深基坑支护方案专家论证方案.docx
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深基坑支护方案专家论证方案
中铁六局集团有限公司
CHINARAILWAYSIXTHGROUPCO.LTD
北京站至北京西站地下直径线工程三标段
深基坑开挖专项施工方案
编制：
审核：
审批：
中铁六局集团有限公司北京地下直径线工程指挥部
2009年5月22日
一、工程概况
1、工程总体概况………………………………………………………3
2、围护结构……………………………………………………………3
3、工程地质条件………………………………………………………3
二、编制依据及原则
（一）编制依据………………………………………………………….4
（二）编制原则………………………………………………………….4
三、施工组织与协调…………………………………………………5
四、施工机械及劳力计划…………………………………………..6
五、施工方案
（一）、施工条件…………………………………………………………7
（二）、施工准备…………………………………………………………7
（三）、施工工艺流程……………………………………………………8
六、质量保证措施
（一）、土方开挖质量保证措施……………………………………….14
（二）、钢支撑稳定的保证措施……………………………………….14
七、应急计划………………………………………………………..15
八、事故预防措施……………………………………………………15
九、雨期施工方案
1、施工总体安排………………………………………………………19
2、人员安排……………………………………….……………………19
3、施工准备……………………………………………………………20
4、主要技术措施………………………………………………………21
5、雨期施工预防措施…………………………………………………22
十、安全文明施工
1、安全生产责任制……………………………………………………22
2、安全技术交底制度…………………………………………………23
3、安全教育制度………………………………………………………23
4、安全检查制度………………………………………………………24
5、安全员跟班作业制度………………………………………………24
6、安全警示制度………………………………………………………24
7、事故处理报告制度…………………………………………………24
8、班前安全活动制度…………………………………………………25
9、持证上岗制度………………………………………………………25
10、安全例会制度………………………………………………………25
十一、突发公共卫生事件应急处置措施…………………………25
十二、应急处理预案
1、应急处理指挥系统…………………………………………………26
2、应急处理预案………………………………………………………27
一、工程概况
1、工程总体概况
北京铁路枢纽改建工程北京站至北京西站地下直径线工程线路自北京站起，沿崇文门西大街、前门大街、宣武门大街等前三门大街，走在既有环线地铁南侧向西，长椿街以西线路经西厢工程的西便门立交桥、天宁寺立交桥及白云路立交桥、DK7+597左侧的十二层高楼以及城市规划建筑红线的外侧、经莲花池东路、北蜂窝路后接到北京西站东咽喉区，引入北京西站。
线路全长9.156km，其中地下隧道长7.230km。
由铁道第三勘察设计院设计，建设单位为北京铁路局.
中铁六局集团北京地下直径线工程指挥部承建北京铁路枢纽北京站至北京西站地下直径线工程三标段，起止里程为DK7+850～DK8+100段U型封闭结构、DK8+100～K8+120挡土墙、K8+120～K8+235挡土墙部分，铺轨长度左线为DK7+850～DK8+347.27,右线长度为DK7+850～K8+355.35，位于隧道出口处，与北京西站东咽喉曲线相接，本工程类型为封闭式路堑防水设计，区间直线（含隧道内）地段线间距为4m，分上下行双线。
