雨水土方开挖施工方案.docx
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雨水土方开挖施工方案
第一章编制依据
1.1施工图
XX快速路（五环~四环）市政工程（东营房路～万源北路）天然气施工图（2001J009-SS00PS0301）
1.2施组及施工方案
1.2.1《XX快速路（五环~四环）市政工程（东营房路～万源北路）天然气施工组织设计》
1.3相关技术规范、规程
1.3.1《北京市给水排水管道工程施工技术规程》（DBJ01-47-2000）
1.3.2《北京市给水与排水工程施工安全技术规程》（DBJ01-88-2005）
1.3.3《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）
1.3.4《建质[2009]87号》
1.3.5《建设工程安全生产管理条例》
1.3.6《北京市安全生产条例》
1.3.7《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
1.3.8《给排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
1.3.9《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ11-501-2009）
1.3.10《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
1.3.11《北京市基坑支护技术规程》（DB11-489-2007）
1.4主要参考书籍
1.4.1《建筑施工计算手册》
1.4.2《建筑施工手册》（第二版）
1.5北京市勘察设计研究院岩土勘察报告
第二章工程概况
2.1工程概述
规划XX快速路位于大兴区和丰台区，在京开高速公路和京津塘高速公路之间，起点为南五环路，与京济公路（京津南通道）相接，向北经南四环、终点至南三环刘家窑桥，道路全长约8.7km。
规划为城市快速路，设计速度80km/h。
本工程设计次高压A天然气管线全长1065米，管径DN700，设计压力为1.0MPa；中压A天燃气管线全长1065米，管径DN500，设计压力为0.4MPa；中压A天然气预留支线（两条）总长40米，管径DN300。
次高压A与中压A天然气管道双管同底合槽敷设。
天然气管线南起东营房路，管线沿XX路向北至设计终点万源北路；本工程天然气管线东营房路～万源南路段位于XX路东侧辅路，万源南路～万源北路段位于XX路西侧辅路。
管道设DN300中压燃气放散井2座，设有DN300绝缘接头2处；采用三层结构聚乙烯加强级防腐，全线加设牺牲阳极电保护法进行管道阴极保护；天然气管道焊缝抽取100%射线探伤检查，焊缝质量II级以上为合格。
本工程设计管线场地地貌位置属于平原，场地地形较平坦，从南向北管线随路施工，管线沿着XX路辅路铺设，与一些道路交叉，穿越现状路等。
本工程所在道路两侧居民和单位较多，扰民和民扰问题将是直接影响施工的一个重要因素，是工程实施的先决条件。
地下管线交叉情况复杂，既有新建的雨污水管道、电信管线，施工中经常会出现其他管线，施工中须特别注意对地下管线的保护。
2.2工程地质
2.2.1地层土质
根据北京市勘察设计研究院提供的地勘资料，拟建场区地面以下61米深度范围内地层按其沉积年代及工程性质可分为人工堆积层、新近沉积层及第四纪沉积层共三大类。
根据《岩土工程勘察报告》所述，场地地层土质分布如下：
（1）人工堆积层（第一层）：
此层厚度变化较大，一般厚0.3～3.4m，局部厚4.6～5.0m土质不均，工程性质差。
表层为房渣土、碎石填土①层含砖块、灰渣、碎石等；粉土填土①1层，含砖渣、灰渣、植物根等，此层未经处理不宜做管线的持力层。
（2）新近沉积层（第2～5层）：
粉土②层，粉质粘土③层、细砂、中砂④层、圆砾、卵石⑤层。
