U型槽土方开挖方案.docx
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U型槽土方开挖方案.docx
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U型槽土方开挖方案
第一节编制依据及编制范围 ........................................................................2
一、编制依据 .............................................................................................2
第二节工程概况 .......................................................................................2
一、工程概况 .............................................................................................2
二、工程地质与水文地质概况 ........................................................................3
第三节 施工环境及施工现场布置 ....................................................................5
一、施工环境 .............................................................................................5
二、施工总平面布置 ....................................................................................5
三、排水及消防设施 ....................................................................................6
第四节 资源配置 .........................................................................................7
一、人员配置 .............................................................................................7
二、主要机械设备、施工机具数量表 ...............................................................7
第五节工程筹划 .......................................................................................9
一、基坑开挖前准备工作 ..............................................................................9
二、施工顺序安排 .......................................................................................9
三、施工工期安排 .......................................................................................9
第六节主要施工方案 ...............................................................................10
一、土方开挖施工方案 ...............................................................................10
二、钢支撑及钢围檩施工施工方案 ................................................................17
三、喷射混凝土施工方案 ............................................................................20
第七节施工安全保证措施 .........................................................................22
第八节文明施工及环境保护措施 ................................................................23
1
土方开挖及基坑支护专项施工方案
第一节编制依据及编制范围
一、编制依据
1、《北京地铁八号线二期工程施工图设计,出入段线区间明挖段隧道南段明挖围护
结构施工图》(中铁二院工程集团有限责任公司 2009 年 08 月)
2、《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)
3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
4、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)
5、《建设工程施工安全技术操作规程》(中国建筑工业出版设)
6、《建筑工程施工质量验收统一标准》(JGJ107-20030)
7、《建筑基坑工程技术规范》(GB50300-2001)
8、《建筑基坑支护技术规范》(JGJ20-99)
9、其它相关规范、规程、标准
二、编制范围
本次方案编制范围出入段线起点~U型槽出地面段,范围为CDK0+645~CDK1+089.995
,全长 444.995m。
第二节工程概况
一、工程概况
出入段线起于八号线二期回龙观东大街站北端折返线终点,由南向北行进在黄平西
侧路下,至回南北路向西偏转,进入平西府车辆基地。
出入段线起于周良路北侧,横穿
回南路、七燕干渠、回南北路。
根据总体工期安排,要求先施工与矿山法接头段,即南段明挖区间,再施工 U 型槽
北段。
其位于黄平西侧路与回南北路路口北侧开始向西北方向延伸,附近地形较平坦,
地面标高约 39.5m。
场地较为空旷,主要为绿地,北侧有 3 座高压铁塔,最小距离约
7m。
本 U 型槽基坑长 444.995m,宽 10.9~13.83m,井深约 0~12.94m,采用明挖法施工,
2
钻孔灌注桩+基坑内钢支撑围护结构形式,根据明挖基坑所处的环境条件、地质条件、
断面大小及深度、施工使用要求、经济比较等,该明挖基坑围护结构范围采用
Φ800@1400mm 的钻孔灌注桩,共有 190 根桩,桩长在 15.46m~11.88m 之间;主体结构施
工平面及围护桩底部高度由南向北逐渐增高,坡度为 3.05°;桩的长度也随之递减,每
两桩之间递减长度为 0.0427m。
施工期间同时进行降水,确保工作面无水作业。
后期在
基坑内浇注明挖区间主体结构及铺设防水层,其余空间采用粘土和素混凝土回填密实。
桩顶设冠梁,桩间采用挂 Φ8@200×200mm 钢筋网、喷射 150mm 厚混凝土,以保持
桩间土体稳定。
扩大端 CDK0+645~CDK0+653 内支撑采用两道 600×800mm 钢筋混凝土支撑,支撑水
平间距为 2400mm;标准段 CDK0+653~CDK0+730 内支撑采用 Φ609mm 的钢管支撑(第一、
二道壁厚 t=12mm),竖向设两道,支撑水平间距为 4000mm~8000mm;标准段
CDK0+730~CDK0+770 内支撑采用 Φ609mm 的钢管支撑(壁厚 t=12mm),竖向设一道,支
撑水平间距为 4000mm。
二、工程地质与水文地质概况
场区地层地质概况
本标段位于北京市昌平区回龙观住宅区的东北侧,地貌上属于沙河、温榆河的冲积
阶地,地形较为平坦、开阔。
地层自上而下为人工填土、粘性土、粉土、砂类土、碎石类土层构成。
该段开挖深度内主要为粉质粘土和粉土层,且表层有较厚人工填土层。
现将揭露深度范围内土层从上至下分别描述如下:
人工填土层:
粉质粘土素填土①层:
黄褐色,稍湿,稍密,以粉质粘土为主,含碎砖屑、植物根
等,结构松散,无层理。
夹建筑垃圾杂填土①6 透镜体。
建筑垃圾杂填土①6 层:
杂色,稍湿,稍密~中密,以碎石块为主,粘性土充填。
一般第四纪冲洪积沉积层:
粉质粘土③层:
褐黄色,可塑,含氧化铁、云母。
夹粘土③1、粉土③2 透镜体。
粘土③1 层:
褐黄色,可塑,含氧化铁、氧化猛、钙质结核等。
粉土③2 层:
褐黄色,稍湿~湿,密实,含氧化铁、氧化锰、云母、钙质结核等。
粉质粘土④层:
褐灰色,可塑,含有机质。
夹粘土④1、粉土④2 透镜体。
粘土④1 层:
褐灰色,可塑,含有机质。
3
粉土④2 层:
褐灰色,湿,密实,含有机质、云母等。
粉质粘土⑤层:
褐黄色,可塑,含氧化铁、氧化锰。
夹粉土⑤2、细砂⑤4 透镜体。
粉土⑤2 层:
褐黄色,湿~饱和,密实,含氧化铁、氧化锰、云母等。
细砂⑤4 层:
褐黄色,饱和,中密~密实,主要矿物成分为石英、长石、云母。
粉质粘土⑦层:
褐灰色,可塑,含有机质。
夹粘土⑦1、粉土⑦2 透镜体。
粘土⑦1 层:
褐灰色,可塑,含有机质。