2、围护结构
本工程围护结构采用直径800mm的钢筋混凝土灌注桩，DK7+850～DK8+100段为U型结构，DK8+100～K8+120段（K8+120=DK8+160.75）桩数量为630根，直径1000mm的钢立柱桩15根，有效桩长为15m、14m、13m、11m、10m、8.5m。
桩身混凝土为C25，桩头上部设1000*800mm的冠梁，桩之间设￠600的钢支撑。
3、工程地质条件
根据铁道第三勘察设计院提供的地质情况，地质情况参照地质勘察报告地质纵断面图和实际开挖情况，从上至下土层分部为
（1）、填土：
0～1.5m（硬塑）；
（2）、粉质粘土：
1.5～3.0m（硬塑）；（3）、粉砂：
3.0～4.5m（密实）；（4）、卵砾石层：
4.5～9.5m（密实）；（5）、粗砾砂层：
9.5～11.6m（密实）；（6）、粉砂层：
11.6～14.4m（密实）；（7）、砂夹卵砾石层：
14.4～17.2m（密实），且卵砾石层和粗砾砂层中夹杂少部分漂石直径较大。
土壤标准冻结深度0.8m,地震动峰值加速度为0.20g（地震基本烈度为Ⅷ度）。
地下水情况：
地下水类型为第四系孔隙潜水，主要由大气降水补给，北京西勘察期间地下水水位埋深18m～18.3m,水位年降幅为1～3m;抗浮设防水位高程按37.0～38.0考虑,地下水对普通混凝土不具侵蚀性，经施工现场实际开挖DK7+850～DK7+940段在距离地面15.2m砂夹石层出现涌水。
二、编制依据及原则
（一）编制依据
1、《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
2、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120─99
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94
4、《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-2003）
5、《工程测量规范》（GB50026-93）
6、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）
7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202─2002）
8、《中华人民共和国安全生产法》
9、公司质量体系作业文件
（二）编制原则
1、坚持“安全生产，预防为主”的安全生产方针；
2、做好发生事故的应急救援准备，使作业人员在事故发生时能及时得到救护，尽可能减少事故造成的人员伤亡和财产损失。
三、施工组织与协调
1、组织机构
2、组织与协调
为实现本工程的工期、质量、安全、降本等目标，我方主要采用以下形式协调管理好项目部与业主及监理等部门的关系、项目部各部门之间的关系、项目部各部门与作业班组之间的关系，确保工作顺利进行。
1）会议形式：
质量例会、安全例会、进度例会、成本例会、专题协调会等。
2）通知式：
质量整改通知、安全通知、专题通知、口头通知等。
3）报告式：
主要针对急需解决的有关事宜和需要提前选型的材料准备，给建设单位及监理及时书面报告。
4）检查与讲评的形式：
每周进行质量情况，安全生产，文明施工，进度情况，材料节约情况的例行检查，并针对存在的问题进行讲评，随时巡检，对存在的问题现场讲评，严格各项奖罚制度。
3、目标管理
根据目标要求进行分解到人，落实和解决好责、权、利的关系，并定期检查目标各阶段完成情况，发现问题及时采取有效措施，加以纠正解决，确保目标的实现。
4、过程管理
将工程从施工准备到施工全过程，落实到人，做到每道工序都有人负责，执行工序验收制度，从而实现对全部施工过程的控制。
