地铁出入口深基坑方案.docx

1、地铁出入口深基坑方案武汉轨道交通二号线一期工程光谷广场站附属结构深基坑及结构施工方案编制：审核：审批：中铁四局集团有限公司武汉轨道交通二号线第二十五标段项目经理部 2011年5月1编制依据武汉市轨道交通二号线一期工程光谷广场站招标设计图武汉市轨道交通二号线一期工程光谷广场站III号出入口及3号风道基坑围护结构图武汉市轨道交通二号线一期工程光谷广场站车站附属建筑施工图武汉市轨道交通二号线一期工程光谷广场站车站III号出入口及3号风亭主体结构国家、部颁布的现行规范、规程和技术标准现场调查所获得的信息和资料我公司在深圳地铁、上海地铁、北京地铁、沈阳地铁等其它类似地下工程的施工经验2工程概况2.1工程

2、简介光谷广场站位于光谷广场交通绿化岛西端和光谷广场南端的虎泉街地下。南面为住宅区和部分空地，北面为鲁巷广场购物中心、工贸家电等商业区，东面为城市绿化广场-光谷广场。站址位于国家级开发区东湖高新技术开发区（光谷）的中心地带，武汉大学、华中科技大学、中国地质大学等著名大学及国际大型企业云集附近。车站用地500m范围内人流密集，客源丰富。光谷广场站是二号线一期工程的第21个站，是二级中间站。光谷广场站为线间距13米的标准地下二层车站，在站前设有渡线。结合地面交通状况，车站设有四个出入口与一个预留出入口。车站有效站台中心线的里程为右DK27+577，车站的设计起点里程为右DK27+448.000，车站

3、的设计终点里程为右DK27+726.700。车站总长度278.7m。光谷广场站号出入口与2号风亭，基坑开挖深度越11.2m；III号出入口及3号风道，基坑开挖深度约为10.67m；VI号出入口，基坑开挖深度约为9.5m；号出入口及1号风亭，基坑开挖深度越10.5m，围护结构的水平受力体系采用钻孔灌注桩+钢支撑方案。钻孔灌注桩桩径800mm，桩中心距1200mm，桩间采用800旋喷桩 。主体结构为一层框架结构，采用明挖顺做法施工。2.2工程地质拟建场地地层岩性为：第四系近代人工填土层（ml）、第四系中更新统冲积层（al+pl），岩性为粉质粘土（10-1）、粘土（10-2）、粘土（10-3）。下伏

4、基岩为下伏主要为二叠系下统栖霞组（P1q）灰岩、石炭系中统黄龙组（C2h）灰岩、石炭系下统高骊山组（C1g）灰岩、二叠系下统马鞍组（P1q）灰岩、石炭系中统黄龙组（C2h）灰岩、石炭系下统高骊山组（C1g）灰岩、二叠系下统马鞍组（P1m）炭质页岩和泥盆系上统五通组(D3w)石英砂岩，岩性复杂。各岩土层的地层岩性分述如下：（1-1）层杂填土，厚1.53.7m；灰、黄、黄褐、棕红等杂色，主要由粘性土、砖渣、碎石、植物根茎、砼碎块、生活垃圾等物质组成，结构松散。（10-1）层粉质粘土，厚4.7m；黄褐色，结构紧密，可塑-硬塑状，含少许铁、锰质结核及其氧化物。（10-2）层粘土，厚7.211.1m；黄

5、褐、棕红色，夹灰绿色条带或团块，结构紧密，硬塑状，裂隙发育，裂面光滑，具烛状光泽。含少许铁、锰质氧化物及结核，碎石含量约占515%，呈棱角状，局部富集，一般粒径在0.53.0cm不等，最大达7cm以上。（10-3）层粘土，厚6.48.8m，黄褐、棕红色，夹灰绿色条带或团块，结构紧密，硬塑状，裂隙发育，裂面光滑，具烛状光泽，含少许铁锰氧化物及结核。二叠系下统栖霞组（P1q）灰岩（17b）：灰色，坚硬，微晶结构，块状构造。二叠系下统马鞍组（P1m）炭质页岩（17c）：黑色，风化后呈黄灰、灰黑色。泥质结构，泥钙质胶结。石炭系中统黄龙组（2h）灰岩（18a）：灰色，坚硬，微晶结构，块状构造。石炭系下统

