U型槽结构施工方案.docx

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U型槽结构施工方案

XXXX下穿XXXX铁路地道

封闭箱体、U型槽主体工程施工方案

一、编制说明

一、工程概况

1.1、地道总体概况

XXXX公路下穿XXXX铁路地道位于XXXXK15+986.670～K16+446.070段，修筑起点桩号为K15+986.670，终点桩号为K16+446.070，全长459.40米。

在XXXX主线两侧，并与XXXX并行。

该地道为XXXX公路下穿XXXX铁路地道，由两部分组成，即下穿封闭段箱体和两侧敞开段整体U型槽结构。

地道与铁路交角为90度，共分2幅，每幅边线距XXXX设计中线16.5m，单幅为3车道，并设置非机动车道。

XXXX公路下穿XXXX铁路地道下穿地道具体布置如下：

封闭式箱体：

修筑起点为K16+226.670，终点为K16+266.070，总长为39.4m。

沉降缝与道路中线正交。

西侧U型槽：

修筑起点为K15+986.670，终点为K16+226.670，总长240m。

沉降缝与道路中线正交，其具体分段为：

12×20m。

东侧U型槽：

修筑起点为K16+266.070，终点为K16+446.070，总长180m。

沉降缝与道路中线正交，其具体分段为：

9×20m。

1、U7～U19节段：

本区段为设置抗拔灌注桩区段，地道结构为U型槽。

底板设置钻孔灌注桩作为抗拔桩。

抗拔桩直径为1.0m，横向2根间距为14m，每节段纵向间距为4m。

底板厚度130cm，侧墙厚度为100cm。

该段采用自然放坡阶梯式开挖，即按照1：

1.5的边坡向下开挖，每挖深2m设置一2m宽的台阶，直至挖至预定深度。

开挖至设计工作界面后，进行钻孔灌注桩施工，待钻孔灌注桩保护好桩头。

然后进行水泥搅拌桩施工，搅拌桩直径0.5m，间距1.5m，采用梅花形布置，桩底高程均按照-15m控制，钻孔灌注桩周围2m范围内不做水泥搅拌桩。

地基处理完成后，在沉降缝位置（即地道分节段的位置）开槽浇筑枕梁，并同期浇筑混凝土找平垫层，垫层产生强度后浇注地道底板混凝土和侧墙混凝土至侧墙顶设计标高（应注意墙体顶端栏杆地袱灯杆预埋甩筋），直至U型槽结构主体部分完成。

施工时U型槽节段之间变形缝宽2cm。

2、U1～U6和U20～U25节段：

本区段为不设置抗拔灌注桩区段，地道结构为U型槽。

底板厚度80～130cm，侧墙厚度为100cm。

该段采用自然放坡阶梯式开挖，即按照1：

1.5的边坡向下开挖，每挖深2m设置一2m宽的台阶，直至挖至预定深度。

开挖至设计工作界面后，进行水泥搅拌桩施工，搅拌桩直径0.5m，间距1.5m，采用梅花形布置，桩底高程均按照-15m控制。

地基处理完成后，在沉降缝位置（即地道分节段的位置）开槽浇注枕梁，并同期浇筑混凝土找平垫层，产生强度后浇筑地道底板混凝土和侧墙混凝土至侧墙顶设计标高（应注意墙体顶端栏杆地袱灯杆预埋甩筋），直至U型槽结构主体部分完成。

施工时U型槽节段之间变形缝宽2cm。

1.2、地质、水文、气象

1、地形、地质

XXXX公路下穿地道下穿XXXX铁路，周边地势较平坦。

勘察最大钻孔深度70米，根据地质年代及时代成因，共分为八个工程地质层，根据各土层特征及工程地质性质进而分为19个工程地质亚层，（详见《天津市滨海新区中央大道工程一期岩土工程详细勘察报告》2006.7.1）。

2、地下水：

场区浅层地下水属第四系潜水，地下水主要受大气降水补给并以蒸发等方式排泄。

勘察期间XXXX公路下穿地道场区静止地下水位埋深为0.7～1.1米，标高为0.68米～1.85米。

故综合判定为：

XXXX公路下穿地道地下水对混凝土结构具有结晶类无腐蚀性；分解类无腐蚀性；对混凝土具有结晶分解复合类无腐蚀性性，故场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。

