区间明挖段基坑开挖安全专项的施工方案设计.docx

1、区间明挖段基坑开挖安全专项的施工方案设计义和庄站韩园子站区间明挖段基坑开挖及支护安全专项施工方案1 编制依据1、北京市轨道交通大兴线工程土建施工06合同段招标文件、投标文件；2、相关设计文件、设计说明、设计交底及施工图纸；3、指导性施工组织设计；4、现场踏勘所收集的周边环境资料；5、我单位目前现有的施工技术水平、施工组织能力及机械配备能力。6、依据规范及法规：1）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）2）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）(2003年修订版)3）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）4）建筑基坑支护技术规程（JGJ12

2、0-99）5）建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）6）建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）7）建筑桩基技术规范(JGJ94-94)8) 钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）9) 预应力筋用锚具、夹具和链接器应用技术规程（JGJ85-2002）10) 预应力混凝土用钢绞线(GBT5224-2003)11) 锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）12）建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）13) 地铁工程监控量测技术规程（DB11/490-2007）14）建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2001）15）北京市市政工程施工安全操作规程16）北京

3、地铁施工突发事故应急预案2 工程概况2.1施工概述北京市轨道交通大兴线工程土建施工06合同段主要施工任务为“一站一区间”，即韩园子站和义和庄站韩园子站区间。义和庄站韩园子站区间南北走向穿行于新源大街下方，北承义和庄站，南至韩园子站，采用浅埋暗挖、明挖两种工法施工。其中，明挖段区间左线里程为DK19+453.328DK19+669.350，全长216.022；右线里程为DK19+450.000DK19+669.350，全长219.35；双线全长435.372m（图2-1）。基坑在DK19+450.000DK19+576.577段支护结构采用钻孔灌注桩+锚索支护体系（局部采用围护桩+钢支撑的支护体

4、系），基坑长126.577m，深度在14.06510.000m之间，基坑变形控制保护等级为二级，基坑侧壁的重要性系数为1.0，基坑变形控制标准为:地面最大沉降量0.2%H；围护结构最大水平位移0.2%H，且40mm；基坑在DK19+450.000DK19+536.068段围护桩采用800钻孔灌注桩，中心间距1200mm；基坑在DK19+536.068DK19+576.577段围护桩采用600钻孔灌注桩，中心间距1000mm；共打设244根，桩顶设冠梁，桩间采用挂网喷射混凝土保持桩间土体稳定。基坑在DK19+576.577DK19+669.350段支护结构采用土钉墙撑支护体系，基坑长92.773

5、m，基坑变形控制保护等级为三级。基坑侧壁的重要性系数为0.9，基坑变形控制标准为:地面最大沉降量0.3%H；围护结构最大水平位移0.3%H，且50mm。现场施工把明挖段区间划分为A、B、C三个区域:其中A区为ZDK19+450.000（YDK19+453.328）DK19+455.050, 开挖采用机械钻孔桩及钢管支撑体系（图2-2）,内支撑采用609mm，壁厚14mm钢管支撑，支撑与桩之间设钢围檩，钢管支撑沿基坑竖向设置，共设3道支撑，第一道支撑撑在冠梁上，其它钢支撑通过钢围檩设在结构底板，顶板上方处。钢围檩与桩间采用细石混凝土填实，以保证两者间密贴；其中B区为DK19+455.050DK1

6、9+576.577(含B1区：DK19+455.050DK19+495.559, 含B2区：DK19+495.559DK19+536.068，含B3区：DK19+536.068DK19+576.577)开挖采用机械钻孔桩及锚索支护体系（图2-3、图2-4、图2-5）,锚索采用4s或5s（d=15.2）钢绞线，锚索孔径200mm，与水平夹角15，锚索与桩之间设钢围檩，钢围檩为2工28b组合钢结构，锚索沿基坑竖向设置，根据基坑深度设置3道或2道锚索，锚索水平间距分别为2.4m、2.0m。钢围檩与桩间采用细石混凝土填实，以保证两者间密贴；其中C区为DK19+576.577DK19+669.350，开

7、挖采用土钉墙支护体系（图2-6）,土钉边坡开挖率1：0.333，土钉采用120mm12001200mm，梅花形布置，钉采用HRB335级钢筋，与水平夹角15，基坑最深处竖向共八排，在每排土钉的上下两侧设置通长加强筋。土钉与加强筋宜采用“L”型焊接，注浆材料采用M20水泥砂浆，土钉间挂网喷射混凝土厚100mm，钢筋网采用8间距150150mm。本区间基坑深度9.014.0m，定级为三级自身风险工程，施工时需加强监测。2.2周边环境明挖区间位处于韩园子村，地面有大量房屋、树木、管线需要拆迁或伐移，其中管线含给排水管线、电力电信线，线路多为自改线路，地下构造物及管线线路不明。施工前需加强管线调查、勘

