土方开挖施工方案520.docx
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土方开挖施工方案520
城市快速内环北线二期工程S1标
基坑土方开挖施工方案
编制人:
审核人:
批准人:
南京同力路桥建设工程有限公司
南京市城市快速内环北线二期工程(S1标段)项目部
2007年5月20日
城市快速内环北线二期工程S1标
土方开挖施工方案
第一章、编制说明
一、编制依据
1、《城市快速内环北线西段二期建设项目隧道工程S1标段》招标文件、招标用图。
2、国家颁布的现行工程施工技术规范,工程施工质量验收规范,相关的市政工程技术规范,以及国家施工强制性条款。
《建筑基坑支护工程技术规范》(JGJ18—2003)
《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)
3、对K2+354.401~K3+047施工范围内的施工环境和地面交通的调查。
4、本公司的综合实力和以往类似工程的成功经验。
二、编制原则
1、工期保障原则
根据业主对本标段工程总工期(2008年6月15日竣工通车)及节点工期(2008年1月31日地面道路通车、主体结构施工结束)要求,科学组织施工,合理配置资源,计划安排周密,使分部分项施工衔接有序,资源利用充分,以保证总体施工计划的实现,从而确保总工期。
2、技术可靠性原则
施工方案制订遵循技术先进、安全可靠、经济适用相结合的原则。
根据本标段工程特点,吸收国内外类似工程施工和管理的成熟技术,结合我单位相关工程施工经验,选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案,确保工程安全、优质、快速建成。
3、经济合理性原则
充分考虑工程的实际需要及我单位相应资源配置,力求方案经济合理,并在施工过程实施动态管理,以使施工方案优化,效率提高施工成本降低。
4、安全、环保、职业健康原则
以确保安全、文明施工为原则制订各项措施,严格执行安全操作规程,施工现场全过程处于严密监控状态,以有利生产、方便生活为目标布置施工总平面
第二章、工程概况
一、工程概况
1、工程名称:
城市快速内环北线西段二期建设项目隧道工程S1标段
2、工程地点:
南京市新模范马路、模范中路
3、建设单位:
南京市城市建设投资控股(集团)有限责任公司
4、设计单位:
中铁大桥勘测设计院有限公司、南京市测绘勘察研究院有限公司
5、工程规模:
南京市城市快速内环北线西段二期建设工程位于南京市新模范马路、模范中路、定淮门大街,隧道中线基本与规划道路中线重合,全长约3.8Km。
与规划中的纬三路过江隧道对接,是南京市“井”字型路网规划中的重要道路之一。
拟建南京市城市快速内环北线二期工程位于纬三路丁家桥至水佐岗段,从玄武湖隧道西出口引道终点西侧约300m处,隧道下穿南瑞路~司背后、三牌楼大街~将军庙、中山北路和水佐岗后出隧道。
隧道设计里程为K2+354.401~K3+800.036,总长1445.635m,本隧道主体结构采用明挖顺做法施工。
⑴、地面建筑物分部情况:
拟建场地内临近密集的居住住宅、学校等建筑,均未拆除,无历史文物或古迹,主要为居民住宅、学校、企业、酒店等,距离基坑的距离不等,沿线经过重要的建(构)筑物有南京饭店(混4)、亚兴大酒店(砼7、8)、南京市鼓楼中医院(砼4、5)、南京工业大学办公楼(混2,混4、5)、南京工业大学学生宿舍(混7)等。
⑵、地下管网线路情况:
隧道基坑沿线地下管网密集,周围分布有较多的通讯光缆、电力电缆、燃气、以及雨污水管、给排水管等地下管线以及中山北路路口规划“地铁五号”线盾构施工线路段。
⑶、基坑规模:
S1标段桩号为K2+354.401~K3+047。
