地下土方开挖施工安全专项方案.docx
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地下土方开挖施工安全专项方案
三亚市解放路（新风街-和平街）地下人防工程
兼顾道路拓宽改造工程
地下土方开挖施工
安全专项方案
中国二十冶集团有限公司
三亚市解放路地下人防工程兼顾道路拓宽改造工程项目经理部
2014年10月
一、编制依据及工程概况
1.1编制依据
本方案是经过专家论证后的修改方案，已按专家论证的意见修改完毕。
已到施工蓝图；
现行国家及行业颁发的施工质量验收规范及工程质量检验评定标准：
GB50026-2007《工程测量规范》
GB50204-2002（2011版）《混凝土结构工程施工质量验收规范》
GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》
JGJ18-2012《钢筋焊接及验收规程》
GB50300-2013《建筑工程施工质量验收统一标准》
JGJ33-2012《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》
GB50108-2008《地下工程防水技术规范》
JGJ165-2010《地下建筑工程逆作法技术规程》
JGJ/T212-2010《地下工程渗漏治理技术规程》
RFJ01-2002《人民防空工程质量检验评定标准》
GB50134-2004《人民防空工程施工及验收规范》
GB50164-2011《混凝土质量控制标准》
GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》
JGJ162-2008《建筑施工模板安全技术规范》
JGJ33-2012《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ311-2013《建筑深基坑工程施工安全技术规范》
发包单位下发的相关文件；
三亚市解放路（新风街-和平街）地下人防工程兼顾道路拓宽改造工程施工组织总设计
中国二十冶集团公司《质量、环境和职业健康安全管理手册》和程序文件；
本工程的现场条件、施工特点及类似工程的施工经验；
我公司现有资源和其它可利用资源。
1.2工程概况
工程名称：
三亚市解放路（新风街-和平街）地下人防工程兼顾道路拓宽改造工程
建设地址：
三亚市解放路（新风街-和平街）地下
建设单位：
海南天懋投资有限公司
设计单位：
黑龙江省人防设计院
勘测单位：
海南赣龙岩土工程勘察院
施工单位：
中国二十冶集团有限公司
监理公司：
河南省兴豫建设管理有限公司
本人防工程位于三亚市河西区解放路，是三亚市繁华的商业地带，该区域居民密集，人车流量大。
本地下人防全长1023m，人防结构宽度为33.4m，局部24.9m，地下共两层，人防建筑面积67910m2，顶板厚450~500mm，覆土2.0m左右，结构埋深约13.5~15m，负一层层高4.8~4.75m，负二层层高为5.45~6.65m，平时作为商业零售、餐饮和小型汽车库，战时具有人员掩蔽和战略物资储备功能。
二、工程地质及水文情况
2.1工程地质条件
勘察孔最大深度为30.80m。
场地的地基土层为第四系海相沉积物，根据岩性组合和工程性质的差异，划分为6个工程地质层。
自上而下分述如下：
①杂填土（Q4ml）：
全场地分布，厚度0.4～1.0m，松散～稍密状，成份以粉细砂为主，夹有少量建筑垃圾，顶部砼基路面约0.1m，为筑路人工回填土。
②粉砂（Q4m）：
全场地分布，厚度2.5～9.3m。
顶板埋深0.4～1.0m，松散～稍密状，稍湿～饱和，土黄、浅灰色，土质不均匀，局部渐变为粉土或细砂，部分含砾砂（石英质）较多，夹贝壳碎屑较多，该层水上天然休止角为40.0°～41.0°，水下休止角为32.0°～37.0°，压缩模量Es＝7.9，天然重度γo＝20.45kN/m3。
