竖井开挖及围护结构施工方案.docx
《竖井开挖及围护结构施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《竖井开挖及围护结构施工方案.docx（55页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
竖井开挖及围护结构施工方案
地铁2号线东延线工程土建2223标段
【景田站～莲花西站】区间
竖井开挖及围护结构
施工方案
编制：
审核：
审批：
中铁十三局集团
地铁2号线东延线工程土建2223标项目经理部
二00八年七月十日
§1编制依据与编制原则
本工程施工组织设计是根据施工图纸及目前现场情况，结合我公司对深基坑施工技术研究与技术积累，加之我公司在其他地铁施工所积累的经验，包括人员、技术、装备和管理等综合水平与实力编制而成的。
在施工过程中将严格按照此施工组织设计进行施工，确保工程优质、高效地实施。
1.1编制依据
（1）《地下铁道设计规》GB50157-2003
（2）《混凝土结构设计规》GB50010-2002
（3）《铁路隧道设计规》TB10003-2005
（4）《地下防水工程施工质量验收规》GB50208-2002
（5）《地下工程防水技术规》GB50108-2001
（6）《铁路隧道喷锚构筑法技术规》TB10108-2002
（7）《锚杆喷射混凝土支护技术规》GB50086-2001
（8）《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
（9）《建筑结构荷载规》（GB50009-2001）（2006年版）
（10）《地区建筑建筑深基坑支护技术规》SJG05-96
（11）《地下铁道工程施工及验收规》GB50299-1999，2003年版
（12）《混凝土结构工程施工质量验收规》GB50204-2002
（13）《地下防水工程质量验收规》GB50208-2002
（14）《地铁2号线工程景田站-莲花西站区间岩土工程勘察报告》2007.9.18
（15）《地铁2号线东延线工程施工图技术要求》
（16）《地铁2号线东延线工程图纸、文件编码系统管理规定》
（17）各专业互提资料以及业主、总体组提供的各种技术联系单和会议纪要等基础资料；
（18）省及市其它有关的规、规程等。
（19）现场实际考察情况，本单位有关施工经验、施工水平、资源情况及其他有关规定。
1.2编制原则
（1）严格遵照图纸各项要求，严格遵守设计规、施工规和质量验收标准。
（2）选择相应的成熟施工工艺和工法，以保证施工工序质量和工程质量。
（3）充分考虑城市施工特点，尽量减少对周边环境的影响，组织安全、文明施工。
（4）本工程施工组织设计按70天的工期要求来配置相关资源，采用项目法管理，执行ISO9001标准，实现本工程的安全、质量、工期、环境目标。
§2工程概况
2.1工程概况与周边环境
本竖井中心里程为YDK24+227.756，断面为微拱形,净空尺寸为4.5m×6.6m，深约19m。
位于新洲路与红荔路交叉口东北象限的一块绿地上，该地块现为政府储备用地，地面高程为9.59～10.20m，竖井场地地面高程约9.80m。
竖井结构平面图见图1
图1竖井结构平面图
2.2工程地质、水文地质情况
（一）地层岩性
由钻探揭示，覆土表层为<1-1>人工填筑的（Qml）素填土（填石、填砂），其下为<5-1-3>可塑状粉质粘土,<5-2-5>砾砂,<8-3>硬塑状砾（砂）质粘土,<21-2-1>土状强风化花岗片麻岩,<21-3>中风化花岗片麻岩,<21-4>微风化花岗片麻岩。
（二）岩土层特征
根据本竖井场地的工程地质特征及工程性质，划分岩土层。
各岩土层描述如下：
<1-1>素填土（Q4ml）