粉土⑦2 层:
褐灰色,湿,密实,含有机质、云母等。
粉质粘土⑨层:
褐黄色,可塑,含氧化铁。
夹粘土⑨1、粉土⑨2、细砂⑨4 透镜体。
粘土⑨1 层:
褐黄色,可塑,含氧化铁。
粉土⑨2 层:
褐黄色,饱和,密实,含氧化铁、氧化锰、云母等。
细砂⑨4 层:
褐黄色,饱和,中密~密实,主要矿物成分为石英、长石、云母。
地层参数建议值表见附表 4.1
细砂⑨4 层:
褐黄色,饱和,中密~密实,主要矿物成分为石英、长石、云母。
如后附图:
4
第三节 施工环境及施工现场布置
一、施工环境
(一)交通
起点~U 型槽区间明挖隧道主体沿黄平西侧路北端端头绿地内由南向西北布置。
其
南侧为龙锦苑公共汽车站,再往南是回龙观变电站,U 型槽南段明挖与北侧占地为三元
备用试验田。
施工期间,采用征地改移,将住房改移至东侧。
起点~U 型槽区间明挖隧道施工,施工场地两次围挡到位。
施工期间,占用回南北
路非机动车道,由于回南北路与黄平西侧路交接口西侧背封堵,所以暂时不用改移道路,
待工程施工完毕后恢复原来路面。
(二)管线
北京地铁 8 号线二期工程 01 合同段管线图上显示该明挖基坑附近主要管线包括东
侧有埋深 1m 的 Φ600 铸铁上水管距离最近约 3.9m、埋深 0.8m 的 2 根 10KV 电力管斜跨
基坑、埋深约 0.5m 的通讯管距离最近约 8.0m,西侧有埋深 5.0m 的 Φ700 的污水管,距
离基坑最近约 2.2m。
而在南段明挖中部东西向有两条管线,一条为 Φ100 接水钢管,另一条为 220V 电
线。
这两条管线是用于接通基坑西侧的 100 米水井,供于东侧厂房用水。
该两条管线埋
深 1 米左右。
需要改移的管线有:
无
需要保护的管线主要有:
(1)2 根 10KV 电缆南北走向埋深 0.8m,斜跨南段明挖结构;
(2)Φ100 接水管钢管,东西走向埋深 1m,横跨基坑;
(3)接水泵电线,东西走向埋深 0.7m,横跨基坑。
二、施工总平面布置
(一)临时房屋及设施
起点~U 型槽区间明挖隧道现场情况,在施工区域内设置 10 间临时房屋,作为施工
队伍办公用房。
施工区域内的各固定设备或加工区域均采用彩钢瓦房或砖砌房进行遮盖。
住房及堆放处均已铺设混凝土。
同时施工现场设车辆冲洗槽,地面修排水沟经沉淀池渗
5
入污水井,施工区以彩钢板围挡,在围档南侧设 8m 大门。
(二)临水、临电
生活用水通过东面厂房水塔接口处引入施工场区,并通过地埋方式分别进入施工区
域。
生活产生的废水通过大门沉淀池沉淀后通过场区内污水管道直接排入市政污水管。
施工用水暂时由现场 4 口深 45m 以上的降水井进行送水,同时租借一台洒水车从区间明
挖段拉中水过来。
施工用电变压器安设在基坑西侧 70m 外区域,临电直接从变压箱通过地埋方式引至
施工现场。
为防止意外停电对工程施工造成影响,在施工现场备 1 台 260KW 低噪音发电
机。
(附图一《施工现场临设与管线总平面图》)
三、排水及消防设施
(一)排水设施
为便于排水,在基坑四周设截水沟,并以基坑位置向四周设置 0.5%坡度,在围档
四周设排水沟,将生产、生活废水、雨水汇集,经沉淀后排入市政污水管道。
排水沟断
面尺寸为 0.4×0.4m,沟底设 0.5%的排水坡,并用水泥砂浆抹面。
(二)消防设施
严格按照《中华人民共和国公安部建筑工程消防监督审核管理规定》、《北京市消防
条例》有关规定配备消防器材,保证消防器材专用。
消防器材设置在明显和便于取用的
地点,周围不准堆放物品和杂物。
按施工作业面和生活区的实际面积和需要,按有关规
定,施工机械、车辆上配备足够而有效的防火器材。
6
序号
项目名称
人员分类
人数
备注
1
管理人员
负责人
2
负责施工生产组织和管理。
技术员
2
质检员
2
安全员
2
2
土方工班
班长
2
负责土方开挖及外运。
机械手
5
司机
10
普工
5
3
喷射砼工班
班长
2
负责挂网及喷射混凝土。
喷射手
4
普工
20
4
钢支撑及钢
围檩工班
班长
2
负责钢支撑、钢围檩的焊接及安装。
龙门吊司机
2
吊车司机
2
焊工
8
普工
16
合 计 人 数
86
第四节 资源配置
一、人员配置
土方开挖及基坑支护施工在现场设 3 个施工工班,分别为土方工班、喷射混凝土工
班、钢支撑及钢围檩工班。
人员配备表见表 3。
二、主要机械设备、施工机具数量表
起点~回龙观东大街站施工投入主要机械设备、施工机具表见表 4。
7
序号
机械名称
型号
额定功率(kw)
或吨位(t)
数量
1
汽车吊
XZJ5280JQZ25A
25T
1
2
汽车吊
XZJ5280JQZ50A
50T
1
3
挖机
PC50
4
4
运输汽车
Man
30t
10
5
空压机
W3×5
16.2KW
2
6
喷油螺杆压缩机
XK06-110-00057
75KW
1
7
储气罐
Y0638-787
1
8
搅拌机
JZC350
5.5KW