松散～稍密状，渗透系数（K）约为8.1×10－4cm/s。
实测标准贯入试验锤击数N=7～15击。
③粉质粘土（Q4m）：
场地南段有分布，北侧（ZK1～ZK15及ZK35～ZK49）缺失该层，厚度1.5～8.9m，可塑状、局部地段硬塑状，切面光泽，干强度中等，韧性中等，无摇震反应。
层顶深度3.0～8.2m。
浅灰黄色，土质不均匀，部分渐变为粉土，夹少量中粗砂及贝壳碎屑。
实测标准贯入试验锤击数N=10～18击，为中压缩性土。
④粗砂（Q4m）：
全场地分布，厚度0.9～10.6m，层顶深度6.5～12.5m，灰黄、灰白色，稍密～中密，湿～饱和，石英质，分选性一般，次磨圆状，粘粒含量约15～20％，局部夹含少量石英质卵石，块径2～5cm不等，渗透系数（K）约为3.4×10－2cm/s。
实测标准贯入击数N＝13～23击。
⑤层粉质粘土（Q4m）：
全场地均有分布，未揭穿。
揭露厚度1.80～13.30m，平均厚度8.25m,层顶埋深11.20～18.50m，平均埋深15.25m，层顶高程-14.25～-6.68m。
灰黄、黄褐色，可塑状～硬塑状、硬塑为主，土质较均匀，切面具光泽，干强度高，韧性较好，无摇震反应，局部含少量粉细砂透镜体。
属中等压缩性土，现场实测标贯击数14～23击，平均17.5击。
上述各地基土层的空间分布形态，详见钻孔柱状图及工程地质剖面图。
根据地质勘察报告，场地地层分布和设计参数见下表：
岩土参数建议值表表1
指标
项目
地层名称
及代号
天然重度
压缩模量
粘聚力
内摩擦角
承载力
特征值
渗透系数
γ
Es0.1~0.2
c
fak
k
kN/m3
MPa
kPa
度
kPa
cm/s
②粉砂
20.45
6.54
20.0*
21.0*
130
8.0×10-4
②-1珊瑚碎块粉砂
20.5
7.00
15*
25.0*
130
5.0×10-3
③粉质粘土
20.8
6.44
48.0
15.0
160
2.0×10-5
④粗砂
21.2
9.19
30*
25.0*
180
3.4×10-2
⑤粉质粘土
20.6
7.02
50.0
20.0
200
2.0×10-6
*为直接采用经验值
2.2水文地质条件
本次勘探揭露的地下水为②层粉砂、②-1层含珊瑚碎块粉砂、④层粗砂（③层粉质粘土虽然为隔水层，但本场地范围约为900m×30m，其中ZK1～ZK15孔约400m长地段③层粉质粘土缺失，④层粗砂与②层粉砂的孔隙水具有密切的水力联系，可视为统一含水体，具同一水位）的孔隙潜水和④层粗砂的承压水。
④层粗砂局部粘粒含量较高，透水性较弱，⑤层粉质粘土为隔水层。
地下水主要接受大气降水垂向补给和东侧地下径流的侧向补给。
结合区域水文地质条件分析，地下水的总体流向为由北东向南西径流，向大海排泄。
本次勘察实测混合水位埋深2.60～4.10m，相当于标高为0.68～1.98m。
地下水受季节变化影响较大，勘察期间为平水期，实测混合水位标高0.68～1.98m。
根据调查和访问当地民用井及区域水文气象历史资料，年变化幅度在1.00m左右。
施工的双轮铣支护墙深度已超过第⑤层粉质粘土层，而粉质粘土层为隔水层，所以施工范围已于外界水源隔离，所以径流对施工的影响可忽略。
三、工程目标
1、质量目标
符合施工质量验收相关规范，达到国家建筑工程质量验收评定标准，确保一次性验收合格。
2、工期目标
本工程计划于2014年10月31日开始进行顶板以下的部分土方开挖，2015年7月10日完成施工所有区段内土建施工部分。
施工过程详细节点目标根据建设单位具体施工节点目标进行相应调整。
3、安全目标