3、地震稳定性

根据勘察结果，场区地面下20米范围内均为粉质黏土，无可液化土层分布，因此本场地为非液化场地。

场地土类别为Ⅳ类。

4、气象

全市年平均气温11～12℃，全市日平均气温高于0℃的农耕期有270天左右，无霜期一般为200天左右，自沿海地区向内陆逐渐缩短，滨海地区无霜期为239天。

全市平均降水量为550～680毫米，年平均降水日数为64～73天。

从海上输送来的暖湿气流受北部山脉的阻滞和抬升，经常在燕山迎风坡和山前平原形成多雨带，使全市年降水量的分布由北向南递减。

北部最大年降雨量可达1213毫米，最小年降雨量为352毫米，南部多雨年可达1189毫米，少雨年只有244毫米。

天津的汛期为6月中旬至9月中旬。

汛期的平均雨日在42天左右，夏季降水量为441~568毫米，占全年降水量的80~84%，又主要集中在7、8月份。

全市空气相对湿度以夏季最大，7、8月份平均值可达80%左右，春季最小，2至4月份最低值为0%。

全市年蒸发量为1688～1917毫米，冬季最小，只占全年的9%，春季最大，占全年的36%，5月份最多，占全年的16%。

塘沽区平均相对湿度为67%。

1.3、工程特点

1、地处交通要道

该工程下穿XXXX铁路，处于交通要道，XXXX公路行人和车辆很多，给施工带来一定的影响。

2、深基坑

基坑最大开挖深度在11.5m左右，深基坑的开挖存在一定的危险性。

因开挖层处于第I海项层（Q42m），为海项沉积。

主要为粉质黏土，含有砂性土、黏土和淤泥质土夹层，给施工带来一定的影响。

编制依据

1、XXXX公路下穿XXXX铁路地道U型槽施工图设计。

2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041——2000。

3、《公路隧道施工技术规范》JTJ042——94。

4、《公路工程施工安全技术规范》JTJ076——95。

5、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1——2004。

6、《公路桥涵地基及基础设计规范》（JTGD63-2007）

7、《室外排水设计方案》

8、《建筑基坑支护技术规范》

9、以下为参考规范：

《基坑工程设计规程》（上海市标准）（DBJ08—61—97）

《地基基础设计规范》（上海市标准）（DGJ08—11—1999）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