1
9
喷砼机
DZ-50
2
10
砂浆搅拌机
ZBJ
2.2KW
1
11
高压径向柱塞泵站
BZ50-4
2KW
1
12
千斤顶
YS100
50MPa
2
13
千斤顶
200 穿心
100MP
2
14
钢筋滚轧直螺纹机床
GY-40
4KW
6
15
钢筋弯曲机
GW-40
3KW
4
16
钢筋切断机
GQ40-Π
4.4KW
2
17
砂轮切断机
JG-40
3KW
4
18
电锤
MJ104
3KW
2
19
振动冲击夯
HCD30
2.2KW
1
20
电焊机
500F-2
8
21
电焊机
BX1-500
4
22
电焊机
BX1-300
2
23
泥浆泵
BW-150
7.5KW
2
24
泥浆泵
4KW
4
8
第五节工程筹划
一、基坑开挖前准备工作
1、按设计规定的技术标准、地质资料以及周围建筑物和地下管线等的详实资料,
严格细致地做好深基坑专项施工方案(包括周围环境的监控措施)和施工操作规程,对
开挖中可能遇到的渗水、基坑稳定、涌泥流砂等现象进行技术讨论,提出应急措施并提
前进行相关的物资储备。
准备好地面排水及基坑内抽排水系统。
2、确保围护钻孔桩按时完成,基坑开挖前 30 天进行基坑降水工作,保证基底以上
地层开挖时的稳定,保证开挖施工如期进行。
3、按设计要求加工、购置(租赁等)钢支撑,备足钢支撑,备好出土、运输和弃
土条件,确保连续开挖。
4、对基坑周边 30m 范围内的建筑物进行调查,并对基坑、周围建筑物、地面及地
下管线等编制详细的监控和保护方案,预先做好监测点的布设、初始数据的测试和检测
仪器的检测调试等准备工作。
5、配备足够的开挖及运输机械设备,做好机械的检查、维修保养等工作,确保机
械正常作业。
二、施工顺序安排
出入段线区间明挖隧道基坑土方开挖自南向北分段分层进行施工。
根据主体结构特
征和现场施工安排情况,该明挖区间总共分为 20 段。
围护桩基坑施工顺序为:
钻孔桩围护→施工降水→摘帽开挖第一层土方→冠梁施
做→施做第一道钢支撑→第二层土方开挖→施做第二道钢支撑→第三层土方开挖→基底
人工开挖。
U 型槽明挖基坑施工顺序:
逐层土方开挖→挂设钢筋网片→ 喷射混凝土→基底人工
开挖
三、施工工期安排
出入段线区间明挖隧道基坑土方开挖计划 2010 年 1 月 1 日开始,以每天开挖土方
量 800m3 的施工进度进行施工,综合考虑其它因素,2010 年 9 月 30 日结束,其中第一
次土方见底时间为 2009 年 1 月 20 日。
9
第六节主要施工方案
一、土方开挖施工方案
1、区间土方开挖采取“纵分段,横分层”方式进行。
由于围护结构部分开挖断面宽 12m,开挖深度约 13m~9m;“U”型槽部分开挖
断面宽 12m,开挖深度 9m~0m。
考虑挖机回旋半径及渣土运输车的影响,无法采用
“中间拉槽”施工方法。
钢支撑部分土方分层厚度根据钢管支撑施工位置进行划分,确保土方开挖位置不
超过支撑下 0.5m,非钢支撑部分每次开挖高度不得超过 2.0m,确保喷射砼可操作性,
避免喷射砼搭设脚手架引起的安全问题,增加施工安全性。
明挖隧道围护结构土方开挖厚度分层见图 1。
图 1明挖隧道围护结构土方开挖分层图
10
明挖隧道“U”型结构出地面土方开挖分层见图 2。
100厚喷射
混凝土面层
图 2明挖隧道“U”型结构出地面土方开挖分层图
2、主体基坑开挖步序
基坑开挖遵循“分段分层、由上而下、先支撑后开挖”的原则,从上到下分四步开
挖,开挖步序如下:
第一步:
摘帽开挖,凿除桩头及桩顶冠梁施工,掏槽架设第一道钢支撑;
第二步:
开挖至第二道钢支撑下 50cm 处,架设第二道钢支撑;
第三步:
开挖至第三层土方;
第四步:
开挖至第四层土方。
基坑开挖施工步序图详见图 3。
11
图 3基坑开挖施工步序图
第一步:
摘帽开挖,凿除桩头及桩顶冠梁施
工,掏槽架设第一道钢支撑;
第二步:
开挖至第二道钢支撑下 50cm 处,
架设第二道钢支撑。
1、挖掘机开挖基坑第二层土体,开挖高度
不超过 2m。
2、开挖后及时挂网喷射桩间砼。
3、安放钢围檩,架设第二道钢支撑,钢围
檩分段加工,钢支撑在地面一次拼接成型,
25T 吊车下放人工配合调整方位,千斤顶施
加预应力,完成支护。
第三步:
开挖至第三层土方。
1、挖掘机开挖基坑第三层土体,开挖高度
不超过 2m。
2、开挖后及时挂网喷射桩间砼。
第四步:
开挖至第四层土方。
1、挖掘机开挖基坑第四层土体,开挖高度
不超过 2m。
2、开挖后及时挂网喷射桩间砼。
3、开挖至距坑底 30cm 处,小型机械开挖人
工配合清槽至基底,然后施工垫层、防水及
底板。
12
明挖隧道“U”型结构土方开挖分层见图 4,明挖隧道出地面土方开挖分层图图 5。
图 4明挖隧道围护结构土方开挖分层图
图 5明挖隧道出地面土方开挖分层图
3、开挖及出土方法
基坑开挖采取“台阶法”开挖的施工方法进行开挖,开挖时从南向北开挖.
