明挖段实质性施组.docx
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明挖段实质性施组
深圳市城市轨道交通10号线1012标
甘坑站、甘凉区间工程
甘凉区间明挖段施工组织设计
编制：
审核：
批准：
中土集团深圳地铁10号线1012-2工区一分部
二〇一六年二月
目录
一、编制依据1
二、适用范围1
三、工程简介1
3.1工程概况1
3.2工程地质情况2
3.3施工场地部署2
3.3.1施工便道2
3.3.2施工用水、施工用电3
3.3.3施工临时通信3
3.3.4施工通风和防尘3
3.3.5洞内三管二线布置3
四、机械配置及劳力组织4
五、施工工期安排5
六、总体施工方案5
6.1洞口防护5
6.1.1土方开挖5
6.1.2挡土墙施作6
6.1.3洞口排水系统7
6.1.4洞口场地排水沟施作7
6.1.5边仰坡支护8
6.1.6砂浆锚杆施作8
6.1.7铺挂钢筋网9
6.1.8喷射混凝土10
6.2进洞方案11
6.2.1导向墙施作11
6.2.2超前支护13
6.2.3超前小导管施作15
6.2.4明洞施作16
6.3斜井暗挖区间18
6.3.1围岩爆破掘进19
6.3.2超前支护24
6.3.3初期支护35
6.3.4格栅钢架加工安设方案36
6.3.5施工通风38
6.3.6防水施工40
6.3.7隧道防水层施工43
6.3.8监测依据45
七、工程质量保证体系和保证措施53
7.1工程质量保证体系53
7.1.1管理目标53
7.1.2质量保证体系53
7.2质量保证措施55
7.2.1施工准备阶段的质量保证措施55
7.2.2施工过程的质量保证措施56
7.2.3交工、竣工阶段的质量保证措施62
7.2.4技术保证措施63
八、安全生产管理体系及保证措施69
8.1安全目标69
8.2安全生产管理体系70
8.2.1安全生产管理保证措施70
九、季节施工措施81
9.1冬期施工措施81
9.1.1冬期施工主要技术措施81
9.1.2雨季施工措施82
9.1.3热期及其他季节施工措施82
十、项目风险预测与防范、事故应急预案83
10.1项目风险预测与防范83
10.1.1风险预测与防范83
10.1.2危险源识别及控制措施84
甘凉区间明挖段施工组织设计
一、编制依据
1、甘坑~凉帽山区间隧道工程招标设计图及设计说明
2、地勘初步设计资料
3、《钻孔灌注桩施工规程》DBJ08-202-92
4、《钢筋焊接规范及验收规程》JGJ18-96
5、《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92
6、《锚杆喷射砼支护技术规范》GB50086-2001
7、《铁路隧道施工规范》TBl0204-2002
8、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》TB10108-2002
9、《地下工程防水技术规范》GB50108-2002
二、适用范围
本施工方案着重编制明挖段其围护桩、深基坑开挖及主体工程施工具体方法；主要包括整体施工现场规划布置、围护桩施工方法、结构类型不同其砼浇筑的方法、钢筋制作及安装工艺、模板作业工艺、基坑土方开挖方法等；其主要适用范围所包含的工程（分项）项目为钻孔灌注桩、双重管旋喷桩、冠梁及各类腰梁、降水井、竖向钢支撑及横向钢支撑、深基坑开挖、挂网喷射支护及主体工程。
三、工程简介
三.1工程概况
甘凉区间明挖段起讫桩号CK22+805.233~CK22+871.37（全长66.138m），宽度32.40m；基顶高程H:
85.00m，基底高程H:
52.25m，基坑内土方开挖深度32.75m。