二、施工组织

我项目组建施工项目部，由施工项目部统一领导，下设基坑支护队，钢筋施工队，模板施工队，混凝土施工队并配备一定数量的技术管理人员。

2.1、工期安排

1、按施工计划，2009年4月20日进场施工，2009年12月30日竣工验收。

2、工序安排计划：

见下页附表（具体施工内容见XXXX公路下穿地道施工计划横道图）

3、劳动力计划安排

从U型槽工艺特点及工程进度要求来进行劳动力合理分配，根据工序的集散程度决定劳动力多少及强度。

具体劳动力分配如下表：

项目流程

劳动力横道图

劳动力（人数）

备注

基坑开挖

20

支撑架设

15

基底清理

10

枕梁、垫层

20

钢筋绑扎

20

模板、支架

20

浇筑砼

15

卸落支架

10

砼养生

2

时间

项目

2009年4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

U型槽段施工（K15+986-K16+209右）

U型槽段施工（K15+986-K16+209左）

顶进箱涵施工（右线）

顶进箱涵施工（左线）

U型槽段施工（K16+304-K16+446）

U型槽段施工（箱涵两侧5节）

排水泵房施工

竣工验收

2.2、材料与机械设备配备

序号

材料或机械

规格型号

功率

单位

数量

备注

1

脚手架（立杆）

LG.240/120等

φ48×3.5mm

T

2

脚手架（横杆）

HG.60/HG.30

φ48×3.5mm

T

3

脚手架（立杆）

H600

φ48×3.5mm

T

4

刚模板

2240×1200

12MM

M2

5

木方

M3

6

φ600×14钢管

m

7

φ500×14钢管

m

8

400*400*13*21型钢

m

9

28槽钢

m

10

钢板

M2

履带式吊车

50T

台

11

汽车吊

QY25

25T

台

18

汽车输送泵

HBT60B

60M3

台

19

砼运输车

9M3

206KW

辆

20

砼运输车

6M3

135KW

辆

21

插入式振捣器

D50/D70/D30

台

22

钢筋切割机

GQ-40

3KW

台

23

钢筋弯曲机

Y100L2-4

3KW

台

24

电焊机

HS-500

ф14-ф50

台

25

发电机

50/GF

75KW

台

2.3、现场准备

施工测量，复核座标点和水准点，放出道路中心线；对围护结构支撑预埋件的位置进行复核，以便准确进行下料。

三、施工方案及施工工艺

3.1、施工顺序

施工流程：

桩基施工——基坑开挖——支撑设置——垫层——底板——侧板

第一步：

施做抗拔桩、支护桩，进行水泥搅拌桩的地基处理

第二步：

基坑开挖。

第三步：

破除地面和路面，按设计施工井点降水，基坑开挖至安装第一道支撑的深度（支撑中心下1.0米，以下均同）

第四步：

施做第一道支撑，设置在压顶梁中心。

第五步：

分步开挖至安装第二道支撑的深度。

第六步：

施做第二道支撑。

支撑设置在离地道底板顶以上约1.5m。

第七步：

分步开挖至设计底标高，清理桩顶残渣、浮土和积水，凿毛清理，同时满足桩顶高程，铺设混凝土垫层，做好底板及侧墙防水。

U12节段开挖深度约11.5m，应设置第三道支撑。

第一道撑设置在压顶梁中心，第三道设置在离开挖深度3.5～4.0m处。

第二道撑离第三道撑有一定的距离。

支撑水平间距为4m。

在钢管一侧设置预压千斤顶对其支撑进行预压，预压值不宜过大，压力以能够保证其稳定安放及位移不为过大即可。

第八步：

施做主体结构底板及部分侧墙（至第一道施工缝）

第九步：

待底板和侧墙强度达到100%后，拆除第二道支撑做侧墙防水。

第十步：

施做主体侧墙至第二道施工缝。

第十一步：

待侧墙强度达到100%后，拆除第一道支撑做侧墙，做侧墙防水。

第十二步：

施做完成主体结构。

第十三步：

停止抽水，封降水井。

回填并恢复路面。

3.2、施工方法及机械的选择

1、基坑施工

（1）、支护结构

1）、支护工艺的采用

本基坑的安全等级为二级，根据开挖深度的不同，由浅递深采用三种开挖工艺，一是放坡开挖、二是SMW工法、三是灌注桩支护。

2）、基坑支护

、灌注桩支护

U7～U15区域内采用灌注桩支护，根据不同开挖深度，采用不同的桩长，横撑一至二道。

桩径均为1.0m，桩长分别为16、19、22m，其桩间距为110cm。

灌注桩支护上设有压顶梁，尺寸为120x100cm。

灌注桩外侧设有止水帷幕，均为两排咬合的水泥搅拌桩，直径65cm，间距为45cm，等待宽度为80cm。

、SMW工法

U2～U6、U16～U20区域内，采用SMW工法支护（即水泥搅拌桩止水帷幕，内插型钢受力），型钢采用：

400×400×13×21mm。

水泥搅拌桩，直径65cm，间距为45cm。

待U型槽施工完毕拔出型钢回收。

SMW工法水泥搅拌桩在施工期间起止水作用，内插型钢为主受力结构。

在地道两端设置一排9m深的SMW工法水泥搅拌桩，形成封闭止水环境。

SMW等代直径为80cm，长度为9m、12m、15m三种。

根据不同开挖深度，设置横撑一道或两道横撑。

、放坡开挖

U1和U21区域采用1：

1.5坡率放坡开挖。

基坑支护结构的内部横撑采用钢支撑，选用一根φ６００×１４ｍｍ钢管。

现场可根据进料长度和施工工艺要求选定分节长度，根据基坑宽度在现场进行组装。

在钢撑两端设钢管连接头，钢管连接头采用φ500X14mm，斜撑接头为钢板接头，两端各600mm长；钢支撑根据挖深的不同，为1～3道，第一道设置在压顶梁中心，另外一道可设置在离地道底板顶以上约1.0～1.5m处；Ｕ12节段开挖深度很深约11.5m，支护桩基长22m，应设置三道横撑，具体数目和位置详见设计图纸。

