热力管道深基坑开挖.docx

1、热力管道深基坑开挖鹤壁市2x660MW鹤淇电厂配套集中供热管网工程施工四标段深基坑开挖及支护设计方案河南科兴建设有限公司二0一五年十二月二十四日鹤壁市2x660MW鹤淇电厂配套集中供热管网工程施工四标段深基坑开挖及支护设计方案编制： 审核： 审批： 河南科兴建设有限公司二0一五年十二月二十四日施工方案报审表工程名称：鹤壁市2x660MW鹤淇电厂配套集中供热管网工程施工四标段致： （监理）我方已根据施工合同的有关规定完成了 深基坑开挖及支护设计方案 施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。附：深基坑开挖及支护设计方案施工单位：（章） 项目经理： 日期： 专业监理工程师审查意

2、见：专业监理工程师： 日 期： 总监理工程师审查意见：项目监理机构： 总监理工程师： 日 期： 目录一、工程概况及周边环境 1（一）支护方案选取： 1二、支护形式及设计等级 2三、设计依据 2四、地质条件 3五、设计参数 4六、水文地质条件 4七、支护方案论证及荷载使用要求 5八、施工工艺 5（一）开挖、支护施工遵循的原则 5（二）开挖方案与开挖方法 5（三）开挖时注意事项 7（四）基坑内支撑施工及管道铺设施工 8九、安全文明施工保证措施 12十、防排水措施 15十一、应急措施 15十二、其他 17十三、安全应急预案 17附件：1-1剖面设计图 1幅供热管网基槽开挖1-1断面支护计算书 9页一

3、、工程概况及周边环境 该支护工程为鹤壁市2x660MW鹤淇电厂配套集中供热工程（电厂-黄山路）热水主干管工程的四标段，位于湘江路北，黄山路西，地面附作物较多（居民树木，临建板房）过路口华山路、天山路、淇水路，场地限制，场地海拔标高一般在85.197.5m之间。地貌单元属太行山前淇河冲积平原。根据鹤壁市民兵综合训练基底岩土高程勘察报告和“鹤壁市2x600MW鹤淇电厂配套集中供热管网工程（电厂-黄山路）四标段施工图”及现场地形分析可知，基槽开挖最深可达11.07m，为尽可能少的破坏农作物，采用小坡度放坡要求，考虑到施工时间较短，可采用槽壁内侧采用竹板加钢管支撑（48mm3mm钢管）进行临时支护。该

4、支护重点用于基槽开挖至管道铺设前期基坑侧壁土体的加固，防止雨水及基坑边载使基坑壁土体剥落甚至坍塌。该段管道埋深为现有自然地面下9.011.07m，距离车辆行驶临时道路较近，约5.07.5m。基槽开挖拟采用1：0.2-1:0.3的坡度开挖，根据鹤壁市民兵综合训练基底岩土高程勘察报告6.2节计算，极限直立高度为5.7m，不满足要求。（一）支护方案选取：考虑到施工期间基坑侧壁的稳定性，可采用土钉、排桩、水泥土墙、放坡、内支撑等支护方式。土钉：根据现场踏勘状况及取样实验结果，该段土质较好，宜在基槽采用土钉进行土体加固；排桩：该场地适宜排桩施工，由于施工工期短，不能很好地利用土质性能；水泥土墙：虽可以垂

5、直开挖，但水泥土桩施工受限，场地限制；放坡：采用1:0.2-1:0.3坡度分级放坡，台阶下部采用钢支撑，上部根据开挖深度选取支护方式。分段开挖，分段施工，分段拆除，对钢管的回收利用，可节约大量支护成本。经过分析比较，最终方案：1、选用基槽内侧底部采用直径48mm、厚3mm、长3.64.0m钢管（横向间距1.0m，纵向间距2.0m分布）配合竹板进行基坑支护；2、对于长期不能回填的支护段需增加侧壁喷浆，防止雨水长期对基坑侧壁土体冲刷剥蚀。二、支护形式及设计等级 根据地质报告、周边环境现场踏勘，本支护设计共分为1个剖面类型,即1-1剖面，依据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）规定，基坑侧