褐黄、褐红、灰黑、灰色等杂色，主要以粘性土为主，结构松散至稍密，呈硬塑状，局部含少量砾砂及砾石，局部偶夹生活垃圾，部分地段表层为混凝土或沥青夹碎石，一般厚约1m。
区间围分布较广泛，厚度变化起伏较大，厚0～9.80m。
实测标贯击数为4～41击/30cm。
根据室试验：
ρ平均值约1.82g/cm3、ω=15.0%～25.4%，平均20.1%、e平均0.716、IL<0。
根据物探声波测试泊松比约0.46。
<5-1-3>粉质粘土（Q4al+pl）
浅黄、灰黄、褐黄、灰色等色，可塑，局部夹软塑状，光滑，摇振反应无，干强度高，韧性强，局部含砂砾或碎石较多，岩芯呈土柱状。
区间分布较广泛，一般分布于人工填土之下砂层之上，多呈片状或透镜体状分布，厚度变化较大，厚度为0～5.40m。
实测标贯击数为9～13击/30cm。
根据室试验：
ρ=1.87～1.91g/cm3、ω=23.6%～27.5%，平均25.9%、e=0.34～0.81，平均0.67、IL平均值约0.44、a0.1-0.2=0.21～0.34MPa-1，Es0.1-0.2=5.2～6.2MPa、天然快剪凝聚力19.09～34.54Kpa，摩擦角16.2～26.5度。
根据物探声波测试，视电阻率平均值ρs＝235.86Ω·M，泊松比约0.47。
<5-2-5>砾砂（Q4al+pl）
灰、灰白、褐黄等色，主要成分为石英质，饱和，稍密至中密，级配良好，分选性差，偶见卵石，局部含约20%卵石，砾径0.5－4.0cm，粘性土含量不均匀，局部可达35％，局部地段砾砂中夹有粘性土透镜体。
一般分布于新洲河两岸及莲花山坡脚附近，新洲河附近呈层状分布且砂层较厚，其余地段多呈透镜体状分布，厚度变化较大，厚约0～6.50m。
实测标贯击数为12～25击/30cm。
<8-3>砂（砾）质粘土（Qel）
褐、褐红、灰白色、灰绿、褐黄及灰色等色，硬塑状，由下伏基岩残积而成，主要为花岗片麻岩残积，原岩结构清晰可辨，局部砂含量约为25%，光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性强。
岩芯呈土柱状。
主要呈层状分布在冲洪积砂层之下、基岩面之上，局部缺失，其中Z3-2TJL-42＃钻孔揭示出露地表。
厚度变化起伏较大，厚0～14.50m。
实测标贯击数为15～28击/30cm。
根据室试验：
ρ=1.69～1.97g/cm3、ω=22.9%～44.9%，平均28.6%、e=0.69～1.30，平均0.86、IL＝0.15～1.51、a0.1-0.2=0.29～0.72MPa-1，Es0.1-0.2=3.2～5.9MPa、天然快剪凝聚力23.70～59.55Kpa，摩擦角13.6～27.6度。
自由膨胀率2～42％。
<21-2-1>强风化花岗片麻岩（Pz1）
灰色，褐红色，褐黄色，原岩结构清晰可见，风化剧烈，裂隙发育，岩芯多呈坚硬土，干钻困难，遇水易软化。
局部底部见极少量块状，手折可断。
根据物探声波测试，压缩波波速Vp＝1110.40～1872.50，泊松比约0.45。
<21-3>中等风化花岗片麻岩（Pz1）
灰夹灰白色，灰黑色，肉红色，裂隙发育，裂隙面铁染，岩芯多呈块状，少量呈短柱状，岩质较坚硬，锤击声哑，易碎，合金钻进较困难。
据详勘阶段Z3-2TJL-20＃钻孔揭示，在残积层与全风化层间夹有石英岩脉透镜体，灰白色，岩芯呈碎石、角砾状。
据详勘阶段Z3-2TJL-27＃钻孔揭示，20.60～21.80m中等风化球夹于强风化层中，Z3-2TJL-33＃钻孔揭示7.60～8.05m中等风化透镜体夹于残积层与强风化层之间。
由于风化差异较强，中等风化层连通性差，主要分布在强风化之下，厚度变化较大，一般厚度为0～6.00m（其中Z3-2TJL-34＃钻孔未揭穿该层），顶面埋深4.30～30.00m（其中莲花山山体段中等风化层埋深较浅，厚度10m左右）。