在基坑开挖到横撑的设计深度往下1m时加设横撑，在钢管一侧设置预压千斤顶对其支撑进行预压，预压力不宜过大，压力以能够保证其稳定安放及位移不为过大即可，可适度调整，预压力约为设计轴力的30～50%，同时应加强监测，能提前警示，避免事故发生。

每延米预加轴力按设计提供的数值进行。

支撑设在压顶梁上的横撑对应的预埋铁件应与钢支撑间距相符，保证钢支撑受力方向一定要和压顶梁正交（垂直）；支撑设在相应高度的其他横撑同样如此；现场可视具体情况增设其他竖向支撑，以保证横撑的稳定性。

3）、土方运输工具及弃土运输线路

根据施工安排，基坑开挖施工分阶段进行，在现场内设临时存土点，运输工具及出土路线作好详细部署。

4）、基坑开挖施工方法及措施

基坑开挖必须在支护结构达到设计强度后方可进行，施工中本着先撑后挖的原则并严格按照组织计划分段、分层开挖。

坑底留30cm厚原土用人工挖除，严禁机械超挖。

根据设计要求在基坑施工中是开挖深度竖向需设置Φ600，壁厚14mm的钢管横支撑,3——4道Φ720，壁厚12mm的斜支撑（做不做斜撑），具体位置见支护结构平面图。

、基坑开挖组织

A、为方便施工管理与统一调度，基坑开挖施工由1个专业作业队分多个作业班组（土方班、支撑班、降水班、围护桩处理班）按施工程序安排分区、分段实施。

B、基坑开挖做好土石方开挖与外运的调度，组织好运输车辆，并安排做好运输线路的调查，及时调整调度方案，使开挖如期完成，及时转入主体砼结构的施工，尽量减小基坑基底的暴露时间。

