北京地铁02轨排井基坑开挖安全专项施工方案

北京地铁02轨排井基坑开挖安全专项施工方案
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北京地铁02轨排井基坑开挖安全专项施工方案

箍筋位置正确并垂直主筋,钢筋绑扎牢固稳定,不得松脱和开焊,混凝土保护层、钢筋级别、直径、数量、间距、位置等符合设计要求。预埋件固定位置应牢固、正确。

4.3.3模板支立、砼浇筑

冠梁浇注混凝土采用C30商品混凝土,要求坍落度140~160mm。冠梁模板可采用P3015钢模或竹胶板双面支模,用方木和钢管支撑45cm薄型地下连续墙工程施工方案,泵送入模,振捣棒振捣密实。冠梁混凝土强度达到2.5MPa即可拆模,拆模后及时养护,养护时间不少于14天。

冠梁浇筑完成后,在冠梁顶测放出挡土墙轮廓线,砌筑挡墙。挡墙采用页岩砖,墙厚370mm,砌筑到地面同标高为止。挡墙转角处设置370mm*370mm钢筋混凝土构造柱,构造柱两侧挡墙高度每1m设置Φ8拉结筋2道,挡墙顶端设置300mm*370mm钢筋混凝土压顶圈梁,圈梁顶端高出硬化地面200mm。挡墙砌筑完成后将挡墙背后土体回填并夯实。

4.3.5冠梁施工注意事项

(1)冠梁施工应在围护桩检测完毕且合格后方可施做。围护桩在养护达到7天以后,方可进行凿除,桩头在凿除过程中,严格控制桩头标高,保证桩头无泥土掺加,无浮浆。

(2)钢筋绑扎应牢固,钢筋的单面焊接不小于10d,焊接钢筋应保证钢筋的轴线在同一直线上,相邻两主筋焊接接头应相互错开,错开长度不小于35d且在同一截面上的接头数量不大于主筋数量的50%。

(3)为确保冠梁施工的整体性,冠梁一次灌注长度不得小于20米。

(4)拆模时注意保护砼的棱角。

基坑开挖配置1台PC300反铲挖掘机,6台自卸汽车外运。主体基坑均采取纵向分段、竖向分层进行开挖。由挖掘机先开挖基坑西侧第一层,挖第二层时由东侧挖掘机在第一层接力,挖第三、四层时用上一层挖掘机倒运并接力,地面挖掘机直接将土方装入土车内。基坑底留300mm厚土层由人工挖掘修整。为避免垂直运输降效,降低施工风险,基坑内最后剩余土方采用长臂挖掘机开挖直接外运。

根据施工经验,每层土方开挖高度1.2米,方便挂网喷混。开挖至冠梁下5m后施工第一道锚索,灌浆料达到强度后按照设计要求进行张拉并锁定。锚索张拉完成并验收合格后,继续分层下挖至第二道锚索下0.5m,挖土高度约3m,及时施工第二道锚索及腰梁,灌浆料达到设计强度后及时施加预应力。依次分层开挖至基底,机械距离基底300mm时,剩余土方采用人工清底。下层开挖土方用挖掘机运到上层挖掘机工作平台,接力倒运至最上层拉土车直接外运。

1)根据挖掘机工作性能,挖掘机工作平台一般控制在10~12m左右。为了便于网喷,向下每层开挖高度1.2m,随挖随喷。土方开挖至基坑底后,开挖过程中机械工作平台之间土方的动态坡度按1:1.1~1:1.2比例放坡,整体纵向总坡度按1:4控制。

2)土方开挖过程中机械不能碰撞安装完成的腰梁及锁具。

3)土方开挖采用坑内一台挖掘机倒运,基坑顶部长臂挖掘机直接开挖外运方式开挖。

4)土方开挖过程中如土方施工进度(土方不能顺利外运)不能匹配锚索施工进度,为尽可能提供足够长度锚索施工作业平台,可采取基坑两边拉槽或中间拉槽的方式开挖,但必须保证拉槽后土方横向坡面稳定。