8、探施工，对不明管线及时通报有关单位并进行及时保护，对已明确管线合理进行管线的保护及改移施工。图2-1 明挖段区间平面图图2-2 A区断面图图2-3 B-1区断面图图2-4 B-2区断面图图2-5 B-3区断面图图2-6 C区断面图2.3线路及结构设计本明挖区间线路沿途上方为居民平房区；然后偏至规划新源大街西侧到达医药基地。区间基坑深度范围为14.0m9.0m。明挖区间断面为箱型断面，见图2-7。图2-7 明挖区间标准段断面图2.4工程及水文地质2.4.1工程地质本次勘察钻探深度最大为45.0米，揭露的地层主要为人工填土、第四系沉积层，场地类别为类，场地复杂程度为中等复杂场地。勘察结果表明，拟建

9、场地内的地层以第四纪新近沉积层为主，地基土以中低压缩性为主，地基土层分布较为稳定，层面起伏不大，建筑场地的稳定性和适宜性良好。以结构主体压缩层内各土层的分布情况及压缩模量为评价依据，结构主体地基可以视为均匀地基。基坑底部位于粉质粘土层，粉土1，地基承载力分别为220KPa、200KPa。图2-6 明挖区间右线典型地质剖面图图2-7 明挖区间左线典型地质剖面图2.4.2水文地质本次勘察的深度范围内的地下水主要为上层滞水和层间潜水，上层滞水分布较为普遍，主要为居民生活用水和管道渗漏所致，无稳定的水位；层间潜水在本场地均有分布，含水层主要为粉土1层，由于层间潜水受大气降水影响较大，水位有一定的变化，

10、变化幅度一般在23m。地下水腐蚀性评价：本场地地下水对混凝土结构无腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在干湿交替状态下具弱腐蚀性,地下水位位于基坑底以下。3 施工重难点分析3.1搞好管线探测、改移是工程的重点及难点本工程区间明挖段处于韩园子村民房下方，涉及改移房屋较多，管线杂而不明，管线调查及合理安排拆迁保证管线安全改移是工程的重点及难点。3.2保证施工安全是工程的重点及难点深基坑工程，基坑开挖工作面要求大，房屋拆迁、管线改移及工艺复杂，工法繁多，大型起重吊装工程等危险性较大工程同时并存，加强突发事故的应急和演练工作，保证施工安全是工程的重点及难点。3.3保障施工质量是工程的重

11、点及难点钻孔、锚索、支撑、土钉等交叉作业、工序繁杂，选择有经验的作业队伍，搞好岗前培训，加强现场管理及技术控制，保证施工质量是工程的重点及难点。3.4深基坑工程，监控量测是工程的重点及难点 基坑跨度及深度均较大，监测项目较为繁杂，加强现场监测，保证信息化施工，是施工的重点及难点。3.5雨季施工，搞好防汛和雨季技术措施是工程的重点及难点现正值雨季，基坑开挖难度较大，加强基坑防排水措施，保证基坑无水作业是施工的重点及难点。4 施工总体部署4.1总体方案总体施工工序流程：场地清理及管线调查现场场地布置A、B区围护桩及冠梁施工A、B区土方分层分段开挖及支护、C区分层分段土方开挖及土钉支护A区进正线开挖

12、A、B区预留马道开挖C区主体结构分段施工B区主体结构分段施工C区开挖预留马道土方A区主体结构施工（正线开挖完成）先改移场区范围内及周边地表干扰施工或影响基坑稳定的既有结构物。之后进行地下空洞普查和物探工作，调查场区范围内是否存在空洞、水囊、地下构筑物及管线等既有结构，查明其布设、走向、埋深等情况，采取有效措施加以保护或改移。核实场地高程，之后进行2m深探沟开挖并施作基坑周边地表截排水设施，防止地表水向地下渗透，使径流远离边坡，后进入基坑围护开挖及支护施工。按区域先进行A、B区域的围护桩及冠梁施工；待围护桩施工完成后进行A、B、C区域的开挖施工。图4-1 明挖段分区示意图4.2人员配置依据施工组

