地铁号线二期工程玉泉营车站基坑支护及土方开挖实施技术方案Word文档下载推荐.docx
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23）建设工程施工现场安全资料规程<
DB11/383-2006>
24）《北京市建筑起重机械安全监督管理规定》。
1.2编制原则
1）确保实现业主要求的安全、质量、进度、环境保护、文明施工和职工健康等方面工程的目标。
2）严格执行相关的国家及北京市规范、规程和标准。
3）结合工程情况，应用新技术成果，使施工方案具有技术先进、安全可靠、经济合理的特点。
4）充分考虑施工周边环境保护，周密安排交通疏解和管线保护，使施工对周边环境的影响最小化。
2.工程简况
2.1工程性质和作用
该工程主要是土方开挖工程，为后期主体结构施工创造条件，为了保证土方开挖工程的安全顺利进行，利用围护桩和钢支撑结合支撑体系，同时根据土方开挖工况，进行相应的地下水位监测，桩间挂网喷射砼及钢支撑架设。
2.2工程地点和结构特征
玉泉营车站位于规划纪家庙二号路（路口西侧为看丹路）和柳村路十字交汇口路面下，沿纪家庙二号路（看丹路）东西向布置。
玉泉营车站中心（有效站台中心）里程为：
K39+008.387，玉泉营站设计起点为K38+903.637，设计终点里程为K39+123.887，总长度220.25m，宽20.8m，有效站台中心里成为K39+008.387，该处轨顶绝对标高为28.350m，覆土厚度3.5m，基坑深度16.8m。
站型为地下二层三跨明挖岛式站台车站，车站共设4个出入口，出入口通道净宽为6.0m，基坑深度约10.15m；
2组风亭，1号风道净宽度为15.4m，2号风道净宽为13m，基坑深度约10.15m；
1个消防疏散口。
主体建筑面积为9695.4平方M，附属建筑面积为2448.5平方M，总建筑面积为12143.9平方M。
主体结构采用明挖法。
围护结构采用钻孔灌注桩+钢支撑体系，主体结构形式为钢筋混凝土箱型框架结构。
结构外侧设全包防水层，与钻孔灌注桩组成复合墙体。
出入口、风道（风亭）等附属结构采用明挖法施工，1号、2号、4号出入口围护结构采用土钉墙支护，3号出入口围护结构采用ф600@1200mm钻孔灌注桩+内支撑和土钉墙支护，钢支撑采用ф600钢管，壁厚14mm；
1号、2号风道及消防疏散口围护结构采用土钉墙支护。
土钉采用ф25钢筋，间距1.2m梅花形布置，使用C20喷射混凝土，厚度为100mm。
车站东西两侧接盾构区间，两端头设置盾构始发、接收井。
拟建车站围护结构类型为围护桩加钢支撑围护，围护桩除盾构井段采用ф1000@1600mm钻孔灌注桩外+三道内支撑和一道倒撑，其余均采用ф1000@1800mm钻孔灌注桩+三道内支撑，桩间网喷100mm厚C20喷射混凝土，钢支撑均采用ф600钢管，壁厚14mm；
车站围护结构平面图（第一道撑）
车站围护结构剖面图
2.3场地工程地质与水文地质条件
地貌部位为古漯河故道，表层以厚度不均的人工堆积的房渣土、素填土为主，人工堆积层以下为厚度较厚的新近沉积的粘性土、粉土、砂土及卵砾石层，再以下为第四纪的粘性土、粉土、砂砾石互层，并以砂土、卵石土为主。
车站结构所处地层地质情况见下表。
车站地层情况统计表
工程工程
长度（m）
地层描述
玉泉营车站
220.25
主要在②③④砂质粉土、粉细砂、细中砂、卵石层，卵石一般粒径为2-8cm，最大粒径为13cm。