隧道开挖基坑呈“长条型”,隧道全长692.599m,宽度为:
26.6~28.0m,地面道路路幅宽约为43.0~57.2m,自然地面高程为+10.0~13.2m,基坑开挖深度为0.932~11.251m,具体桩号如下:
①、隧道敞开段:
K2+354.401~K2+513.88(159.749m)
②、隧道光过渡段:
K2+513.88~K2+530(16.12m)
③、隧道暗埋段:
K2+530~K3+047(517.0m)
⑷、主要工程量:
基坑各类土方挖弃225436m3。
S1标隧道主体施工基坑支护施工工艺及特点如下:
序号
起屹桩号及长度
基坑支护工艺形式
1
K2+354.401~K2+382.2
L=27.799m
为自然放坡
2
K2+382.2~K2+410
L=27.80m
为水泥土挡墙挡土兼止水
3
K2+410~K2+472
L=62.0m
为φ850@1200SMW工法支护桩挡土墙兼止水内插H700×300×13×24(一插一跳型),支撑间距8.0m
4
K2+472~K2+582
L=110.0m
为φ850@1200SMW工法支护桩挡土墙兼止水内插H700×300×13×24(密插型),支撑间距8.0m
5
K2+582~K2+705
L=123.0m
为φ1000@1200钻孔钻孔灌注桩挡土,φ850@1200三轴深搅止水,支撑间距8.0m
6
K2+705~K2+868
L=163.0m
为预应力管桩复合挡墙兼止水,φ800×110@1200预应力管桩,支撑间距8.0m
7
K2+868~K2+900
L=32.0m
为φ850@1200SMW工法支护桩挡土墙兼止水内插H700×300×13×24(密插型),支撑间距8.0m
8
K2+900~K3+012
L=112.0m
为φ1100@1300钻孔钻孔灌注桩挡土,φ850@1200三轴深搅止水,支撑间距8.0m
9
K3+012~K3+047
L=35.0m
为φ1200@1400钻孔钻孔灌注桩挡土,φ850@1200三轴深搅止水,支撑间距8.0m
(参见附后《快速内环北线二期工程S1标隧道主体结构节段划分及进度计划》表中平面图)
二、工程地质
本工程地质岩石土层分述表
序号
土层
地质岩石土层描述
1
①~1
杂填土
褐色~灰色,松散由亚粘土混大量碎砖、碎石填积,道路范围地表有沥青砼面层,层厚0.3~4.3m
2
①~2a淤泥
灰色~灰罴色,流塑。
富含腐植物,夹少量碎砖。
分部于暗塘处及金川河底,层顶埋深0.0~4.0m,层厚0.2~2.5m
3
①~2
素填土
灰黄~灰褐色,流~软塑。
由亚粘土混少量碎砖,碎石及粉砂填积。
层顶埋深0.3~3.5m,层厚0.2~3.7m
4
②~1a
亚粘土
灰色~灰黄色,流~软塑,局部硬塑,夹薄层亚砂土。
层顶埋深1.2~5.0m,层厚0.3~3.8m
5
②~1
粉细砂亚粘土
灰色,粉细砂呈中密~稍松,亚粘土为软~流塑,具水平层理。
层顶埋深0.9~5.4m,层厚3.3~11.0m
6
②~2a淤泥质、
亚粘土、亚粘土
灰色,流塑,含少量腐植物,夹薄层亚砂土。
层顶埋深3.2~20.8m,层厚4.4~24.4m
7
②~2淤泥质、
亚粘土、粉砂互层
灰色,淤泥质亚粘土、亚粘土为流塑,粉砂呈中密~稍松,具水平层理。
层顶埋深7.8~12.7m,层厚3.3~22.2m
详见附后地质岩石土层柱状示意图
三、地质水文
根据钻探揭示的地层结构,地区场地下水为潜水型。
该含水层组主要赋存于人工填土及新近沉积土层中。
人工填土层由于密实度差,其间的大孔隙往往成为地下水的赋存空间,有利于地下水的渗透及汇集,透水性较好,但由于其厚度不大,含水不很丰富,全新世沉积软弱粘性土②~1a亚粘土、②~2a亚粘土~淤泥质亚粘土、②~3a亚粘土为饱水层,但透水性弱。