6、高骊山组（C1g）灰岩（18b）：灰色，坚硬，微晶结构，块状构造。泥盆系上统五通组（D3w）石英砂岩（19）：黄、灰白色，主要矿物成份为石英，粉砂质结构，层状构造。强风化石英砂岩风化呈土状，少量呈碎块状；中风化石英砂岩裂隙发育，岩体完整性较差。2.3水文地质拟建场地的地下水按赋存条件，可分为孔隙水、碎屑岩裂隙水和岩溶水。 孔隙水主要赋存于人工填土层中，水位不连续，无统一的自由水面，为上层滞水。埋深为0.502.50m，主要接受地表水与大气降水补给。 基岩裂隙水主要赋存于下石炭统和州组（C1h）杂砂岩（18b）、中泥盆统五通组（D3w）石英砂岩等碎屑岩裂隙中，水量一般不丰。 岩溶水：岩溶水赋存于

7、下二叠统栖霞组（P1q）灰岩、中石炭统黄龙组（C2h）灰岩溶洞或溶隙中，埋藏于第四系中更新统粘土隔水层之下，水量较丰，具有承压性。场地内下伏二叠系栖霞组（17b）灰岩、石炭系黄龙组（18a）灰岩赋存岩溶水，承压水位一般25.2028.59m，承压水头9.417.4m，高出车站底板3.014.6m。地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无论是在长期浸水情况下，还是在于湿交替的条件下均不具腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。2.4气候条件武汉属北亚热带季风性（湿润）气候，常年雨量充沛，热量丰富、雨热同季、旱涝更替、冬冷夏热、四季分明。以夏季最长约130多天；春秋二季各约60天。1997年，

8、武汉市总的气候特点是温高热丰、雨少偏旱，光欠灾轻。全年平均气温为17.6，较常年偏高1.30，创1949年以来气象记录最高值。年极端最低气温仅-3.9，极端最高气温为36。全年降水总量947毫米，较常年偏少2成；全年无霜期270天，比常年多31天；4月28日进入夏季，较常年提早20天；9月13日出现了秋季“寒露风”，较常年提前13天；全年日照时数为1907小时，较常年约少6%。3施工准备3.1地面、地下管线改移及防护措施光谷广场有一条环向布置的煤气管道，煤气管线与虎泉街入口处位于III号出入口及3号风道基坑范围内，根据现场施工调查对照管线图，管线在此处呈“Y”型三角布置，沿虎泉街一侧横穿III

9、号出入口及3号风道基坑以及号出入口与2号风亭基坑，平均埋深约1.3m，为保证两个出入口的正常施工，我部建议在2号出入口基坑西侧外5m处位置将煤气管线截断，另铺设一条横穿主体结构基坑上部的管线至华美达门前煤气房内，实现供气条件。号出入口与2号风亭另有一条12001500混凝土管线沟，离主体结构冠梁1.5m2.0m，横穿2号出口基坑，平均埋深约2m，经现场实地调查，此管线沟内有多条通信通讯管线。因沟内管线复杂，管线改迁困难，我部拟采用悬吊处理。VI号出入口和号出入口及1号风亭位置有一根改迁的800的铸铁给水管影响，此位置主体结构已经进行管线回迁，在施工时，管线已回迁完毕，不影响基坑开挖施工。3.2

10、 施工场地准备3.2.1征地拆迁号出入口及2号风亭位于原谨训驾校场地内，目前征地拆迁已全部完成；号出入口及3号风道位于虎泉街光谷转盘端头的绿岛内，通过各方的积极协调，征地拆迁工作已成；号出入口位于华美达酒店停车场内，征地拆迁工作在积极的进行；号出入口及1号风亭与鲁巷购物中心新建筑物地下室对接，双方的设计工作已基本完成。3.2.2交通疏解根据现有施工场地实际情况，我部首先进行区间明挖段至双塘小区即DK27+406.208DK27+578段基坑回填及管线回填，尽快实现此段虎泉街行车道路面恢复，进行双塘小区及柠檬特区交通疏解，有条件进行号出入口与2号风亭、号出入口及3号风道和VI号出入口施工围挡。3