13、织合理、施工计划周详严密、资源配制适当、接口管理全面清晰、进度安排均衡高效的原则划分施工工区及施工任务，全力保证新调整工期目标的实现。 遵照全线施工部署，结合施工现场实际情况，技术主要管理人员如下图4-2。图4-2 技术管理体系图表4-1 明挖段人员配置计划表序号工种人数备注1技术管理人员42生产管理人员43专职安全工程师44测量工65吊车司机46挖掘机司机67自卸汽车司机158装载机司机29压路机司机110长螺旋钻机操作员411锚杆钻机操作员1012信号工413电工414电焊工1615钢筋工3016木工2017砼工2018普工40根据施工需要共计194人。根据专业工作性质，将其编为五个作业队

14、，即运输队、加工作业队、钻桩作业队、支撑安装作业队、土方开挖及支护作业队，进行默契配合，交叉流水作业。4.3施工机械配备表4-2施工机械配备序号设备名称规格型号数量(台)1空压机P950E22挖掘机YC13-633挖掘机PC20034自卸汽车北方奔驰15t 15525t吊车QZ25E26装载机TY22027压路机YZTK18A18锚杆钻机MQT-9069锚索钻机QZJ100B410混凝土喷射机PZ-5611单液注浆泵UB-3812风镐3112013潜水泵QS25405.51014钢筋切断机GW40315钢筋弯曲机GW40316钢筋调直机GT4-10317交流电焊机BX1-315A618强制拌和

15、机JS500219配料机PLD1200220长螺旋钻机44.4材料计划表4-3材料计划序号项目材料及规格单位数量1钻孔灌注桩混凝土C30混凝土m31689.22钢筋HRB335/HPB235t187.097/46.2883桩顶冠梁混凝土C30混凝土m3161.904钢筋HRB335/HPB235t12.515/5.2795桩间喷射混凝土喷混凝土C20混凝土 100mm厚m3472.926钢筋网8 150150mmt24.8997临时钢管支撑609 t=14mmt26.8778钢绞线4s或5s（d=15.2）t12.0899土钉HRB335t26.48110钢腰梁I45bt9.02511I28b

16、t105.64212砖护壁m365.514.5工期进度安排计划5月30日拆迁完成，其中围护桩施工按每天16根考虑。表4-4 工期计划表名称开始时间结束时间工期（d)场地平整及管线调查2009/5/302009/6/67围护钻孔桩2009/6/72009/6/2115冠梁施工2009/6/222009/7/110C区土钉支护及开挖2009/7/22009/7/1210A、B区支护及开挖2009/7/22009/8/3325 主要施工工艺5.1现场场地布置依据现场条件，周边地面超载严格控制在20KPa以内，依据施工需要合理安排场地。图5-1明挖场地布置图5.2管线调查及防排水设施施作设计资料显示，

17、地下水位在基坑底一下，故在基坑开挖过程中不考虑施工降水。基坑开挖前应做好准备工作；查明地下管线和地下构筑物的情况，核实地面高程，核实坐标。如果管线和构筑物不能改移，应当采取切实可行的措施确保施工期间地下管线和地下构筑物正常地使用。基坑正式开挖前，在清除地表整平场地后，需进行相应的物探及管线调查工作并沿基坑周边人工开挖2m深、1m宽探沟，以防止物探和管线调查遗漏，出现不明管线或既有构筑物，消除施工隐患，确保施工安全。5.3防排水设施施作5.3.1 地表防排水设施施作基坑开挖前清理地表，现场测量放线，依据设计设置坡度（3）拉线控制排水垫层范围内的标高，找平地表原状土、破除废旧房屋基础。施作基坑周边

18、地表截排水及防护设施，防止地表水向地下渗透，使径流远离边坡，沿基坑轮廓线外1m，砌筑深350mm宽350mm集水沟，采用120mm厚砖砌成型，内表面2cm厚M10水泥砂浆抹面，确保水沟内的水不外渗。排水沟由北向南设置3的下坡，每隔20米布置一个0.8米深的排水坑，防止泥土淤积沟内。到明挖段排水沟末端根据现场情况将水引致市政的排水管道内。在水沟外侧四周施作挡水墙（挡墙要求高出地面500mm）及场地内垫层，挡墙施工时应确保挡墙与垫层衔接处的砌缝密实，保证截水质量，必要时对整个挡水墙采用砂浆抹面处理。垫层采用C15混凝土，直卸浇注，依据拉线控制的垫层范围及标高人工抹面。垫层浇注完成后，进行保温养护。