明挖段深基坑安全等级一级，其内外安全支护方法主要目的以防止32.667m深的基坑内壁土体产生坍塌为主；设计在基坑外采用围护桩加固，内侧采用腰梁加固及各支撑梁支护处理；
冲孔灌注桩：
直径φ1500mm的钻孔灌注桩@1800mm/根（共105根）；桩顶标高H:
83.80m、桩底标高H:
46.833m，单根桩深36.967m；均为嵌岩桩，桩基地质为素填土、黏性土、全风化角岩、土状强风化角岩层；设计要求入强风化岩不小于5.5m，中风化岩层时不小于2.5m，微风化岩层时不小于1.5m。
双重管旋喷桩：
直径φ800mm的双重管旋喷桩@1800mm/根（共105根）；要求进入不透水层1.5m，通过水泥浆土基深层注射形成凝固，加强土壤渗水密度而形成一道止水帷幕，以防止地表水的渗透及地下水的浸入到基坑为目的。
基坑内支撑：
明挖段内支撑主要作用为防止钻孔灌注桩因外侧土体自重及地面动向荷载产生的挤压力，而出现桩基内侧倾斜；设计主要分二大类：
横撑及竖撑；竖撑为5根600cm×600cm口径的钢构柱（入砼桩基础4.0m）；φ1000mm钢筋砼桩顶标高H:
53.01m，桩底标高H:
43.01m（入基底深度10.0m）。
横撑共六道：
分钢筋混凝土支撑体及钢结构支撑体二种；一、三、五道为钢筋砼支撑结体体，二、四、六道为钢结构支撑结构体。
降水井：
采用φ1000mm钻孔桩内安放φ600mm钢管，按管体每1500mm/段，在管壁上每50.0cm/层制作6个环形布置的排水孔；钢管外包3层60目尼龙布；滤水层为砾石。
喷射砼护壁：
C25喷射混凝土基坑内壁120mm厚，与止水帷幕形成双层防水效果，同时加强钻孔灌注桩的整体结构性，提高抗倾斜力。
图3.11明挖段平面图
三.2工程地质情况
明挖段基坑范围属低丘地貌，地层主要有人工填土，第四系坡积黏性土、第四系残积黏性土及侏罗系角岩；特殊性岩土有填土和风化岩与残积土，基岩中存在有不均匀风化现象；场地内地表水不发育，地下水有孔隙水和基岩裂隙水，孔隙水主要赋存于填土层中，基岩裂隙水主要赋存块状强风化及中风化的裂隙中。
根据设计图显示，起点桩号CK22+805.233m处黏土层开挖深度21.8.0m（H：
62.00m）时，即开始入岩表层；终点桩号CK22+871.37m处黏土层开挖深度16.6m（H:
86.00m）时，即开始入岩表层；平均黏土层开挖至H:
74.00m高程（深度平均H:
9.80m）时，即处于全风化角岩岩层表面。
基底高程H:
52.333m以上岩层均属强度较差的全风化角岩、土状强风化角岩、块状强风化角岩；以下岩层向大里程方向局部属强度较好的中风化角岩。
基坑开挖深度H:
32.667m：
9.8m黏土层+22.867m全风化角岩、土状强风化角岩层；
围护桩按基坑底面高程深入块状强风化角岩及中风化岩5.5m。
三.3施工场地部署
整个施工过程主要考虑钢筋存放与加工、材料运输、泥浆池、排水、机械施工平台等；合理布置场地，以安全、文明施工为前提。
三.3.1施工便道
计划在桩号CK22+881.37处，横向修建一条施工便道；此道进口由市政道路（甘李路）驶入，直接进入明挖段作业区内；
施工便道6.0m宽：
95%压实度土基+22.0cm厚水泥砂砾稳定层（5.0%）+18.0cm厚C25混凝土面层；路面横坡2%。
边沟按两侧布置（单侧约200.0m），主要排除明挖段周边排水沟废水（含钢筋加工场地表水及斜井周边水源）；此水沟采用明沟实施（龙门吊卸土区约35.4m采用暗沟处理），整个临建场地所有水源通过此边沟流入附近污水检查井内（明挖段左侧建筑拆迁区内）；边沟（明沟）断面尺寸:
60.0cm×60.0cm，土沟内采用M7.5砂浆砌筑红砖（24.0cm厚），纵坡0.2%；暗沟采用φ400mm钢筋砼Ⅱ级管（承插式），管道外周边采用C25混凝土包封处理。