6、壁安全等级取二级，重要性系数取1.0。三、设计依据 1、鹤壁市民兵综合训练基底岩土高程勘察报告，2011年2月； 2、锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001； 3、混凝土结构设计规范GB50010-2010； 4、建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009； 5、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2013； 6、河南省基坑工程技术规范DBJ41/139-2014； 7、建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012； 8、本项目建筑、结构图纸、其他相关规范、规程； 9、理正建筑深基坑支护设计软件V7.0PB2。四、地质条件 根据提供的地质报告及现场踏勘，基坑开挖深度

7、范围内地层情况如下（自然地面高程为92.594.5m）： 粘质粉土（Q3al+pl）：浅褐黄色，中密状，见植物根及针状虫孔、白色菌丝体。干强度中等，韧性中等。该层普遍发育，属中等压缩性土，工程特性一般。表层为厚0.4米的耕填土，密实程度不均匀。 土层厚度3.03.5米，平均层厚3.3米，层底埋深3.03.5米，层底高程90.090.5米。 粉质粘土（Q3al+pl）：灰黄、黄褐色，可塑-硬塑。少许针状孔隙，稍有光泽反应，无摇震反应，干强度及韧性一般。该层局部夹有中密状细砂透镜体。整个场地此层均有出露，具中等压缩性，工程特性一般。 土层厚度5.76.9米，平均层厚6.3米，层底埋深9.010.5

8、米，层底高程83.884.8米。细砂 （Q3al）：浅黄色，稍湿，中密状，局部呈透镜体状。物质成分以石英、长石为主，灰岩碎屑及暗色矿物次之，Cu=5.5,Cc=1.8，级配一般，砂以细砂为主，粉砂次之，粘粒含量为33.1%40.5%。局部存在，平均层厚2.0米，层底埋深7.49.3米，层底高程83.885.0米。 卵石（Q1al）：青灰色、灰紫、杂色，卵砾成分以褐红色石英砂岩为主、青灰色灰岩为次之，局部卵石见胶结痕迹，部分胶结程度较高，颗粒级配一般。粒径0.24cm；砂土质充填，次圆浑圆状，交错排列，稍密-中密状。 土层厚度1.02.3米，平均层厚1.5米，层底埋深11.512.8米，层底高程

9、81.582.8米。 砾岩（Q1al）：灰白、青灰色，物质成分主要是褐红色石英砂岩为主、青灰色灰岩次之，中等风化微风化，为次圆状钙质胶结，块状结构，岩芯呈柱状，长度315cm不等，岩石质量指标RQD=4570，为差的较差的；见有小溶孔0.56.0mm，局部有直径0.8m的大溶洞， 30MPafr38MPa,为较硬岩，完整性指数0.50为较破碎，岩体质量等级V级，工程特性好。 本层未穿透，最大揭露厚度7.0m。五、设计参数层号 土类名称层厚重度粘聚力内摩擦角土钉极限粘结强度标准值承载力特征值压缩模量(m)(kN/m)(kPa)(度)(kPa)(kPa)(MPa)1粘质粉土3.318.228.13

10、3.607515010.752粉质粘土6.319.135.228.406016013.793细砂2.019.67.334.407515012.44卵石1.520.0030.14-30033（Eo）5砾岩7-45040（Eo）六、水文地质条件 根据区域资料及拟建区勘察结果，场地内含水层主要为层砾岩层。勘探期间测得地下水水位在自然地面以下18.820.0m，属第四系潜水。本场地地下水主要受大气降水补给，排泄方式主要为蒸发排泄和人工开采排泄，其动态变化主要受季节性降水的影响，从7月中旬至8月下旬是每年丰水期，每年12月至来年2月为枯水期。根据鹤壁市区经验,按正常情况上部潜水的年变化幅度在24m，历史