根据室试验资料，天然密度2.66g/cm3。
<21-4>微风化花岗片麻岩（Pz1）
深灰色，青灰色夹灰白色，局部肉红色，中粒结构，块状构造，裂隙稍发育，裂隙面波状起伏，多呈闭合状，岩芯多呈块、短柱状、柱状，岩石锤击声清脆。
主要呈层状分布在强风化或中等风化之下，基岩面起伏较大，顶面埋深一般大于15m。
根据室试验资料，天然密度2.67g/cm3；岩石吸水率平均值为0.73%；岩块纵波平均波速5070.3m/s；泊松比0.27；岩石饱和单轴抗压强度平均值为90.93MPa，最大值为111.48MPa。
（三）地下水类型、赋存与径流排泄
区间围地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层及沿线砂（砾）质粘土粘土层、人工素填土层中。
地下水水位埋深2.70～8.30m，以孔隙潜水为主，局部地段微承压。
主要由大气降水补给。
水量较丰富，水质易被污染。
岩层裂隙水较发育，但广泛分布在花岗片麻岩的中～强风化带、构造节理裂隙密集带中。
富水性因基岩裂隙发育程度、贯通度、与地表水源的连通性而变化，主要由大气降水、孔隙潜水补给，局部具有承压性。
2.3设计概况
（1）竖井支护结构采用喷锚及格栅钢架支护。
（2）竖井为临时辅助施工竖井，待隧道及竖井段明洞施工完成后回填并按地铁业主要求拆除竖井有关部分。
（3）竖井结构设计
根据竖井所处的环境条件、地质条件、断面大小及深度、施工使用要求并借鉴地区已建工程的成功经验，竖井采用喷锚及格栅钢架支护。
竖井断面形状及尺寸：
竖井净空为6.6×4.5m微拱形单孔断面，井深约19m。
井身喷锚支护结构主要设计参数为：
<1-1>人工填筑素填土（填石、填砂）层、<5-1-3>可塑状粉质粘土层、<5-2-5>砾砂层、<8-3>硬塑状砾（砂）质粘土层、<21-3>中风化花岗片麻岩层采用采用φ42钢花管，长4.0m，井深方向间距0.5m，环向间距2.0m；φ8单层钢筋网间距150×150mm；喷射C25早强砼厚400mm；钢架为四肢格栅钢架，纵深间距0.5m。
<21-4>微风化花岗片麻岩层采用φ22砂浆锚杆，长3.0m，井深方向间距1.2m，环向间距1.2m，菱形布置；φ8单层钢筋网间距200×200mm；喷射C25早强砼厚150mm见图2。
表1 竖井支护参数表
地层代号
喷砼（C25）
锚杆
钢筋网
格栅钢架
厚度（mm）
规格
长度（mm）
间距（mm）
规格及间距
间距（mm）
<1-1>、<5-1-3>、<5-2-5>、<8-3>、<21-2-1>、<21-3>
400
φ42钢花管
4000
500*2000
菱形布置
φ8*φ8
150*150
500
<21-4>
150
φ22砂浆锚杆
3000
1200*1200
菱形布置
φ8*φ8
200*200
无
竖井周侧采用旋喷桩帷幕止水，旋喷桩采用φ600单管旋喷桩，桩间距400mm，采用单排单重管旋喷桩形成连续的止水结构。
旋喷桩加固围为从地面至强风化层1m，桩长约8.37m。
加固体渗透系数小于1x10－6cm/s，泵压应大于30MPa，水泥采用32.5号普通硅酸盐水泥，水泥浆液的水灰比取1.0～1.5，灌入水泥浆液的比重宜取1.5～1.6，返浆比重宜取1.2～1.3。
施工时应保证钻孔的垂直偏差不应超过１%，桩位偏差不大于50mm，施工时应保证钻孔的垂直偏差不应超过1%，桩位偏差不大于50mm。
图2竖井结构设计图
表2 竖井工程数量表
序号
工程项目
材料及规格
单位
总数量
备注
（一）
1
开挖
土石
m3
891.1
（二）
1
超挖回填
C25素喷砼
m3
62.8
