地铁一号线第十五合同南楼站土方开挖施工方案.docx
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地铁一号线第十五合同南楼站土方开挖施工方案
地铁一号线第十五合同---南楼站
土
方
开
挖
方
案
编制：
审核：
批准：
2003.7
一、总体施工安排
二、基底加固
三、大口井降水
四、土方开挖与支撑
五、雨季施工措施
六、施工组织机构
七、应急预案
八、设备与劳动力计划表
一、总体施工安排
1、因管线切改等因素，南端头井较早具有施工条件所以土方开挖自南向北顺序施做。
根据业主要求的进度要求，九月开始从两侧向中间开挖，基底加固采用先两侧后中间。
2、从南端头井向北施做地连墙，完成第29~56幅地连墙形成80米左右的半封闭区域，然后进行南端头井的双液注浆基底加固（预计一星期），在形成140米半封闭地连墙（即第13~72幅地连墙完成）的基础上，进行大口井降水，大口井降水与基底加固施工作业面的距离保持6米以上，端头井大口井降水采用分步降水即降水深度随开挖深度逐渐增加（每层降水深度控制在每层开挖面以下2~3米，每个开挖层降水4~10天后进行土方开挖。
3、土方开挖采用从上至下，分层分部开挖，严格遵守先撑后挖的原则，挖到支撑位置，加撑时间不超过8小时，因土方开挖时正值雨季，为安全起见土方开挖长度按1：
3~1：
3.5放坡，如土质较好且以度过降雨高峰期，放坡长度可降低到1：
2~1：
2.5当端头井土方开挖到底形成完整的开挖面后各项工序自南向北依次施工。
4、土方开挖施工一定与测量监测紧密结合，一旦支撑轴力，桩身倾斜或位移，水位井水位变化速率较大，立即停止施工且通知设计与业主研究对策，隐患处理完毕后方可继续施工。
二、基底加固及墙底注浆
1、工程概况
a、工程概况:
天津市地下铁道1号线新华路至双林段下瓦房站工程位于天津市河西区大沽南路、围堤道交口处，净长约210m。
主体结构包括标准段和南北端头井，采用地下连续墙围护，基坑开挖深度端头井为17.050m，标准段为15.836m。
为改善基底土体，提高基坑开挖阶段被动区土体的侧压力，在主体结构基坑内相应位置，南、北两个端头井转角处进行地基加固处理。
原设计加固方法为主体结构基坑内相应位置，南、北两个端头井采用水泥搅拌桩加固，考虑到加固结束至基坑开挖中间相邻时间较短，而水泥搅拌桩加固施工周期较长，拟采用双液注浆加固的方法进行施工。
加固范围为北端头井坑底及南端头井与直线段交接处为底板以下5米，端头井与标准段相交的折角外侧三角区域（基坑外侧）加固深度从地平至基底以下3米，污水池为全断面加固深度为污水池基底垫层以下3米，其余基坑内为宽2米间距3米深度为坑底下3米的抽条。
具体加固范围及布孔见附图。
b、工地地质情况
本工程现场自然地面高程约为＋3.000米。
根据业主提供的工程地质勘查报告，地质状况见附表。
南楼站工程地质物理力学指标统计表
地层
地层
土层厚度
承载力基
天然含
天然孔
液限
塑限
塑性
液性
压缩系数
压缩模量
标贯击数
渗透系数
编号
名称
m
本值（Kpa）
水量（%）
隙比
（%）
（%）
指数
指数
Mpa-1
Mpa
（击）
m/d
①
杂填土
0-3.2
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
①
杂填土
0-1.9
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
③
粉质粘土
0.6-2.8
100
27.3
0.761
27
16.5
10.6
1.03
0.25
7.23
6.7
0.1
③-1
粘土
1.0-4.1
100
32.7
0.911