11、最高水位埋深可按13.00m考虑，水位标高按+77.0m考虑。因此，基坑开挖无影响。七、支护方案论证及荷载使用要求 基坑外0.5-1.0m为高2.5-3.0堆土，距基坑南侧壁2.0米为0.8m污水管道，埋深2.0-2.5m。临时道路及已建多层建筑物，分别距离基槽5-7m、30-33m。由于已建多层建筑物距离基槽较远，满足建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）5.4.2节，仅考虑堆土、车辆、污水管道及土体自稳能力即可。边坡堆载荷载40kPa考虑，污水管道按38kPa考虑。支护重点在三标段土体进行临时加固，防止土体侧向变形过大或滑塌。八、施工工艺（一）开挖、支护施工遵循的原则1、尽可能增

12、加开挖工作面和运输线，采用高挖高弃、低挖低弃的原则。2、在基坑开挖平面内，土方开挖时，分段、分区、分层对称进行，不得超挖。3、无支护段基坑开挖采用从上到下分块开挖的原则，根据不同开挖过程选择不同的放坡坡度。4、开挖前作好截、降排水设施，保证开挖过程中的排水畅通。5、 遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。（二）开挖方案与开挖方法 1、开挖前工作准备：（1）测量放线：按图纸定出各主要特征点以及边坡线，并对原地面标高进行复测，绘制横断面图，整理资料报监理工程师确认。（2） 清除地表植被、树根、腐植土、表层土等所有土方杂物。（3） 开挖前作好截、降排水设施，保证开挖过程中的排水畅通，

13、支护材料运送到场并进行质量检查。 2、基坑开挖施工： 基坑属于对称的长条形基坑，整个基坑施工需分段开挖和浇筑素砼垫层与钢筋混凝土底板，每段开挖中又必须按照分层、分小段、分块，并限时完成每小段的开挖和支撑。（1）四标段，为敞开放坡开挖段，其最大开挖深度为8.9米,沿基坑纵向中心处留一临时施工便道，对基坑进行分层开挖。首先上层拓宽至设计边坡后，再开挖下层基坑，按此方法纵向前进，逐层下挖，直至开挖到坑底垫层顶面标高。当挖至坑底垫层顶面标高时，复核中线、标高准确无误后，人工进行修整，严禁超挖回填虚土，至设计标高后，及时对沟槽两侧进行支护作业。 （2）基坑开挖时以2台挖掘机为一个工作面，格构柱左右各一台

14、，每台挖掘机工作宽度约14m左右，纵向平台长度为4-6米。整个深基坑开挖形成2个工作面，第一个工作面负责第一层（首层）土方开挖；第二个工作面负责第二层土方开挖，土方自卸车运输。根据开挖深度的逐渐变浅，逐渐减少开挖工作面，直至减少到放坡开挖段一个工作面为止。 （3）为避免挖土机械碰撞钢支撑，采用长臂挖机顺钢支撑方向横向开挖，将土方倒运至钢支撑不易被碰撞的位置再运走。(3) 坡面防护措施 雨季施工或由于其他原因每段基坑开挖之间间隔时间较长时，台阶上坡表面采用60mm厚C15细粒式砼抹面，减少雨水渗入，确保土坡稳定。（三）开挖时注意事项1、开挖过程中，要加强断面高程检查，避免超挖或欠挖。2、开挖至设

15、计标高时，人工拉线整平至设计标高。3、按设计边坡率开挖，并尽量保持坡面平顺。4、侧沟、截水沟等施工，要做到沟基稳定，沟型整齐，沟水排泄不对基坑产生危害，同时在整个基坑开挖过程中，始终要进行减压降水，确保基坑施工安全。5、护坡边坡，当防护不能紧跟开挖进行，应暂时留一定厚度的保护层，待做护坡时再刷坡。6、在整个基坑开挖过程中要进行信息化管理，加强基坑施工监测，确保施工安全。（四）基坑内支撑施工及管道铺设施工 1、钢管支撑施工： 本工程基坑内支撑均采用钢支撑。钢管内支撑采用直径48mm，壁厚3mm的钢管，为方便运输、安装、拆卸，钢管统一制作成4m长的标准件，非标准件根据支撑位置及长度现场制作。钢管内

