天津地铁施工方案6号线9标基坑开挖施工方案杨少元改副本Word文档格式.docx
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地下管线调查表
序号
管线名称
规格
埋深（m）
走向
1
雨水1
DN1000
2.95
顺吕纬路
2
雨污1
3.06
3
输配水管1
DN600
0.8
4
输配水管2
DN300
1.1
5
输配水管3
DN400
0.62
顺六马路
6
天然气管
DN250
0.66
7
雨污2
1.23
8
Φ300
1.31
9
煤气管
DN200
1.01
10
输配水管4
0.82
以上管线在地下连续墙施工时，根据切改计划全部切改至基坑外六马路DN2000煤气管线、DN300输配水管距离小里程端头井最小距离为15m；
吕纬路DN1000雨污管、DN1000雨水管距离大里程基坑最小距离为7m。
2.3、基坑支护设计概述
基坑标准段围护结构采用地下连续墙，墙厚1m，墙深47m，开挖深度24.31m。
设置5道支撑，第一、五道支撑为钢筋混凝土支撑，其余均为Φ609钢支撑。
基坑端头井围护结构采用地下连续墙，墙厚1.2m，墙深47m。
端头井基坑开挖深25.94m。
端头井设置7道支撑，第一、六道支撑为钢筋混凝土支撑，其余均为Φ609钢支撑。
支撑详见附件1：
支撑平面布置图。
主体结构基坑内设直径1000mm钻孔灌注桩，内插460mm×
460mm格构柱，做为钢筋混凝土支撑和钢支撑的中间临时支撑柱。
车站设置22口疏干井，其中两端头井各2口，标准段18口；
在基坑内设置4口降压井，作为第二承压含水层的备用井。
土方开挖施工前对大里程端头井每幅地连墙的接缝处、主体围护结构的阴阳角外三角区域进行了多排的双高压旋喷桩止水加固，加固深度为地面至基底以下4m，要求旋喷桩加固体28天无侧限抗压强度达到1.2MPa.地连墙接缝处旋喷桩桩径为0.8m，阴阳角加固区旋喷桩桩径为1m，桩中心距700mm，采用水泥为PO42.5级普通硅酸盐水泥，水泥参数不小于25%，施工采用双高压工艺进行施工。
大小里程端头井设置旋喷桩加固，加固深度为坑底以下4m，要求旋喷桩加固体28天无侧限抗压强度达到1.5MPa.桩径为0.8m，桩中心距700mm，采用水泥为PO42.5级普通硅酸盐水泥，水泥参数不小于25%，施工采用双高压工艺进行施工。
桩位布置图详见下图，工程数量详见下表。
工程部位
工程项目
单位
根数
单根长度（m）
总长（m）
备注
大里程端头井地连墙接缝
Φ800旋喷桩
根
42
29.94
1257.48
端头井内底板
1738
4.0
6952
空钻长度约45084m
“Z”形幅拐角
132
3952.08
高压旋喷桩处理工程数量表
车站支护形式详见下图：
标准段支撑布置剖面图
端头井支撑布置剖面图
基坑支撑结构平面图
2.4、工程地质、水文概况
2.4.1、工程地质条件
天津地处华北平原，属海积、冲击低平原。
六马路站整个场地地势较平坦，各孔孔口大沽高程介于3.5～2.38m之间。
根据地质勘查资料，该场地埋深65.00m深度范围内，地基土按成因年代可分为以下8层，按力学性质可进一步分为14个亚层，具体分层如下：
1层杂填土（Qml）
厚度为1.30～3.10m，呈杂色，松散状态，由砖块、石块、石子、灰渣、废土、生活垃圾等组成。
2层素填土（Qml）
厚度为0.40～1.90m，呈褐色，软塑～可塑状态，粘土、粉土、粉质粘土质，含砖渣，属中～高压缩性土。
1层粉质粘土（Q43al）
厚度为1.70～5.10m，灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
局部夹粉土、粘土透镜体。
3层粉土（Q42m）
厚度为2.50～4.70m，呈灰色，稍密～中密状态，无层理，含贝壳，属中（偏低）压缩性土。
局部夹粉质粘土透镜体。
4粉质粘土（Q42m）
厚度为4.50～6.40m，呈灰色，软塑状态，有层理，含贝壳，属中压缩性土。