(1)土方开挖时,现场专人指挥挖掘机挖土,严格按照“纵向分段;横向分层” 方
法施工。
(2)基坑上层 6 米左右的土方直接采用挖掘机挖除;基坑下层土方采用 2~3 台挖掘
机进行接力开挖、装车。
(4)开挖纵向刷坡,随挖随刷坡。
上层 2m 采用 1:
1~1.5 边坡,以下各层采用
13
序号
项目
允许偏差(mm)
检验频率
检验方法
范围
点数
1
坑底高程
+10,-20
每段基
坑或长
50 米
5
用水准仪
2
纵横轴线
50
2
用经纬仪,纵横
向各侧
3
基坑尺寸
不小于设计
4
用尺量,每边各
计一点
4
基坑边坡
设计的 5%
4
用坡度尺量
1:
1.5~2 边坡。
(5)基坑底以上 30cm 采取人工清土,至底层测量标高,严禁超挖破坏原状土。
对于
超挖部分采用素砼填补。
(6)在开挖过程中,发现明流水时,要及时对其进行引导,防止其破坏桩间土,引
起坍塌。
(7)开挖中及时对开挖土层进行描绘,与设计图纸进行对比,差别较大时,及时通
知监理、设计,采取必要的处理措施。
(8)开挖至基底后,在基坑两侧挖排水沟、集水坑,基坑内出现的积水及抽排,确
保无水作业。
(9)为保证基坑的稳定,基坑开挖完成后,尽快完成底板的施工。
(10)开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,以反馈信息指导
施工。
4外运弃土
(1)本区间每天平均出土量达 800m3,外运弃土受出土时间,运距等影响较大,合
理组织安排弃土是一个关键环节。
(2)弃土外运专人负责组织安排,场地内、外统一调度,协调内外关系,组织安排
出土车辆运输。
场地外的运输路线与业主及有关部门协调安排,确保外运弃土按计划进
行。
(3)考虑天雨、特殊情况造成的工期滞后等因素及外部环境的影响,每个工作面最
大弃土量按最大开挖出土量的 150%计,弃土量近 1200m3/天,弃土在夜间北京市规定的
时间段内进行,本站设两个临时弃土场,配备 15 辆大吨位的自卸汽车运输。
配备 2 台
14
装载机装土。
场地内土方倒运配备 2 辆 5~8T 的小型自卸汽车。
(4)根据合同要求,外运弃土在夜间规定的时间内进行,白天基坑开挖的土方堆
放在临时堆土场内,淤泥晾晒后运走。
(5)弃土场地按要求设置,并作好挡护、平整及夯实。
(6)制定弃土、弃碴、弃泥浆的排放施工方案并征得监理工程师的批准后,遵守
北京市政府的有关规定弃土外运。
5、土方开挖安全技术措施
(1)每层台阶开挖遵循先中间,后开挖两边的原则。
上下台阶间保留一定的坡度,
以维持土体稳定。
(2)土方开挖后,及时施作网喷支护,安设支撑,按规定时限与设计标准施加预
应力。
(3)基坑底部预留 0.3m 的保护层,小型机械开挖,人工人工配合修平,验收后立
即进行砼垫层施工,保证基坑底土层不被扰动。
距桩壁处尽量采用人工修挖,避免机械
对桩身产生破坏。
(4)基坑开挖保持台阶宽度,各台阶平行推进,逐段开挖。
随挖随撑,减少基坑
暴露时间。
(5)基坑开挖应加
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- 土方 开挖 方案