控制职业危害，杜绝职业病发生，杜绝重大安全、机械险肇事故，重伤和死亡事故为零，负伤率控制在0.15‰以内，创“无伤工程”，现场安全达标合格率100％。
四、施工部署
4.1总体施工指导思想
1）施工组织的指导思想是：
以质量为中心，以逆作法施工的安全和进度为重点，把握难点，优质、高效地解放路人防工程。
2）对项目部的管理人员要岗位明确，职责清楚，建立联系责任制。
施工现场要24小时全过程监控，施工安排占满空间，占满时间。
3）要深入学习设计图纸，熟悉工程相互联系，制定周密部署，严肃施工计划。
提前制定好各项技术措施，明确质量目标，并认真贯彻执行，加强技术管理。
4）现场拆改管线，水电源和现场平面布置，要在工程开工之前落实完毕，并取得有关部门的同意，关键部位必须服从和保证施工要求，同时做好各方面协调配合工作，为施工创造条件。
5）充分重视文明施工，强化环保意识，严格按照文明施工标准进行组织施工，制定有关细则，施工区域口部采取封闭式施工，设立标准整齐的围挡。
在工地大门、重要地段、路口明显处设置统一标志牌和安全设施。
4.2项目部组织机构
项目管理组织机构图
中国二十冶集团有限公司三亚市解放路（新风街-和平街）地下人防工程兼顾道路拓宽改造工程项目经理部
监理公司：
河南省兴豫建设管理有限公司
海南天懋投资有限公司
项目经理：
王湫
工程经理：
王跃明
安全副经理：
李雨均
经营副经理：
金桑均
总工：
宋威
安全保卫部：
郭战强、修玉欣
综合办公室：
刘东坡、
谭敏
经营计划部:
张磊、张景林
物资设备部：
王成立、
张志儒、刘永健
技术质量部：
赵新国、李博、丛定伟
工程部：
刘永杰、徐立辉
专业分包队伍、各施工协作队伍
4.3施工准备
4.3.1施工技术准备
1、收到图纸后立即组织有关人员熟悉工程设计内容并认真做好自审工作，并会同业主、监理、设计单位和相关部门进行图纸会审工作，做好图纸会审记录和设计交底记录。
2、做好分项工程的技术和安全交底工作。
3、根据施工预算的材料分析和施工进度计划编制建筑材料供应计划，按计划落实供货渠道，为施工备料提供依据。
4、提前做好水泥、钢材、砂、石等工程所需材料的试验和砼配合比等的试验工作。
4.3.2施工现场准备
1、总体施工布置原则
保证社会交通通畅，便于施工物资、车辆、设备的进出及内部循环。
保证水、电源供给，施工道路通畅，尽可能方便施工，确保工期计划中关键线路施工任务的完成。
符合安全生产，文明施工及对环境保护的要求。
2、施工现场布置
所有社会交通与施工区域均由围挡分离，围挡高度不低于2m，并在工地大门等明显处设置因施工影响，对周边单位，居民和过往行人的友情提示。
全部施工内容在围挡内完成，工地出入口设可开关的大门。
围挡材料均使用标准围挡，保证围挡连续严密，围挡强度可靠，色彩、标志整齐美观，符合当地市有关文明施工的规定。
出土口的围挡采用2.5m高围护，外侧为通透型广告装饰。
出土口周边0.6m高防水挡墙，1.2m高安全护栏。
施工车辆出入口设专人看护、为保证施工期间道路畅通及现场环境卫生，设专人看护清扫；施工车辆出入口设专人清理轮底，值班室设专人指挥运输车辆。
施工竖井的围挡内主要放置轻型机械和临时堆码的材料，保证材料堆放整齐，大众材料放置于公司料库，各施工方面用料随时从料库拉运。
4.4总体施工部署
由于本工程处于繁华地段，为确保早日恢复交通，本工程主体工事采用“盖挖逆作法”施工。
共划分为4个工区：
一工区（1轴-38轴）、二工区（38轴-72轴）、三工区（72轴-105轴）、四工区（105-146轴），总长为1023m根据现场施工情况，如有变更，分区部署做相应调整。
本工程共有16个防护分区，41个防火分区，单位工程分部分项划分依据RFJ01-2002《人民防空工程质量检验评定标准》进行划分，检验批按照防火分区进行划分，即本工程主体结构按照每个防火分区划分为41个检验批。