、主体基坑开挖支撑施工程序

施工方法（以三道支撑为例）：

第一道设置在压顶梁中心，另外一道可设置在离地道底板顶以上约1.0～1.5m处；

开挖土体至第一道支撑底面位置下反1.0米处时架设第一道支撑。

土体往下继续开挖4.0米时，架设第二道支撑。

土体往下继续开挖4.0米时架设第三道支撑。

向下继续开挖达到基坑底部。

最后剩余0.3米厚的土方由人工进行开挖、找平，施做垫层。

、开挖及出土方法：

土方开挖采用从上至下，分层分段开挖，严格遵守先撑后挖的原则，挖到支撑位置，加撑时间不超过5小时。

土方开挖施工一定与测量监测紧密结合，一旦支撑轴力，墙身倾斜或位移，水位井水位变化速率较大，立即停止施工且通知设计与业主研究对策，隐患处理完毕后方可继续施工。

A.基坑开挖前，充分考虑天气等不确定因素，做好周详的施工准备，设置完备的排水系统，基坑开挖后及时排除地表水及坑底积水。

严禁地表水或基坑排除的水倒流回渗入基坑，排水沟和积水井距边坡坡脚的距离不得小于沟、井深度的1倍。

充分考虑到雨天施工对基坑产生的不利影响，雨天不得开挖基坑。

B.开挖土体至第一道支撑位置使用挖掘机沿基坑方向退挖。

C.第一道支撑以下土方开挖采用在基坑一侧1台0.3方小挖掘机的配合下，利用21台18米长臂挖掘机分布在基坑边，逐层从钢支撑间隙中直接取土。

D.最后剩余0.3米厚的土方由人工进行开挖、找平。

E.在开挖基坑施工时，在基坑底两侧开挖排水沟，深度为挖土面以下0.3m。

F.在挖掘机够不到的死角用人工翻挖进土斗，用吊车吊出基坑。

G.每步开挖深度为支撑下1.0米，钢支撑安装在工字钢组成的腰梁上。

H.支撑的架设采用50吨履带吊配合25吨汽车吊组装并安放。

基坑支撑方法

计算长度→支撑拼装→支撑点安装固定件→焊接腰梁→安装支撑前检查→安装腰梁→吊装→施加预应力→定期检查→拆除

A、当挖掘机开挖至设计标高时及时组织测量人员施放钢支撑的点位，对支护结构的预埋钢板进行检查，如没有预埋钢板，重新进行埋设。

B、履带吊吊运支撑钢管（支撑钢管在吊运之前在加工场就地安装，用40t履带吊与汽车吊配合将组好的钢支撑运至基坑边需吊装位置。

C、履带吊将钢支撑吊运至腰梁位置处，用倒链校正位置。

D、在支撑钢管长度调节端头上设一台千斤顶，千斤顶两端均顶在长度调节端头上，然后对钢支撑施加预应力，预应力的操作顺序为：

校核计量器具→安装千斤顶与油泵→校正顶作用点是否与支撑同心→施加应力→静停→超加5%应力→丈量尺寸→穿支撑斜铁钢楔→回顶。

E、预应力的施加：

a、当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，应立即在当天低温时段复加预应力至设计值。

b、为防止施工中的第一道支撑在第二道支撑好以后由于受力体系发生变化，第一道钢支撑受力变小，支撑松动脱落现象时有发生，因此在压顶梁予埋钢上焊一托架托住第一道钢支撑，防止坠落伤人，且第一道支撑施加的应力宜较小，第二道支撑撑好后及时监测第一道钢支撑受力情况，并观测围护墙的变形情况，如轴力变小应对第一道支撑二次施加应力。

c、因区间土质及周边情况不尽相同，预应力的施加值不能绝对固定，也不能照抄照办搬其他地方的数据。

所以支撑预加应力应根据现场测量的墙体变形与支撑轴力计的数值的变化，不断总结摸索与调整，随时观测钢支撑内力。

d、刚开始施工的时候宜采用较大的预应力值。

在第一次加预应力后12h内观测预应力损失及墙体水平位移并复加预应力至设计值。

当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，应立即在当天低温时段复加预应力至设计值。

e、墙体水平位移速率超过警戒值时，可适量增加支撑轴力以控制变形，但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必须满足设计安全度要求。

f、预加应力施工中不得在钢支撑上附加荷载。

4）、安全保证措施

深基坑施工安全等级为二级，拟采取以下安全保证措施：

A、基坑严格按设计分层位置进行施工，及时施加支撑，确保基坑坑壁稳定。

施工过程中，与施工监测密切配合，加强信息化管理，若有不稳定的因素存在，及时报请工程师和设计人员调整施工方案，将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度，确保基坑成型；基坑开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位，已开挖的基坑侧壁不稳定时应及时处理，不能继续向下开挖。

B、深基坑开挖将坚定不移地应用“时空效应”理论原理，遵循“分层、分段挖土，做到随挖随撑限时完成”原则，并应用“时空效应”原理控制基坑变形的计算机软件，对基坑开挖作动态管理，真正做到信息化施工，始终把基坑变形量控制在合格指标之内。