玉泉营车站地质剖面图
玉泉营车站属于水文地质第二单元，处于北京市区工程水文地质分区的Ⅲb亚区。
该单元分布一层地下水，地下水动态类型主要为渗入－迳流型潜水，以大气降水入渗、地下水侧向迳流和“天窗”渗漏补给方式为主，以侧向迳流和向下越流方式排泄，含水岩组为第四纪厚层碎石土层，含水岩组富水性较强。
本次勘察钻孔最大深度50.0m，勘察深度范围内揭露一层地下水。
地下水主要分布在第⑤层卵石中，静止水位埋深约25.60～26.80m，静止水位标高约16.62～18.17m，地下水类型为潜水，以地下水侧向迳流和“天窗”渗漏补给方式为主，以侧向迳流和向下越流方式排泄。
水文地质统计表
施工部位
地下水性质
水位埋深（m）
水位标高（m）
含水层及其特征
结构底板标高（m）
岩性特征
渗透系数（m/d）
影响半径（m）
玉泉营站
潜水
（二）
25.6～26.8
16.62～18.17
⑤
130～170
77.53（10th）
28.900~26.205
2.4地下水的影响分析
依据勘察报告，车站场地内水位在结构底板以下，因此无需降水。
但为了安全起见，保证坑内无水作业，已经在基坑边缘打设降水观察井，随时观测地下水位情况。
如开挖过程中遇水，采用坑内降排水等方法。
2.5工程施工特征
2.5.1土方开挖工程施工过程中，涉及到桩间锚喷、钢支撑支设，后续的防水工程、结构主体施工等，故在抓住主要矛盾的前提下，各工序的协调、均衡、衔接尤为重要，尤其土方开挖、桩间锚喷、钢支撑支设，各工作工况一定要相互配合，协调进展。
2.5.2土方开挖应充分考虑时空效应，合理确定土方开挖的层数，每层分段数量（长度和宽度），护壁土留置的宽度、和高度、分段开挖的时间限制等。
2.5.3开挖过程中必须坚持信息化施工，注意监测信息的反馈资料，及时指导土方开挖，并充分考虑各中意外情况发生，提前做好充分的应急准备。
2.6地下管线及建构筑物情况
编号
管线种类
影响范围
管径
埋深（m）
改移长度
改移后管线距离主体基坑最近距离
处理方式
1
雨水
影响6颗桩施工
Φ500
80m
临时废除
2
通信
管块
230m
8.2m
临时改移
3
上水
影响3颗桩施工
Φ100
1.5m
36m
永久废除
4
直埋
电缆
影响22颗桩施工
不明
0.8
447m
3.1m
车站地下管线一览表
管线平面图
目前管线改移前期工作正在进行，确保基坑开挖过程中，开挖范围内无地下管线。
基坑开挖过程中对改移后的管线进行监测。
玉泉营站周边主要建筑物统计表
建筑物
用途
距基坑距离
（m）
结构类型
基础
形式
亿朋苑一区11号楼
地上6层住宅楼无地下
12.2
砖混
条基
3.1
车站周边建构筑物平面图
根据空洞探查报告，车站施工范围内发现两处异常区，两处分别为现况消防井。
在主体围护桩施工时，需要进行回填处理。
3.施工目标及施工筹划、部署
3.1施工目标
3.1.1工期目标
车站主体长度为220.25M，按照工期进度安排，同时为了保证开挖过程中基坑稳定，结构施工的流水作业，在车站主体施工完部分围护桩后，将桩顶冠梁封闭成环后便可进行封闭成环部分的车站主体土方开挖。
土方开挖施工由车站西端头向车站东端进行明挖施工。
土方开挖施工工期为2010年5月1日至2010年7月31日，施工周期为90天。
3.1.2质量目标