1、主要施工阶段的划分
①口部进入主体两侧边墙土方及结构施工；
②主体内对边墙体通道土方开挖；
③两侧边墙延长线土方及结构施工
④首根桩代柱或下接柱施工（临时支撑安装）；
⑤分段主体土方及箱型结构成型
⑥土方出场,土方运送至离工地24公里的土场（见下图）；
⑦通风、照明设施。
部位
工程量（m3）
预计完成工期
地下负一层
175000
2015.4.10
地下负二层
241500
2015.7.30
地下土方开挖工程量及计划工期
下图为各出土口分布图及土方在场地内外运行车线路图，四个工区同时进行出土，如遇特殊情况，可结合施工过程中的实际情况可作相应调整。
各出土口尺寸大约为4.5m*9.0m。
土方外运路线图
五、劳动力及机械设备安排
5.1劳动力配备
因本工程工期紧，为了保质保量地完成该项施工任务，根据施工进度计划及工作量大小，组建施工人员表，并根据施工后具体施工任务情况做合理调配。
施工人员表（每个工区）
序号
工种
人数
备注
1
电工
2
分区口部施工队
2
力工
30
施工人员根据施工进展情况，由工程部统一动态协调增加班组及劳动力，确保劳动力资源充足。
3
砼工
20
4
钢筋工
30
5
木工
30
6
修理工
1
7
电焊工
8
8
机械工（挖机、装料机等）
20
9
管理人员
4
分区口部施工队
10
安全员
4
分区口部施工队
11
合计
149
5.2机械设备配备
机械设备配置（每个工区）
序号
器具名称
型号规格
数量
状态
1
钢筋切断机
GQ50-1
1台
合格
2
钢筋调直机
GTJ-4-14
1台
合格
3
钢筋弯曲机
GQ49-2
1台
合格
4
交流电焊机
BX3-500-2
8台
合格
5
注浆设备
2套
合格
6
运土汽车
8辆
合格
7
内装式潜水泵
QXN15-26-2.2
8台
合格
8
装载机
ZL－30
1台
合格
9
挖掘机（伸缩臂）
1台
合格
10
小型挖掘机
1台
合格
11
插入式振动棒
Z70
5根
合格
12
电钻
2台
13
吊车
16t~25t
1台
合格
14
锚喷机（预备）
ZP-5
2台
合格
15
千斤顶
32t
4台
合格
16
全站仪
1台
合格
17
水准仪
2台
合格
18
鼓风机
22KW/时
12台
合格
19
柴油发电机
125KV
1台
合格
六、顶板下部主体施工方法选择及工艺流程
6.1地下结构施工逆作法施工方法
本工程施工区域为三亚市市中心最繁华段商业街，人、车流量大且集中，为保证对该区域内的交通压力影响降到最低程度，早日恢复交通，根据工程实际情况，对该工程采取“盖挖逆作法”施工。
6.2逆作法施工原则
“短开挖、强支撑、工序紧跟、快速形成混凝土结构。
”
1、逆作法施工中应注意以下几点：
土方开挖必须分段，以此减小土体及围护结构的变形。
挖到预定标高后即刻停止开挖，绑扎钢筋、浇筑楼板结构，禁止超挖。
在饱和含水层开挖土方，为防止基底土体隆起，稳定围护结构和保护附近建筑物及地下管线须在基坑内设置井点降水，必要时须进行注浆地基加固。
接缝处理与堵漏。
由于采取土方分段开挖，分段浇筑混凝土结构，新老混凝土连接处须进行接缝处理。
由于施工差异及周围土体的非均匀性，不可避免接缝的渗漏水，应及时调查，随时堵漏以防止坑周土体流失造成对附近建筑物及地下管线的危害。
6.3地下结构的施工工艺及流程
在施工口部通道形成后，即可进入地下主体结构的施工，地下主体结构施工的顺序为:
施工准备→主体工事大井降水作业施工→口部与主体连接两侧主体外墙局部分层土方开挖→修整土方、支外模板→绑钢筋、内模及混凝土施工→形成外侧墙结构→侧墙随挖随做→临时支撑→底板生根→开挖至对边墙体施工通道→通道对边墙体两侧分层施工→强支撑→开挖柱土方→绑钢筋、合柱模；混凝土施工→形成柱结构→浇捣底板混凝土→形成主体结构