（三）
1
初期支护
C25网喷砼
m3
123.2
2
φ42钢花管
m
924
3
φ22砂浆锚杆
m
499
4
φ8*φ8钢筋网
kg
2236.8
5
格栅钢架
kg
13281.5
（四）
1
回填
素填土
m3
221.8
2
C20砼
m3
266.8
（五）
1
锁口圈梁
C25砼
m3
112.3
2
钢筋
kg
4170.5
（六）
1
环框梁
C25砼
m3
22.4
2
钢筋
kg
3381.6
（七）
1
地层加固
φ600旋喷桩
m
502.2
§3施工布署
3.1竖井施工总体方案
竖井施工顺序如下：
施工准备—→旋喷桩施工—→锁口梁施工—→向下开挖—→基坑降水—→从上至下逐层开挖基坑至各道格栅钢架位置处施做锚喷支护—→开挖到最终基坑面—→施做集水井及井窝。
3.2施工场地平面布置
场地在业主提供用地界根据施工需要和实际情况合理布置。
①场地围蔽
竖井临时施工场区外围采用按照地铁标准采用钢板围蔽，场地设排水沟。
②场区道路及场地硬化
施工场地全部硬化，硬化后满足施工用场地的需要。
③生活临时用房。
在施工场地根据上场人数修建职工宿舍、食堂等生活用房，大门口处设门卫房及值班，
见图3竖井施工场地平面布置图。
④施工用水、电
由于施工用水用电采用业主接入点，另外我单位采用1台200KW发电机解决临时停电时用电问题。
图3竖井施工场地平面布置图
3.3
竖井施工工艺流程图
图4竖井施工总体流程图
施工前期准备工作主要是对场地整平碾压，施工便道改造，施工用水用电接通，现场“三通一平”实现后，进行旋喷桩施工，旋喷桩采用单管旋喷法施工而成，桩检验合格后可进行锁口梁施工，锁口梁对井口起稳固作用。
本工程为深基坑，基坑土方开挖随开挖随支撑,即每进行一层土方开挖,按设计要求即进行坑壁支撑。
基坑土方开挖采用挖掘机开挖，土方采用自制井架吊运，并采用自卸汽车外运。
基坑支撑采用钢格栅+锚喷支护，整个基坑支护从上到下总共设计为15道。
最后在增加一道钢筋混凝土环框梁，当开挖距基底300mm时，应采用人工开挖，并进行基底找平施做井窝。
基坑开挖前做好场地的地面排水系统，且畅通。
施工过程中做好基坑的排水，备足大扬程量的污水泵和管道。
对于本暗挖施工现场管线的改迁工作，本单位将积极主动地配合业主作好改迁，并按相关规程进行操作实施。
依据现有资料及现场踏勘情况，竖井位于新洲路与红荔路交叉口东北象限的一块绿地上，该地块现为政府储备用地。
施工中采取如下措施：
⑴竖井围的各种管线，采用槽探查明核实管线的类型、规格、埋深，并在地面做明显保护标志。
⑵所有管线的改迁要经有关部门或单位同意，施工阶段予以保护。
3.4施工组织机构
为顺利完成竖井施工，竖井明挖施工设测量工班、加固工班、开挖工班、钢筋加工工班、支护工班、运输工班6个专业班组，项目部组织机构如图5。
图5项目组织机构图
表3景莲区间竖井组织机构人员表
序号
姓名
职务
联系
1
孟繁义
项目经理
2
明会
项目副经理
3
邢志强
项目总工程师
4
王树华
总机械师
5
金东哲
副总工/安质部长
6
绍辉
工程部长
7
鲍文轩
办公室主任
8
徐万龙
物资部长
9
志国
计划部长
10
大利
试验室主任
11
朱小辉
质检员
12
勇
安全员
13
董琦
资料员
14
于冬梅
试验员
15
中华
测量员
6
16
乃亮
测量员
3.5资源配置
3.5.1劳动力计划
本工程根据工程进度安排，合理调配劳动力，对劳动力实行动态管理使劳动力资源得到最佳的配置，以满足工程的需要。
（1）各工班人员安排，见表2
表4各工班人员安排表
工班
人数
工作容
测量工班
5
测量放线、基坑监测
钢筋加工工班
10
锁口圈制作、格栅制作
加固工班
10
旋喷桩施工
开挖工班
18
土方开挖、外运、安装钢架