土方开挖过程中,桩间及时喷射混凝土,喷混前在桩间挂钢筋网(φ8钢筋网格间距150×150mm),网片搭接2个网眼300m。钢筋网片与钻孔灌注桩用膨胀螺栓连接(Φ16,L=250mm,锚栓性能等级4.8级),膨胀螺栓打入围护桩内长度不小于130mm,锚栓水平向每桩布置,竖向沿桩1.0米,结构拐角处等不易挂网片的地方可根据现场实际情况加密螺栓。网片与膨胀螺栓采用焊接连接,焊接应牢固。喷射100mm厚的C20混凝土,喷射混凝土采用湿喷工艺。

(1)安装网片及喷射混凝土

1)土钉钢筋端部与Ф16mm通长固定筋焊接牢固,同时双向筋互焊。

2)网片端头应固定牢固,钢筋网搭接300mm。

3)喷射混凝土前应对机械设备、等进行全面检查及试运转,清理受喷面,设好控制喷层厚度的标志。

4)喷混凝土应分段分片依次进行,同一段内喷射顺序应自下而上,段片之间,层与层之间做成450角的斜面,以保证细石混凝土前后搭接牢固,并凝结成整体。

5)喷射混凝土时,喷头与受喷面保持垂直,并保持0.6~1.0m的距离;保持喷射混凝土表面平整,湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。在钢筋部位,应先喷填钢筋后方,然后再喷填钢筋前方,防止在钢筋背面出现空隙。

6)喷射混凝土终凝2小时后,应及时浇水养护,保持其表面湿润。冬期施工时应及时覆盖塑料薄膜及草毡子,以防止喷射混凝土受冻。

(2)喷射混凝土的配合比

水泥:为保证喷射混凝土的凝结时间和与速凝剂有较好的相溶性,应优先采用42.5号以上的普通硅酸盐水泥,所使用的水泥其性能应符合国家现行标准。

砂:为保证喷射混凝土的强度和减少施工操作时的粉尘,以及减少硬化时的收缩裂纹,采用坚硬而耐久的中砂或粗砂,细度模数2.59,含泥量不大于1.8%。

粗骨料:为防止喷射混凝土过程中堵管和减少回弹量,采用粒径5~15mm坚硬耐久的细石。

骨料成分和级配:若使用了碱性速凝剂,砂、石、骨料均不得含有活性二氧化硅,以免产生碱骨料反应,引起混凝土开裂,为使喷射混凝土密实和在输送管道中顺畅,砂石骨料级配应按国家标准控制。

根据施工经验采用湿喷混凝土坍落度为80mm~120mm,施工配合比为水泥∶水:砂∶石∶外加剂=1∶0.46∶2.02∶2.1∶0.04,施工过程中根据现场实际情况进行调整。

4.4.3土方开挖技术保证措施

1)基坑必须自上而下分层、分段、放坡依次开挖,严禁垂直开挖。放坡开挖基坑应随基坑开挖及时刷坡,边坡应平顺,坡度应符合方案要求。

2)基底超挖、扰动、受冻、水浸或发现异物、杂土、淤泥、土质松软及软硬不均等现象时,应做好记录,并会同有关单位研究处理。

3)土方开挖过程中及时进行网喷支护施工,在不稳定土层中(砂层)尽量减少一次性开挖高度,随开挖随支护,开挖过程中若砂层自稳性差应及时回填或采用初喷措施稳固桩间土,保证桩间土体及基坑的稳定性。

4)雨季施工应沿基坑做好挡水台和排水沟,随时检查挡水台完好性。冬季施工应及时用保温材料覆盖喷混、垫层等表面,基底不得受冻。

1)喷头与受喷面保持垂直,均匀地按螺旋轨迹,自下而上,喷砼应与网片形成一体。

2)网片与网片上、下、左、右搭接长度为300mm。

3)严格按喷砼配合比进行用料控制。

4)喷射顺序自下而上,如岩面凸凹不平时,应先喷凹处找平,然后向上喷射,严格控制回弹量。

5)喷射混凝土厚度平整度控制,在每段喷混范围内沿着纵向竖直方向打入若干钢筋,做出标记,并用垂球检查。喷射混凝土达到设计厚度需刮抹修平,修平时应在喷射混凝土初凝时,不得扰动新鲜混凝土的内部结构。