局部夹粉土、淤泥质粉质粘土、粘土透镜体。
1层粉质粘土（Q41al）
厚度为3.40～9.00m，呈灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
局部夹粉土，粘土透镜体。
2层粉土（Q41al）
厚度为0.90～4.70m，呈灰黄色，密实状态，无层理，含铁质，属中（偏低）压缩性土。
1层粉质粘土（Q3eal）
厚度为4.30m～7.40m，呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
局部夹粉砂、粉土、粘土透镜体。
1层粉质粘土（Q3cal）
厚度为6.50～12.00m，呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
2层粉砂（Q3cal）
厚度为1.30～5.00m，呈褐黄色，密实状态，无层理，含铁质，属中（近低）压缩性土。
局部夹粉土透镜体。
3层层粉质粘土（Q3cal）
厚度为3.40m～10.50m，呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
1层粉质粘土（Q3bm）
厚度为7.8m～10.20m，呈黄色～灰色，可塑状态，无层理，含铁质、贝壳，属中压缩性土。
2层粉砂（Q3bm）
厚度为2.00m～2.50m，呈黄色～灰色，密实状态，无层理，含铁质、贝壳，属低压缩性土。
1粉质粘土（Q3aal）
厚度5.70m，呈褐黄色，可塑～硬塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
附件2：
天津地铁6号线新开河站地层剖面和含水层分布图
2.4.2、水文地质条件
根据地基土的岩性分层，室内渗透试验结果，埋深55.00m以上可划分为3个含水层。
潜水含水层：
1层杂填土；
2层素填土；
1层粉质粘土；
1a层粉土；
4粉质粘土为潜水含水层，含水介质颗粒细，水力坡度小，地下水径流十分缓慢，排泄方式主要有蒸发、人工开采和向下部承压水、地表水渗透，水位埋深2.0～2.5m,静止水位埋深1.4～1.8m，
1层粉质粘土为潜水含水层与其下承压含水层的相对隔水层。
第一承压含水层为：
2层粉土承压含水层，该含水层水头大沽标高0.10m，
1层粉质粘土为承压含水层隔水底板。
第二承压含水层为：
2层粉砂承压含水层，该含水层水头大沽标高-1.00m，
3层粉质粘土、
1层粉质粘土为承压含水层隔水底板。
根据勘察资料，本场地地下潜水在干湿交替的情况下，对混凝土结构具有微腐蚀性；
在无干湿交替的情况下，对混凝土结构具有微腐蚀性；
本场地第一承压水对混凝土结构具有中等腐蚀性；
按地层渗透性判定，本场地地下潜水对混凝土结构具有微腐蚀性；
本场地第一承压水对混凝土结构具有微腐蚀性；
本场地地下潜水在长期浸水的情况下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，在干湿交替的情况下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性；
本场地第一承压水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
2.5、基坑工程的难点、重点和关键点
2.5.1、本工程重点、难点分析
1）基坑内钢支撑密，纵向最小间距1.6m，横向最小间距4.3m，及时上撑是本工程施工的难点；
2）根据6号线总体工期安排，2014年1月底须提供盾构始发条件，工期紧张，及时提供盾构端头井是本工程施工的关键点。
3）车站大里程盾构端头井距新开河为28.6m，新开河河堤稳定性是本工程的难度。
2.5.2、针对本工程重点、难点采取的措施
1）严格按照“时空效应”理论，坚持“随挖随撑，先撑后挖”的原则，确保及时上撑。
2）根据工期安排，车站土方开挖从两盾构端头向中间开挖。
首先完成车站两盾构端头井土方开挖，再根据分层、分段顺序向中间开挖，为后期车站主体和盾构施工创造条件，确保工期。