11、.2.3施工场地布置号出入口及2号风亭围挡施工场地占地面积约2500m2；号出入口及3号风道围挡施工场地占地面积约3000m2；号出入口围挡施工场地占地面积约1000m2；号出入及1号风亭围挡施工场地面积约2800m2。在号出入口与2号风亭旁原谨训驾校场地内设置生活区、材料加工区、料库等设置在长期围挡内，号出入口及3号风道临时弃土场设置在靠中医小区一侧，号出入口与2号风亭临时弃土场设置在靠唐韵轩酒店一侧的围挡内，因此在满足现场施工需要及安全、文明施工的前提下，我部精简临时彩板房等临时设施的占地面积，为钢筋加工、钢支撑加工与拼装、土方外运等施工提供足够的作业空间。（附图3.2.3-1 施工场地布

12、置示意图）3.3水电安装3.3.1用水安装与武汉市自来水公司联系，施工场地用水和生活用水由自来水公司指定地点从城市供水管网接入即可，场区内部架设引水管路，满足施工需要。3.3.2用电安装与武汉市有关供电部门积极主动联系，施工用电从供电部门指定的电网接入，在唐韵轩酒店旁的高压线安装一台630KVA箱式变压器。施工用电采用三相五线制供电系统，变压器输出端设主控制箱，各施工区及作业面设分控制箱。其余施工场地及各工作面，通过电缆输电至各用电负荷点。3.4施工技术准备3.4.1 施工图纸审核我部在接到图纸后的一周时间内，组织项目部所有技术人员对施工图纸进行复核,包括工程数量、工程点的坐标和标高进行复核，

13、对图纸有异议或与现场不符的做出书面资料上报业主，要求业主和设计院尽快组织图纸会审以及设计交底工作，并且在最短的时间内解决图纸中的问题。3.4.2 工程测量为确保本工程测量精度，我项目部对技术进行专门的测量培训，配备先进的测量仪器，如全站仪、精密水准等。我部在测量的前十天将施工测量实施报告报送监理工程师审批。报告的内容包括施测方法和计算方法，操作规程、精度要求、测量仪器设备的配置和测量专业人员的配备等。我部的全部测量数据和放样都应经过监理工程师的检查，根据监理和第三方测量机构的要求，按照相关规范，进行本工程的测量工作，全部测量数据和放样成果都先经过监理工程师的检查后再实施。在复测测量的同时进行导

14、线网控制测量在施工范围内设定出若干个精度较高的控制点，以满足施工过程中的需要。3.4.3 工地试验我部的工地试验均采用委外试验，我部试验室负责对材料进行验收、检查和取样送检，并负责现场计量及砼、砂浆等试件的制作和养护。根据工程需要，我部将配备满足现场施工质量控制、自检和其他试验所需的仪器设备，在项目部内设置工地试验组，在项目部试验室的领导下开展工作。本标段工程所有试验均由业主确认的合格检测单位进行检测，并受监理工程师的监督。确保试验检测数据真实、准确、及时。试验手段及措施主要有:(1)试验仪器由专人保管、使用，定期检测，保证使用正常。(2)试验、计量人员进行培训，持证上岗。(3)进场材料按要求

15、进行抽检，未检验或检验不合格不得投入使用。(4)商品混凝土进行质量监测，按要求制作混凝土试件，作为质量评定的依据，在混凝土浇筑过程中派技术人员现场监督，控制混凝土的坍落度、振捣质量，并确定养护和拆模时间，确保混凝土质量。 3.4.4 技术工种人员配备在抽调工程技术人员的同时，我部还调集了一批有地铁施工经验及专业特长的技术工种工作人员，以满足我部出入口工程的施工需要。主要技术工种人员安排表见表3.4.4-1现场主要技术工种人员安排表。表3.4.4-1 现场主要技术工种人员安排表 技术工种平均年龄人 数技术工种平均年龄人 数钢筋技工3415架子工3220模板技工2915防水技工325砼技工3110