45.1
24.1
20.9
0.41
0.44
4.49
6.1
0.05
③-2
粉土
0.4-1.5
110
22.4
0.674
25.1
17.1
8
0.66
0.17
9.76
7
0.2
④
粉质粘土
1.4-7.2
100
28.8
0.81
29.5
17.8
11.6
0.95
0.29
6.65
10.1
0.1
④-1
粉土
1.6-8.6
110
28.2
0.786
27.8
19.7
8.1
1.15
0.16
12.05
9.4
0.2
④-2
淤泥质粉质粘土
1.8-2.7
90
37.4
1.015
29.6
17.9
1.8
1.7
/
/
/
0.05
⑤
粉质粘土
2.7-6.3
150
25.4
0.695
29.2
17.3
11.9
0.68
0.33
5.24
12
0.1
⑤-1
粉土
1.2-2.4
160
24.5
0.683
27.8
19.6
8.2
0.58
0.16
14.6
21.3
0.2
⑥
粉质粘土
1.8-8.5
180
26.6
0.734
30.7
18.2
12.5
0.68
0.27
6.65
15.1
0.1
⑥-1
粉土
1.8-2.1
190
22.4
0.609
26.9
17.5
9.4
0.46
0.3
5.78
17.5
0.2
⑥-2
粉砂
0-1.9
190
/
/
/
/
/
/
/
/
18
0.5
⑥-3
粉土
2.3-5.7
190
23.8
0.682
26.5
18
8.5
0.68
0.1
17.04
34.7
0.2
⑥-4
细砂
0-2.5
200
/
/
/
/
/
/
/
/
35
3
⑦
粉质粘土
1.3-4.3
200
24.4
0.673
29.4
17.7
11.7
0.54
0.2
8.39
/
/
⑧
粉质粘土
0.5-3.3
210
23.1
0.639
28.8
17.3
11.5
0.49
0.23
7.68
/
/
⑧-1
粉土
0.9-1.3
220
22
0.643
25.9
17.5
8.4
0.53
0.2
8.62
/
/
⑧-2
细砂
0-1.55
240
20.4
0.704
/
/
/
/
0.14
12.14
50
/
⑧-3
粉土
0.9-5.0
220
21.2
0.635
24.2
16.2
8
0.68
0.16
12.8
/
/
⑧-4
粉砂
0.9-1.7
240
22.5
0.627
/
/
/
/
0.05
32.38
50
/
⑧-5
粉质粘土
3.1-8.4
210
26.6
0.73
32
18.4
13.6
0.54
0.21
8.38
/
/
⑧-6
粉土
1.3-3.6
220
27
0.732
30.5
21.5
9
0.61
0.17
10.19
/
/
⑨
粘土
0-1.3
220
32.1
0.879
49.2
25.9
23.3
0.27
0.21
8.96
/
/
⑨-1
粉土
>3.6
240
24.5
0.656
27.2
17.8
9.4
0.71
/
/
/
/
2、主要工程量
施工区域
孔深
（m）
加固区域厚度（m）
孔数
（只）
布孔规格
加固体积（m3）
北端井
20.05
3（5）
249
1200mm1000mm
1081.24
南端井
20.05
3
249
1200mm1000mm
1081.24
基坑
直线段
18.84
3
1160
1200mm1000mm
4191
3、施工方法和技术参数
本工程采用分层双液注浆进行基坑坑底地基加固施工。
a、施工工艺流程
（1）使用G-2A钻机（73mm）造孔至设计深度,成孔时灌入封闭泥浆。
（2）插入塑料阀管至设计深度。