运输工班
10
土方运输
支护工班
10
锚喷支护施工
（2）主要工种劳动力配置图，见图6
图6主要工种劳动力配置图
3.5.2进场材料计划
根据竖井工程的进度安排，对工程需要的材料制定了供用计划，主要材料供应计划如表5所示。
表5主要材料供应计划表
序号
名称
单位
2008年
6月
7月
8月
9月
1
钢材
t
25
10
8
2
水泥
t
60
100
100
30
3
砂
m3
200
200
60
4
碎石
m3
300
300
90
3.5.3机械设备
表6主要进场机械设备表
序号
设备名称
规格型号
数量
技术状态
拟用何处
一
土石方施工
挖掘机
E120
1
良好
土方开挖
吊车
25T
1
良好
土方
自卸车
东风
8
良好
土方外运
风镐
G10
8
良好
土方开挖
风钻
YT29
10
良好
土方开挖
二
钢筋砼施工机械设备
电焊机
BX1-500-2
1
良好
钢筋焊接
弯曲机
WQ-32
1
良好
钢筋弯曲
调直机
GT/10
1
良好
钢筋调直
切割机
JT6-SD41-350
1
良好
钢筋切割
切割机
J3Q6-400
1
良好
钢筋加工
电焊机
BX1-160
4
良好
钢材焊接
冲击钻
VRV-16
1
良好
打孔
凿岩机
1
良好
打孔
吊车
25T
1
良好
钢筋笼吊装
手电锯
2
良好
锯木板
平板振动器
ZF55-50
4
良好
砼振动
插入式振动器
ZN-70
10
良好
砼振动
砼输送泵
HB40A
2
良好
砼浇注
卷扬机
TK-500
1
良好
钢筋加工
三
围护结构施工机械设备
空压机
VY-M7-6
1
良好
旋喷桩机用
旋喷桩机
XP-30
2
良好
桩间旋喷
抽水泵
100m3/h
3
良好
防洪
发电机
200SG
1
优
施工供电
砼喷射机
PZ-5B
3
良好
井壁喷射砼
四
测量设备
全站仪
莱卡
1
优良
工程测量
水准仪
索佳
1
优良
测量监测
3.6施工进度计划和工期安排
3.6.1工期及施工进度安排说明
竖井基坑开挖支护计划施工工期约70天。
由于工程量大、工期比较紧。
因此施工安排必须抓住控制工期的关键线路，统筹规划、科学制定施工方案，方可按期完成施工任务。
施工进度计划网络图中的关键线路为：
基坑围护结构→基坑土方开挖及环框梁施工→基地验收及施做井窝集水井，施工工作安排，都必须紧紧围绕这一关键线路，为关键线路中各项目的紧密衔接和顺利进行创造条件。
3.6.2工期安排
竖井施工总工期为70天日，2008年6月25日开始准备工作，2008年7月5日开始旋喷桩施工，2008年7月15日完成旋喷桩及锁口梁施工。
基坑土方开挖于2008年7月16日开始，历时60个工作日，其中安装竖井提升系统20天，竖井开挖支护40天.总计70天，2008年9月15日完成基坑开挖及井窝施工。
图7竖井施工进度横道图
序号
月日
项目
开始时间/结束时间
7
8
9
10
20
30
10
20
30
10
20
1
旋喷桩
2008-7-5-2008-7-6
2
锁口圈施工
2008-7-10-2008-7-15
3
安装竖井提升井架
2008-7-15-2008-8-4
4
井身开挖支护
2008-8-5-2008-9-4
5
马头门施工
2008-9-5-2008-9-10
6
井窝混凝土施工
2008-9-10-2008-9-14
7
安装井管道
2008-9-14-2008-9-15
3.6.3工期保证措施
①精心组织
根据工程的实际情况需要，组建一个以项目经理为首的有力的组织机构，统一指挥本工程工期安排及调整，根据本工程实际的人员状况，成立以项目经理负责指挥、协调，项目总工和项目副经理分别主管各分项生产的领导班子，确保工期的顺利进行。
②各方协调