（3）第四纪沉积层（第6大层）：
粉质粘土⑥层，粉土⑥1层，粘土⑥2层。
具体详见地勘报告。
2.2.2地下水条件
本工程场区所属北京市区工程水文地质分区的Ⅲb亚区。
工程场区潜水主要接受大气降水入渗及地下水侧向径流等方式补给，以地下水侧向径流为主要排泄方式；一般埋藏较深，受人为因素影响，水位变幅较大。
工程场区承压水主要接受地下水侧向径流等方式补给，以地下水侧向径流为主要排泄方式。
（1）近3～5年水位
近3～5年地下水位标高为17.60m～15.80m（自北向南逐渐降低）；
（2）历史最高水位
本工程场区历年（自1995年）最高地下水位标高为35.50m～34.50m（自北向南逐渐降低）。
根据地质勘察报告，开挖深度内（6米）主要为人工堆积土层，包括碎石填土（厚度0~2.46m）、粉土填土（厚度0~2.20m）；新近沉积层包括粉土（厚度1.7~5.20m）。
本工程最大钻探深度（12.00m）范围内未见到地下水。
2.3周边环境条件
2.3.1道路状况
XX快速路（五环～四环）3#标位于丰台区与大兴区交界处，规划东营房路与万源北路之间。
全线共与4条道路相交，有南向北依次为：
规划东营房路、航天之窗三号路、万源南路、万源北路，万源北路为大兴区旧宫镇主干路，道路两侧多为居民区和商铺，车流量大。
2.3.2场地状况
本标段为新建道路，周边大多为平房和临建式批发市场，西侧主要为航天一院家属院和办公区，新建道路与现况万源南路、万源北路相交。
西侧管线横穿北大荒交易中心，由于北大荒拆迁滞后，影响管线施工。
2.3.3水电设施
沿线水电设施较为齐备，施工用水用电均可由附近电网、市政管网接入。
第三章施工部署
3.1施工安排
3.1.1施工管理及技术准备
1、组建项目经理部，调配管理人员。
项目组织机构如下图所示。
2、调配、购置足够数量的施工机械。
3、认真学习设计文件，完成图纸自审和会审。
提前做好施工方案和施工工艺的编制。
做好资料和各种计划的准备。
4、组织适应本工程技术要求的专业施工队,开展技术培训，提高操作技能。
5、技术人员根据图纸和设计文件，对所交的中线和高程进行复核，满足规范要求。
6、在施工前，调查现况管线等地下障碍物情况，分析与新建管线相对位置关系，制定保护措施。
及时与各专业管线管理部门取得联系，并积极配合管线的拆迁、改移工作。
3.1.2现场施工准备
1、按照有关规定，与有关单位签订安全、消防和文明施工协议。
2、现场三通一平，满足施工要求。
3、沟槽验槽完毕，满足下管要求。
4、机械设备一律停放在经理部机械停放场地，各种材料根据计划要求进场，妥善存放在材料库。
个别机械在现场停放，日夜安排专人值班管理。
5、施工、生产用水由航天一院自来水管接入，生活用水由市政自来水管网接入。
根据本工程的实际特点及具体情况，临时供水从施工生产用水、施工现场生活用水、生活区生活用水和消防用水四方面考虑。
施工用水由航天一院附近引入给水管线解决。
6、施工现场附近电力设施齐全，临时用电由附近电网接入，因施工地区电压低，为满足施工需要，安装变压器一台。
同时准备2台120KW发电机，作为备用电源。
3.1.3施工作业安排
3.1.4人力资源准备
按总体施工计划，陆续组织各种技术工人、机械司机等人进场。
所有人员在开工前10天到位，以便组织工程情况交底、设备调试等工作。
最高峰时施工队为30人，沟槽开挖施工队为20人，土方运输队为10人，专职安全员2人（持证上岗），机械操作员6人（持证上岗），技术员2人，质检员2人。
第四章土方开挖稳定性计算
4.1参数选择
根据岩土工程勘察报告，拟建场地位于古漯水河故道范围内。
场地地形基本平坦，地形起伏较小，地基土层较简单；场地地层构成自上而下主要为：
开挖深度内（6米）主要为人工堆积土层，包括碎石填土（厚度0~2.46m）、粉土填土（厚度0~2.20m）；新近沉积层包括粉土（厚度1.7~5.20m）。
无地下水。
具体如下：