②~1亚砂土~粉砂、②~亚粘土~淤泥质亚粘土、③~3粉细砂、②~4a粉细砂、②~4亚粘土饱含地下水,含水丰富,透水性较好。
③亚粘土透水性微弱。
地下水稳定水位在地面以下2.2~4.0m(高程8.42~11.47m),埋藏较浅,水位西高东低,自西向东渐变,主要接受大气降水、地表水入渗补给,水位受季节降雨影响,年变化幅度约在0.5m。
四、工程特点
经过对合同文件、设计图纸认真研究,结合现场考察情况综合分析,认为本工程特点概括为:
1、本工程规模大,施工范围内拆迁征地未能及时,工期紧。
2、隧道基坑线路长且深而宽,施工技术要求高且工艺复杂,投入各种机械品种多且数量大,工序交错复杂且工种繁多。
五、工程重点难点
1、工程重难点分析
⑴、本工程由于隧道主体深基坑距周边建筑物较近,两侧均为商铺、酒店、居民楼,并紧邻施工现场。
在深基坑开挖及主体结构施工时,如何确保周边建筑物的安全是本工程的重点。
⑵、本工程处于人口密集的大城市住城区,对施工环保要求特别高,其表现是:
①、进入施工现场施工车辆要求基本无尘土,施工中不能产生大量粉尘而影响居民
生活;
②、夜间施工所产生的噪声能否符合环保部门的要求;
③、施工过程中不能中断或阻塞气候降水、生活污水的排放,造成雨、污水的排放
不畅,如何确保道路交通顺畅、市民出行是本工程的重点。
⑶、本工程地处市区中心,人口聚集稠密、交通要道繁重。
隧道基坑土石方挖弃量大,且挖掘深度较深,施工场地狭小。
如何合理的进行现场平面布置,确保施工期间机动车辆和行人、非机动车的正常通行是本工程的重点。
⑷、本工程在主体结构深基坑的开挖和主体结构的施工中,如何预防和及时封堵基坑支围护部分可能产生的渗水和漏水,避免对基坑周围的建筑物产生影响,是本工程的重大难点。
2、工程重难点措施
针对上述的工程重点及难点特征,我项目部拟聘请国内相关隧道结构施工方面的权
威人士组成专家组,对本工程施工过程中的重大技术方案、关键技术难点、质量控制标准,以及新技术、新工艺、新材料运用进行方案论证和咨询。
现就以上重点、难点,采取以下措施:
⑴、加大基坑的沉降观测频率,对地表沉陷、墙体位移、支撑轴力、土体变形,基坑开挖影响范围内的路面以及施工场地周围建筑物等进行监测,及时反馈,指导施工。
监测严格按照规定频率进行,发现数据有不正常波动,应加密监测频率,并及时分析,反馈指导施工。
土方开挖过程中掌握好“分层、分部、对称、平衡、限时”五个要点。
遵循“竖向分层、纵向分段、中部拉槽、先支后挖、随挖随撑、快速封底”原则。
⑵、本标段隧道基坑土石方挖弃量为225436m3,大量土方集中弃运,将对周边交通道路,机动车辆和行人、非机动车的影响。
制定切实有效的措施,把影响降低到最小可能
本工程开工后,针对施工过程中出现的各种环保问题,采取措施如下:
①、对进出施工现场的各种施工车辆,工地出入口设置冲洗台,要求做到车身干净
清洁、无尘土。
其中运送土石方车辆要求采取加盖、覆膜等措施,严禁抛洒滴漏。
对弃运车辆行驶路线设专人清扫,晴天安排洒水车辆定时洒水降尘,同时设专人进行监督、管理;
②、夜间施工时采用低噪音设备,大噪音设备调整相应作业时段或加盖隔音罩,且避免在夜间使用,无法避免时在和周边居民协调后征得同意方可进行施工;
③、对施工现场周边雨、污水管线进行调查了解,在施工时注意保护并及时了解天气情况。
在雨天来临时提前进行管道疏通,保证雨水及时排放。
施工过程中产生的废水和生活污水,经沉淀处理后,按环保部门相关规定处理后排放至附近市政地下排水管网。
⑶、对可能出现险情、沉降部位提前编制紧急预案,采取加密钢支撑,或经有关专家考察论证后预先在建筑物周围布设钻孔灌注桩、浇筑圈梁进行支护,确保基坑周边建筑物的安全。