图3.3.11施工便道断面图
三.3.2施工用水、施工用电
三.3.2.1施工用水
明挖段施工用水主要考虑钻孔灌注桩冲孔时，护壁所需造浆（泥浆）用水；按单根桩体积计算为62.7m3为标准，考虑单孔孔径冲孔时的扩径，孔壁、泥浆池的漏浆，需按6%计算为66.50m3；0.83t水（0.83m3）:
1.0mm3普通粘土可造浆2.7mm3；单根桩需用水量20.5t（20.5m3）；计划施工机械配置为旋挖钻机1台配冲击钻3台，按3根桩/日的工作计划，需要水源理论值：
61.5mm3，实际用量需备存20%，因此水源施工实际需要73.8m3。
围护桩用水量主要为第一次造浆用水量最大（73.8m3），施工过程中按此量分期补充，根据泥浆池内泥浆稠粘度调整水与粘土掺量比重，因此后续水源用量较少、但期数较多；因此，决定采用洒水车周边采购水源，调入作业区内；同时固定一台洒水车，根据冲孔桩泥浆池其泥浆的稠度、存量等变化，及时补充水源。
三.3.2.2施工用电
施工用电均按照机械配置型号、数量决定；明挖段施工期计划为45个工作日，考虑天气情况、及其他计划之外事项的存在，每天超额完成值需确保3根桩；因此需配置旋挖钻1台（35.5m桩基：
2.5根/日：
黏土层+全风化）、冲击钻3台（35.5m桩基：
0.5根/日：
≥强风化）。
机械配置结论：
1台旋挖钻（内燃型）+3台冲击钻（75KW）+钢筋加工设备共30.0KW+35T起重机龙门吊（24KW）=279KVA理论用电量。
计划建址于钢筋加工场内建施630KW变压器1台。
三.3.3施工临时通信
各级生产指挥及调度人员发给手持式无线对讲机，进行内部通信联络；明挖段主要考虑深基坑开挖施工中，基坑内、外人员工作保持联系所用；通时针对龙门吊操作手对于基坑内钢支撑的安装调试发挥作用。
三.3.4施工通风和防尘
施工通风主要用于32.667m深基坑内各作业点处，在气温≥35℃时，深基坑内空气流动性差，气温较高，工作人员难以适应。
风机采用88-1（11KW-2）型轴流风机，风管采用φ100cmPVC软质通风管；按明挖段中点桩号CK22+838.302（右侧），随基坑不断深入开挖连续接长送风管道至设计基底面为止。
防尘（岩石爆破后岩尘）：
采用湿式钻岩机打眼，同时利用通风管道送风疏散扬尘（10分钟）。
表3.11明挖段工程量统计表
四、机械配置及劳力组织
四.1明挖段施工机械、器具配置计划
四.1.1围护桩、钢构柱桩基
根据第3.2项工程地质内容显示，桩基地质主要为9.8m（黏性土、素填土）+27.167m（全风化角岩、土状强风化角岩）=36.967m桩长深度（暂且估计中风化岩为零）。
旋挖钻每1h理论工作量；素填土及黏性土40.0m、全风化角岩及土状强风化角岩（属Ⅳ类土）6~8m。
单根桩36.967m：
9.8m黏土层（1.0小时）+27.167全风化岩层（3.5小时）=4.5小时/根；每日按15小时工作量计算可完成3.0根桩/日。
考虑地质情况并非详勘资料，不排除中风化或微风化岩的出现，计划配置SWDM15旋挖钻机1台，GPS15-20冲击钻3台。
钢筋笼安装采用50T履带吊1台；钢筋加工设备：
GW50型断筋机1台（4KW）、BX1-315T电焊机3台（5KW）、GW40型弯曲机1台（3KW）J3G-400型切割机2台（2KW）、HGS-40B滚丝机1台（4KW）。
考虑斜井用电负荷因素存在，计划配置350KW柴油发电机1台作为备用。
四.1.2双重管旋喷桩
本明挖段止水帷幕采用二重管法（浆液气体嘞射法）施工，计划配置XPB-20B液压步履旋喷钻机1台。
根据设计要求，止水帷幕有效深度入岩不低于1.5m，根据第3.2项工程地质内容显示，明挖段地质黏土层厚度平均为9.8m+1.5m入岩深度=11.3m。