16、支撑横向间距1m，纵向间距2.0m，布置形式见“1-1剖面设计图 ”。采用先支护后开挖的原则进行基坑开挖，在施工的过程中采用信息化施工，利用先进的检测手段，对整个施工过程进行监测。（1）所需要的竹板、钢管检验合格后，再运到施工现场；（2）竹板在基坑中间距1.0m布设，由钢管支撑，上下两排，中间用扣件连接，每4.0m设置一钢管立柱，且每排钢管端部0.3m左右采用钢管连接，提高支护结构整体性。（3）施工应按照建筑基坑支护技术规范（JGJ120-2012）进行作业。2、管道铺设施工 (1)人字架采用直径48mm，壁厚3mm的钢管，高三米，长度3.6m，内侧两道横撑，人字架外侧为1cm厚建筑模板，通过

17、焊接于钢管上的钢钉连接。该防护设施应用于热力管道焊接期间。 (2)管道焊接施工期间，作业车辆必需驶离，必须采用人字架或其它有效防护措施保护人员安全；机械车辆作业时，基槽内不许出现施工人员。(3)应进行分段拆除支护构件，焊接施工完毕，应尽快回填，应遵循：全段砂石铺设分段拆除支护构件吊放管道人字架吊放（车辆驶离）人员焊接回填拆除下一段支护构件（一次支护构件拆除长度不应大于三节管道长度）人员撤离(4)基槽南侧堆土外运时，为基槽坍塌的危险时间点，施工单位应采取措施减少地面的振动。 3、深基坑施工监控量测： （1）在基坑开挖前制定系统的监测方案，在开挖及地下结构施工中，采用仪器、设备和各种手段对支护结构

18、、周边环境的位移、倾斜、沉降、应力、开裂、基底隆起及地下水位的动态变化、孔隙水压力变化等进行综合监测。并对监测数据进行整理与分析，比较勘察、设计所预期的性状与监测结果的差别，对原设计成果进行评价并判断现有施工方案的合理性。通过反分析法计算和修正岩土力学参数，预测下一施工阶段可能出现的新动态，为施工期间进行设计优化和合理施工提供可靠信息，对后续开挖提出建议，对可能出现的险情进行及时预报，当有异常时立即采取必要技术措施，防患未然，确保安全。 根据总体施工任务安排,这一部分基坑施工监控量测工作,由项目部选择有专业基坑监测资质的单位进行实施，报业主与监理组认可备案，我单位进行全面配合。在施工过程中我项

19、目部根据施工图设计，结合实际地形地质条件、支护类型、施工方法等特点，初步拟定以支护结构顶部水平、垂直位移的量测，支护结构侧向位移（测斜），支撑轴力量测，支撑立柱沉降，道路路面沉降等为必测项目；另地面建筑物、地下管线及构筑物变化为选测项目。 （2）量测断面布置 施工中将根据设计文件要求的量测断面间距布置量测断面。各监测项目布置在同一断面附近，以便于数据分析。测点布置断面根据实际施工情况适当调整，考虑施工过程中损坏的富余量，确保有效观测数量。具体量测断面布置如下：1）支护结构顶部水平、垂直位移测量：沿平台顶面每隔20米设一观测点；2）支撑轴力量测：采用钢筋测力计进行钢支撑轴力量测；3）道路路面沉降

20、：沿临近基坑范围道路每隔20米设一观测点。（3）量测频率和方法量测频率和方法见下表：现场监控量测表序号量测项目方法及工具量测频率变形速度(mm/d)量测频率1地层及支护情况观察现场观察及地质描述每次开挖后进行2基底隆起精密水准仪、收敛仪11次/d0.511次/2d3地表沉降精密水准仪、铟钢水准尺0.20.51次/3d0.21次/3d4土压力土压力盒2次/1d5地面建筑、地下管线及构筑物变化水准仪、水平尺L2B 1次/dL5B 1次/周（4）监测要求：1）基坑监测应由有监测资质的单位严格按本设计要求，制定详尽的基坑工程监测方案，并报本设计单位审查确认后方可执行。2）监测单位应充分理解设计意图，并