锚索采用3(4/5/6/束)S15.2的钢绞线,锚索钻孔孔径为Φ200mm,锚索采用二次注浆工艺,第一次为常压注浆,第二次为高压注浆。结构回筑时不拆除锚索及腰梁。锚索施工前,应对其影响范围内的地下管线进行复查确认,避免对管线产生影响。锚索施工前应按规范要求进行现场原位极限抗拔试验,针对不同规格的锚索分别试验,每规格锚索孔不少于三个,以验证施工工艺及设计参数。

4.5.1施工工艺流程

锚索孔定位→钻机就位→钻机调试、定位→钻孔并终孔→扫孔并验孔→锚索预制并安放→一次常压注浆→二次高压注浆→养护→安设腰梁及锚头→张拉并锁定→补偿张拉并锁定→封固外锚头

钻孔直径Ф200mm(钻头直径不小于钻孔直径的3mm)。基坑开挖到位后(约锚索孔下方0.5米)。钻机钻孔前由技术人员根据设计要求定出孔位,做好标记。钻机就位后,保持平稳,其立轴应与锚索倾角方向一致,并控制在同一轴线上,用罗盘校准倾角设计值后,方可钻进。砂层中钻进为防止蹋孔,采用套管护壁钻进。钻孔轴线的偏斜率不大于锚杆长度的2%。终孔后,进行孔径、孔深及倾角检查,无误后方可进行下道工序施工,其允许偏差范围为:孔深允许偏差+50mm,孔径允许偏差+5mm,孔距允许偏差+100mm,成孔倾角偏差+5%。

钻进时钻压为3.5~4.5KN;钻速为100~200r/min;冲洗液量为150~200L/min。向钻孔中安放锚索前应将孔内的土屑清洗干净。

4.5.3锚索制造及组装

锚索组成包括钢绞线及其附件。锚索采用1860级φsd=15.2钢绞线。

钢绞线的截取:锚索用的低松弛预应力钢绞线进场时须有供货方的产品质量保证单,并经检验合格后方可使用。截取长度=锚固段长度+自由段长度+张拉段长度,采用砂轮锯切割,钢绞线的下料误差不得大于50mm。将自由段与锚固段分别作出标记。

钢绞线的防腐防锈处理:用钢丝刷除去钢绞线表面的浮锈,对锚索钢绞线自由段进行防锈处理,涂抹防锈剂。

套装隔离层:在锚索自由段套装聚乙烯软管,与锚固体连接处用铅丝绑扎,使自由段不与水泥浆及孔壁间发生粘连,以保证钢绞线自由段能自由伸缩。

锚索安设后进行一次常压注浆,注浆材料选用灰砂比为1:1~1:2,水灰比0.38~0.45的水泥砂浆或水灰比0.4~0.45的水泥浆,水泥采用42.5号普通硅酸盐水泥。注浆材料随拌随用并搅拌均匀,并不得使用初凝后浆液。二次高压注浆宜使用水灰比0.45~0.55的水泥浆。二次高压注浆压力宜控制在2.5~5.0MPa之间,注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后(初凝后)进行。

常压注浆采用砂浆泵将浆液经压浆管输送至孔底,再由孔底返出孔口,待孔口溢出浆液或排气管停止排气时,可停止注浆。

注浆时,宜边灌注边拔出注浆管。但应注意管口应始终处于浆面以下,注浆时应随时活动注浆管,待浆液溢出孔口时全部拔出。

待一次注浆初凝后即可进行二次高压注浆,为了提高浆体的早期强度,可加入适量的早强剂。增强锚固段早期与钢绞线的握裹力,及与围岩体的粘结性能,以便为后续施工提供有利时间和空间。浆体强度检验用的试块每30根锚索不少于一组,每组不少于6块。

4.5.5腰粱及锚头安装

为防止腰梁坠落,隔桩使用2根M25YG2型胀管螺栓将腰梁与围护桩连接牢固。

灌浆完成锚固体强度大于15Mpa(可拆卸锚索锚固体强度大于25Mpa),且强度达到设计强度的75%后方可进行预应力张拉;锚头台座的承压面平整,并与锚索轴线方向垂直,锚索张拉前对张拉设备进行标定。每层锚索按设计图纸施加张拉力。