11.3m×105根桩=1186.5m总深度；计划3根桩/日，与围护桩7天强度后成桩（21根桩后）同步施工作业（3根桩×11.3m=33.9m/日工作计划）。
液压步履旋喷钻机1台：
布点+钻机就位+钻进+提升（喷浆）≥10.0m/小时。
四.1.3深基坑开挖
明挖段深基坑安全等级属一级，由于基坑深度达H：
32.667m，结合六道支撑梁不同高程，计划采取分层开挖，每一层为上下支撑梁高度为准；根据第3.2项地质内容显示，本基坑素填土及黏土层平均深度9.8m+27.167m深风化岩层，计划均采用PC220型（1.0m3）挖掘机2台，配35吨龙门吊一台。
四.1.4支撑梁
本基坑支撑梁主要包括钢筋砼梁、钢支撑梁二种；主要包含的机械器具为钢筋加工设备、木模钢支撑（钢管）、泵送砼搅拌设备（外委）、喷射性砼搅拌设备（自建）、砼输送泵、材料转运（龙门吊）、千斤顶、抽水机等。
四.1.4.1钢筋加工设备
主要针对冠梁、（三、五、六）道腰梁、及（三、五）道支撑梁（含各斜撑梁）其各类型号钢筋构件半成品加工所必备：
GW50型断筋机1台（4KW）、BX1-315T电焊机3台（5KW）、GW40型弯曲机1台（3KW）、J3G-400型切割机2台（2KW）。
四.1.4.2木模钢支撑
所谓木模钢支撑是根据招标文件中的概算内容，要求为木制加工模板，采用钢结构外部加固方法；其模板安装按混凝土现浇≤120.0m3/日工作量为标准。
1）冠梁
冠梁截面尺寸：
1.2m×1.5m；此梁无需底模，仅两侧的边模与两端端模，所需模板用量：
（1.2m梁高×66.138m梁长×2两侧）+（1.2m端头高度×1.5m端头宽度×2两端）=162.331m2（一次性混凝土现浇量119.05m3）。
考虑混凝土的初凝期、冠梁四边结构的连续作业，因此，模板按1.2m×1.5m/块加工，共需162.331×2=324.70m2。
2）腰梁
根据设计图纸要求，腰梁部份截面尺寸：
1.0m宽×1.2m高、1.2m高×1.5m宽两种；此模安装仅需内侧模，无需底模与外侧模；计划单块模构按H:
1.2m为标准：
1.2m×1.5m/块加工，共需1.2m梁高×66.138梁长×2=158.74m2（一次性混凝土现浇量79.366m3）；计划利用冠梁模板。
3）支撑梁
支撑梁主要分横向支撑、边角处斜支撑两种；其模板所需用量如下计划：
a横撑梁
结构尺寸：
D700mm×H1000mm、D800mm×H1100mm及D900mm×H1100mm三种；模板加工按高度H:
1.2mm×D:
1.5m统一制作；由于此梁单根砼浇筑量21.0m3，一次性装模三根（2套模作业），共需模板：
（32.4m-3.0m）梁长×1.0m梁高×12幅单侧模板数量=352.8m2（一次性浇筑量按50%计划3根梁：
61.74m3）；此梁与冠梁同并使用。
b边角斜撑梁
基坑四边角斜撑按长度分三种类型（按第一道为标准）：
19.1m、13.44m、7.778m，其截面尺寸：
D700mm×H1000mm、D800mm×H1100mm、D900mm×H1000mm三种；模板加工按H:
1.2mm×D:
1.5m统一制作；其数量纳入冠梁之内。
四.1.4.3泵送砼搅拌设备
明挖段各结构其不同类型的砼，均采用外委商砼提供（含运输），仅需考虑浇筑设备；除围护桩水下砼采用冲击钻基座、φ300mm钢护筒及3.0m3料斗配套使用之外，基坑内各梁体现浇砼均采取输送泵作业（天泵）；计划配置1台。
四.1.4.4喷射性砼搅拌设备
喷射性砼搅小型搅拌站的建立，主要利用区间隧道初支备用，针对明挖段所需部位主要是基坑内侧壁12.0cm厚的C25喷射混凝土护壁；一次性砼喷射量根据基坑开挖深度（分层开挖）来定，计划按照设计要求的上下腰梁高度为基准：