在地下施工时，由于中柱竖向支撑未形成前，顶板结构是依靠土方支撑，所以地下一层的施工要分层分段开挖土方，快速形成混凝土结构，从而保障顶板结构的安全，确保整个工程结构及周边建筑、管线、人流的安全。
7、施工部署
7.1逆作法施工的监控测量
逆作法施工过程中，对本建筑及邻近建筑进行变形监测，以便于及时验证和修正设计以及指导施工的顺利开展，对本工程实施全程观测。
主要的监测项目有：
①路面沉降监测、②水位水量监测、③工程口部位移监测和顶板沉降监测、④周边临近建筑物位移监测
7.1.1轴线控制测量
测量前认真熟悉总平面设计图，准确掌握建筑物各轴线之间的距离、角度之间的关系。
并结合前期已完施工进度及工程实体实际情况，对前期的坐标控制点进行校核。
7.1.2水平线控制测量
1）向建设单位接收高程控制点，作为本工程标高起算点。
在施工现场根据现场施工测量需要，埋设半永久性高程控制点若干个。
2）将高程起算点引测至现场控制点，全部点位应形成闭合网。
3）水平线在基础完成后利用高程控制点在底梁上测设一圈标高，作为施工主体的依据，水平向上传递点不少于三处点，以便相互校核和各层使用，传递上来的各水平误差应在允许范围以内。
4）模板拆除后，及时在混凝土墙或柱上测设一条标高线，作为下道工序施工的依据。
5）本工程主体高程应由建设单位下发技术通知单（设计进行图纸变更）。
7.1.3建筑物轴线定位
1）根据业主提供的红线、设计图建筑物位置以及主体顶板施工前建立经校核的控制网点，由经纬仪测量定位，用钢卷尺丈量平面及开间尺寸。
2）测量由主轴线交点处开始，测量各轴线，最后将经纬仪移到对角点进行校核闭合无误，总体尺寸及柱间尺寸复核准确，把轴线延伸至建筑物以外设轴线桩或邻近建筑物上，防止施工时破坏。
轴线标志应标画各纵横轴线代号。
7.1.4高程传递
1）根据水准点用场区内的高程控制网采用三等水准测量方法进行引测，各控制点由建设单位提供的水准点标志或相对标高参照点引出，用水准仪准确引测到建筑物周围便于观测的位置进行固定、保护。
2）高程控制点的引测必须进行往返一个测回，其闭合误差值必须在其允许范围内。
7.1.5沉降观测
本工程建筑物的沉降观测点除在建筑物四周转角处各设一个外，中部每隔大约30m增加一个沉降观测点。
建筑物的水准基点设在建筑物外15m外的区域，并埋入地下，用砼保护，建筑物的沉降观测待架空层施工完毕后建立。
本工程沉降观测由业主委托第三方专业测量施工队进行全面监测，出具专项测量施工方案报由专业监理公司及建设单位予以审批，且定期递交观测记录，汇报沉降数据。
我方施工单位也会对上述沉降观测点进行定期监测和记录。
要加强监测，实行信息化施工，确保施工安全。
临近天然地基或重要建筑物以及不明管线，必须设置观测点，对地面沉降、周边建筑物沉降、水位水量等进行监测。
监测一定要与施工开挖相结合，土方开挖所到之处时，要增加观测频率，以便及时指导施工防止出现质量事故。
7.2地下降水工程
7.2.1降水运行安排（分层降水）
本工程降水采取分层降水法，层层递进，在相对的时间内尽量减少基坑侧翼压力，增加基坑的稳定性。
本次基坑内降水依次分为三个阶段。
第一阶段为顶板施工前降水：
计划提前降水至顶板以下2m左右，即降至路面以下4.5m。
第二阶段为负一层施工前降水（顶板结构已完成）：
计划提前降至负一层中板以下1.5m左右，即降至路面路面以下9m左右。
第三阶段为负二层施工前降水（负一层结构已完成）：
计划提前降至负二层底板以下1.0m左右。
7.2.2辅助措施
1）在基坑外与保护建筑之间根据现场情况施工回灌井，其施工方法及结构均同本工程降水井做法，东侧9处、西侧7处，共设置16处回灌井。
回灌井可作为观测孔，对地下水位进行观测，如地下水位变化较大，有必要时对回灌井进行地下水位回灌。