21、应在支护结构施工过程中结合现场条件合理布置监测位置，并取得初读数。3）所有测试点、测设设备需在整个基坑支护施工过程中加强保护，以防损坏。4）监测周期为基坑土方开挖到地下室侧壁回填的全过程。5）监测频率：在基坑降水及开挖期间，原则上须做到一目一测；具体频率可视监测信息反馈结果进行适当调整。6）测试单位需及时向建设、设计、监理及施工各方通报测试结果并提供最终测试成果报告。（5）监测报警界限：周边管线：一般市政地下管线报警界限根据管线单位及有关部门要求确定。其它监测内容报警指标如下建（构）筑沉降：沉降速率大于3.0mm/d、总沉降量超过30mm或差异沉降大于1/1000；路面沉降：沉降速率大于3.0

22、mm/d或沉降量超过30mm；立柱沉降、水平位移：变化速率大于3.0mm/d或总量超过30mm；1）基坑变形容许值为：墙顶水平位移小于或等于0.2%h0；围护墙体最大水平位移小于或等于0.3%h0；坑外最大沉降小于或等于0.2%h0。2）基坑的变形的设计和监测容许值：墙顶位移的设计值为100mm，监控值为60mm；墙体最大位移设计值为120mm，监控值为80mm；地面最大沉降量100mm，监控值为60mm，变化速率的监控值小于或等于3mm/d。基坑的变形允许值为容许值的较小值。（6）监测资料整理、数据分析及反馈在取得监测数据后，要及时与专业监测人员整理分析监测数据，并结合实际工况、支护受力及变

23、形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力-时间曲线，预测变形发展趋势，为下步施工提供可靠信息。（7）基坑工程监测警戒值:序号监测项目适用剖面基坑侧壁安全等级二级累计绝对值（mm）变化速率（mm/d）1坡顶水平位移所有剖面40102坡顶竖向位移所有剖面60153临近道路沉降值所有剖面205九、安全文明施工保证措施安全、文明施工，反映了施工队伍的素质，并与工程质量、施工进度息息相关，施工中必须引起足够的重视。(一)生产安全管理措施1、确定安全生产目标和安全防范要点(1)、本项目安全目标确定为“三无一杜绝、一创建”，“三无”即：无工伤死亡事故；无交通死亡事故；无火灾、洪

24、灾事故；“一杜绝”即：杜绝重伤事故；“一创建”即：创建安全文明工地。(2)、根据本工程特点，安全防范重点有以下六个方面：防高处坠落事故；防起重伤害事故；防触电电击事故；防机械伤害事故；防道路交通事故；防基坑坍塌事故。 (3)、安全方面各种临时性结构和设备操作工况，要详细计算，并按规范要求留取足够的安全储备。基坑深度超过1.5m 应按规定设置上下坡道或爬梯。汛期开挖时要放缓边坡，并做好排水措施。 (4)、加强现场施工管理，施工现场人员必须戴好安全帽及其它安全防护用品。 (5)、 基坑周围必须设置围栏，一般加高120cm的围护栏，挖出的土方及时运离基坑，机动车的通行不得危及坑壁的安全，防止坍塌。

25、(6)、 施工现场的电工必须持证上岗。 (7)、 施工地段设置各种警告标志，夜间应有良好的照明，限速行驶，保证施工现场道路畅通。 (8)、 严禁非司机开车或试车，严禁酒后开车，施工机械专人驾驶操作。 (9)、专职安全人员除正常在工地检查外，对重点新工序要提出安全注意事项，并配合工地技术人员做好安全技术交底。 2、技术安全交底(1)、临边防护：挖出的土要随挖随时排走，不得在坑边存放；坡上部不准堆放弃土和材料设备等，堆放重物距土坡安全距离不得小于4m，临时材料不得小于2m；距离坡上线1.0m外用钢管插入地下做立杆搭设0.6 m,1.2 m高两道水平栏杆，并用安全密目网全封闭；夜间在防护栏杆上部挂红