冠梁（第一道支撑梁）0.00m+第二道钢支撑梁6.50m+第三道砼支撑梁5.00m+第四道钢支撑梁4.80m+第五道砼支撑梁4.60m+第六道钢支撑梁6.50m；按照最高度6.50m计算，一次性砼喷射量：
（63.138m×2）内侧纵长+（29.40m×2）内侧横宽=185.076m；
185.076m总长×6.50m高度×0.12m厚度=144.36m3。
搅拌设备配置：
500L强制式搅拌机1台、二仓式电子配料斗一套、爬轨式搅拌楼1套、80T水泥罐1个、20.0m3立式空压机1台、干喷机及喷管喷枪1套。
产量：
24.0m3/小时，6小时可完成工作量。
四.1.4.5基坑内材料转运设备
本基坑内各材料转运主要包括：
钢筋半成品、钢构件及钢护筒、土石方出碴、模板、钢管及各类混凝土等；计划安置门架式起重机（龙门吊）35t1台，同时用于基坑土石方开挖后的挖掘机外吊，及基坑回填的推土机、压路机内与外吊运。
四.1.4.6千斤顶
按照设计要求，第二、四、六道支撑梁为φ609，t=16钢护筒支撑；每魃支撑安装时，用2台100t千斤顶对挡土结构施加预应力；考虑此支撑施加预应力时，对同步对称作业，由最外两根向内操作；因此，计划配置100t千斤顶4台。
四.1.4.7抽水机
设计基坑内排水措施为φ600mm钢管（降水井），在此钢管壁孔眼将地面水渗透至钢管内；设计共8个降水井，存水量89.7m3，按基坑地表面积积水厚度计算：
89.7m3存水量÷（63.138m长×29.4m宽）=0.04m；处于连续雨季期间，积水厚度按10.0cm计算，此降水井无法满足排水要求；因此，增加一台扬程50.0m的柴油抽水机。
表4.11明挖段施工机械设备配置
序号
机械名称
型号
单位
数量
备注
1
挖掘机
KAT320
台
2
2
推土机
东方红350
台
1
3
压路机
光轮振动式T18
台
1
4
旋挖钻
SWDM15
台
1
5
冲击钻
GPS15-20
台
3
6
液压步履旋喷钻机
XPB-20B
台
1
7
门架式起重机
35T
台
1
轨道龙门吊
8
断筋机
GW50
台
1
9
电焊机
BX1-315T
台
1
10
弯曲机
GW40
台
1
11
切割机
J3G-400
台
3
12
木制加工模板
1.2m×1.5m
m2
352.8
13
混凝土输送泵
天泵
台
1
14
混凝土搅拌站
座
1
喷射性砼（小型）
15
千斤顶
100T
个
4
16
抽水机
扬程50.0m
部
1
17
柴油发电机
350KW
台
1
四.2明挖段施工作业人员配置计划
为确保3根桩成桩/日的工作量计划，工作流水作业，无间断性，其工作内容分配：
1）围护桩作业队：
钢筋加工及安装班、钻孔成孔班、混凝土现浇成桩班、泥浆维护及文明施工班、双重管旋喷桩作业班；2）基坑
四.2.1围护桩
105根围护桩计划3根桩/日进行，其主要工作及人员配置如下：
四.2.1.1钢筋半成品加工与安装
按照3根桩/日的工作计划，其钢筋笼需确保不低于3根/日布置；桩基钢筋主要包括φ32mm、φ25mm及φ16mm三种规格，按3根钢筋笼/日的制作计划，需加工32.745T/日；φ32mm主筋①#、②#焊接段长度加工，3人一天加工3根桩主筋23.97吨（12米长共162根、3.7米长共54根）；2人加工φ25mm加强筋③#圆形加工及焊接（3根桩54根0.99吨）；5人制作钢筋笼主筋骨架3根/日，含加强筋竖向垂直定位及主筋间距标志、主筋转运及焊接；3人加工④#螺旋筋3根7.35t/日（含钢筋笼下放工作）；共计13人。
四.2.1.2旋挖钻孔及冲击钻孔
