地铁明挖车站基坑开挖专项施工方案.doc
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成都地铁1#线天府广场站南段车站基坑开挖专项施工方案
成都地铁1#线天府广场南渡线明挖车站
基坑开挖专项施工方案
编制:
复核:
审核:
中铁隧道集团有限公司
成都地铁天府广场南渡线项目经理部
二00六年十月
目录
目录 1
第一章基坑开挖施工方案总说明 4
1.1编制依据 4
1.2工程概况及设计概况 4
1.2.1工程概况 4
1.2.2设计概况 4
1.3构筑物及管线监测 5
1.4基坑降水 5
1.5基坑开挖及支撑主要工程数量 5
1.6周边环境 6
1.6.1周边环境 6
1.6.2地面交通概况 6
1.6.3管线状况 6
1.7工程地质及水文地质 6
1.7.1工程地质 6
1.7.2水文地质 7
第二章工程重难点及采取的方案与措施 7
2.1施工组织与技术管理 7
2.2周边环境保护 8
2.3明挖基坑的稳定 8
2.3.1保证围护结构的施工质量 9
2.3.2保证基坑开挖稳定的技术措施 9
2.4土方外运困难 10
第三章施工准备 11
3.1施工场地布置 11
3.1.1施工总平面布置 11
3.1.2施工场地 11
3.2施工围挡 11
3.3场地清理 13
3.4施工用电 13
3.5施工给排水 13
3.5.1给水 13
3.5.2排水 13
第四章施工总体部署 13
4.1总体部署原则 13
4.2施工总体安排 13
4.3施工机械设备配置 14
4.4管理组织机构及劳动力配置 16
4.4.1管理组织机构 16
4.4.2劳动力配置 16
4.5施工目标 17
第五章基坑开挖及支撑施工方法 17
5.1围护结构 17
5.2基坑开挖主要施工方法及技术措施 27
5.2.1基坑开挖的原则 27
5.2.2基坑开挖方法 28
5.2.3基坑开挖技术要点 31
5.2.4确保基坑稳定的强制性措施 32
5.3支撑架设方法及技术措施 33
5.3.1支撑工艺流程 33
5.3.2支撑施工方法 33
5.3.3支撑施工技术要点 38
5.3.4支撑施工的技术控制标准 39
5.4桩间土围护 40
第六章施工进度计划 44
6.1工期目标 44
6.2施工进度指标 44
6.3施工进度计划 44
第七章雨季施工保证措施 45
7.1雨季施工保证体系 45
7.2雨季施工保证措施 45
第八章质量保证措施 46
8.1质量目标及保证体系 46
8.2质量管理组织机构 46
8.3质量保证措施 46
第九章安全文明施工保证措施 49
9.1安全管理目标及安全保证措施 49
9.1.1安全管理目标 49
9.1.2安全保证体系 49
9.1.3安全管理机构 50
9.1.4安全保证措施 50
9.2文明施工保证措施 51
9.2.1文明施工组织机构 51
9.2.2文明施工具体措施 51
第十章施工进度保证措施 53
10.1管理保证 53
10.2技术保证 53
10.3组织保证 54
10.4劳力保证 54
10.5物资机械保证 55
第十一章施工监测 56
11.1监测目的 56
11.2监测项目和监测频率 56
11.3施工监测信息反馈 57
11.4主要监测内容和监测技术措施 58
11.4.1地表沉降及桩顶位移(沉降)监测 58
11.4.2地下管线监测 60
11.4.3周围建筑物沉降及倾斜监测 61
11.4.4围护桩体侧向变形监测 61
11.4.5地下水位监测 63
11.4.6围护桩迎土侧土压力监测 64
11.4.7围护结构内力监测 65
11.4.8钢支撑立柱沉降监测 67
11.5监测控制基准 67
11.6监测质量保证措施 68
第十二章应急预案及应急措施 68
12.1危险源和相关对策 68
12.1.1危险源分析 68