16、电 工343机械技工374汽驾工306起重技工362其它技工25303.5 施工机械配备3.5.1 施工机械设备管理主要工程施工机械主要由物机部统一进行管理，按照项目管理细则分人分机责任到人，使用、保养维护、维修一条龙管理，建立完善的设备运转、维护、维修保障系统，确保设备处于良好的工作状态，不影响工程的正常施工。3.5.2 施工机械配备二号风道施工主要施工机械配备见图3.5.2-1 二号风道主要施工机械配备表。序号机械名称型号规格单位数量技术状况额定功率生产能力一、基坑开挖1汽车吊QY25台1133KW2挖掘机PC200 台1200kW2m33挖掘机PC60-7台2600.5m34装载机ZL5

17、0 台1154kW1.5m35自卸汽车EQ3090台8208kW15t二、钻孔桩1反循环钻机台22汽车起重机25t台1133kW3泥浆系统设备套230kw4空压机10m3/min，75kW台275kW5砼导管300套4三、钢筋工程1钢筋调直机GT6-14台14kW640mm2钢筋弯曲机GW40台14kW3钢筋切断机GQ40台15.5kW4电焊机BX3-300台414kw5钢筋滚压直螺纹机床GZL-II台12kw1632mm6混凝土泵管m2007捣鼓棒台15四、喷射砼工程1喷射砼搅拌机台130kw2砼喷射机BW500台13.6 物资供应本标段施工所需的各种材料中，除商砼、水泥、钢材、防水材料等材

18、料的购买在业主的的指定厂家中选定一家购买外，并上报监理审批，其他各种材料均由项目部自行购买。施工过程中我部将加强对原材的质量控制，保证工程质量。所采购的材料必须附有厂家的材质合格证书，运至现场后，我部试验室应对其进行取样、检测，取样结果必须经现场监理工程师的认可，且检验合格后方可投入施工生产中。3.7 劳动力组织我部成立之后就立即讨论选择有技术、有施工经验的施工人员进驻场地，所选择的施工作业人员相对固定，且长期从事地铁施工，具有丰富的施工经验，在地铁施工中具有较强的实力。在现场本部能及时组织人员和各中施工机具进驻现场，迅速展开前期准备工程施工。4基坑降水根据光谷广场站详堪报告，场地地下水主要为

19、上层滞水、碎屑岩裂隙水和岩溶水。其中上层滞水、碎屑岩裂隙水水量不丰，采用明沟加集水井的方法降水，岩溶水中的溶洞水为承压水，水量较丰，但出入口底板较浅，无须进行深井降水。在出入口施工前，根据现场施工条件及方案要求做好场地上排水和基坑内的排水工作，以避免场地大量积水、基坑开挖时地表雨水和滞水大量渗入，造成基坑泡水，破坏边坡稳定，影响施工正常进行和基础工程质量。计划在基坑外围临近围挡四周施工排水明沟，排水明沟与现有道路地下排水系统连接，地表水和基坑排水都通过排水明沟排放到地下排水系统。4.1场地排水 在现场周围地段应修改临时或永久性排水沟，以拦截附近坡面的雨水、潜水排入施工区域内。 现场内外原有自然

20、排水系统尽可能保留或适当加以整修、疏导、改造或根据需要增设少量排水沟，以利排泄现场积水、雨水和地表滞水。 尽可能利用正式工程排水系统为施工服务，先修建正式工程主干排水设施和管网，以方便排除地面滞水和基坑井点抽出的地下水。 现场临时道路两侧及基坑周围设排水沟，支道应在两侧设小排水沟，沟底坡度一般为2%4%，保持场地排水和道路畅通。 基坑开挖应在地表流水的上游一侧设排水沟，将地表滞水截住；在低洼地段挖基坑时，可利用挖出之土沿四周或迎水一侧筑0.50.8高的土堤截水。4.2基坑内排水 在开挖基坑的一侧、两侧或四侧，或在基坑中部设置排水明(沟)沟，在四角或每隔2030m，设一集水井，使地下水汇集于集水

21、井内，再用高扬程水泵将地下水排出基坑外。 排水沟、集水井应在挖至地下水位以前设置。 排水沟、集水井应设在基础轮廓线以外，排水沟边缘应离开坡脚不小于0.5m。 排水沟深度应始终保持比挖土面低0.40.5m。 集水井应比排水沟低0.51.0m，或深于抽水泵的进水阀的高度以上，并随基坑的挖深而加深，保持水流畅通，地下水位低于开挖基坑底0.5m。 一侧设排水沟应设在地下水的上游。 一般小面积基坑排水沟0.30.6m，底宽应不小于0.20.3m，水沟的边坡为1:11:1.5m，沟底设有0.2%0.5%的纵坡，使水流不致阻塞。 较大面积的基坑排水，水沟截面尺寸也应较大。 集水井截面为0.60.60.80.