19、5.3.2 基地排水设施施作基坑底开挖后适当设置纵、横向的排水盲沟，以排除基坑内的渗水及雨水。依据施工分段及水量大小妥善设置集水井，集中抽排坑内积水。C区段基坑开挖至基底标高后，沿基坑底周边坡脚处设置集水沟，汇集坡面明水，集中引排至基坑外。集水沟深300mm宽300mm，采用120mm厚砖砌成型，内表面2cm厚M10水泥砂浆抹面，外接边坡面层，内延至基坑基底垫层，确保水沟内的水不外渗。5.4 C区主要施工工艺5.4.1土钉墙支护明挖主体基坑支护结构采用120孔土钉墙支护，土钉水平倾角15度，梅花型布置，间距1200mm（水平）1200mm（竖向），土钉孔内注M20水泥砂浆。土钉采用单根25、2

20、2、20钢筋，长度7000mm8000mm，分8层布设，每排土钉的上下两侧设通长18加强筋，左右设400mm长18加强筋，采用“L”型与土钉焊接牢固。喷射C20混凝土面层厚度100mm，内设8150150钢筋网片，搭接300mm。见图5-1、5-2。图5-1土钉安装大样图（平面）图5-2土钉安装大样图（剖面）5.4.2施工工艺见流程图5-3。图5-3土钉墙施工工艺流程图5.4.3施工方法（1）开挖并修坡：分层分段开挖，分层分段支护，挖完亦支护完。分段长度以不大于基坑宽度为宜，土方开挖必须和支护施工密切配合，开挖进程和土钉墙施工形成循环作业，开挖时铲头不得撞击网壁和钉头。开完后及时修整边坡，要求

21、坡面平整，确保喷射砼质量；（2）喷射第一层砼：砼为C20机械搅拌。预喷第一层砼厚度控制在3050mm。喷射前先对机械设备、风、水管路和电线进行全面检查及试运行，清理虚土，埋设好喷射砼厚度的标志。喷射作业按分段分片依次进行。喷射顺序应自下而上。喷射砼终凝后及时喷水养护7左右。（3）钻孔：钻孔前采用经纬仪、水准仪、钢卷尺等进行土钉放线确定钻孔位置。土钉孔布距偏差100mm。成孔采用钻杆钻机、洛阳铲等机械。成孔中严格按操作规程钻进。终孔后，应及时安设土钉，以防止塌孔。（4）安装钢筋土钉：土钉钢筋制作应严格按施工图施工，使用前应调直并除锈去污。土钉安装之前进行隐蔽检查验收。安放时，应避免杆体扭压、弯曲

22、，注浆管与土钉杆一起放入孔内，注浆管应插至距孔底250mm500mm，为保证注浆饱满，在孔口部位设置止浆塞及排气管。（5）注浆：用M20水泥砂浆，压力控制在1.5MPa以内。注浆前，将孔内残留及松动的废土清理干净，注浆开始或中途停止不能超过30min，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及管路。（6）钢筋网为8150150mm。土钉成孔后，端部用18加强筋焊接压在钢筋网上，使钢筋网片、土钉连成整体。土钉与加强筋之间均焊接联接，焊缝长度符合规范要求。钢筋网绑扎搭接长度及相临搭接接头错开长度符合规范要求。（7）喷射第二层砼：喷射第二层砼操作基本上与喷射第一层砼一致。不同之处在于喷射第二层砼前应检查第一层砼，

23、把松散、松动部分除去并用水冲洗尘土和湿润砼。第二层砼控制砼总厚100mm，同时，又应将所在钢筋网盖住，并保证面层钢筋保护层。 （8）养护：第二层喷射完毕终凝后，应及时喷水养护，日喷水不少于3次，养护时间不少于7d。5.4.4质量标准和检测（1）原材料：钢筋使用前应调直、除锈、除油；水泥砂浆配合比宜为1：11：2（重量比），水灰比宜为0.380.45。水泥砂浆应拌合均匀，随拌随用，初凝前用完；喷射混凝土宜采用普通硅酸盐水泥，强度等级不宜低于P.O.32.5，采用干净的中、粗沙，含水量宜为5%7%，采用干净的砾石，粒径不宜大于15mm，水泥与沙石重量比宜为1：41：4.5，砂率宜为45%55%，水

24、灰比宜为0.40.45。（2）土钉成孔：孔深允许偏差50mm，孔径允许偏差5mm，孔位允许偏差100mm，成孔倾角偏差3。（3）土钉检测：采用抗拉拔试验检验承载力，同条件数量不宜少于土钉总数的1，且不宜少于3根。抗拉极限承载力平均值不小于设计值，最小值大于设计采用值的0.9倍。（4）喷射混凝土时，喷头与喷面应垂直，保持0.61m的距离。（5）喷射混凝土时，钢筋与喷射混凝土面不宜小于30mm，钢筋应与锚固装置连接牢固，喷射混凝土时不得晃动。5.5 A、B区主要施工工艺5.5.1长螺旋钻孔灌注桩根据地质情况，拟用先笼后砼法工艺，即先插入钢筋笼，后浇注混凝土。在全面开工前先做试验桩，试验桩成功后方全