3）在大里程盾构端头井开挖时坚持“先探后挖”、“随挖随撑，先撑后挖”的原则，加强对新开河河堤和新开河水位监测，确保新开河河堤的稳定性。
三、施工总体安排
3.1、开挖顺序安排
车站先施工围护结构，完成后施工中间桩柱、旋喷桩、钻孔灌注桩，完成后分层分段进行基坑开挖，根据开挖顺序及时施工钢支撑、混凝土支撑，坚持“先撑后挖，随挖随撑”的原则，开挖完成后分段施工底板和车站主体结构。
主体结构施工完成后进行车站附属结构施工。
待两端头车站主体施工完成后进行盾构施工，车站两个端头井均为盾构始发井。
为满足业主工期要求，车站土方共分为9段开挖，每段长度约25m，分别从基坑小里程、大里程方向向中间进行，为车站端头井位置主体施工、盾构下井提供施工条件，土方开挖具体施工顺序见下图。
基坑开挖顺序图
3.2、现场平面布置图
根据场地和现场开挖的情况，对场地进行了进行整体平面规划和布置，具体场地布置；
详见附件3：
天津地铁6号线新开河站施工现场场地平面布置图。
3.3、资源配置计划
3.3.1、施工组织管理机构、人员配置
按照天津市城乡建设和交通委员会文件建筑[2012]141号《天津市建设工程施工项目部配置规定》和集团公司《项目管理标准化手册》要求，项目班子成员均为公司抽调的从事地铁施工的优秀人才，项目部设置五部一室，分别为工程部、安质部、预算合同部、机物部、财务部、试验室，项目部配备43人。
并对于9大员均按要求进行取证培训，明确科室和各岗位工作职责，保证本合同段工程建设任务的优质、高效完成。
施工组织机构图
3.3.2、施工队伍安排
为能保质保量完成施工任务，项目部选择优秀的施工队伍以确保工程质量，降低施工投入，充分利用自有设备，广泛吸纳社会资源，拟对以下项目进行分包管理，分包形式见下表。
分包项目
分包形式
进/退场时间
降水施工队
专业分包
2013.4/2014.5
监控量测
2012.7/2014.5
土方施工队
劳务分包
2013.6/2013.12
主体结构
2013.9/2014.5
劳动力使用计划，根据现场施工的流程，计划深基坑开挖使用劳动力计划详见附件3：
天津地铁6号线新开河车站劳动力计划表。
3.3.3、机械设备使用计划
根据工程进度合理安排施工机械，天津地铁6号线9合同段基坑开挖阶段设备需用计划详见下表。
船机名称规格型号
工作内容
数量
使用起止时间
PC220挖掘机
基坑19m以上土方开挖
6台
6月～11月
EX210LC长臂挖掘机
基坑19m以上挖土
2台
8月～12月
PC200挖掘机
基坑内倒土
SK100小型挖掘机
基坑内挖土
4台
16T龙门吊
基坑19m以下吊土、安装支撑
1台
6月～12月
50t汽车吊
基坑19m以下吊土
7月～12月
方吊斗
装土方
4个
20方自卸汽车
运输土方出场
30辆
装载机
2辆
25T汽车吊
吊放钢筋
1辆
3.3.4、材料计划
挖土期间所需主要材料工程量见下表。
深基坑挖土施工主要材料及工程量
项目
土石开挖
m3
122830
C25混凝土垫层
1034
砼支撑体系
砼支撑及腰梁
C30混凝土
2161
钢筋
t
296
钢格构柱桩基础
524
78
钢支撑
2097
高压旋喷桩土体加固
11630
降水
降水井
疏干井
口
22
降压井
观测井
浅层水观测井
承压水观测井
3.4、工期安排
计划于2013年6月20日进行基坑土方开挖，2013年12月22日完成基坑土方开挖；
2013年9月23日进行车站主体施工，2014年5月1日完成主体施工；
期间于2013年12月底完成小里程盾构端头井120m结构施工，为盾构施工提供条件。
计划详见附件5：
天津地铁6号线新开河站施工计划横道图。
四、开挖方案
4.1、土方开挖
4.1.1、施工准备
1）现场“四通一平”
根据施工进度安排，合理调整场地布局，现场布置以天津市文明工地要求为原则，根据施工区域先后顺序、交通疏导情况以及总体流程，场地分阶段、分期布置，施工场地内部设置钢支撑存放区、钢筋存放区、临时土方存放区。