22、8m，井壁用竹笼、钢筋笼或木方、木板支撑加固。至基底以下井底应填以20cm厚碎石或卵石，水泵抽水龙头应包过滤网，防止泥浆进入水泵。 抽水应连续进行，直至基础施工完毕，回填土后才停止。如基坑周边为渗水性强的土层，水泵出水管口应远离基坑，以防抽出的水再渗回坑内。5基坑土方开挖施工附属结构土方开挖共计：号出入及3号风道约9000m3；号出入及2号风亭约7800m3；号出入口约4200m3；号出入口及1号风亭约6500m3。考虑到出入口开挖空间较小，地处繁华地段，夜间无法出入等各种干扰，日均挖土总量在200300m3之间，根据现场施工条件，号出入及3号风道计划工期约为35天，号出入及2号风亭约为30天

23、，号出入口约为22天，号出入口及1号风亭约30天。钢管支撑在基坑外侧先拼装好通过汽车吊吊入坑内，可在12h内汽车吊及挖掘机配合安装完成12根支撑，并施加予应力。挖土前应做好思想统一，交底清楚，目标明确，严格遵循“阶梯式”开挖施工顺序，“从上到下、分层分块、留土护坡、阶梯流水开挖、垫层及时浇捣、结构底板紧跟”的总原则，从根本上解决施工过程中基坑的纵坡稳定问题，基坑纵坡比根据施工位置不同保持在1：21：3。5.1施工工艺流程出入口、风亭及风道深基坑土方开挖施工工艺流程见图5.1-1土方开挖施工工艺流程图。 5.2施工组织5.2.1施工组织开挖原则根据施工段的划分，开挖时为保证施工进度、控制工程质量

24、和施工安全，深基坑土方开挖主要采用机械开挖，人工配合挖土、修边平坡。开挖时严格按时空效应理论组织施工，及时支撑。采用分段、分层开挖，第一层开挖长度不超过12米，第二层及以下各层的土层开挖长度不大于6米。基坑分三次开挖至基底，前二层每层开挖深度开挖至设计钢支撑以下0.5m，第三层在对应第二道支撑安装后，采用小型挖掘设备开挖至基底。在基坑开挖中将充分利用“时空效应”，腰梁、钢支撑的安装和预应力的施加过程严格控制在8小时以内；开挖出的垫层宜同样快速浇筑，挖出一段立即浇筑一段，确保基坑安全。设备选择施工中采用挖掘机分层开挖，顶层使用挖掘机直接挖装，自卸车外运，二三层采用几台挖掘机倒运至顶层，后由自卸车

25、运至指定弃碴场。总体顺序根据分层开挖的标高呈阶梯状放坡挖掘。组织原则土方开挖必须在围护结构封闭完成后方可进行。支撑安装采取边挖边撑的开挖原则进行，当土方开挖到支撑设计标高下0.5m，开始进行支撑的安装。在开挖土方接近坑底约30cm时，辅以人工挖土整平，防止超挖、扰动基底土体。土方开挖时，坑边3m范围内严禁堆放弃土。土方开挖尽量做到随挖随运，保存坑边无弃土，如因下雨或其他因素不能进行土方外运时，严格控制分层土坡坡度为1：11：1.5，确保纵坡稳定。5.2.2施工方法出入口同主体结构深基坑开挖一样严格按照“时空效应”理论分层、分段开挖，做到随挖随撑，每层土挖至每道钢支撑设计的安装位置下时0.5m暂