（3）待封闭泥浆初凝后在塑料阀管中插入双向密封注浆芯管进行注浆，注浆时水泥浆与水玻璃浆在孔口汇合以33cm为一节上拔芯管，直至注浆完毕。
（4）重复上述步骤直至注浆结束。
（5）本次注浆加固施工浆液拌置采用散装水泥，在开工前建好水泥塔，拌浆平台搭建于水泥塔前；具体位置详见施工场地平面布置图。
b、施工原则
注浆施工采取跳孔施工，先注外排孔，后注内排孔。
c、主要技术参数
、分层注浆施工技术参数
（1）注浆压力:
P=0.8～1.2Mpa
（2）注浆流量:
Q=10～15L/min
（3）浆液配比:
A液：
材料名称
水
水泥
规格
自来水
普硅32.5
封闭浆
2.4
1
加固浆
0.6
1
B液：
350Be水玻璃
A液加固浆：
B液＝1：
1
（4）注浆量：
60升/节（33cm）
4、安全生产与文明施工
1、加强对现场施工人员的安全、文明施工的宣传教育，提高其安全文明施工及自身保护意识。
2、施工现场应由专人负责清扫，不任意排污。
加强现场泥水管理，指定专人负责，开挖和及时回填各种排浆沟，杜绝泥水外溢，保持场地干燥、平整。
事先筑好临时施工便道和排水沟。
清除杂物路障，保持道路畅通、平整。
3、注意安全用电，工地内电线应理顺，不能乱拉乱挂，施工中钻机架不进入高压电危险区。
加强安全用电，统一使用标准安全电箱，教育职工自觉遵守安全用电制度和持证上岗制，防止用电事故发生。
4、严格按照安全生产的有关条例进行施工作业，正确操作使用机械设备。
施工中随时调整钻机垂直度，防止倾倒事故发生。
5、专人负责现场安全值班，加强设备材料保管，水泥加强防雨防潮，保护水泥质量，减少水泥浪费。
做好防偷盗等保卫工作。
6、采用自动拌浆系统拌浆，利用散装水泥可以防止灰尘四处飞散。
8、施工现场必须做到安全生产，生产不忘安全。
进入现场正确戴好安全帽，施工现场要设有围栏、隔离墙，加强消防管理，按规定布置消防器材，使用阻燃材料搭建临时房，杜绝火灾事故。
5、质量保证措施
分层注浆质量保证措施
（1）.孔位放样误差小于5cm；
（2）.钻孔深度误差小于10cm（用测绳），垂直度误差不大于1%；
（3）.对注浆浆液配比严格控制，重量误差小于5%，并在拌浆现场挂配方牌；
（4）.保证注浆泵上的压力表正常读数，以便在注浆时能随时观察注浆压力，控制压力在允许范围内；
（5）.每孔、每次注浆时应记录注浆孔位、注浆开始时间、注浆量、注浆压力，注浆结束时间等施工参数；
（6）.施工时应根据控制要求进行自检，互检、专检、抽检，并作检验记录；
质量检验方法
注浆采用钻孔静力触探试验的方法进行质量检验，龄期为5~7天，其强度指标：
Ps1.2MPa。
检测频率为总孔数的2%。
水灰比为1：
0.6，采用自动搅拌机中的称重仪控制泥浆比重为1.55—1.6（根据静力触探试验结果可以对泥浆进行优化）
6、特殊部位处理
1、施工中遇到地下障碍物影响施工，采用在障碍物周边补孔的办法进行补救。
2、施工时根据施工中实际情况对施工参数作一定调整。
7、主要机具设备和材料组织
（一）、主要机具设备
设备名称
型号
数量
用电量
拌浆桶
SS700
2台
10Kw2=20Kw
贮浆桶
SS-400-1
6台
1.1Kw6=6.6Kw
钻机
G-2A
3台
315=45Kw
注浆泵
10台
410=40Kw
其它附具
－
若干
－
电箱
200（A）
4只
－
半自动散装水泥仓
－
1台
合计
－
－
111.6Kw
（二）、材料计划用量
项目
水泥（吨）
水玻璃（吨）
阀管〔节〕
规格
普硅32.5
350Be
－
注浆
520
630
97200
8、用水、用电计划
用水：
二根2″水管；用电：
150kw。
9、劳动力组织
工种
人数
项目管理
4（人）
作业领班
4（人）
司钻及操作