单根桩36.967m长，采用旋挖钻1台计划一天3根桩110.901m；考虑地勘不具体，及确保3根桩成孔/日的计划，配备3台冲击钻，分别针对每日3根桩的计划实施中风化、微风化岩层的冲孔作业；按目前初步地勘资料显示，中、微风化岩层属本桩基底面高程以下部位，计划此岩按1.0m~2.0m可能性存在布置。
1）旋挖钻一台、操作人员1名，3根桩/日
2）冲击钻3台、操作人员3名，3根桩（补充作业）/日
3）履带吊操作员1名
4）机械维修工1名、电工1名、焊工2名
四.2.1.3泥浆维护
桩基在钻孔及冲孔作业的同时，影响泥浆用量、粘稠度因素存在的有扩孔、地质渗透，同时泥浆池长久存积的岩质等，均需要人工调整；其工作内容：
泥浆外购及内运1人（运输）、泥浆调制1人（泥浆泵操作及泥浆沟内岩质处理）、泥浆池岩质沉积处理（小型挖机手1名）、洒水车司机1名、文明施工（普工5名）。
四.2.1.4水下灌注混凝土
水下混凝土灌注主要采用冲击钻提升与下插导管（拔管），入混凝土深度不低于2.0m，随砼上升逐步提升，其控制冲击钻仅需1人、测孔1人、砼罐车指挥及砼入料斗1人，共3人（另附普工5名文明施工辅助作业）。
四.2.1.5双重管旋喷桩
表4.21明挖段围护桩施工劳力组织表
序号
班组名称
作业内容
每班人数
日总人数
1
钢筋加工班
制作、安装
13
13
2
钻孔班
成孔
9
9
3
泥浆维护班
制作与文明施工
9
9
4
混凝土施工班
成桩
3
3
合计
34
34
五、施工工期安排
本着“精干高效、职能相符”的原则组建项目经理部，项目经理部下设工程管理部、计划合同部、安质管理部、试验组、测量组及内业资料组等相关职能科室，各职能科室密切配合，确保工程如期完成。
斜井计划于2016年01月01日开始施工，截止于2016年05月30日完工，共计150个工作日。
六、总体施工方案
六.1洞口防护
洞口：
土方挖运-→挡土墙施作-→作洞口天沟排水系统-→边仰坡支护-→导向墙施作-→超前支护-→明洞施作-→进洞开挖
洞内：
超前支护-→土方挖运或爆破挖运-→排毒及排险-→掌子面轮廓修整-→锚杆布点、钻眼、插杆及注浆-→型钢支架及挂网-→混凝土喷射-→养护
六.1.1土方开挖
六.1.1.1护坡清理
隧道洞口土方开挖前，先清除边仰坡上的灌木、浮土、危石，做好边仰坡的施工排水设施，以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。
六.1.1.2边仰坡开挖
按照洞口底标高H90.08m为基准，考虑洞口处净高5500.0mm、仰坡垂直高度6685.0mm，故按照坡顶高程H:
102.265m为开挖最高点，按照此最高点及两侧地形高程进行换算，测量放样出最终开挖线；开挖仰坡按1:
1坡比控制，采用由中（最高点）向两侧最低点处全断面开挖；边仰坡每开挖高度达1500mm左右，采用加工木制三角板及水平尺复核坡比；每开挖高度达3000mm时，采用全站仪复测坡角坐标线，及时调整坡度。
六.1.2挡土墙施作
六.1.2.1设计参数
挡土墙设置与斜井洞口两边侧墙，采用M7.5砂浆砌石结构，此墙根据实地高差砌筑高度H=7000.0mm，按照设计参数表，墙体属同等宽度b=1950.0mm、底宽Bd=2110.0mm；采用10标号砂浆勾缝和墙顶抹面；墙体用30%块石修边；泄水孔采用φ100.0mmPVC管，按2000.0~3000.0mm呈梅花状布置；墙体纵向每隔7000.0mm/沉降缝（总长14000.0mm）。
六.1.2.2施工流程
基槽开挖-→垫层施作-→基础砌筑-→墙体砌筑（安放泄水孔）-→勾缝-→模板升高（重复以上工序）-→透水性材料回填-→养生（H:
1000.0mm厚/回填一次）
六.1.2.3施工工
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