预应力正式张拉前,应取0.1~0.2Nt的设计张拉荷载,并对其张拉1~2次,使其各部分接触紧密,钢绞线完全平直。其后,分5级进行张拉,锚索张拉至1.05Nt~1.1Nt载荷时,考虑地层松弛及徐变影响,砂性土层持力约10min;粘性土层持力15min后,然后卸荷之锁定荷载设计值进行锁定。锁定后48小时内,若预应力损失10%时,须进行补偿张拉,锁定时注意锚定板受力后不得发生变形,否则应更换锚定板重新张拉锁定;注浆材料达到设计强度时,方可切除外漏的预应力钢绞线,切口位置至外锚具的距离不应小于100mm。锚索施作完毕后,同一类型(标高、长度、地层均相同为同一类型)锚索的试验数量不应少于3根。

锚索成孔、注浆、张拉及锁定作业时应由专人做好锚索施工记录。张拉过程中,按照设计要求张拉荷载分级及观测时间进行,每级加荷等级观测时间内,测读锚头位移不应少于3次。当张拉等级达到设计拉力时,保持10分钟(砂土)至15分钟(粘性土,在观测时间内测读锚头位移)3次,每次测读位移值不大于1mm才算变位趋于稳定,否则继续观察其变位趋于稳定方可。锚索施工达到设计强度后,才可进行下步开挖。

4.5.7锚索施工注意事项

(1)实行分层开挖,随挖随施工锚索,并及时按设计及规范要求施加预应力。

(2)事先在墙面上标出腰梁位置,提前进行腰梁位置处墙面的整平工作,使腰梁及墙面受力均匀。

(3)钢绞线应无损伤,并应调直、除锈,同一孔的钢绞线必须等长,切断后的钢绞线两端应用铁丝捆绑牢固。整盘钢绞线需用钢管、卡扣固定牢固后方能使用。

(4)锚索施工时,必须精确定位,保证其间、排距,倾角,孔底轴线偏斜等在设计规定的范围内。

(5)施加锚索预应力:开挖前准备好合格的张拉预应力的各项装置、仪表,张拉时按设计给出的预加力施加预应力,对施加预应力的油泵压力表需经有资质的检测机构进行标定,并要经常检查油泵装置,使之运行正常;锚索锚固段浆液达到设计许可张拉强度后,方可进行张拉及锁定,并做好施工记录,在进行张拉和锁定时,张拉机械的台座承压面必须平整,并与锚索的轴线方向垂直。锚索施工完成后,外露锚头应用防腐油脂涂封。

排水水源主要是针对基坑内水源及外部环境导致坑内积水而采取的措施。为保护基坑土方开挖过程中的安全,应充分考虑基坑排水,保证基坑排水须贯穿基坑施工始终。

基坑底部采用明沟明渠进行排水:基坑内距围护结构0.5m处设宽0.5m、深0.5m的排水沟,排水沟每隔30m设一个直径为0.8m的集水井,集水井底低于水沟底0.8m,同时保证集水坑深度大于抽水泵的进水阀高度,使地下水流或雨水汇集于积水井内,再用水泵将地下水排到基坑外。集水井内水应随集随排。开挖过程中依据开挖深度及水流情况设置临时排水沟和积水井,现场沿基坑周围外侧设截水沟,做排洪、防水设施,防止雨水、施工用水等侵入基坑。施工过程中必须保证排水顺畅,并随时能将积水井中的水排出坑外。基坑排出的水经沉淀净化后方可排入城市管网井。基坑开挖完成后,用底板集水坑汇水、排水。

4.6.2保证纵坡稳定的措施

开挖过程中的动态坡度按1:1.1~1:1.2比例放坡,辅助采用人工修坡。若纵向纵坡放置时间较长时,可在坡角及易滑移位置打入一定数量的短木桩或角钢,并在坡面上喷射10cm厚C20混凝土保护层。雨期施工等待锚索施工期间的土坡可用塑料布坡体整体覆盖等措施,以防止滑坡。