22（人）
司泵及操作
4（人）
放样和记录
2（人）
注浆
12（人）
拌浆工
4（人）
机械和电工
4（人）
共计
56（人）
10、施工进度计划
天数
5
15
25
35
45
55
65
进场
钻孔
注浆
退场
三、大口井降水
施工降水
1、施工明排水
1）、在进行土方开挖施工前,测工将原地面标高进行实测，在压顶梁施工时一起施做30公分高混凝土台帽做挡水台。
2）、基坑开挖至设计标高后，要在基坑周围挖30×30cm的排水沟，在基坑的对角布置两座集水井，每座井内放置1.5寸潜水泵各一台，设专人随时将井中的积水排除。
集水井直径60cm，井深60cm。
要保证对基坑进行24小时监控，保证施工期间不受雨水的影响。
2.大口井降水
大口井施工采用反循环回旋钻机成孔，在钻进达到设计深度后，即可安装井管。
井管安装应在井孔钻成后及时进行，以方塌孔。
安装井管必须保证质量，不得出现倾斜、弯曲。
填砾要保证砾石的质量，应以坚实、圆滑的砾石为主，经冲洗、筛选后去除杂质和不合格的成分。
填砾时，要随时量砾面的高度，以了解填入的砾料是否有堵塞的现象。
为避免砾石堵塞及石料分层，填砾要均匀、连续的进行。
上述工作完成后，应立即进行洗井。
洗井前先用抽筒将孔内的泥浆抽出。
然后用压缩空气洗井法进行洗井。
方法是将空气管与空压机相连，使压缩空气以很高的速率冲向井壁，将砂砾带到井外。
冲洗时，要自下而上分段冲洗。
1）、大口井的制作要求：
大口井井径为φ705mm，全孔下入φ500/600mm的水泥砾石滤水管，井口下部3m的滤水管外包一层40目尼龙网或无纺布，井深范围内回填φ3-7mm的滤料。
2）、外侧观测孔及回灌井钻孔前要详细研究各种地下管线示意图，探明确无各种管线时才可施工。
否则调整井位，在原井位1.5m直径范围内重新选择钻孔。
3）、大口井布置分两部分：
1，在车站主体结构内，按设计要求分两排布置，共31座，除两端8座外，其余大口井呈边长为15米的等边三角形布置。
大口井在基坑内均匀布置保证每个井点的降水范围不大于130m2。
主体大口井布置如图（3-1）。
5）、井点埋设的深度为L=H+4.5m,端头井处降水井井点埋设深度为L=H+3.0m（H为对应井点里程处的基坑深度,实际以测量所给的大口井坐标为准，后附大口井坐标）
6）、钻孔时要尽量减少对周围土体的扰动，滤料要严格按照碎石级配进行。
7）、大口井布置完成后，两侧各打3座观测井。
设置位置为结构中心一个，围护结构外侧两米各一个。
土方开挖后，设专人对地下水位进行检测。
8）、在基坑开挖的前3~5天开始降水，降水分4次进行，每次降水为设计深度的1/4，从地面向下依次为：
5.95米、10.4米、14.85米、19米，并对其进行详细的记录。
严格控制每次降水的深度和降水的时间，降水深度以满足施工需要为原则严禁超抽。
土方开挖到基底后降水深
度控制在基底下0.5~1米，在有下反梁与污水池处可加深1米。
9）、降水要与挖方配合好。
不进行挖方的土体不能降水。
挖方土体要在3~5天前再进行降水，降水深度随开挖深度逐步下降，避免对周围土体的干扰，使周围土体产生沉降。
土方开挖后，可分节将大口井的一部分卸下，并在其上部用特制的铁盖子进行封盖。
避免挖土时有土落入大口井。
大口井的水统一抽至压顶梁上的集水管流至排水明沟经沉淀池排入市政管网。
10）每座井内放置1.5寸潜水泵各一台，将水排至压顶梁上的4寸钢管中，钢管中的水可做养护，清扫等用途，其余可通过沉淀池排入市政管网。
11）、在底板施工前，要保证每个大口井都要正常工作，使水位保持在地梁高程以下。
在底板施工完成后，每排隔一井将大口井封闭，井水可沿底板流入土方开挖的基坑集水井中，用潜水泵抽出。
待该段施工完毕进行覆土回填后，再将其余大口井封闭。
