Mpa。
喷射混凝土详见喷射混凝土施工工艺示意图7
图7喷射混凝土施工工艺示意图
对砂层地段进行喷射作业时，应首先紧贴砂层表面铺挂钢丝网，并用钢筋沿环向压紧后再喷射厚2～3cm砼；
然后按设计挂设钢筋网并进行二次喷射。
对有水地段进行喷射时，先从远离渗漏水处开始，逐渐向渗漏处逼近，将散水集中，安设导管或盲沟引流，再将渗漏处喷射封闭。
4喷射砼的养护
为使水泥充分水化，使喷射砼的强度均匀增长，减少或防止砼的收缩开裂，确保喷射砼质量，应在其终凝1~2h后进行撒水养生，喷射砼在强度达到80%以上（即3d以上）可以进行下一道工序，即安装钢围檩。
6.2.4钢支撑施工
1钢支撑架设施工工艺流程图
图8钢支撑施工流程图
2钢围檩、钢支撑的加工
1）钢支撑采用Φ609钢管，为保证其加工质量，统一在构件厂定制，分批加工并运到现场来调整安装。
钢围檩则购置钢板、工字钢和角钢在施工现场加工。
2）钢支撑加工技术要求
钢支撑采用t=14mm或16mm的钢板卷制满焊而成。
表面不应有裂纹、褶皱，管间缝使用原钢板对接压力焊，焊缝表面应打磨圆顺。
钢管采用6m为标准节（含两端的法兰盘），其他长度为非标准节，其长度允许偏差±
10mm，钢管成型后必须对焊缝进行无损探伤检测，合格后涂刷防锈漆，并逐一编号和标注尺寸。
如图9所示。
图9钢管法兰盘连接图
3）钢围檩加工要求
钢围檩在现场加工，采用Q235钢、E43系列焊条满焊，焊缝高度10mm，所有直接承力的钢板端面皆应预先铣平；
钢围檩长度允许偏差±
20mm。
具体尺寸按照图纸施工。
如图10所示。
图10钢围檩加工示意图
3钢围檩及钢支撑安装
1）钢支撑是保证基坑开挖和主体结构施工安全、控制基坑收敛和位移的必要措施。
车站主体明挖基坑设三层钢支撑。
钢支撑进场前全面检查验收，特别加强钢管长度和钢管连接接头焊缝质量的检查。
2）安装钢支撑前，首先在围护桩上打设胀管螺栓固定角钢支架，然后用通长100×
10角钢将同一层的所有角钢支架连接连接成整体，防止支架水平晃动。
钢围檩安装在支架上之后，由于网喷面和围护桩的施工误差，造成围檩与基坑面之间产生空隙，为保证个围护桩受力均匀，这个空隙必须用强度等级不低于C30的细石混凝土填嵌饱满。
钢支撑安装紧跟基坑开挖进度，随挖随撑，钢管分节组装好，由吊车或塔吊安装就位。
安装时控制好其轴线位置，防止钢支撑受力不均匀而滑落或损坏。
每根钢支撑均在一端设置活动端，安装就位后，用塔吊或吊车吊住钢管支撑中部，抵抗因钢管支撑自重产生的挠度，然后用千斤顶和液压泵对支撑施加预压力，预压力值不大于各管撑设计轴力的50%，然后在预留的活络端加钢楔楔紧。
3）钢支撑架设方法及流程
钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序，支撑架设时间、位置及预加力的大小直接关系到深基坑稳定。
基坑开挖至第一层土下时，立即清理出冠梁上的预埋钢板（支撑假设点），将定位的支撑托板焊接在预埋钢板上，然后用龙门吊吊起钢支撑的两端，轻放在托板上，在活动端用两台100t的千斤顶施加钢支撑预应力，加力时两台千斤顶连接在同一个液压泵上，保证活动端沿支撑两侧对称加压，施加预应力为设计支撑轴力的50%，当压力表读数达到设计值并保持稳定为止，并采用特制铸铁楔子塞紧。
第一层支撑安装完毕后，进行第二层土方的开挖，开挖至第二道钢支撑下100㎝后，安装第二层钢支撑，工序内容与第一层大体相同，所不同是：
为保证各桩共同受力，支撑两端增设钢围檩，钢围檩搁置在角钢支架上，支架则通过胀栓固定在每根围护桩上。
第三道钢支撑的架设与第二道钢支撑相同。
结构底板施工完毕并达到设计要求后，拆除第三道支撑，搭设满堂红脚手架施做站台层侧墙、中间柱及中层楼板结构。
如图11、12、13所示：
图11钢支撑架设流程
图12标准段钢支撑与主体结构位置关系图
图13钢支撑吊装示意图
4格构柱施工