确保围檩、钢支撑加工、安装，喷射混凝土等施工质量全部达到设计标准、《市政基础设施长城杯工程质量评定标准》（DB11/T514-2008）、《轨道交通土建工程施工质量验收统一标准》（QGD-005-2005）、《轨道交通车站工程施工质量验收标准》（QGD-006-2005）及合同要求，工程质量等级达到合格。
3.1.3安全目标
⑴杜绝死亡、重伤事故。
⑵杜绝重大交通事故、重大火灾事故、坍塌事故、机械伤害事故、高处坠落事故。
⑶不发生重大地下管线破坏事故；
⑷职业病发病率控制在0.5‰以内。
各种变形均控制在允许范围内，地下管线不断不裂；
地表建筑物及环境稳定。
3.1.4文明施工目标
争创北京市绿色文明安全工地。
3.1.5环境保护目标
噪音、粉尘污染不超过国家规定的三级标准规定，废气、废水（液）、废弃物按行业规定处理。
3.2施工准备
3.2.1施工技术准备
（1）熟悉和审核施工图纸
开工前应具备场地工程地质资料和水文地质资料、围护结构、土方开挖施工图，并对各种施工图进行熟悉，在熟悉图纸的基础上完成图纸会审、设计交底工作。
（2）依据施工图，编制可实施性的土方开挖施工方案
依据设计文件、调查资料以及施工图纸，按照施工合同要求，制定经济合理的施工方案，报监理工程师审批后组织实施，并在开工前组织有关人员进行技术、安全交底。
（3）测量复核
①根据设计单位提供的导线点、水准点和测量资料，对这些点进行复测；
并将交桩复测报告上报监理工程师审核。
以测量控制点控制基坑开挖标高、基坑开挖限界等尺寸，同时为腰梁、支撑安装等工序施工提供指导。
②在土方开挖施工前制订详细的施工测量方案并在施工中执行。
（4）施工监控量测
基坑开挖施工前，按照施工图、《北京市轨道交通工程建设安全风险技术管理体系（试行）》、《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007）、《玉泉营车站主体结构第三方监测方案》等相应规范和业主下发的要求编制车站监控量测方案并报监理、第三方检测方、工程中心审批。
按照审批完成的监控量测方案对开挖施工前、施工阶段、工后进行相应的监控量测工作，保证车站开挖过程中的基坑及结构安全。
3.2.2劳动力准备
⑴为全面落实施工安排的组织保障，更好组织施工，切实加强技术管理、质量控制，我工程拟调派技术、质量、安全、测量、实验等方面有较强能力的人员组成车站工区。
⑵玉泉营车站施工工期紧、任务重，为了顺利完成该项施工任务，我工程部选派有施工经验的现场管理人员协调基坑开挖施工中的各个环节。
⑶根据工期安排，我单位选择有较强施工组织能力、信誉高、肯吃苦的队伍进行基坑开挖施工，同时合理组织施工人员进行基坑支护、喷射混凝土等施工。
⑷进场前对施工人员进行全员入场教育、岗前培训，对施工人员进行基坑开挖施工中各个工序、工种的专项安全、技术交底。
做好特殊工种的准备工作，特殊工种施工人员只有取得特殊工种操作证后才能持证上岗。
施工主要劳动力表
工种
人数
备注
机组人员
8
挖掘机、装载机
汽车司机
20
自卸汽车
支护施工
30
锚喷支护、钢支撑（围檩）架设
杂工
16
配合施工
3.2.3施工机械、物资准备
（1）根据现场平面布置，在开工前做好物资、临建工作。
（2）开工前落实各项施工用料的计划，按照相关程序要求选定合格厂家和产品，签订供货合同，并分期分批组织进场。
（3）根据主要机具需用量计划，及时组织机械设备的进场、安装、调试，保证使用。
（4）大型设备进场前要进行设备报验，经过监理批复后的合格设备才允许进场施工。
（5）施工物资进场后需报验，并准备相应的合格证、出场检验报告、进场复试报告，物资进场报验合格后方可投入使用。