大口井封闭的方法为：
用混凝土将大口井封闭，在大口井与底板相接的中心处加止水钢板，止水钢板为厚6mm，宽20cm，插入底板中10cm，外露10cm与封闭大口井的混凝土一起浇注。
防治周围土体沉降的措施
在基坑内抽水深度为19.3m。
且要维持相当长的一段时间。
势必会对周围土体有一定的影响。
为此必须指定相应的措施：
施工时，按设计要求在观测孔中用地下水位仪对地下水位进行观测。
1-7天，一天观测两次。
7-15天，一天观测一次。
15-30天，两天观测一次。
30天以后，三天观测一次。
四、基坑开挖及支撑施工方法及工艺
1概述
基坑开挖是本项工程工期的制约关键，也是工程能否顺利进行控制工程对周围建筑物影响的重要环节。
本工程采用明挖顺做法施工，施工中本着先撑后挖的原则，分层分段开挖。
基坑内横撑采用直径609㎜、壁厚16㎜的钢管。
根据设计要求本车站主体基坑开挖竖向共设置四道横撑具体形式详见图4-1。
端头井竖向设五道支撑其结构形式与设置位置详见图4-2。
图4—1主体基坑钢支撑位置
2基坑开挖前的准备工作
2.1管道管线的保护
本工程在基坑开挖施工之前已经对穿越基坑的管道管线进行迁改，因此在土方开挖过程中重点是加强对平行于基坑的管道的保护。
本工程采取的办法是实施对基坑周围土体沉降的观测，当平行于基坑方向的土体出现不均匀沉降时，及时联系管线单位采取必要措施予以保护。
图4-2端头井处钢支撑位置
2.3其它
（1）组织工程机械设备和材料进场。
开挖施工根据施工现场场地情况与进度情况合理安排需要的机械设备和材料，预先编制进场材料计划。
（2）选择合理的土方运输路线。
3.基坑土方开挖
3.1基坑开挖组织原则
（1）为方便施工管理与统一调度，车站基坑开挖施工由1个专业作业队分多个作业班组（土方班、支撑班、降水班、地连墙处理班）按施工程序安排分区、分段实施。
（2）基坑开挖做好土石方开挖与外运的调度，组织好运输车辆，并安排做好运输线路的调查，及时调整调度方案，使主体开挖如期完成，及时转入车站主体砼结构的施工，尽量减小基坑基底的暴露时间。
3.2基坑开挖与支撑施工程序及方法
（1）主体基坑开挖支撑施工程序
A.开挖土体至第一道支撑位置下反0.5米处架设第一道支撑。
B.土体往下继续开挖4米时，架设下二道支撑。
C.土体往下继续开挖3.85米时架设下三道支撑。
D.再往下开挖3.5米时架设第四道支撑。
E.向下继续开挖2.25米深达到基坑底部。
F.最后剩余0.3米厚的土方由人工进行开挖、找平。
（2）开挖及出土方法：
A.开挖土体至第一道支撑位置使用1~2立方挖掘机配合振锤沿基坑方向由南向北退挖。
B.在基坑底2台0.3方小挖掘机的配合下，利用2台18米长臂挖掘机分布在基坑边，从钢支撑间隙中直接取土。
C.土方开挖充分运用时空效应采用从上至下，分层分部开挖，严格遵守先撑后挖的原则，挖到支撑位置，加撑时间不超过8小时，因土方开挖时正值雨季，为安全起见土方开挖长度按1：
3左右放坡，如土质较好且以度过降雨高峰期，放坡长度可降低到1：
2~1：
2.5当端头井土方开挖到底形成完整的开挖面后各项工序自南向北依次施工。
（开挖次序见土方开挖示意图）
D.每步开挖深度为支撑下0.5米，钢支撑安装在钢制三角托架上。
E支撑的架设采用10吨龙门吊组装并安放。
3.3基坑开挖的基本要求
（1）基坑开挖严格按批准的施工组织设计进行。
（2）开挖在地下连续墙混凝土达到设计强度后（连续墙施工完成后约15天左右）进行开挖。
（3）基坑开挖中，采用纵向分段、分层开挖，分段长度视周围环境、主体结构施工进度情况以及结构受力情况、形式、几何尺寸等综合考虑确定，一般按设计要求的施工缝位置取15m左右，每开挖到基底必须立即施做垫层，接地系统等予埋，长度不能超过6米。