基坑周围施工场地全部硬化，且在基坑外侧设置15m宽环形道路，道路采用C25钢筋混凝土硬化，混凝土硬化厚度25cm，内设HRB335Φ12双层钢筋网片，网格间距20cm。
在施工现场布置中对各个生产设施等标识明确，现场水、电、通信、道路规划已经全部布置到位，并已经通过验收，保证了现场的“四通一平”。
2）障碍物的清除
在基坑开挖前，围护结构地连墙时，已经把六马路、吕纬路影响基坑开挖的管线全部切改完成，顺利完成了地连墙的封闭。
本站以拆迁代建用地为主，主要为平房区，其中小里程方向有一栋5层住宅楼横跨基坑，进场时已拆除，该层楼房基础在基坑开挖时根据开挖部序逐步破除。
3）检查井点降水效果、地基加固龄期和现场排水
基坑开挖前，应检查井点降水效果。
当井点降水持续15天以上，方可进行基坑开挖施工。
基坑分段分层开挖时，要保证基坑内降水井中的水位处于基坑开挖底面标高3m以下，最后一层土地下水位降至坑底1m以下。
同时在基坑的内外布置完成排水沟，所有排水沟都与三级沉淀池相连，保证污水全部经过三级沉淀池后排入市政的污水管道中。
4）开挖前的对支护结构进行渗漏检测
在基坑开挖前，委托有相应资质的检测单位对地下连续墙隔水效果进行检测，检测合格后组织基坑开挖，如检测出现相应的渗漏部位，立即进行处理，合格后进行基坑开挖。
5）布置测量及监测网点
在基坑开挖前，先布置好基坑的测量及监测网点，放出各轴线位置及标高。
记录地面相关建筑物原始状态，作为监测原始数据。
控制网点都避开建筑物、构筑物、土方机械操作及运输线路，用混凝土浇筑，并做好保护措施，防止破坏；
对坐标控制点按照要求进行及时复测，以防点位位移。
在向基坑内引测标高时，首先联测高程控制网点，以判断控制网水准点是否被碰动，经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。
6）技术、安全交底
在基坑施工前，将开挖分层位置、标高、深度、各道支撑位置等技术指标和质量标准及安全注意事项，向全体施工人员详细进行交底，使全体施工人员熟悉并掌握本工程所执行的各项技术措施、技术标准和安全注意事项，并对出土的司机进行外运过程的交底，保证市内出土线路的整洁。
4.1.2、挖土方法
为确保安全，执行专项探水制度，开挖严格遵循“时空效应”的理论，按照“分段、分层、对称、平衡、限时”和“随挖随撑、限时支撑、严禁超挖，先中后边”的原则进行开挖。
1）基坑开挖顺序
a、基坑开挖平面顺序
基坑开挖按照分段的要求纵向划分为9段，每段长度约25m，为满足盾构施工工期的要求，车站土方从两侧盾构端头井向中间按照分层分段顺序逐步进行开挖。
b、基坑开挖剖面顺序
基坑剖面采用分层挖土方法，以支撑竖向间距作为分层厚度。
端头井、标准段均分6层进行施工,分层的原则是每道支撑下15cm，分层厚度分别为1.9m、4.6m、4.5m、4.3m、4.3m、5.21m。
基坑土方分层分段开挖流程图详见附件6。
土方开挖剖面分层示意图
2）基坑开挖方法
基坑开挖应遵循“分层分段，随挖随撑”的施工原则。
基坑开挖主要采用PC220挖掘机倒土，长臂挖机、小挖机、16t龙门吊、50t吊车配合出土的方法进行开挖。
第一层土方挖土厚度约1.9m，第一层土方的开挖深度为地面至第一道混凝土支撑梁底下方15cm，及时进行15cm垫层的浇筑和混凝土支撑、冠梁的施作。
第二、三、四、五层土方开挖深度为相邻两道支撑的竖向距离，分别为4.6m、4.5m、4.3m、4.3m，采用PC220挖机接力倒土的方法进行开挖，开挖过程中坚持随挖随撑，具备条件后被四小时内架设钢支撑并按照图纸要求施加预应力。
第五层土方开挖后及时施工第五道混凝土支撑梁底下方15cm垫层的浇筑和混凝土支撑、围檩的施作。
因基坑从两侧向中间进行开挖，部分土方无法采用接力倒土方法开挖，采用小挖机配合长臂挖机进行出土，小挖机在坑内集土，长臂挖掘机坐落在基坑两侧地面上。
最后一层土方开挖分层厚度为5.21m，小里程方向采用小型挖掘机配合16t龙门吊垂直出土，大里程方向采用小型挖掘机配合50t吊车垂直出土，小型挖掘机将土方装入土斗，小里程端采用龙门吊吊出至地面，大里程端采用50t吊车吊出至地面。