12.1.2相关对策 68
12.2应急资源配置 69
12.3应急预案 70
12.3.1基坑及支撑架设出现险情时的应急预案 70
12.3.2管线出现险情时的应急预案 70
12.3.3楼房出现险情时的应急预案 70
12.3.4防汛应急预案 71
12.3.5应急响应 71
12.3.6信息传递方式 71
12.4土方开挖阶段的应急措施 72
12.4.1围护结构渗水与漏水的应急措施 72
12.4.2围护结构出现夹层的应急处理措施 72
12.4.3防止侧向位移发展的措施 73
12.4.4流砂及管涌的应急措施 73
12.4.5基底隆起的应急措施 73
第一章基坑开挖施工方案总说明
1.1编制依据
1.1.1成都地铁1号线一期工程施工图设计天府站南段工程结构施工图。
1.1.2施工合同。
1.1.3工地调查情况。
1.1.4《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)。
1.1.5《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)。
1.1.6《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299-1999)。
1.1.7《市政地下工程施工及验收规范》(DGJ-236-1999)。
1.2工程概况及设计概况
1.2.1工程概况
本工程位于正在修建的天府广场局部改造工程以南,北接天府广场局部改造工程,南接天府广场~锦江宾馆区间,横跨东西御街,沿人民南路呈南、北方向布置。
明挖车站的起讫里程为YDK8+882.653~YDK8+990.400,车站长107.747;其中YDK8+882.653~YDK8+912.653之间30m采用盖挖顺筑法施工。
1.2.2设计概况
车站标准段为地下三层两跨钢筋混凝土框架结构,扩大段为地下三层四跨钢筋混凝土框架结构,标准段宽19.1m,车站底板埋深20.3m,顶板覆土3.4m。
车站主体结构顶、底板及侧墙砼为:
C30、S10;车站中板及内部结构钢筋混凝土为C30;车站横断面见图1。
基坑安全等级为特级。
图1车站横断面图
1.3构筑物及管线监测
在基坑开挖时,按设计加强对周边构筑物及管线监测。
1.4基坑降水
基坑开挖前半个月进行井点降水以达到疏干坑底土层和降低承压水高度的目的。
井点滤头底端与围护结构距离不小于2m。
1.5基坑开挖及支撑主要工程数量
表1主要工程数量表
工程项目
单位
数量
车站主体土建工程
土方工程
土方开挖
m3
56000
土方回填
m3
9107
围护及基础工程
人工挖孔桩
根/m
123/2902.8
玻璃纤维筋桩
根/m
4/94.4
抗拔桩
根/m
31/232.5
钢便桥路面
六四军用梁
t
230
挡土板(混凝土)
m3
45
钢筋砼桥面板
m3
100
钢筋
t
19.5
钢支撑
t
526
钢围囹
t
225
临时钢立柱、梁
t
13.4
1.6周边环境
1.6.1周边环境
所在场地属于平原类型,场地地形较为平坦,工程所处区段地貌形态单一。
本工程东边基坑边沿距成都百货大楼约9m,西边基坑边沿距城市之心约30m。
1.6.2地面交通概况
本工程位于天府广场南段人民南路,呈南北走向,施工场内受场地条件限制交通较困难,施工场外通过扩大人民南路西侧道路后交通较为便利。
1.6.3管线状况
根据管线资料显示,在车站范围内地下管线较多,且密集在人民南路两侧。
横跨车站的管线:
给水管铸铁Φ150/顶埋深0.85m,排水管Φ1000/底埋深4.47m,电力沟600×900/底埋深2.38m;沿车站纵向的管线:
排水管Φ300/底埋深0.66m,给水管Φ100/顶埋深1.01m,电力沟600*200/底埋深0.23m,,电信管线钢2/2孔/顶埋深0.53m,煤气管线钢Φ273/顶埋深1.07m,给水管钢Φ600/顶埋深1.69m,电信管线砖75孔/顶埋深1.28m,电力沟600*200/顶埋深0.06m,电信管线塑料36/26孔/顶埋深0.57m,排水管Φ700/底埋深3.36m。
1.7工程地质及水文地质
1.7.1工程地质
天府广场地铁站范围内上部为第四系全新统人工填土层(Q4ml);中上部为第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl);中下部为第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl);下伏基岩为白垩系上统灌口组泥岩(K2g)。
地铁1#线明挖车站基坑的地质情况见图2。
车站底板在密实卵石层上。
图2车站地质剖面图
1.7.2水文地质
据天府广场下穿基坑2003年10月勘察资料,场地地下水静止水位为6.70~7.00m之间,标高为495.66~496.15m为平水期的地下水位。
地下水流向为由北西向南东向流动。
成都地区地下水位年变化幅度为1.50~2.00m。
抗浮设计水位埋深建议为2.50m。
第二章工程重难点及采取的方案与措施
2.1施工组织与技术管理
本工程周边环境复杂,工程项目地处天府广场南段人民南路,施工场地狭小,因此,如何加强施工组织和技术管理,加强施工过程控制,做到协调有序是施工的重点。
施工中拟采取如下措施:
2.1.1根据本工程特点,基坑开挖及辅助措施采用有丰富施工经验和较高理论水平的专业队伍组织施工。
2.1.2与周边施工单位做好施工接口协调,施工步调一致,确保项目顺利实施。
2.1.3认真选择开挖方法,做好运输组织及碴土外运工作,确保土方开挖及运输能力满足进度要求。
2.1.4加强对施工期环境因素的控制,重点控制噪声、振动、扬尘、废水、废弃物等,达到规定要求,尤其对居民、文教等环境保护敏感点加强噪声和振动控制,减少外界干扰。
2.2周边环境保护
明挖车站周边建(构)筑物及地下管线密集,施工中如何保证周边环境的安全,是本工程施工的重点,施工中拟采取如下措施:
2.2.1制定详细的施工预案。
当基坑变形或周边地层沉降有超过控制标准的趋势时,视情况可采取坑外降水回灌、对管线和建筑物采取动态跟踪注浆等施工措施。
2.2.2对一些临近基坑的重要建构筑物,必要时采取跟踪注浆对其进行加固处理。
2.2.3通过施工过程地层变形三维有限元模拟分析,对基坑开挖对地层的影响进行预测,并指导施工及监控量测控制。
2.2.4确保基坑稳定:
基坑开挖采取盆式抽槽开挖方法施工,土方开挖速度快,充分利用时空效应理论,掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点,遵循“竖向分层、横向分区、纵向分区分段、随挖随支”的施工原则,基坑土方开挖过程中,严禁超挖,及时架设钢管支撑,按设计施加轴力,是维护基坑稳定的主要方法。
2.2.5信息化施工,全过程严控:
加强对基坑变形、周边建筑物及地下管线沉降监测,根据控制标准和以往的基坑施工经验,制定预警值,当量测结果接近预警值时,应及时调整施工参数,并采取加强措施,如加密钢管支撑、减小土方开挖的深度等。
2.2.6通过对围护结构、支撑受力、坑外地下水位、周围环境等的监测,及时掌握围护结构与相邻环境的变化数据、变形规律和受力范围,修正开挖方案,根据监测分析结果调整施工参数,做到信息化安全施工,确保基坑和周围建构筑物的安全。
2.3明挖基坑的稳定
本工程明挖基坑埋深较大(基坑深度20.4m,局部加深段基坑深度21.45m),保证基坑稳定是明挖基坑顺利施工并保证周边环境安全的关键。
根据设计,明挖基坑采用直径¢1200@2200间隔人工挖孔桩进行基坑围护,桩插入深度3.5m,桩间采用150mm厚喷锚砼支护,在车站盾构端头均采用密排直径¢1200人工挖孔桩,桩插入深度3.5m,盾构洞口处则采用直径¢1400玻璃纤维筋人工挖孔桩,均以降水作为地层处理措施。