认真做好开工前的各项准备工作，确保施工时各工序能够及时开工，并顺利进行。
③准备充分
施工过程中，根据工程进展的实际需要，不断调整施工力量（包括人力、物力、财力）及做好一切与工期相关工作：
a积极并努力处理好与当地建筑监督部门、业主、设计方及其它各单位的关系，充分利用各项有利条件，加快施工进度。
b充分考虑到气候、季节对施工进度的影响，无论是在编制总体计划，还是在实际过程中都要充分利用旱季，投入大量的人力、物力、财力。
根据南方天气特性，在雨天根据雨量大小，充分利用间隙时间，进行一些不会影响工程质量的分项施工。
c各专业队伍要紧密配合施工，项目部抓好各工种之间的相互配合、协调工作。
d施工中始终以优良工程标准进行精心施工，提高质量意识，以高质量来求得快进展。
e贯彻“安全第一”的施工指导思想，建立并健全安全监督体系，所有施工人员都按规定持“安全培训证”上岗。
施工中做到不发生重大伤亡事故，做到安全生产，真正促进工程的顺利进行。
f施工中及时整理各种资料，施工完毕，保证能及时交付验收、使用。
§4施工方案及工艺
4.1旋喷桩施工
旋喷法施工是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，用高压脉冲泵，将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，借助流体的冲击力切削土层，使喷流射程土体遭受破坏，与此同时钻杆一面以一定的速度（20r/min）摆动旋转，一面低速（15～30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合，胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀，具有一定强度（0.5～8.0Mpa）的桩体，从而使地层得到加固。
本工程采用单重管法施工。
其施工工艺如下：
（1）机械设备及材料要求
高压喷射注浆法主要机具设备包括：
高压注浆泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操纵控制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门、接头安全设施等。
单重管是用一根单管喷射高压浆液，浆液搅拌采用污水泵自循环式的搅拌罐。
旋喷使用的水泥应采用新鲜无结块32.5的普通硅酸盐水泥，一般水灰比为1:
1～1.5:
1。
稠度要适合，为消除离析，一般再加入水泥用量3%的土、0.9%0的碱。
浆液宜在旋喷前lh以配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。
（2）施工要点
旋喷法施工工艺流程如图8所示。
（a）钻机就位钻孔；（b）钻孔至设计标高；（c）旋喷开始；（d）边旋喷边提升；（e）旋喷结束成桩。
1—旋喷管；2—钻孔机械；3—高压胶管；4—超高压脉冲泵。
②施工前先进行场地平整，挖好排浆沟，做好钻机定位。
要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1.0％。
③旋喷法施工程序为：
机具就位→贯入注浆管、试喷射→喷射注浆→拔管及冲洗等。
④单管法采用注浆管射水成孔至设计深度后，再一边提升一边进行喷射注浆。
⑤在插入旋喷管前先检查高压水喷射情况，各部位密封圈是否封闭，插入后先作高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。
如因塌孔插入困难时，可用低压（0.1～2Mpa）水冲孔喷下，但须把高压水喷嘴用塑料布包裹，以免泥土堵塞。
⑥喷嘴直径、提升速度、旋喷速度，喷射压力、排量等旋喷参数根据现场试验
升级会员 