（4）分段开挖的同时放坡，随挖随起坡，坡度符合要求。
标准段开挖应先中间后两侧，两侧应先施工基坑相对安全的一侧。
端头井应先开挖两侧后中间，两侧对称开挖及时支撑
（5）按照施工要求，必须及时安装支撑，并按设计要求施加支撑预应力值。
支撑位置应准确，其支撑端部的中心位置、误差为：
高程±30mm，水平间距±100mm。
同一道支撑两端高差控制在两厘米以内，支撑采用吊拉固定牢固，为保证支撑安装质量，在开挖每一层的每小段的过程中，当开挖出一道支撑的位置时，即按设计要求在地连墙两侧断面上测定出该道支撑两端与地连墙的接触位置，以保证支撑与支护结构面位置准确。
（6）因地连墙第三道撑位置的轴力较大，所以拟在第三道撑位置安装双撑。
因端头井转角处的受力比较复杂，钢支撑不宜发挥作用，建议把设计的混凝土三角撑加大，两个直角边宜超过转角地连墙的分幅线。
（7）地连墙的找平层随主体结构的施工而施工。
施工之前对地连墙的墙体质量详细的进行检查，对于出现渗漏的地方，要及时封堵，以防对结构防水工程造成影响。
（8）严格限制坑顶堆土等地面荷载。
在已回填的结构顶部存放时，应核算沉降量和顶板的允许荷载。
（9）开挖最下一道支撑下面的土方时，应按每6m或3m分小段开挖，16小时以内挖好。
为做到坑底平整，在设计坑底标高以上30cm的土方需用人工开挖修平，如出现基坑反弹应将反弹部分用人工铲除并须会同设计、监理共同确定处理方法，同时必须设集水井用泵排除坑底积水。
（10）接近于地连墙部分土方应由人工开挖，对地连墙表面的平整度应严格要求严防局部凹坑的出现。
地连墙如有渗漏现象应立即采取堵漏剂修补。
（11）当基底上层与设计不符或扰动、水浸、发现淤泥、土质松软等现象时，应做好记录，并会同有关单位研究处理。
（12）基底要平整压实，其允许偏差为：
高程0mm，-20mm，平整度20mm，并在1m范围内不得多于1处，轴线位移小于30mm，基坑尺寸不小规定值。
基底经检查合格后，要及时施工混凝土垫层。
（13）雨季施工时应沿基坑做好挡水埝和排水沟，并对坡角进行固化，并对土坡用彩条布苫盖，防止滑坡。
冬季施工时应及时用保温材料覆盖，基底不得受冻。
（14）土方开挖中如发生漏水现象，应立即进行堵漏处理，不能形成较大的流量再去处理。
对较大流量的漏水现象，在漏水部位地连墙外侧再加打数根高压旋喷桩以阻断水源，或在漏水处埋管，将水源引流到基坑内的大口井中，再用化学堵漏剂或防水砂浆处理四周墙体，最后将引流管堵死，保证基坑内无水作业施工。
（15）开挖前对地连墙进行墙底注浆，防止顺地连墙壁返水或地连墙下沉。
3.4基坑开挖中应注意的事项
（1）基坑严格按设计分层位置进行施工，及时施加支撑及斜支撑等加强措施，确保基坑坑壁稳定。
施工过程中，密切与施工监测配合，加强信息化管理，若有不稳定的因素存在，及时报请工程师和设计人员调整施工方案，将基坑开挖对周围环境的影响减至最小程度，确保基坑成型；基坑开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位，已开挖的基坑侧壁不稳定时应及时处理，不许再向下开挖。
（2）对地连墙施工中因侧壁塌方而侵入基坑开挖线以内的部分，随开挖及时凿除，为找平层施工工序做好铺垫。
（3）限制基坑开挖线以外地面堆土堆物荷载不超过20KN/m2，并做好计算校核工作，随时检查确保安全。
（4）开挖过程中随时做好基坑内的排水工作，及时排出坑内积水，确保开挖过程中基坑底部干燥，确保基坑底部强度和稳定性不被破坏。
（5）及时作好基坑两侧的防护护栏的设置工作，护栏采用
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