隧道基坑土石方在挖弃过程中,如出现渗漏现象,立即停止施工,针对坑壁渗漏点进行封堵。
然后会同相关部门根据渗水原因采取切实可行的技术措施,解决该处的渗漏问题,待渗漏问题解决后再恢复施工。
⑷、提前编制土方开挖计划,做好开挖前运输、挖掘设备准备,运输路线的考察。
⑸、根据本标段隧道基坑土石方挖弃量为225436m3,大量土方需集中弃运堆放。
针如此庞大体积的弃土堆放,目前南京市区周边没有地方可弃之。
我项目部拟考虑在龙潭附近南京市栖霞经济技术开发区、便民河路南北两侧进行堆放。
现场隧道基坑土方弃运路线安排如下:
①、隧道起点(K2+354.401)~三步两桥(K2+650)段,弃运车辆由基坑往西上城西干道右拐进察哈尔路→福建路→黑龙江路→中央北路→和燕路→晓庄广场→纬一路→栖霞大桥→栖霞大道。
驶向栖霞经济技术开发区、便民河路南北两侧弃土场。
②、三步两桥(K2+650)~S1、S2标交界(K3+047)段,弃运车辆分别由基坑处驶上中山北路右拐进察哈尔路→福建路→中央北路→和燕路→晓庄广场→纬一路→栖霞大桥→栖霞大道。
驶向龙潭附近南京市栖霞经济技术开发区、便民河路南北两侧弃土场。
以上基坑土方车辆运输行驶路可以避开施工现场新模范马路和模范中路因围挡造成的交通拥堵,加快基坑土方车辆运输能力和速度(隧道基坑起点至终点约27.0Km)。
为提高城市环保及保持多机作业工作面,充分利用空间和时间,采取白天运输为辅、夜间运输为主的方法,以减少白天交通拥堵压力,保持持续的基坑土方挖掘弃运。
详见第五章基坑挖弃施工方法及附后《隧道主体施工围挡及弃土车辆运行示意图》及《隧道基坑开挖纵断面示意图》
第三章、施工部署
一、施工工期
1、施工计划
根据隧道基坑支护工程施工工艺及特点,以隧道主体结构施工为重点,考虑施工围挡、交通疏导,新建道路范围内的拆迁进度。
各分部分项工程的工期安排,以及主体施工设计要求68.0~84.0m设置一道结构伸缩缝,在结构伸缩缝之间,按≤15.0m左右设置一道横向施工缝的原则。
S1标段共分为三个施工工区作业段,隧道深基坑土方开挖安排三个施工队,基坑水平支撑安排一个施工队作业。
(参见附后《快速内环北线二期工程S1标隧道主体结构节段划分及进度计划》)
⑴、第三工区:
2007年6月10日~2007年8月6日日完成中山北路交叉口K2+891.5以东至新模范马路K3+047隧道基坑土方开挖以及横向支撑施工,分别由中山北路交叉口和K3+047相向逐步开挖、支撑施工作业。
⑵、第二工区:
2007年8月18日~2007年10月21日完成模范中路K2+637至中山北路交叉口K2+891.5隧道基坑土方开挖以及横向支撑施工。
⑶、第一工区:
2007年6月30日~2007年9月29日完成模范中路K2+637至K2+354.401隧道暗埋段(含隧道泵房、配电房)及敞开段基坑土方开挖以及横向支撑施工。
以上施工阶段划分及施工进度计划安排、基坑支护施工如受现场征地拆迁影响,发生特殊变化,则随时与业主、监理磋商,及时做相应更改和调整。
基坑土方开挖施工工期计划表
施工段
2007年
6月
7月
8月
9月
10月
K2+891.5~K3+047
K2+637~K2+891.5
K2+637~K2+354.401
2、合理化建议
中山北路以东隧道基坑开挖、基坑支撑、主体结构的施工,因设计图纸中的支护桩顶圈梁顶标高比两侧现有路面标高低0.30~1.0m不等.现施工围挡至开挖基坑边只有3.0m,无法满足施工作业需要,且施工安全得不到保证.建议采用以下措施解决上诉问题:
沿现支护桩顶圈纵向现浇0.25m厚,0.4~1.10m高,C30钢筋砼挡土墙,并高出现有路面5cm。
在现有路面与钢筋砼挡土墙之间回填二灰结石(6:
14:
80),分层夯实至现有路面标高以下15cm,再铺筑8cm厚AC-25中粒式沥青砼,7cm厚AC-20中粒式沥青砼进行硬化处理。
采取以上措施扩大作业面后,可使隧道基坑大量土方的多台挖掘机挖土装车、弃运提高工效、加快工期,同时也能满足50t履带吊车作业进行基坑支护施工。
C30钢筋砼挡土墙横断面示意图(单位mm)
二、劳动力、材料、设备安排计划
1、人员配备
劳动力计划表单位:
人
工种、级别
2007年4月~10月按工程施工阶段投入劳动力情况
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
管理人员
8
12
12
12
12
12
12
安全员
1
3
3
3
3
3
3
测量员
4
4
4
4
4
4
4
机械操作手
/
30
30
30
30
30
30
汽车司机
/
78
78
78
78
78
78
电工
/
4
4
4
4
4
4
设备维修工
/
4
4
4
4
4
4
交通维护
4
20
20
20
20
20
20
电焊工
8
8
8
8
8
支护安装工
12
12
12
12
12
配合人工
30
30
30
30
30
合计
17
155
155
155
155
155
155
2、主要施工机械
拟投入本合同工程的主要施工机械表
机械
名称
规格
型号
额定功率(KW)
或吨位(t)
厂牌及
出厂时间
数量(台)
新旧
程度
(%)
预计
进场
时间
小计
其中
拥有
新购
租赁
挖掘机
卡特320
175KW
卡特/2004
2
2
80
2007.5
挖掘机
PC300-6
172.8KW
小松/2001
4
4
70
2007.5
挖掘机
大宇WD
100KW
大宇/2002
2
2
80
2007.5
长臂挖掘机
VOLVO240C
180KW
沃尔沃/2005
2
1
90
2007.5
长臂挖掘机
320CL
180KW
卡特/2004
2
1
90
2007.5
凿岩机
EX300
175KW
日立/2002
1
1
75
2007.5
自卸车
TMG324
15T
东风2005
72
20
52
95
2007.5
装载机
ZL-30
81KW
徐工/2002
3
3
75
2007.4
推土机
T160
135KW
山推/2004
2
2
85
2007.5
汽车吊
QY-16
16T
湖南/2003
1
1
85
2007.4
履带吊
50T
1
1
交流电焊机
BX-315
洒水车
LS-16-8
8T
南京/2003
2
2
80
2007.4
交流电焊机
BX-315
25-30KW
3
3
2007.5
电动卷扬机
2t
7.5KW
1
1
2007.5
电动油泵站
70Mpa
3KW
2
2
2007.5
液压双向顶
50T
4
4
2007.5
氧割设备
2
2
2007.5
潜水泵
4寸
50M3/H
南京/1999
8
8
70
2007.5
平板车
SH418
25T
南京/2005
2
2
90
2007.4
油罐车
EQ1092
8T
南京/2000
1
1
70
2007.4
按照隧道基坑开挖最长施工节段(K3+890~K2+938)12.0m×4节=48.0m,基坑开挖宽28.2m,深10.67m,基坑土方开挖纵向放坡1∶2;
该节段土方总量58.0×28.2×10.5=17173.80m3,计划工期12d(含二层Ф610钢管支撑施工时间),平均日出土量1717.38m3,计划配备反铲挖掘机1.2m3、1.0m3、0.25m3及长臂挖掘机共10台,TMG324东风15T自卸车72台,满足每天最大日出土量1717.38m3的施工需要,现就自卸汽车运输能力计算如下:
运输距离:
27.0公里
运输速度:
按照均速25.0km/h