挖土挖至坑底以上30cm，余下土方应采用人工修底方式挖除，减少对坑底土方扰动。
土方外运采用20方自卸汽车。
对于在支撑下脚死角部位，用小型挖掘机，同时配合人工进行开挖。
在土方开挖至基坑到底时，分别存在落深区和集水坑。
在落深区时，采用退台方式开挖，人工配合一次见底；
对集水坑的开挖，用PC200挖掘机进行施作，完成后立即进行集水坑及周边垫层的浇筑，使集水坑的四周不会出现塌方的现象。
3）基坑开挖工况图
4）出土路线
在基坑开挖时，主体基坑开挖土方量约124000立方。
车辆自场区沿六马路右拐，沿六马路走至律纬路右拐，至志成道路上外环到弃土场。
路线如图所示：
出土运输路线图
4.1.3、基坑开挖技术措施
1、每层土方开挖前进行专项探水作业
开挖专项探水是指在基坑大面积开挖前，先在拟开挖区域内的地下连续墙接缝处，用人工配合挖掘机在围护结构薄弱部位探挖，探挖深度为本次开挖深度，探挖后静置，检查本次开挖深度范围内地下连续墙接缝是否有漏水情况。
如本次开挖深度范围内所有地下连续墙接缝均无漏水情况，即达到大面积开挖条件；
如有漏水情况，组织回填并进行墙外注浆处理，处理完毕再次探测无漏水情况后方可开挖。
探水作业时，袋装水泥等应急物资应放置在探孔开挖作业面周边，满足应急处理要求，避免在探水过程中出现突涌水现象发生。
2、土方开挖施工一定与测量监测紧密结合，一旦地连墙倾斜速率加快，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。
3、施工期间，基坑周边严禁大量堆载，超载不得大于20kPa。
4、基坑开挖时严禁机械碰撞支撑、立柱、排水设施、围护墙等工程设施，挖土时应先掏空立柱四周，避免立柱承受不均匀的侧向土压力。
5、基坑开挖时坑底预留20cm-30cm厚土层，由人工挖除整平，以便防止坑底扰动。
6、在雨天，开挖面做好明沟排水和集水井，将基坑开挖过程中的坑内汇水引入集水井，用水泵抽排出基坑，防止雨水浸泡基坑。
7、土方开挖完成后应尽快清底验槽，浇好垫层，封闭基坑，防止水浸和暴露，无垫层坑底最大面积不大于200㎡，垫层必须在基坑见底后24小时内浇筑完成，并应及时进行地下结构施工。
4.1.4、基坑开挖安全保证措施
1）基坑内支护结构的保护措施
因本工程采用地连墙和混凝土支撑体系的围护结构，基坑开挖过程中，要确定每层混凝土支撑都已经达到设计的强度，再进行开挖；
小挖机不能以混凝土支撑为支撑点进行移动，挖土过程不能碰撞支撑及临时立柱。
对于部分土方因要保护支撑体系而不能用挖机施作的，用人工进行配合，保证支撑体系的稳定和施工的安全。
2）临边防护
基坑的临边防护工作至关重要，临边防护工作要随挖掘部位跟踪进行。
基坑周边护拦材料选用脚手架管，在冠梁上预埋直径为5.5cm长为20cm的钢管，护拦立杆选用1.4m长直径4.8cm的脚手架管，沿基坑周边水平距离每1.8m一根。
将脚手架插在钢管内,外露高度1.2m，横杆三道，四周挂密目安全网，底脚立宽20cm的竹板。
在坑内设置安全警示牌和宣传布标。
随挖土深度在基坑两端制作上下梯子。
梯子宽度900mm，扶手高度1.2m中间加横杆两道,梯子每步高200mm，踏面选用防滑钢板宽度250mm。
平台长1300mm，宽1000mm。
4.2、冠梁及混凝土支撑施工
冠梁及混凝土支撑施工详见附录1。
4.3、钢支撑施工
4.3.1、支撑体系的准备
新开河车站标准段第二道、第三道、第四道支撑为Φ609（壁厚16mm）钢支撑，端头井第二道、第三道、第四道、第五道、第七道支撑为Φ609（壁厚16mm）钢支撑。
在围护结构地连墙钢筋笼加工过程中，按照设计要求的标高位置预埋了钢板。
开挖前须备齐钢支撑，钢支撑壁厚、纵向顺直度应符合要求。
钢支撑预加应力设备千斤顶使用前须进行标定，并由试验单位出示相应试验报
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