当基坑跨度较大时，由于钢支撑长细比加大，架设后由于自重的作用，钢支撑中部扰度较大，致使轴力无法预加到设计值，为此需要在中部设置构造柱对钢支撑进行支托。
构造柱下部基础为钻孔灌注桩，上部为型钢立柱，各构造柱之间沿基坑纵向在每层支撑的高度下方设置型钢联系梁，并设置剪刀连杆将各构造柱连成整体，保证足够的稳定性。
1）构造柱施工方法：
钻孔桩施工时，先施做构造柱下部钻孔桩基础，上部立柱采用4根角钢做柱角，柱角之间用钢缀板焊接组装成立柱。
先施做钻孔桩基础，采用C30细石混凝土灌注，灌注完成后用吊车将加工成型的钢立柱吊起后垂直调入孔内，利用钢立柱的自重将其沉入混凝土中，为保证下一步钢支撑安装质量，使钢立柱真正起到支托作用，必须保证钢立柱的垂直度。
如钢立柱下沉深度不够，应采用振动锤将其振动下沉到位。
（见临时立柱设计图14）
图14临时立柱图
2）每段分层开挖至钢支撑架设的高度后，立即放出支撑位置线。
人工开槽至联系梁牛腿底，将钢牛腿焊接构造柱上，然后将纵向联系梁架设在牛腿上并与构造柱焊接牢固。
安装钢支撑，并将其与纵向联系梁用螺栓连接。
如图15所示：
图15钢支撑与联系梁连接节点图
3）按照前述方法架设钢管支撑，当钢支撑中部与构造柱联系托梁之间存在施工误差而悬空时，必须架设钢楔子将钢支撑底部垫实，防止连系梁的支托功能失效。
5钢支撑拆除
1）钢支撑拆除步骤
最下层钢支撑等到车站底板结构施工完毕，达到设计要求后拆除，以此向上，逐步拆除上一道钢支撑。
2）支撑拆除方法
钢支撑拆除应随车站结构施工进程分段分层拆除。
用龙门吊将钢支撑托起，在活动端设2台100t千斤顶，施加轴力至钢楔块松动后，取出钢楔块，逐级卸载至取完钢楔。
最后用龙门吊将支撑吊出基坑。
6钢支撑安装后的维护管理
1）安装了轴力计的钢支撑，每天要检查，记录轴力变化；
2）每天检查支撑变化情况，有没有松动等；
3）对基坑异常处或支撑异常处注意检测和加强辅助设施安装；
4）钢楔、活络头、钢围檩也要时时检查，记录，防止事故；
5）为防止钢支撑在后续施工中意外坠落，需在两端设置钢丝绳套进行防护。
6.2.5结构施工
1当第一施工段土方开挖到设计标高后，立即进行接地网、垫层及防水施工，绑扎底板钢筋等，以免基坑暴露时间过长，对基坑造成安全隐患，同时也为后续施工提供了一个作业面，与现有的基坑开挖，钢支撑架设等形成流水作业。
2结构施工按照前述工艺流程实施。
结构底板浇筑完成后、强度达到设计要求后，方可拆除第三道钢支撑，然后施工站厅层侧墙防水，绑扎侧墙钢筋并浇筑混凝土。
如果基坑较深，根据受力需要，需要设计倒撑，具体施工方法为：
底板混凝土浇筑完成后，浇筑一段2米多高的侧墙，在边墙上预埋托件。
当侧墙混凝土强度达到设计值时，架设钢支撑，并施加轴力，完成支撑体系转换。
当倒撑安装完成后，拆除第三道钢支撑，继续进行上部侧墙及中层板施工。
3负二层侧墙完成施工后，搭设中板脚手架，铺设模板、绑扎梁板钢筋并浇筑混凝土。
混凝土强度达到设计强度后拆除第二道钢支撑，施工负一层侧墙及中间柱。
侧墙完成施工后，搭设脚手架施工顶板及顶梁结构。
当顶板施工完成后，进行顶板外包防水施工。
6.2.6土方回填
土方回填质量的好坏直接关系到后期地表沉降的严重程度。
顶板防水施工完成后，要进行防水保护层浇筑，以免后期土方回填时，小石子破坏防水的完整性。
并在雨季来临前完成土方回填工作，确保回填质量。
1分层摊铺
采用水平分层平铺，分层厚度200-300mm，人工夯实的地方摊铺厚度为200mm，夯实遍数为3-4遍，机械碾压区域摊铺厚度为300mm，夯实遍数为4遍，施工时由自卸车将土运至基坑内。
由推土机把填料运至到位并粗略整平。
不宜用机械的地方需人工摊铺。
顶板上的第一层回填土尽量选用透水性较差的粘土并夯填密实，防止地表水渗漏如车站结构。
剩余的上部回填土不能用腐殖土，不能含有建筑垃圾、大块石料等。
2分层压实
大面积回填碾压前应先做试验段，用实验的方法取的最佳的压实遍数和人工夯实遍数。