C、限制基坑维护结构四周一倍基坑深度范围内的堆载不大于20KPa。

做好计算校核工作，随时检查确保安全。

D、严格控制基坑施工降水时间和降水量，应施工一段，降水一段，充分运用集中施工，集中降水，减少因降水而造成周围地面沉降。

E、U1和U21段放坡开挖，分段开挖的同时放坡，随挖随起坡，坡度为1：

1.5。

F、密切监测基坑周围水位线的变化，当发现问题时及时采取措施以减小基坑降水对周围建筑物的影响。

其具体措施详见基坑降水。

G、施工中各工序应以测量监测为指导，根据水位变化，支护结构位移，轴力计的大小，基底反弹量等数据调整施工方法

H、施工挖土时注意对大口井的保护，制作特制的方帽盖在大口井上防止杂物落入水中。

I、现场应备降水、发电设备、回填等应急措施。

J、作好基坑两侧的防护护栏的设置工作，护栏采用脚手管进行搭设，护栏高1.5米，挂密眼安全网，护栏立杆同压顶梁预埋钢筋。

5）、支撑调节制作质量要求：

支撑调节头材料选用A3、325号钢板加工，全部通过焊接形成一个整体。

钢管加工时，卷管方向与钢板压沿方向一致。

钢管焊接形式为双面埋弧焊，其它部位为电弧焊。

焊缝质量应满足《钢结构工程施工及验收规范》（GBJ---83）二级质量标准的要求。

A、采取措施减少焊接变形，特别要注意端部法兰的变形要求要符合质量要求。

钢管加工时，钢板竖向拼口的边缘部分，应采取相应的技术措施（采用胎具压制成型等方法）避免出现鸡心现象，保证钢管的圆度。

B、节头同支撑钢管相互组装后的质量应符合以下要求：

纵向弯曲：

f≤l/1000。

f---弯曲量；l---钢管长；单位：

毫米。

椭圆度：

小于2mm。

管端不平度：

小于0.3mm。

钢管端部的法兰可用气割成型，但是成型后的法兰表面应光滑平整，以保证钢管的拼接质量。

而且保证切割后的法兰边口整齐，无明显的锯齿现象。

C、所有构件需在焊缝检查合格后（包括焊缝药皮的清除等）。

在进行外防腐处理。

钢管外防腐处理为：

涂刷两层防锈漆。

D、按照施工要求，必须及时安装支撑，并按设计要求施加支撑预应力值。

支撑位置应准确，其支撑端部的中心位置、误差为：

高程±30mm，水平间距±100mm，钢支撑轴线竖向偏差：

±30mm支撑轴线水平向偏差：

±30mm支撑两端的标高差：

不大于20mm和支撑长度的1/1600。

支撑的挠曲度：

不大于1/1000。

支撑与立柱的偏差：

±50mm。

同一道支撑两端高差控制在2cm以内，支撑采用吊拉固定牢固，为保证支撑安装质量，在开挖每一层的每小段的过程中，当开挖出一道支撑的位置时，即按设计要求在围护墙两侧断面上测定出该道支撑两端与围护墙的接触位置，以保证支撑与支护结构面位置准确。

E、若支撑不总是与围护结构垂直，所以支撑端头与围护结构之间的空隙，用钢楔子备死，再用砂浆或细石混凝土灌满。

F、接近于围护结构部分土方应由人工开挖。

围护结构如有渗漏现象应立即采取堵漏剂修补。

G、当基底上层与设计不符或扰动、水浸、发现淤泥、土质松软等现象时，应做好记录，并通知技术部会同有关单位研究处理。

H、基底要平整压实，其允许偏差为：

高程：

0mm～-20mm，平整度20mm，并在1m范围内不得多于1处，轴线位移小于30mm，基坑尺寸不小规定值。

基底经检查合格后要及时施工混凝土垫层。

I、雨季施工时应沿基坑做好挡水埝和排水沟，并对坡角进行固化，土坡用无纺布苫盖，防止滑坡。

冬季施工时应及时用保温材料覆盖，基底不得受冻。

J、基坑开挖过程中，及时进行地质描述，做好开挖记录，当地质情况变化并与设计不符时，应立即报监理工程师和设计人员，及时调整施工方法。

6）．施工监测方案

（1）监测内容

施工监测是基坑开挖的一项重要内容。

只有对施工过程中围护结构的力学性能进行动态监测才可能把握施工节奏，及时调整修改施工措施，确保结构的安全。

在基坑整个开挖施工中，要紧跟每层开挖、支撑进展，对地下维护结构的变形和地层移动沉降进行监测，同时在整个施工过程中，应对地下管线、周围建筑物进行定期观测。

监测内容主要包括：

A、周边地下管线位移；

B.坑周地表沉降；

C.周围建筑物沉降和倾斜；

D.墙顶水平位移；

E.墙顶沉降；

F.空隙水压力；

G.土体侧向变形；

H.支撑轴力；

R.工具柱沉降和变形；

J.地下水位。

（2）监测报警值：

围护墙体位移＞3mm/d，累计＞30mm；

地面最大沉降25mm，变化速率在3mm