4.6.3施工材料运输

地面运输:主要采用汽车、汽车起重机、塔吊运输各种材料。碴土采用挖掘机直接装车,自卸汽车装土运至指定弃土地点。弃土每天及时清运。

垂直运输:根据施工需要配备龙门吊、汽车起重机辅助进行材料的垂直运输和支撑体系的吊装工作。

冬季施工措施详见“北京地铁6号线西延工程02合同段冬季施工方案”。

(1)由总工组织项目部相关技术人员进行方案交底。

(2)由工区技术人员对施工班组进行班前技术交底及安全交底。

(3)隐蔽工程验收由工区技术主管、质检员和值班技术员负责完成。首次验收或重要部位施工,工程部质量工程师负责过程监督,总工程师和工程部长参加隐蔽验收。

(4)钻孔桩、土方开挖等各施工工序完成后,由工程部组织各分项工程质量评定验收工作及下道工序的条件验收,对检查验收结果负责;认真填写分项工程质量验收资料,对其真实性、有效性负责。

(5)若分项工程未能达到监理要求的验收标准,质检员有权针对质量不合格部位对分包队伍处以罚款并上报总工程师,由总工程师组织相关人员召开质量问题会议,制定改正办法,严格按处理办法落实。

(1)成立应急救援小组

组长:刘伟强(项目经理)

副组长:苏君哲(常务副经理)

组员:黄铎(技术保障组)

付夏英杰(现场警戒组)

彭征(新闻采访接待组)

队员:罗瑞博、赵有安、苏振忠、姜鹏、刘立东、金鹏鑫、张永斌

(2)应急设备物资配置

项目部针对基坑开挖可能存在或潜在的事故隐患,相应的按要求配备必要的应急物资和设备。

施工工地应急物资有方木、沙袋、水泥、工字钢、架子管、水泵、铁锹、钢筋网片、消防器材等;除配备应急物资外,还应有相应的应急设备:潜水泵、围挡板、警戒材料、注浆设备,喷浆设备,钢筋连接及搭接设备,空压机等。

紧急情况时可能采取地层补偿注浆措施,物资部应和公司机械中心、专业机械租赁公司保持联系,达到随时可调配深孔钻机、双液及单液注浆设备。

5.3.2预防及应急措施

基坑开挖过程中超挖,支撑体系安装不及时,在周边水、土压力作用下,基坑围护结构可能发生变形大和局部失稳,针对本工程设计、施工特点,可能存在以下两种情况:

1)基坑围护结构变形大和局部失稳

预防措施:严格控制围护结构的施工质量;合理安排土体开挖顺序,避免超挖,每层开挖后立即施工锚索;及时监测,对监测数据认真分析;做好桩间土的支护,对坍塌部位及时回填。

出现这种情况主要是因为基坑未能分层开挖、分层支护或一次开挖高度过大,开挖过程中支撑体系安装不及时,出现围护结构变形过大或变形速率过快时,立即采取以下处理措施:

②尽快回填超挖土方或堆土反压等措施。

③详细检查围护结构和支撑受损、变形情况,对变形严重的限区段采取增加预应力锚杆等措施,

⑤对失稳部位的围护桩、支撑进行监控的同时,加强对相邻部位围护桩、锚索及临近地表沉降的监控。

2)基坑开挖引起涌土或坑底隆起失稳

预防措施:基坑周边防止过多超载;围护嵌固深度要满足设计要求。

围护结构未进入不透水层或嵌固深度不足,容易引起土体失稳。对此,采用以下处理措施:

①立即停止基坑内挖土,必要时可进行基坑堆料反压。

②如基坑开挖后,立即钎探、验槽,及时施做坑底混凝土垫层。

③对基底实施注浆加固。

(2)围护结构渗漏、涌水、涌砂处理措施

围护结构一旦封闭不严,开挖中极易出现渗漏、涌水、涌砂现象,给基坑内正常作业带来影响,严重时可引起基坑外土层失稳,造成地面塌陷事故。

施工时加强对围护结构表面的观察,看有无渗漏现象,若有,需引起重视,及时处理。定期观测水位观测井的水位,掌握降水变化情况。准备好应急物资,施工出现涌水时,要保证只流水而不流砂,尽可能预防涌水、涌砂现象的发生。