（1）、碎石填土、灰渣，稍密～中密，稍湿～湿，厚度0～2.46m，平均1.23m。
（2）、粉土填土，主要为砂质粉土、粘质粉土组成，稍密～中密，稍湿～湿，厚度0～2.20m，平均1.10m。
由地勘报告给出的土层结构，分杂填土和粉土进行稳定性计算。
取道路桩号为2+567的开挖断面进行计算。
由于沟槽两边不允许堆积土堆，并且两边设围挡没有车辆行走，因此可不考虑这两种荷载。
参数如下：
放坡参数：
序号
放坡高度m
放坡宽度m
槽底宽度m
条分块数
1
4
2.0
2.6
3
土层参数：
序号
土名称
土厚度m
土重度γ
（kN/m3）
内摩擦角φ
（°）
粘聚力C
（kPa）
1
粉土
2.5
17.5
20
10
2
杂填土
1.5
18.0
15
0
4.2计算原理
土坡滑动失稳的原因一般是两种情况：
（1）外界力的作用破坏了土体内原来的应力平衡状态。
（2）土的抗剪强度由于受外界各种因素的影响而降低，促使土坡失稳破坏。
1、最危险滑动面圆心位置的确定
自然界匀质土坡失去稳定滑动面呈曲面，通常滑动面接近圆弧，可将滑动面近似成圆弧滑动面。
圆弧滑动面形式一般有以下三种：
（1）坡脚圆
（2）坡面圆（3）中点圆
根据泰勒的分析方法确定圆弧滑动面的形式:
泰勒分析法分析圆弧滑动面的形式与土的内摩擦角φ值，坡脚β以及埋藏深度等因素有关。
当φ>3°时，滑动面为坡脚圆
当φ=0°，且β>53°时，滑动面为坡脚圆
当φ=0°，且β<53°时，滑动面为中点圆也有可能为坡脚圆和坡面圆
2、将土坡的土体沿竖直方向分成若干个土条，从土条中任意取出第i条，不考虑其侧面上的作用力时，该土条上存在着：
1、土条自重Wi；
2、作用于土条弧面上的法向力Ni；
3、作用于土条圆弧面上的切向阻力Ti。
根据平衡条件可得：
Ni=Wicosαi
Ti=Wisinαi
滑动面上的抗剪强度为：
τfi=σitgφi+Ci=1/li（Nitgφi+Cili）=1/li（Wicosαitgφi+Cili）
式中：
αi：
土条i滑动面的法线（亦即半径）与竖直线的夹角
li：
土条滑动面的弧长
Ci、φi：
滑动面上的粘聚力及内摩擦角
土条i上的作用力对圆心O产生的滑动力矩Ms及稳定力矩Mr分别为：
Ms=TiR=Wisinαi
Mr=τfiliR=（Wicosαitgφi+Cili）R
将抗剪强度引起的极限抗滑力矩和滑动力矩的比值作为安全系数：
K=
对于匀质土坡Ci=C、φi=φ，则得：
K=
式中：
L——滑动面AD的弧长
N——土条分条数
按照《规范》要求，稳定安全系数要满足≥1.3的要求。
4.3计算方法
由于开挖断面内有粉土与杂填土，因此分两种土进行计算。
1、按比例绘出土坡的刨面图如下图所示
按泰勒分析法确定最危险滑动面圆心位置。
当φ=15°和8°以及β=63.43°时，知土坡的滑动面是坡脚圆，其最危险滑动面圆心位置，可从大量计算得出的曲线图中得到α=50°θ=30°，由此求得圆心。
2、将滑动土体BCD划分成竖直土条。
滑动弧BD的水平投影长度为
Hctgα=4×ctg50°=3.356m，把滑动土体分成3个土条，从坡脚B开始编号，把1~2条的宽度b均取为1m，而余下第3条的宽度则为1.356m。
3、计算各土条滑动面中点与圆心的连线同竖直线的夹角αi值。
按下式计算：
sinαi=ai/R
R=d/2sinθ=H/2sinαsinθ=6/2sin50°sin30°=5.22
式中：
ai——土条i的滑动面中点与圆心O的水平距离
R——圆弧滑动面BD的半径
d——BD的弦长
θ、α——求圆心位置时的参数
土坡刨面图
4、从图中量取各土条的中心高度hi，计算各土条的重力Wi=γbihi及Wicosαi、Wisinαi值，将结果列于下表。
土坡稳定计算表
土条编号
土条宽度
bi（m）
土质种类
土条中心高度hi（m）
土条重力
Wi（kn）
αi
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