土方施工主要机械设备表
名称
型号
数量
备注
挖掘机
PC-300-7
3台
挖土
PC-55-6
2台
挖土、拆除
TATRA-815-ZSV2
10辆
运土
CA3160
装载机
ZL-50
拆除、运料
空压机
P400WCU
凿桩头、桩间锚喷
3.2.4材料准备
工程
规格
单位
桩间喷射混凝土
C20早强喷射混凝土
m3
789
HPB235级钢筋
t
25.2
钢支撑
D=600mm，δ=14mm
996
钢腰梁
Q235b钢，I45a
345
3.3施工总体筹划、施工部署
车站基坑开挖采用多种机械配合的开挖方案，配置1台长臂挖机、3台普通挖机，2台0.4m3小挖机。
为提高工效，各种挖机分层配合，采用台阶接力式开挖，在基坑下设小型挖掘机、人工辅助开挖及清底。
根据车站围护结构平面布置图及主体结构施工顺序、流水段划分，基坑沿纵向划分为15个开挖段，由西向东开挖。
3.4公共关系协调
3.4.1与交通、市政等政府职能部门的施工配合及协调措施
在施工前与当地交管部门取得联系，对工程工程施工影响到的道路事先做好交通疏解的改移方案、警示标志和交通疏导措施，并经交管部门审批同意后付诸实施，避免施工中造成交通阻塞，影响当地居民生产生活。
3.4.2与当地政府、单位和居民的施工配合及协调措施
3.4.2.1在施工前加强与当地政府各部门的联系，融洽周边居民关系，争取他们的理解和支持，创造良好的外部施工环境。
3.4.2.2在施工过程中，征求当地环保部门及绿化部门的意见，做好环保工作和场地附近的绿化工作，尤其避免运土机械扬尘污染、噪音扰民，并按要求做好施工污水排放工作，严禁污染周边环境，避免对当地环境造成影响。
4.施工方案
4.1施工起点流向
根据现场实际拆迁情况，土方施工计划从西向东开挖，人工配合机械开挖出桩头后，凿除桩头施工冠梁，冠梁施工完毕后，第一层先挖至冠梁底以下500mm,第二层、第三层、第四层、第五层、第六层，中部拉槽放坡每层向下挖约不超过3.0m，两侧留2.5m（为钢支撑安装提供工作平台），直至底板设计标高上300mm，先期投入1台挖掘机，后期投入2台、3台挖掘机退挖，接力倒土。
4.2确定施工顺序
施工顺序见下图。
4.3具体的施工方法
4.3.1冠梁部位土方开挖
主体围护桩达到强度要求后，采用挖掘机配合人工进行桩顶土方开挖。
开挖前测量放线，并撒白灰标定开挖范围，开挖沟槽中线与桩中线重合，放坡开挖坡度不大于1:
0.75，冠梁两侧槽底开挖出各约0.5m宽度。
开挖沟槽土方至冠梁顶设计标高时（围护桩预留钢筋顶部），采用机械和人工配合作业，机械挖桩两侧土体，注意挖时距离桩边缘距离约200mm,不能碰到桩头，以免使桩被破坏；
人工开挖桩顶及桩间土体，并对冠梁外侧土体进行修坡处理，冠梁内外侧土体利用机械开挖至梁底标高上30cm，人工清平至冠梁底部。
4.3.2桩头凿除
人工开挖槽底土方至桩顶混凝土面，根据设计桩头凿除高度开始人工凿除围护桩桩头混凝土，清除桩顶浮碴及杂物，剔凿完毕的桩头应是坚实、凿毛均匀的混凝土面，并校正锚固钢筋位置。
要求处理后桩芯混凝土顶面标高不超过理论桩顶标高，但也应避免桩体混凝土凿除过多，给后续的冠梁施工带来不便。
在钢筋绑扎之前，必需依照10%抽检检查桩身质量，检查方法用低应变法，检查合格后方可进行桩顶冠梁的施工。
4.3.3冠梁和挡土墙施工
4.3.3.1钢筋绑扎