26、停土方开挖，待钢支撑安装并加压后，再继续进行土方开挖。第一层开挖：采用一台液压反铲挖掘机直接挖土，开挖至第一道支撑面以下0.5m后停止开挖。纵向每次开挖12m，待该段钢支撑安装完成后，再继续挖下一段。第二层土方开挖：先挖中间再挖两侧，采取分段挖土，每段开挖步长为6m，开挖至第二道支撑面以下0.5m后停止开挖。待该段钢支撑安装完成后，再继续开挖下一段，施工期间及时完成桩间土体的网喷支护。第三层土方开挖：每段开挖步长调整为36m，第三道支撑安装后，2台0.3m3小型挖掘机进入基坑底层，左右侧对称开挖，之后将土体倒运到基坑边，再由挖掘机倒运至基坑顶部，装运至弃碴场。基坑开挖接近坑底标高时，留30cm

27、土辅以人工开挖，及时铺筑排水沟、砼垫层以保护坑底土不受施工扰动。端头部分挖土先开挖角撑区，边挖边撑角撑。角撑安装后，再挖其余部分土，标准段开挖方向自北端向南端方向进行。基坑分层开挖施工方法见图7.2.2-1光谷广场站附属结构深基坑土方分层开挖示意图。图7.2.2-1光谷广场站附属结构深基坑土方分层开挖示意图当基坑开挖前的准备工作已经就绪，围护结构已经达到设计强度，基坑才可正式按照施工设计开挖。开挖与支撑施工技术的要点是：沿纵向一端向另一段施工，按限定长度的开挖段逐段开挖；在每个开挖段中分层，分小段开挖、随挖随撑，按规定时限施加支持应力，同时做好基坑排水，减少基坑暴露时间。在楼板或底板浇筑前的基

28、坑开挖中，沿纵向的分段坑底长度L12m，而在每开挖段的开挖层中，又分成Lt=6m长一小段，挖好一小段，即直接在设计规定位置（如该位置上有主体结构立柱，支撑平面位置应做适当调整，防止影响将来立柱的施工），撑2根支撑。基坑在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层、纵向分区分段、先支后挖”的施工原则。基坑开挖方法采用采用挖掘机分台阶接力式后退连续开挖。5.2.3 桩间支护围护桩桩间土体采用C20网喷砼支护，厚度200mm，钢筋网片为8200200。（1）工艺流程 桩间网喷混凝土施工工艺见图5.2.3-1桩间支护工艺流程图。 图5.2.3-1桩间支护工艺流程图（2）桩

29、面修凿开挖土方过程中，每开挖1.5m高施工一次桩间喷砼，防止桩间土方坍塌。人工修理完桩间土后，用风镐破除桩面护壁混凝土，对桩芯凿毛处理，同时对照测设的基坑轴线检查基坑净空，采取如下措施保证侧墙基面的平整。对于超挖部分，采取C20喷射混凝土回填。对于欠挖在5cm内，用风镐破处部分桩芯混凝土。如有个别部位欠挖超过5cm的，报告业主、设计、监理，四方共同研究处理。（3）桩间支护施工 桩间网喷砼支护，采用自上而下，随挖随喷。 网片采用8200200单层布设，网片与围护桩主筋焊接。5.2.4关键工序 在基坑土方开挖过程中，按分段分层进行开挖。机械开挖到距基底30cm时，采用人工开挖。 支撑平面位置高程要

30、准确，支撑要顺直无弯曲；钢围檩与支撑结构要有可靠焊接。 严防基坑围护结构流水流砂：在基坑土方开挖过程中，对围护结构中出现的流水流砂要及时封堵，严防出现大的涌水涌砂，避免造成灾害事故。 在基坑土方开挖过程中，要避免损坏降水设备，确保降水的正常运行，保证地下水位在开挖面以下2m。 严格控制基坑土方超挖方量：在土方挖至设计坑底时，严格控制其超挖量，局部超挖部分用砂填实，不许用基坑土回填，并及时施工砼垫层，封闭坑底。5.2.5 出渣运输组织结合本工程工期和武汉市有关道路管制的要求，车站每天出渣200300m3，拟组织810台15t自卸汽车。每天夜间22:00至凌晨5:00运输土方。运距按25公里计，运输车辆自车站施工围挡同一端进出。每车每晚平均运输23次。5.3 深基坑支护施工光谷广场站附属结构基坑内支撑采用二道钢支