用压路机分层操作时宜先轻后重、先慢后快、先边缘后中间。
压实时，相邻两次的轮记应重叠1/3，保证压实均匀，不漏压，对于亚不到位的地方要人工配合。
顶板以上500mm以内严禁施工机械进行碾压，需人工采用小型机具进行夯实。
7.劳动力组织
7.1建立工地领导机构
挑选技术力量雄厚，具有丰富城市地铁施工经验的管理人员和施工队伍。
图16管理机构组织图
7.2主要劳动力配备
为了保证每天的施工进度，需配备如下劳动力：
表3劳动力配置
序号
工序
人数
备注
钻孔桩施工
50
成孔、下钢筋笼、灌注砼
桩间土清理
10
清土、挂钢筋网、喷射砼
钢支撑施工
20
钢支撑加工、安装、施加轴力
钢筋工
制作钢筋笼
土方施工
配合机械挖土、运土
6
电工
现场用电设施的使用及维护
7
测量人员
8
开槽放线、支护定位、控制开挖深度、监控量测
安全员
负责现场全面安全工作
9
文明施工班
现场卫生及清扫马路
表4主要试验、测量、质检仪器设备
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
全站仪
徕卡TC402
台
精密光学测量滑动测斜仪
HCX-1
频率接受仪
SS-2
水准仪
苏光DSZ2
精密水准仪
DNA03
水准尺
苏光
把
测斜管
根
30
铟钢尺
2m
8主要机具设备
表5主要施工机械配备
作业名称
设备名称
数量
备注
旋挖钻机
喷砼
锚喷机
ZP-XI/7.5kw
空压机
W-9/7
钢筋加工
电焊机
BS-300/30kw
切割机
JG-400/6kw
供电
配电箱
个
土方开挖
挖掘机
PC-220
土方运输
自卸汽车
斯太尔/18
辆
运输
装载机
Z150
钢筋笼安装
汽车吊
25t
9.质量控制
9.1易出现的质量问题
在施工过程中，容易出现网喷面厚度不够，钢支撑水平度不够，围凛焊接不牢，开挖深度超挖，侵线桩处理不到后，导致后期影响结构施工，开挖过程中出现明水，钢支撑围凛架设不及时等情况，因此现场要加强巡视和管理力度，确保结构顺利安全施工。
9.2保证措施
9.2.1基坑开挖应严格遵守“分层开挖”的原则，支撑架设与土方开挖密切配合，开挖时采用中心挖槽法开挖钢支撑附近土方，以防止机械碰撞支撑；
采用人工配合小型机具开挖钻孔桩附近土方，严禁机械开挖碰撞钢支撑和钻孔灌注桩,土方挖到设计标高后及时架设钢支撑并施加预应力，减少无支撑暴露时间。
9.2.2钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，尤其注意斜撑的稳定性，在斜撑作业时，安装每一环节均要做到精心作业，同时钢围檩在制作、安装过程中也必须保证其稳定、强度及变形的要求。
另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测，确保其稳定性。
9.2.3钢支撑安装时，轴线偏差≤5cm，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。
钢支撑连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固，同时为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度，在施加轴力前先将挠度校正至水平。
9.2.4钢支撑安装前一定要检查加工成型的支撑是否垂直，不垂直的要进行矫正；
然后将钢支撑安装在牛腿上支座上，并且紧固好。
10.安全措施
10.1主要安全风险分析
土方开挖超前及支撑架设不及时造成基坑变形地表沉降超限、支撑坠落造成物体打击、临边防护不到位造成物体坠落、降水控制不到位出现基底突涌、高大模板支架搭设不规范垮塌、倒撑安装不到位或预加
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