桩头剔凿完毕后对剔凿混凝土面及冠梁外侧面土体进行二次清理，然后二次测量放线，冠梁的纵向轴线与桩中心轴线重合，放好线以后找监理报验，合格后按照设计绑扎冠梁钢筋和挡土墙钢筋，冠梁主筋采用机械连接，挡土墙主筋采用焊接连接，焊接连接搭接长度单面焊采用10d,双面焊采用5d，冠梁箍筋、拉筋按照图纸制作弯钩，纵向受力钢筋的焊接接头连接区为39d，凡接头中点位于该连接区段长度内的接头均属于同一连接区段，同一连接区段内接头面积百分率不大于50%，且间隔放置，注意在绑扎管理钢筋的同时，注意按照图纸的位置放置钢支撑的预埋钢板。
允许偏差
绑扎钢筋骨架
长
±
10mm
宽、高
5mm
受力钢筋
间距
10mm
排距
保护层厚度
梁
墙
3mm
绑扎箍筋、横向钢筋间距
20mm
预埋件
中心位置
水平高差
4.3.3.2模板安装
冠梁钢筋绑扎完毕验收合格后，支立冠梁模板，冠梁模板采用钢模板，支撑采用钢管丝托支撑。
模板安装前必须进行检查，板面必须平整无磕碰损伤，涂刷脱模剂前对板面进行彻底清理，而且脱模剂涂刷必须均匀，以保证冠梁侧面混凝土外观质量。
按设计要求埋设钢支撑预埋件，在涂刷脱模剂时，不得玷污钢筋和砼接槎处，模板的接缝处应不漏浆，在浇注砼前，应确保模板的牢固、可靠，经监理工程师检查合格并确认后，方可进行冠梁混凝土的浇筑。
4.3.3.3混凝土浇筑
冠梁砼的塌落度控制在180mm左右，由于冠梁顶与地面高差很小，故混凝土可以直接浇筑，浇注时分层浇注，浇注层的厚度为300mm,同一施工段的砼应连续浇注，并在底层砼初凝前将上层砼浇注完毕，砼振捣采用插入式振捣。
4.3.3.4挡土墙施工
在主体结构冠梁顶设置钢筋混凝土挡墙，挡墙宽度250mm，高度大约高出场地硬化后的地面200mm（由测量人员配合定出挡土墙高度），冠梁施工结束后即组织挡墙施工。
4.3.4土方开挖
在西侧土方开挖过程中，如果东侧拆迁到位则车站东段的围护桩施工及打桩土方的外运等工作同时进行，由于土方工程是影响工期的主线，各分项工程都要围绕这一主线组织施工，采用分区、分层、分步流水作业，各道工序严格按进度部位要求完工。
4.3.4.1开挖原则
4.3.4.1.1做好开挖前的准备工作：
测量监测的布点已正常运行，已备好排除基坑积水的抽水设备，已备好应急措施用的物资，钢支撑的制作已满足安装要求等。
4.3.4.1.2基坑开挖施工以保证施工和周围环境安全及节点工期为原则，土方开挖的顺序方法必须与设计工况相一致，严格按照时空效应理论，掌握好“分层、分段、分块、对称、限时”五个要点，并遵循“先支撑,后开挖；
边开挖,边支撑；
先中间,后两侧,主体结构紧跟”的施工原则，形成流水作业,确保工程安全质量前提下快速施工，土方退挖应严格保证支撑及时跟进。
4.3.4.1.3基坑开挖必须在灌注桩、冠梁到设计强度后方可进行，根据设计，基坑周边2m以内不应堆载，并控制10M范围内堆载≤20KPa。
4.3.4.1.4土方开挖过程中，密切注意对周边环境的保护，加强测量监测工作，切实减小围护结构的变形、位移及土体的不均匀沉降。
4.3.4.1.5开挖过程中，严格按规范要求进行，严禁掏挖。
4.3.4.1.6加强对地下水的处理，采取开挖排水沟，集水井集中抽排的方法疏干地下水，并在开挖过程中随时监测地下水位的变化。
4.3.4.1.7加强对开挖标高和放坡坡脚的控制，开挖接近设计标高时，预留30cm厚度土层人工验底，严禁超挖，超挖部位回填夯实。
4.3.4.2土方开挖施工方法