为此,需采取措施加强围护结构的质量控制,确保基坑施工的安全,保证基坑稳定。
具体方案措施如下:
2.3.1保证围护结构的施工质量
加强围护结构的施工质量,围护结构无断桩。
2.3.2保证基坑开挖稳定的技术措施
2.3.2.1做好基坑降水
(1)基坑降水成败是基坑能否顺利开挖的关键,降水施工应遵循:
围护结构施工前先降水,采用管井降水,基坑开挖前及开挖过程中采用对基坑内进行动态降水,以提高土体的抗剪强度。
基坑开挖时,确保水位在开挖面以下0.5m,确保基底不发生突涌。
(2)加强降水管理。
井点的抽水工作安排专门班组负责,昼夜值班,确保降水工作的持续进行。
(3)经常性检查电缆线是否和井壁相碰,以防磨损后水沿电缆渗入电动机内,并定期检查密封的可靠性,井点供电系统采用双线路,防止中途停电或发生其他故障影响排水,并配备备用电源,以保证潜水泵正常运转,保证降水的连续性。
2.3.2.2土方开挖与支护措施
(1)在开挖过程中严格按照“时空效应”理论,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、随挖随支”的施工原则。
(2)钢管支撑的设置时间必须严格按工况条件掌握,土方开挖时应分段分层,严格控制安装支撑所需的基坑开挖深度0.8m。
(3)所有支撑连接处,均应垫紧贴密,并防止钢管支撑偏心受压。
(4)端头斜撑处钢围懔及斜撑支座,必须严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装,保证支撑为轴心受力。
(5)支撑架设
由于基坑开挖宽度较大(标准段基坑宽度为19.1m,扩大段基坑宽度为23~30m),又只能在基坑南侧修建临时施工便道,故单根支撑整体吊装困难;采用整根支撑在地面提前预拼装,坑内分段吊装组合措施。
(6)内支撑体系的拆除
支撑体系拆除的过程其实就是支撑的“倒换”过程,即把由钢管支撑所承受的侧土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。
支撑体系的拆除施工应特别注意以下两点:
1)拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。
2)利用主体结构换撑时,主体结构的顶板或底板混凝土强度应达到设计强度。
(7)支撑保护
1)基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系,特别是竖向支撑,以防支撑失稳,造成事故。
2)施工时加强监测,对基坑回弹导致竖向支撑位移而产生的横向支撑竖向挠曲变形在接近允许值时,必须及时松弛横梁,释放横向支撑的竖向应力,保证钢支撑受力稳定,确保基坑安全。
3)冠梁施工时预埋铁环,第一道支撑架设完成后用钢丝绳将其端部与预埋铁环连接,防止第一道钢支撑移动脱落。
2.3.2.3加强监控量测,实现信息化施工
施工过程中建立严格的监测网,对施工全过程进行监测监控,以达到确保安全、指导施工、积累资料、改进设计的目的。
施工监测项目包括:
围护结构水平位移、围护结构顶沉降与水平位移、坑周地表沉降、地下水位、钢支撑轴力、立柱隆沉、周围建筑物沉降和倾斜、周围地下管线位移、坑外土压力、孔隙水压力、基坑内外观察等。
发现情况异常,及时报警,据此采取相应施工措施如复加轴力,跟踪注浆等,施工过程实现信息化施工管理,确保基坑的稳定与安全。
2.3.2.4确保雨季施工基坑安全
雨季施工时基坑四周地面做混凝土硬化地坪,在地坪外围设截水沟,防止雨水流入基坑内;在基坑开挖坡道底部平台上做钢板活动截水沟,在截水沟两段设集水井集中排水,防止雨水沿坡道流入基坑内;做好基坑内排水及边坡临时防护措施(如覆盖、喷设混凝土等)。