每车运输方量:
8.0m3
每天1717.38m3需要运输车辆1717.38/8=215车次
每天运输时间从夜晚10:
00到早晨6:
00=8h,
每台车运输能力为8/(27.0×2/25.0)=3.7次,取3车次。
每天出土1717.38m3需要15t自卸汽车:
1717.38m3/8m3/3=71.56辆,取72辆。
三、交通措施
本标段地处新模范马路、模范中路,是南京城市东西向主干道,隧道基坑横穿中山北路。
该交叉口交通流量大,行人密集,交通分流管理难度大,为保证施工顺利进行以及车辆行人的安全,拟采取以下交通措施:
1、我项目部在隧道基坑土方开挖施工过程中,专门成立交通安全协调组,在施工期间积极和交管部门配合、协调、联系,做好交通疏导与交通维护工作,确保车辆、行人、施工的交通安全。
2、在施工围挡之前,组织有关人员征求沿线受施工围挡干扰的居民或单位意见,了解因施工围挡对他们产生的影响,取得他们的谅解和支持。
3、交通围挡方案的实施必须经交管、市政部门的批准同意后组织实施。
4、围挡的范围、高度以及围挡材料的选用必须严格按照交管、相关部门的要求组织实施。
5、在进入的各个交通道口100.0m范围内设置明显的交通警示牌,指导过往车辆的运行。
6、在中山北路、水佐岗、康藏路等交叉口设置交通协警员指挥车辆及行人进入施工路段。
每个道口派4名人员,施工围挡沿线设置流动协警员,24小时执勤,指挥并疏导交通。
7、进出施工区域内的施工车辆,必须派专人指挥进出,以防止影响社会车辆及行人的安全。
8、对施工现场外的临时便道安排专人每天观察,及时发现不利于车辆及行人通行的不利因素,并及时修复。
9、加强雨季冬季对临时便道的维护,确保车辆及行人的安全。
第四章、基坑挖弃及支撑施工方法
一、施工原则
具备以下条件后方可按照施工方案要求进行基坑开挖施工:
1、围护桩、圈梁以及首层支撑梁强度达到设计强度要求;
2、对所需开挖段的基坑提前两周进行降水,确保整个基坑内降水位井降至基底以下3.0m;
3、计划开挖段的钢支撑所需材料、数量以及相应的配套机械设备,提前进入施工现场,做好预拼以及通过各项检测;
4、按照深基坑开挖施工各种可能会发生情况进行预估和对策分析,制定详细、可行的施工应急预案做好各项应急准备;
5、充分了解周边相关道路、管线、等设施保护要求,并指定相应保护措施;
6、指定落实具有相应资质的深基坑监测单位,并做好监测的各项准备工作;
7、土方开挖坚持时空效率规律:
遵循分区、分块、分层、对称、平衡的原则;
8、土方开挖一层,支护一层。
每段、每层土方开挖到钢管支撑中心以下30cm时,立即进行钢围檩及支撑的架设,并施加预应力,然后再实行下一层的土方开挖。
开挖后严格按设计及时封闭基底,将基坑开挖后的“时空效应”风险降至最小;
9、施工过程中严格实施开挖施工监测,并根据反馈的监测信息合理调整施工方案;
二、施工准备
1、基坑两侧设置满足反铲挖掘机、TMG324东风15T自卸车的重车运输、50t履带
吊车需要的作业面。
2、基坑两侧设置安全可靠的防护栏杆及防护网、排水沟或挡水墙,防止高空坠物
的事故发生,以及大气降水造成地面雨水流灌至基坑内。
3、场地周围及基坑内必须有足够照明度,基坑两侧禁止堆放杂乱零散材料,确保
施工人员行走进出安全,严防杂物滚落基坑内伤及施工作业人员。
4、现场配备应急钢支撑等其它应急材料设施。
三、施工方法
1、开挖节段
⑴、K2+354.401~K2+
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- 特殊限制:
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- 土方 开挖 施工 方案 520