5、根据全面质量管理的思想，针对工程质量，安全生产，工程进度，工程成本等内容进行PDCA循环，持续改进，不断提高管理水平。
6、加强项目部的团队建设，加强职工培训、学习，不断提高业务素质和目标水平。
四、施工机械及劳力计划
1、基坑支护、基坑开挖施工阶段主要机具表
序号
名称
数量
1
挖掘机
1台
2
运土自卸车
6辆
3
电焊机
2台
4
直螺纹套丝机
1台
5
汽车吊
2辆
2、基坑支护、基坑开挖施工阶段劳力计划表
序号
工种
人数
1
测量工
4
2
电焊工
2
3
汽车吊司机
2
4
挖掘机司机
2
5
普工
25
为了便于管理，劳动力使用时，根据专业工作性质，将其编为两个作业队，即钢支撑施工作业队、土方开挖施工作业队，进行默契配合，交叉流水作业。
3、施工平面布置及进度计划见附图
五、施工方案
（一）、施工条件
1、测量定位已完成，高程控制点和极坐标点，以施工现场设置的测量台所标识的45.81m为本工程的±0.000。
2、现场临设施工完毕，能正常使用。
3、施工道路基本畅通，施工用临时用水、电已连接。
4、机械、劳动力已完成调配，现已进入施工现场。
（二）、施工准备
a规划场内土方运输道路
b出场门口处设置沉淀池，以防泥土带入市政道路。
c门口设置明显标志，夜间保证门口照明并设置红色警示灯，派专人在门口值勤，疏导交通。
d开挖区域若夜间施工，场地周围及基坑内设置足够的照明设施并注意临电安全，派专职电工值班。
e标高水准点依据建设单位给定的高程点已引入施工区。
f熟悉施工图纸及地质情况，埋设好轴线控制桩，了解地下管线情况，检查挖土及运输机械的准备情况，进行施工前技术质量和安全交底工作。
g制定土方开挖施工方案，安排工期计划。
h落实钢支撑施工队伍，以便开挖与支护同时进行。
（三）、施工工艺流程
1、施工流程
第一步土方开挖---清运土方---钢支撑支护---第二步土方开挖---清运土方---第三步土方开挖---清运土方---基底修整---验槽
2、土方开挖
2.1在开挖前应将土体分层位置、深度，作图示意，使施工人员做到心中有数，以控制挖土深度，严禁超挖再回填现象。
2.2钢筋混凝土灌注桩施工完成后，经过砼试块强度检验达到要求后，采用分段分层开挖，土方开挖以机械挖土为主，人工修挖为辅，开挖时预留运土坡道，按施工图纸从基坑南侧进入基坑，预留南向斜向坡面，一台挖机从DK7+850处开挖，挖土时尽量在后面堆土成10—20度的斜坡，开挖较深时一台挖掘机在下面挖土，伸臂把土倒到事先修成的存土平台，上面的一台挖机再装入运土车集中外运。
从DK7+850开始进行第一步土方开挖，先开挖4m，从DK7+960至DK7+850倒退开挖，挖1：
0.3的斜坡利于土方运输，清运土方后进行钢支撑的支护施工，钢支撑安装完后进行第二步土方开挖，第二步土方开挖3m，随挖随清运，然后进行第三步土方的开挖和清运。
2.3在最后一层土开挖时，测量人员要按设计深度位置进行跟踪测量，防止超完或预留土太厚，派人随挖随清至设计标高，保证底板垫层砼能铺在原状土上。
2.4坡道设置：
运土坡道口设置在DK7+960基坑南侧，坡道成10～20度，运土坡道口下降-1.7米左右（原地面高度），在防止雨季运土困难，所以拟采用坡道上铺设砖渣，厚20cm左右，从而增加坡道的抗压强度和稳定性，保证施工安全。
2.5在基坑坑顶四周设置φ48钢管安全防护栏并开挖排水沟。
2.6开挖土方期间，及时与一切相关部门进行联系，保证挖运顺畅，进行文明施工，运输车辆经过施工现场洗车池后不带泥土进入市政道路，保证文明施工。
2.7每挖一层土，基坑周围设置简易排水沟，预防雨季从而将雨水引入水沟，在排水沟四角区位设临时集水井，从集水井用水泵抽排汇集水至顶部排水管网。
2.8待挖至最后一层，由测量人员协助控制底面标高，以防止多挖或少挖。
2.9基坑周围地面进行排水处理，严防雨水等地面水浸入基坑周边土体。