4.3.4.2.1基坑竖向分层开挖，依次由西向东开挖，每次挖到钢支撑以下0.5m，开始架设钢支撑。
竖向第一层：
挖到冠梁以下0.5M，基坑无支撑暴露时间限制在16小时之内。
竖向第二层：
挖到冠梁以下3.5M，即该层开挖深度为3M，基坑无支撑暴露时间限制在8小时之内。
竖向第三层：
挖到冠梁以下6.35M，即该层开挖深度为2.85M，基坑无支撑暴露时间限制在8小时之内。
竖向第四层：
挖到冠梁以下9.35M，即该层开挖深度为3M，基坑无支撑暴露时间限制在8小时之内。
竖向第五层：
若为标准段，则挖到冠梁以下12M，即开挖深度为2.65M，若为基坑无支撑暴露时间限制在8小时之内。
竖向第六层：
若为标准段，则挖到冠梁以下14.8M，即开挖深度为2.8M，若为东西两端盾构井，则挖到冠梁以下16.538M，开挖深度为4.5M，基坑无支撑暴露时间限制在8小时之内。
4.3.4.2.2基坑为细长条结构，不利于挖掘机作业，且基坑采用围护桩加钢支撑的支护体系，基坑支护必须与土方同时施工，但钢支撑安装后对土方施工会造成一定的影响，妨碍挖掘机作业，造成施工降效，故在架设钢支撑之前，在基坑中部拉槽，两侧留护壁土，护壁土的上顶宽度为3到4M，供安装钢支撑和锚喷工作面用，坡脚取不大于37度开挖，每次开挖深度不大于3m，为挖掘机挖土尽可能的提供操作工作面，开挖到该层深度后，钢支撑紧跟其后进行安装，具体土方开挖示意图如下:
第一层开挖断面
第二层中间拉槽开挖断面
安装第一层钢支撑
开挖基坑两侧护壁土
第三层中间拉槽开挖断面
第四层中间拉槽开挖断面
安装第二层钢支撑
第五层中间拉槽开挖断面
安装第三层钢支撑
第六层中间拉槽开挖断面
（若为东西两端盾构井，则中间拉槽开挖至冠梁下16.538m）
4.3.4.2.3基坑土方开挖时由两端向中间开挖，横向扩边拓展。
钻孔桩及冠梁的混凝土强度达到要求，且施工长度满足第一单元长度即展开地下一层土方的施工。
土方开挖的顺序、方法与设计工况一致，开挖第一层土时每一段的开挖长度一般不超过30m，其他各道支撑开挖时，每一小段长度一般不超过6m，开挖时间和钢支撑的安装时间在16小时和8小时。
土方开挖机械置于两端，作好开挖准备工作。
开挖作业分为两个阶段，第一个阶段为纵向拉中槽，即由两端的开挖工作面始端沿车站纵向拉坡开挖，同时要尽可能多的保留两侧土体，以支撑围护结构，减小对周边环境的扰动。
施工过程中加强标高控制，依此顺序向下开挖其余各层土方开挖及支撑架设；
开挖至底板面标高上30cm时，改为人工清底，避免超挖。
挖掘机进行土方接力，直至施工到土方结束，土方接力的具体施工方法见下图
4.3.4.2.3由于开挖前期，基坑深度较浅，运土车辆可沿土方运输坡道开至基坑底部装车，土方开挖后期土方经过挖掘机两次倒运即可装车运走。
4.3.4.2.4在土方开挖的同时挂网喷射混凝土封闭土体。
4.3.4.2.5本工程由于施工工序多，多道工序要同时进行，都需要土方施工配合，因此施工关键是土方运输，根据土方挖运量，合理安排运输车辆循环作业，合理布置现场道路和出入口，合理规划卸土场地，优化运土路线，安排好作业时间，做好车辆分流，减少道路拥挤。
4.3.4.2.6土方收尾：
在基坑东端设置土方收尾坡道（收尾坡道尽量躲开东端盾构井段，此处有斜撑），以冠梁顶为内外坡道分界，在基坑内部预留一部小型挖掘机或铲运机，选用长臂挖掘机在冠梁处向下开挖至
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