施工过程中若发现围护结构有渗漏、涌水、涌砂现象,必须及时查明原因采取措施进行封堵,避免造成严重后果。根据不同情况可按如下措施处理:

①渗水量较小、不影响施工也不影响周遍环境的情况,可采用基坑里设排水沟排水的方法保持坑内正常作业,对渗漏处进行疏导、引流,压注水泥浆或化学浆液进行防渗堵漏。

②对渗漏较为严重的,出现涌水、涌砂情况,立即采用草袋封堵涌水、涌砂部位,以减免砂层流失量,同时清理整平基面,快速安装预先准备的封堵钢板,用膨胀螺丝固定,通过预留钢管引排水,周边用刚性防水砂浆填塞封堵,达到强度后通过钢管注浆进行彻底封闭。

(3)地表沉降过大的预防处理措施

根据本工程周边情况,基坑周边没有地上建筑物,地表监测点的沉降直接反应基坑边土体的稳定性,地表沉降过大时应采取措施。

开挖前,严格按照图纸要求在基坑周边布置地表监测点,施工过程中加强对监测点的观测,如发现异常,应立即停止开挖并及时分析原因,必要时针对性的采取注浆或其他方法进行加固,并根据监测结果及时调整施工参数。

②对开挖影响范围内的周边土体采取注浆等措施进行加固,提高地层的承载能力或调整其变形;

③组织有关技术人员查找地表沉降过大的原因,并及时消除导致因素;

④加强监测频率、强化监测措施和要求;

⑤继续优化基坑开挖、支护施工参数和工艺。

对开挖后工程地质与水文地质的观察记录;支护裂隙和拱架支护形态的观察描述;邻近建(构)筑物及地面的变形、裂缝等的观察描述

全过程,1次/天,情况异常时,加密监测频率。

基坑深度1~2倍距离范围内建筑物;在建筑物的四周(拐角)上,高低悬殊或新旧建筑物连接处、伸缩缝、沉降缝和不同埋深基础两侧,每栋建筑物上不宜少于4个沉降点。

基坑深度1~2倍距离范围内建筑物

基坑深度1倍距离范围;重要管线及管线接头;沿管线延伸方向每5~15m布置1个沉降测点

基坑四周距基坑边10m范围内沿基坑边设2排测点,排距3~8m点距5~10m

H≤5m,1次/3天;

5m﹤h≤10m,1次/2天10m﹤h≤15m,1次/天;H﹥15m,2次/天

(2)基坑开挖完成后:

7~15天,1次/2天;15~30天,1次/3天;30天以后,1次/1周;稳定后,1次/1月。出现异常时增大检测频率。

沿基坑长边设置3~4个主测断面,断面在基坑两侧的桩顶设点。

沿基坑长边设置3~4个主测断面,断面在基坑两侧的桩顶设点。

0.02mm/0.5m

沿基坑长边设置3~4个主测断面,(与桩顶监测点同断面)

应力计、轴力计、频率接收仪

沿基坑长边每40m设一组,短边中点设一组,测点与桩顶水平位移处于同一断面

各监测项目的监测方法详见“北京地铁6号线西延工程02合同段监测实施方案”。

5.4.3监控量测控制指标

(1)基坑侧壁安全等级为一级,基坑变形控制保护等级为一级。

地表沉降:地面最大沉降量小于等于0.15%H且小于30mm脚手架(专项施工方案样板),即地面沉降最大沉降量25mm。

(2)围护结构水平位移及顶部沉降

围护结构最大水平位移:小于等于0.2%H且小于30mm,即围护结构最大水平位移30mm;允许沉降控制值10mm,位移平均速率控制值1mm/d,位移最大速率控制值1mm/d;

(3)锚索轴力:实测轴力/设计轴力小于0.7,安全;实测轴力/设计轴力大于等于0.7小于0.85,黄色预警;实测轴力/设计轴力大于等于0.85小于1,橙色预警;实测轴力/设计轴力大于1,红色预警;

某项目场平大型土石方工程施工方案5.4.4监测反馈程序

详见“北京地铁6号线西延工程02合同段监测实施方案”中9.2的内容。

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