2.10基坑开挖完成后，及时清底验槽，减少暴露时间，防止暴晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。
2.11基坑验槽后，及时浇筑垫层封闭基坑；垫层要做到基坑满封闭。
2.12土方开挖过程中，特别是雨季、汛期施工时，注意气候、降雨、等预报，按施工方案的规定，采取必要的安全防护措施。
2.13在挖土过程中，由专人作检查、观测围护桩及钢支撑情况，发生异常情况应立即查清原因，采取技术措施。
2.14基坑挖土时，做好挖土的机械、车辆的通道布置、挖土的顺序及周围堆土位置安排。
不得在挖土过程中碰撞围护桩和钢支撑。
2.15基坑四周设置扣件钢管栏杆，并绑密目网，设置警示牌，防止人员及物体坠落，采用扣件和钢管搭设爬梯，供施工人员上、下基坑。
2.16施工排水：
地面排水遵循先整治后开挖的施工顺序，施工前先做好地面排水，在冠梁上方砌筑300mm高防水台，防止地面水流入基坑内。
3、验槽
基坑施工完毕后，会同勘察、设计、建设、监理等相关单位进行验槽，在相关单位人员签字盖章后方可进行下道工序的施工。
4、钢支撑安装施工方案
4.1首先按照设计图纸要求，检查各种预埋件的位置、数量、标高等，是否符合要求及能否满足横撑的安装要求。
4.2横撑加工，委托有资质的钢结构加工单位，严格按照施工图纸设计要求及国家现行规范进行加工，确保加工质量。
安装前对材料进行检查，合格后方可安装。
4.3根据现场实际情况，为保证U型结构土方的正常开挖及加快施工进度，首先采用机械挖至距横撑底4米左右处，然后将横撑运至现场，在开挖过程中，应严密监测两侧桩基及侧壁土的稳定状态，确保施工安全。
4.4钢管横撑运至施工现场后都必须作全面的检查验收，进行试拼装，不符合要求的坚决不用。
4.5制定相应的安全技术措施和操作规程，在吊放安装过程中进行监控，对起重设备的操作人员和指挥人员进行交底。
4.6钢管横撑吊放安装使用与待安装的钢横撑长度、重量与安装作业半径相匹配的轮胎式或履带式起重机，并配置与起吊吨位相适应的钢索吊具。
4.7所有钢管横撑端部支托和连接构造，都要焊接牢固，以防因受碰撞而移动脱落。
4.8钢支撑安装
①所有参加施工的焊工必须持证上岗，并经培训，焊缝不允虚焊，严格按焊接规范要求操作，钢支架焊缝高度为6mm，其余各构件焊缝高度为9mm。
②在安装处的两端搭设操作平台，待横撑吊起后两侧轻轻的将横撑两端放在钢支架上，然后进行焊接。
③横撑：
DK7+850～K8+120采用一道横撑，基坑中部设一排立柱桩，竖向支撑间距12m，采用φ600mm钢管，A3钢，壁厚12mm，按照设计要求横向间距11m进行设置。
④冠梁节点位置应根据实际支撑间距调整，钢管支撑的轴线应与冠梁中线尽量一致，严格控制偏心，钢支撑应有可靠的掉拉措施，防止支撑脱落。
⑤钢管支撑截取长度应不小于实际开挖基坑支撑高度处的宽度，具体应根据实际情况调整。
钢支撑一端固定，一端接活络接头，用钢块顶紧，活络头一个按1吨计，支撑点处采用焊接角钢等措施拖住钢支撑。
⑥钢支架必须锚固在钢筋混凝土灌注桩上，安装钢支架出锚栓前应对其直径、位置、顶部高程等进行核对，每一个横撑安装完毕后，必须经自检合格，报监理进行验收。
4.9钢支撑安装注意事项
①基坑开挖至钢支撑设计标高以下0.8m时必须停止开挖，及时设置钢支撑。
钢支撑须根据有关规定施加一定的预应力，确保围护结构的变形在设计允许范围内，支撑设置在冠梁上的围檩上，待支撑架设完毕后，应确认支撑的稳定性，安全后方可继续开挖施工，在基坑开挖过程中不允许超挖。
在开挖过程中，严禁挖机碰撞支撑，以防支撑失稳。
②严格按设计要求加工制作和安装，支撑头设计安装时必须确保支撑轴向受力，不产生偏心，以免支撑失稳。
③在施工过程中应根据现场施工实际情况与地质勘察资料进行核对，若有变化应立即通知监理、设计单位现场调整处理，以满足设计要求。
④施工时，支撑架设应及时，同时在基坑开挖过程中要注意监测围护结构变位和支撑轴力变化，若发现围护结构变位和支撑轴力有异常时，应立即采取有效措施补救，并立即通知监理和设计单位进行现场处理。