2.4土方外运困难
为不影响城市交通,土方外运只能在夜间22:
00~5:
00进行,白天开挖土方在场内临时存放。
2.5开挖基坑底部防突涌是施工控制的重点
基坑底部发生突涌的主要原因是基坑降水失效,因此对基坑降水施工控制要点如下:
2.5.1施工一定数量的备用降水井,可以随时启动降水。
2.5.2严格降水井降水水位控制。
2.5.3对降水井进行认真保护;不间断电源,降水期间(基坑开挖到底至底板混凝土浇筑完成)在施工现场配备2台柴油发电机。
第三章施工准备
3.1施工场地布置
3.1.1施工总平面布置
根据本工程的特点,结合交通组织,充分利用规划用地,尽量减少临时用地。
场地布置的总原则为:
总体布局,少占道路,工整规范,经济合理,永临结合。
临时工程以满足施工生产和现场管理办公为主,做到紧凑、美观、安全、防火,并减少对周围环境和公共交通的影响。
见图3施工总平面布置示意图。
3.1.2施工场地
根据施工总体安排并结合文明施工要求,本工程施工区与生活区分开设置,在施工区场地内分别设置钢支撑堆放场、钢筋加工场以及其它材料或料具堆场。
3.2施工围挡
3.2.1根据文明施工的要求进行标准化全封闭式管理,采用业主统一规定的围挡结构形式进行围挡。
3.2.2在基坑四周的挖孔桩冠梁边采用Φ48钢管及绿色安全网施作临时围挡用作基坑周边安全防护,并用砖砌50cm高的堤墙用以挡水,见图4《基坑围挡示意图》。
图4基坑围挡示意图
3.3场地清理
3.3.1清除工地内人防通道口拆除未净的残垣、建筑垃圾和人行道树木。
3.3.2规划施工场区南北方向施工道路。
施工便道进出口处设置洗车槽。
3.4施工用电
本工程施工用电采用当地电网,以提供工地生产、生活用电;
3.5施工给排水
3.5.1给水
与成都市自来水公司联系并签订协议,将一个DN100钢管总水管引入施工现场,沿基坑四周布置。
给水主管路沿线每隔25m左右设置一个给水接口,给水接口间隔装DN50和DN25带阀门的二通接口,供生产用水。
3.5.2排水
为保证工地环境整洁,达到文明标准化施工及成都市排污要求,在施工场内设一口沉淀池,在工程施工中,生产、生活污水引入沉淀池内,沉淀净化后,再排入市政管网排水系统。
第四章施工总体部署
4.1总体部署原则
4.1.1具备以下条件后方可按照设计要求进行基坑开挖施工:
4.1.1.1围护桩、冠梁强度达到设计要求。
4.1.1.2基坑水位降至开挖层底面以下0.5米。
4.1.1.3计划开挖段的钢支撑¢600、t=12及t=14已预拼装好并通过检查。
4.1.1.4做好雨季施工的各项准备。
4.1.1.5按照基坑应急预案做好各项应急准备。
4.1.2在开挖过程中,掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五要点,遵循“竖向分层、纵向分段、平面分块”的施工原则。
4.1.3基坑开挖按照从底到高、从深到浅的原则进行。
4.1.4基坑开挖到底后及时垫层封底,快速施工底板混凝土。
4.1.5施工过程严格实施施工监测,并根据反馈的监测信息合理调整施工方法。
4.2施工总体安排
4.2.1基坑分段
结合施工要求,基坑从北向南划分为五段,依次为:
A节段、B节段、C节段、D节段和E节段。
基坑分段见图5《基坑土方开挖分段示意图》。
4.2.2基坑土方分层
根据基坑竖向支撑的道数确定基坑开挖层数,基坑共计四道支撑分五层开挖,分层原则为每道支撑中线下80cm。
每层段放坡比例控制在1:
1~1:
1.5范围内。
4.2.3基坑开挖顺序
基坑施工时,从A节段向E节段顺序开挖。
4.2.4工作面划分
开挖采用一个工作面流水作业,拉槽放坡后退开挖,支撑分段吊装。
基坑开挖采取竖向分层、纵向分区分段、先中间后两侧、做到随挖随撑,纵向按1:
3的坡度放坡进行,尽量减少无支撑暴露时间。