25、面展开施工。适用范围见下表：表5-1围护桩适用范围表编号里程（位置）规格单长（mm)根数Z1DK19+450.000DK19+455.0508001826529Z2DK19+450.050DK19+495.5591700067Z3DK19+495.559DK19+536.0681550067Z4DK19+536.068DK19+576.57760014000811）施工顺序钻孔灌注桩从一侧开始施工，在成孔过程中,为防止钻孔灌注桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短,出现群桩效应,造成坍孔、窜孔,采取跳桩分批间隔施作,即按照的批次顺序，按照逆时针循环。同一批次钻孔桩施工时按每间隔3孔施作

26、，施作顺序为先施工完第X桩后，再隔开两根施工第X4桩，依次类推，当施工完I批次后，再施工批次，最后施工批次。钻孔桩施工步序图如下：图5-4长螺旋钻孔桩施工步序示意图2）施工技术参数表5-2施工技术参数表名 称指 标设备钻头大小780mm（580mm）提升速度1.21.5m/min材料钢筋砼桩C303)施工操作工艺（1）工艺流程图5-5 先笼后砼法施工工艺流程图（2）操作工艺先笼后砼法钻机就位: 钻机就位后,用水平尺调平机座,调直立轴,使钻杆垂直对准桩位中心,确保桩垂直度容许偏差不大于5现场控制采用在钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度,也可采用钻机自带垂直度调整器控制钻杆垂直度每根桩施工前现场工

27、程技术人员进行桩位对中及垂直度检查满足要求后,方可开钻钻进成孔: 钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触地时,启动马达钻进,先慢后快,同时检查钻孔的偏差并及时纠正在成孔过程中发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,防止桩孔偏斜位移和钻具损坏根据钻机塔身上的进尺标记,成孔到达设计标高时,停止钻进钻进过程中及时清除旋出地面的渣土。插钢筋笼:吊直扶稳,对准孔位，缓慢下沉，不得摇晃碰撞孔壁和强行入孔。钢筋笼到位后，应立即固定，避免下沉和混凝土灌注过程中上浮下砼导管:整体连接，缓慢吊放，避免碰撞孔壁。灌注混凝土：混凝土落差不大于2m，浇灌桩顶以下5m范围内的混凝土时，每次浇筑高度不得大于1.5m，砼导

28、管提升中避免碰撞孔壁，保持匀速和连续。移机:成桩后,桩顶盖板封顶进行养护然后进行下一根桩的施工4)质量标准钻进过程中必须垂直；必须根据测量放位进行打桩的定位，不得偏离；钻到设计标高时，在浇注砼以前及时清除沉渣。桩位尺寸允许偏差应在设计规定的范围内。部位偏差范围检验方法备注桩位不应大于50mm全站仪桩身垂直度不应大于0.3%垂球桩底沉渣不宜大于200mm到达设计位置后保持旋转状态直至无渣土出来孔径-20mm钢尺5）注意事项钻孔机就位时应校正，要求保持平整、稳固，使在钻进时不发生倾斜或移动。在钻架上应有控制深度标尺，以便在施工中进行观测、记录。钻孔时，先调直桩架挺杆，对好桩位；启动钻机钻0.51.

29、0m深，检查一切正常后，再继续钻进，土块随螺旋叶片上升排出孔口。钻进过程中，排出孔口的土应随时清除、运走、钻到预应深度后，应在原深处空钻清土，然后停止回转，提钻杆，但不转动，孔底虚土厚度超过标准时，应分析原因，采取施工措施处理。钻进时如严重坍孔，有大量的泥土时，需回填砂或粘土重新钻孔或往孔内倒少量土粉或石灰粉。如遇有含石块较多的土层，或含水量较大的软塑粘土层时，应注意避免钻杆晃动引起孔径扩大，致使孔壁附着扰动土和孔底增加回落土。桩混凝土浇筑应连续进行。标高符合设计要求。钢筋笼骨架应一次绑好，对准孔位吊直扶稳插入，注意勿碰孔壁。雨期施工现场应采取有效防雨、排水措施。6）施工要点进场前进行测量放线，准确测放桩位，并对其进行复核，确定各种机械设备及料场的摆放位置。桩机移动时，必须有专人指挥以确保安全。施工前须进行钻机试钻，以核对地质资料、检验设备与设计要求是否相符。桩机就位后必须支撑平衡，立柱垂直稳定牢固，钻头对准桩位。开钻前必须检