4.10钢支撑安全施工技术措施
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，并注意观测其变形，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及防护，以确保其稳定性。
为此，特制定以下措施。
1）进入施工现场人员一律戴安全帽，并接受入场教育。
2）对施工人员加强安全施工的教育，定期进行安全检查专业安全检查。
3）钢支撑加工前由负责加工的工长对加工机械的安全操作规程及注意事项进行交底，并由机械技师对所有机械性能进行检查，合格后方可使用。
4）土方开挖时,要按标准放坡，保证基坑四周无渗水，以防桩间土脱落，除此基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设临时马道。
5）钢支撑在运输过程中要注意交通安全，运输车尾应设置小红旗、警示灯等安全设备。
6）在安装牛腿、钢围檩时一定要注意在边坡设防护栏，并同时安排专人将边坡上部将杂物清理干净，防止坠物伤人。
7）支撑吊装时其吊车下方及支撑回转半径内严禁站人，高空作业要系安全带。
8）由于钢支撑跨度较大，活荷载对其影响较大，易使支撑因震动而失稳，所以严禁在其上放置各种物体及人员攀登和行走。
9）土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖，避免挖土机械碰撞已经架设的钢支撑。
10）施工中需要重点做好对钢支撑安装和使用过程中的轴线偏差及帽梁、钢围檩的位移的观测，如超过允许值，应迅速采取处理措施。
11）除此要注意基坑支护结构内的水平位移及地面沉降监测，其控制范围为水平位移不大于5.0cm，地面沉降不超过2.5cm以内。
12）意外原因造成基坑变形过大处理措施
外界条件突然骇变（如基坑外附近管线漏水、地面荷载突然增大），或其它原因造成桩背后土压力增大，通过位移观测，桩顶位移超过5cm（警戒值），应采取加固措施。
如加强钢支撑、补加锚杆加固以阻止位移继续扩大，确保基坑及周围建筑物的安全。
13）施工期间，安全员全面负责安全监督工作，发现不安全因素，随时排除，并采取有效预防措施。
六、质量保证措施
（一）、土方开挖质量保证措施
1、土方工程施工中，应经常测量和校正其平面位置、水平标高。
平面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措施，定期进行复测和检查，保证其正确性。
2、基坑开挖过程中应对土质情况、地下水位和标高等变化情况经常检查，做好原始记录，若发现地基土质与设计不符时，需经有关人员研究处理并做好隐蔽工程记录，确保基坑工程质量。
（二）、钢支撑稳定的保证措施
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护坡桩附近土方，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。
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。
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。
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。
七、应急计划
1、加强对从事施工人员的安全教育和培训，坚持“先培训，后上岗”的原则，强化安全意识，牢牢绷紧安全生产这根弦；
2、基坑开挖前后对其附近的危石、危土予以清除；
3、雨季施工要备好抽水机，以防基坑积水坍塌；
4、做好基坑运土斜坡、围护桩和钢支撑的监控测量工作，
5、基坑开挖前进行探沟开挖，做好地下管线的探查工作，防止地下管线的破坏。
八、事故预防措施
1、开挖中可能存在的隐患或引发的事故应预先制定抢救方案；