4.3施工机械设备配置
主要开挖设备详见表2《基坑开挖阶段主要机械配备表》。
表2基坑开挖阶段主要机械配备表
序号
机械名称
型号规格
生产能力
数量
用途
备注
1
冲击钻机
CZ-22
Φ600
2
降水
2
反铲挖掘机
日立EX200
0.8m3
4台
挖土
3
小挖掘机
EX100
0.3m3
4台
坡顶向下翻挖土
4
小挖掘机
EX120
0.4m3
3台
坑内装土
5
蚌式抓斗
1.2m3/斗
1台
挖土
6
自卸汽车
康明斯
8T
6辆
基坑内倒土方
7
电焊机
8台
支撑安装
8
液压顶升器
100×31m
1套
支撑安装
9
组合千斤顶
2×100t
2套
支撑安装
10
千斤配套油泵
4台
支撑安装
11
污水泵
10台
抽水
12
潜水泵
5台
抽水
13
推土机
东方红220型
1
开挖
14
钻孔
YT-28
10
注浆花管
4.4管理组织机构及劳动力配置
4.4.1管理组织机构
根据本工程的特点和管理体系,施工中设置管理组织机构见图6《组织机构图》。
中铁隧道集团有限公司成都地铁天府广场南渡线项目经理部
明挖工区
运输作业队
开挖作业队
支撑作业队
中心试验室
安全质量部
工程部
设备物资部
计划财务部
党政办公室
项目经理部经理
专家顾问组
项目副经理
总工程师
工
地
试
验
安全质量
材料物资
机电设备
工程调度
施工测量
技术资料
监控量测
施工技术
外事协调
财务管理
劳资人事
总务后勤
经营计划
环境保护
治安保卫
廉正监督
综合作业队
图6组织机构图
4.4.2劳动力配置
根据总体施工进度要求和拟投入的开挖机械设备,在基坑开挖施工拟配备管理和生产人员合计209人,其中管理人员35人,生产人员174人。
具体配备如下表3《劳动力配备计划表》。
表3劳动力配备计划表
序号
项目
人数
备注
1
管理人员
35
2
挖土机司机
10
施工高峰期
3
吊车司机
10
施工高峰期
4
起吊工
26
施工高峰期
5
维修工
8
施工高峰期
6
运输班
28
施工高峰期
7
现场指挥
4
施工高峰期
8
支撑安装工
40
施工高峰期
9
电焊工
16
施工高峰期
10
铲土工
28
施工高峰期
11
电工
2
施工高峰期
12
保洁工
2
施工高峰期
合计
209
4.5施工目标
4.5.1基坑开挖质量目标:
所含分项工程的质量优良,基坑开挖稳定,周边建筑物沉降量控制在允许范围内。
4.5.2基坑开挖工期目标:
计划100天内完成。
4.5.3安全目标:
无死亡、火灾、无其他因施工引起的工程事故;杜绝重伤事故,年负伤率12以下,确保无重大责任安全生产事故的发生。
4.5.4文明施工目标:
加强对现场围护、设备和材料的运输与堆放、施工噪声的控制、渣土的处理、污水的排放等的管理,创文明施工现场。
第五章基坑开挖及支撑施工方法
5.1围护结构
根据工期及施工要求,车站围护结构的人工挖孔灌注桩分两个施工阶段,第一阶段为盖挖段,第二阶段为明挖车站段。
围护结构人工挖孔灌注桩采用管井降水后间隔人工挖孔,以减少水的渗透和防止土体滑移。
施工顺序图7。
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图7围护挖孔桩施工顺序示意图
5.1.1施工准备
5.1.1.1开工前认真核对管线资料,现场踏勘,调查清楚管线位置、标高、走向、种类、材质等。
并将此段施工部位进行围挡。
5.1.1.2此段地下管线较多,覆土约3.4m,桩孔定位时在设计允许范围内进行避开调整桩位,如果施工中无法避开,且超出设计允许范围,则通知监理、设计进行施工方案的确定。
5.1.1.3对非重力管线进行临时迁改,对重力管线进行临时悬吊保护。
特别
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