2）业主应聘请有资质的第三方监测单位，从支护桩施工或降水开始对周边建筑物以及地下水位进行观测，对观测得出的异常数据，分析原因，加以解决。
7.2.3地下降水布置图见下表，具体方案详见【地下人防工程降水施工专项方案】。
回灌井
地下降水施工平面布置示意图
日杂大楼1#
说明：
1、本次降水井布置在道路两侧的机非绿化带之间，间距15m左右，可根据现场实际工况微调，共布置148口降水井，如地下降水施工平面布置示意图所示。
2、其中考虑在支护墙外侧与建筑物之间每隔100m左右设置一处回灌井，共设置16处回灌井作为应急措施。
八、施工方法
8.1土方开挖依据及要求
1、根据工程地质报告提供的相关数据。
2、逆作挖土的原则：
“短开挖，强支撑，工序紧跟，快速形成砼结构的原则”。
3、基坑开挖期间应进行基坑降水，降水水位符合方案要求。
4、采用挖掘机由路面提土。
地下土方开挖主要采用机械挖土，边部及重点部位人工配合挖除土方。
5、顶板的木模板随开挖随清理，避免自然脱落发生安全事故。
6、随时观察土方的变形开裂及裂缝大小变化情况，需及时加强支撑，保障结构安全。
特别是对起支撑作用的土方，必须进行不间断的观察。
8.2负一层开挖施工
8.2.1开挖出土口
利用临时口部做为地下出土的出土口，本地下人防共有29处出入口，4处汽车车库出入口，其中用作出土的有16个。
其中各工区作为临时出土口的有
一工区：
1#口部，4#口部，5#口部，7#口部。
二工区：
9#口部，10#口部，12#口部，14#口部。
三工区：
15#口部，18#口部，19#口部，20#口部。
四工区：
23#口部，24#口部，26#口部，29#口部。
顶板混凝土强度逐步达到设计强度的100%后方可进行工程内土方开挖施工。
8.2.2开挖施工方法
1、四周支护墙、工程桩代柱结构支撑完成区域
1）主体工事口部两侧外墙土方施工
主体工事外墙土方开挖在已形成口部两侧垛墙基础（结构砼强度达到设计100%以上）及主体工事通道的基础上，再由两侧边墙同时向主体工事分四个工作面开挖边墙。
边墙土方采用人工配合机械挖土，刹肩墙下插筋部位用人工清土，由于外侧墙土方垂直开挖，外侧墙土方开挖的难点在于顶板下返墙预留钢筋间的土方人工掏挖，对于该部分的土方需采用特制的小铲子，在预留钢筋间一小铲一小铲地掏挖，预留钢筋采用人工钢刷清理。
中板、底板预留20cm采用全人工清理。
在人工挖顶板下返墙下500mm厚土方时，必须严格遵循由上往下挖的原则，严禁采用放大块，避免因为土块的自重，而导致上部土方的突然塌方伤人。
根据地下结构施工：
“短开挖，强支撑，工序紧跟，快速形成砼结构的原则”，在外侧墙开挖施工时必须严格遵循“短开挖”的原则，每次挖土进尺宜4～5m，严禁出现超宽、超深及超长开挖。
2）主体结构两侧外墙施工
外侧墙的施工顺序为：
先施工靠近施工口部外侧的一段（约一跨6.6m的宽度），形成一段混凝土结构后，再施工口部另一侧的外墙，待强度达到后，便对称施工外墙。
口部施工临时出土口部主通道形成后，即可向工事主体结构掘进，工事主体结构的土方开挖总体的施工顺序以先在两侧墙形成施工通道，形成外侧墙砼结构，打通口部通道对边墙体通道，形成双向墙体施工通道，然后施工柱子形成竖向支撑，再挖其它柱间土方施工底板，分段形成主体箱体结构。
两侧墙的土方开挖采用的施工顺序为：
先施工靠口部主通道施工两侧的一段结构（约3m，并形成不小于1.5m宽的底板踏脚，土方上口宽度不大于4m，底板下口土方开挖宽度不大于2.5m，形成一段砼结构后，再开挖横向通道，打通口部对边主体墙板通道，施工另一侧的侧墙，然后延主体工事对称施工两边侧墙。
主体侧墙并底板踏脚板同时形成不小于1.5m宽，插筋底板预留。
2、工程桩代柱未施工区域
本工
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