2、应在基坑工程施工过程中进行监测，实行信息化施工，掌握基坑施工围护桩和钢支撑的变形值和变形速率，及时查明其变化原因；
3、了解本地区类似场地已发生过的事故经验、教训，做好事故的防范；
4、严格控制基坑周边地面荷载，设计时不漏算荷载，施工时不乱加荷载；
5、基坑施工过程应随时密切注意气候（降雨、地震、汛期等）预报，以便做好相应防灾措施。
6、 基坑围护结构的安全受基坑的开挖卸载、气象、环境等较多的可变因素影响而改变，不可仅按某些特定的参数判断基坑工程的安全度，忽视基坑工程的实际动态变化。
应对基坑工程的安全度进行随机分析，掌握可能引发病害事故的不利条件，提供有效的安全对策。
7、事故的处理
①基坑工程发生病害事故时，应查明其确切原因，对基坑、道路及地下管线造成的危害程度，以便采取有效措施进行抢救处理；
②制定基坑病害事故处理方案时，不仅要对基坑事故能进行有效抢救，还要对周边建筑物、地下管线、道路进行保护，不应产生不利影响；
③基坑工程发生病害事故时，应及时迅速组织抢救，避免丧失抢救时机，酿成更严重后果；
④基坑施工中异常情况的处理措施见附录Ｂ；
⑤事故处理后，应在事故发生部位及相邻部位增加监测点加强监测，及时进行预报工作，严防事故再度发生。
并应抓紧进行诱发事故原因的整治工作，彻底清除事故隐患；
⑥基坑事故造成围护桩或钢支撑损坏时，应根据损坏状况和其重要程度，采取有效加固方法进行处理，恢复正常使用功能。
8、基坑工程现场监测
①根据设计图纸要求，需要对围护结构进行现场监测，支护结构与周围环境的监测主要为应力监测和变形监测，变形监测仪器主要采用经纬仪、水准仪和测斜仪等，应力监测仪器主要采用应变计、钢筋计、压力传感器和孔隙水压力计等，监测的主要项目有：
地下市政管线沉降、桩顶位移、钢管撑轴力、钢腰梁应力、桩身倾斜、水位观测、地面沉降周围建筑物的沉降等。
进行各种观测及分析工作，并将观测结果及时反馈，以指导设计与施工。
②围护桩和钢支撑根据工程的具体情况对现场进行监测，包括观测项目、测点布置、观测精度、观测频度和临界状态报警值等。
③在基坑开挖前制定现场监测方案，主要内容包括监测目的、监测内容、测点布置、观测方法、监测项目报警值、监测结果处理要求和监测结果反馈制度等。
④严格实施现场监测方案，及时处理监测结果，监测工作应由有资质的勘察单位进行监测，并将监测结果及时向监理、设计和施工人员作信息反馈。
必要时，应根据现场监测结果采取相应措施。
⑤基坑工程现场监测除应符合有关的规定外，尚应符合现行国家标准《工程测量规范》的有关规定。
9、监测方法
①基坑工程的现场监测以仪器观测为主、仪器观测和目测调查相结合。
②调查北京市的气象情况，记录雨水、气温、台风、洪水等情况，并检查自然环境条件对基坑工程的影响程度。
③了解基坑工程的设计与施工情况、基坑周围的建（构）筑物、重要地下设施的布置情况和现状，密切检查基坑周围水管渗漏情况、基坑周围道路及地表开裂情况和建（构）筑物的开裂变位情况，并作好资料的记录与整理工作。
④检查支护结构的开裂变位情况，特别应重点检查支护桩体、支护墙面、主要支撑、连接点等关键部位的开裂变位情况及支护结构漏水的情况。
⑤土体顶部和支护结构顶部的水平位移和垂直位移观测点应沿基坑周边布置，在每边的中部和端部均应布置观测点，且观测点间距不大于20m。
⑥ 围护结构、支撑的应力应变观测点和轴力观测点应布置在受力较大且有代表性的部位，观测点数量视具体情况而定。
通过动态信息管理，对监测数据及时处理并及时反馈以指导施工，发现排桩异常情况应立即做施工处理，防止发生工程事故，如实测桩体的最大水平位移超过允许值0.2Hmax%的80%或支撑轴力达到设计轴力的80%时应采取适当措施并加密观测次数。
⑦基坑周围地表裂缝和支护结构裂缝的观测应是全方位的，并选取其中裂缝宽度较大，有代
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