26、灯警示；栏杆刷一米长红白相间颜色警示；将坑边上散土和活动碎石清理干净。(2)、上下通道：用砂浆砌砖设置人行坡道，坡道必须满足多人同时上下行走，并保证其承载力，坡道要有扶手护栏等齐全的安全设施。不准使用木梯上下。(3) 基坑监护：基础放坡坡度不大，但仍不排除有坍塌的危险，故设一名专职监护人员，进行全天监测，并做好沉降记录，如发现有松动、变形、裂缝现象，立刻撤离现场作业人员，并及时报告上级有关部门，采取防范措施，确保安全生产。十、防排水措施 1、做好基坑防排水工作，根据现场需要坡底可设置集水坑，防止雨水渗入边坡或浸泡基底。 2、建议场地坡顶地面全部硬化，备用大功率潜水泵和污水泵，以备下雨时降排水使

27、用。 3、雨期施工期间，必须派专人昼夜值班，并准备好抢险材料和人力，时刻准备排除险情。雨后对所有用电设备及电线做全面检查，发现问题及时处理。十一、应急措施 施工单位应建立应急组织管理机构并应制定详细应急预案。备齐应急资源，包括材料、设备、人员，如竹板、麻袋、回填土、挖土机械等，对施工中出现的安全隐患，应及时向有关方报告并采取以下措施： 1、基坑开挖过程中潜在的风险 在施工过程中受基坑开挖方案、天气变化、施工荷载以及其它不利因素，都会对基坑支护体系产生影响，存在着风险性。 1）基坑支护施工、地质情况复杂等因素，造成基坑支护结构的缺陷，使支护结构体系的局部受力和变形过大； 2）基坑壁出现局部渗水现

28、象； 3）基坑支护监测数据超过设计控制值； 4）其它可能出现的风险。 2、对出现危险应采取的技术措施 1）在施工单位上报的基坑支护施工组织设计中，应包含基坑壁漏水堵漏措施。 2）基坑支护监测数据超过设计控制值时，应针对不同情况分别处置: (1)、如果基坑支护结构有缺陷或者监测数据超过设计控制值，应立即停止施工，查明原因并重新验算基坑支护结构的安全性，并采用补救措施后再行开挖； (2)、若在土方开挖后，由于不可预见的原因导致位移过大，甚至围护结构的一部分或全部失效，则应根据情况立即回填。分析产生问题的原因，针对产生问题的地方提出加固方案，若有较大的改动应重新组织专家评审。 (3)、局部土体剥落时

29、，可及时采用土袋填充，随后喷射砼封闭，在砼终凝后注浆压密实。 (4)、基坑变形超过警戒值时应调整分层分段土方开挖方案，加大预留土墩，坑内堆砂袋，及时回填土方，待找出原因并采取措施后再继续施工。 3、基坑工程施工中存在许多不可预见性，现场施工过程中就存在一定的风险，保证基坑施工信息化，对于基坑工程安全非常重要。施工中的各种信息，应及时通报有关各方，在出现险情之前第一时间发现问题，共同协商解决方案，将风险降低到最小程度。十二、其他1、严格按照设计坡率放坡，土方开挖和修坡时分层分段进行；2、开挖易坍土层时，减小分层厚度和分段长度，必要时预喷30mm厚度的混凝土面层，防止施工时土体坍塌；3、车辆下放管

30、道与人工焊接循环作业，重载车辆需距基槽4.0m； 4、围护施工前，放线须经总包单位复核，确认与主体结构外包尺寸不相碰并留有足够的施工空间。 5、本基坑支护为临时性措施，支护结构使用时限为半年。 6、施工质量按建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)要求进行检测。 7、图中所注尺寸除标高以m为单位外，其余均以mm为单位。 8、本说明中未尽事宜按照相关的技术标准实施。9、本设计需经专家评审论证后方可作为施工依据。十三、安全应急预案（一）交通安全应急预案1、应急救援领导小组的成立：应急救援小组由安质部、经营部、机材部、计合部、工程部、综合部组成，设领导小组组长、副组长，下设专业处置组。 组 长：蒋矩平 副组长： 常聚芳 艾天峰组 员：周国涛 付玉彬 冯善波 专业处置组包括： 综合协调组、安全保卫组、应急救援组、医疗救护组、后勤保障组、事故调查组、专家技术组、善后处理组。 2、应急救援领导小组和