地铁某站土方开挖安全专项施工方案

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地铁某站土方开挖安全专项施工方案

(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,及时转入车站主体混凝土结构的施工,尽量减小基坑基底的暴露时间。

GB/T 9966.2-2020 天然石材试验方法 第2部分:干燥、水饱和、冻融循环后弯曲强度试验(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

①开挖土体至第一道支撑位置下反0.5m处架设第一道支撑。

②土体往下继续开挖4m时,架设下二道支撑。

③土体往下继续开挖3.85m时架设下三道支撑。

④再往下开挖3.5m时架设第四道支撑。

⑤向下继续开挖2.25m深达到基坑底部。

⑥最后剩余0.3m厚的土方由人工进行开挖、找平。

①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。

②在基坑底2台0.3方小挖掘机的配合下,利用2台18m长臂挖掘机分布在基坑边,从钢支撑间隙中直接取土。

③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8h,因土方开挖时正值雨期,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。

④每步开挖深度为支撑下0.5m,钢支撑安装在钢制三角托架上。

⑤支撑的架设采用10t龙门吊组装并安放。

(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15d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工垫层,接地系统等预埋,长度不能超过6m。

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2cm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,16h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。

13)雨期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。冬期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。

(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,护栏采用脚手管进行搭设,护栏高1.5m,挂密眼安全网,护栏立杆同压顶梁预埋钢筋

6)基坑内的给排水管线应将管道内水排除干净在进行土方开挖施工。

7)基坑开挖过程中,及时进行地质描述,做好开挖记录,当地质情况变化并与设计不符时,应立即报监理工程师和设计人员,及时调整施工方法。

8)密切监测基坑周围水位线的变化,当发现问题时及时采取措施以减小基坑降水对周围建筑物的影响。其具体措施详见基坑降水。

9)施工中各工序应以测量监测为指导,根据水位变化,地连墙位移,轴力计的大小,基底反弹量等数据调整施工方法

10)施工挖土时注意对大口井的保护,制作特制的方帽盖在大口井上防止杂物落入水中。

11)因支撑不总是与地连墙垂直所以支撑端头与地连墙之间的空隙,用钢楔子备死,再用砂浆或细石混凝土灌满。

1)钢支撑:按设计要求支撑钢管采用直径为609mm,壁厚16mm的焊接钢管,为了使支撑钢管在以后的施工中能够得到再利用,并能满足施工长度的需要,本车站的支撑钢管的长度分为6m、2m、1m、0.2m和活动调节头四种形式规格进行拼装,组合成各种长度的钢支撑。采用法兰板进行扣接,各部位钢支撑的组成形式详见表8。

表8钢支撑组成形式统计表

活节长度(1.45~1.65)

2)支撑设备:采用YCW50A型和YCW100B型千斤顶对支撑钢管施加预压力,千斤顶外直径18cm,内直径12cm,行程200mm,最大顶力100t,施工前将油泵与千斤组对进行标定,标定出不同油泵与千斤产生的100、200~900t顶力对应的油表兆帕值,施工时使用内差法设定设计的压力。制作固定千斤顶的吊架,固定千斤顶吊架架立在调节头上,采用龙门吊车进行支撑钢管的吊装施工。

3)横撑长度调节端头:横撑长度调节端头采用套管的形式,主要构造形式为内外活头相互套在一起,利用钢管的伸拉调节支撑钢管的长度。外套管为设计的支撑钢管,内设加固肋板。内活头为两根28号槽钢与加固端头组合而成。在支撑钢管的两侧各设一个用于预压力千斤顶的作用点。

4)斜撑支架:在端头井处围护结构的支撑设计为斜向支撑,支撑角度为45°。为保证支撑钢管的端头为直角形式,在支撑端头处设三角钢蹬角,(其构造形式参见图3)。三角钢蹬角与地连墙中预埋的钢板满焊。预埋时保证位置的准确。

图3斜撑三角支架示意图

5)地铁支撑调节制作质量要求:

本支撑调节头材料选用A3、325号钢板加工,全部通过焊接形成一个整体。

钢管加工时,卷管方向与钢板压沿方向一致。钢管焊接形式为单面埋弧焊,其他部位为电弧焊。

钢管加工时,钢板竖向拼口的边缘部分,应采取相应的技术措施(采用胎具压制成型等方法)避免出现鸡心现象,保证钢管的圆度。

调节头同支撑钢管相互组装后的质量应符合以下要求:

管端不平度:小于0.3mm。

钢管端部的法兰可用气割成型,但是成型后的法兰表面应光滑平整,以保证钢管的拼接质量。而且保证切割后的法兰边口整齐,无明显的锯齿现象。

所有构件需在焊缝检查合格后(包括焊缝药皮的清除等)。在进行外防腐处理。钢管外防腐处理为,涂刷两层防锈漆。

钢支撑采用M24螺栓连接带平垫全和弹簧垫圈。

1)当挖掘机开挖至设计标高时及时组织测量人员施放钢支撑的点位,剔出墙体上的预埋钢板,焊接托架,托架采用两块150mm×250mm×10mm的钢板,托架与预埋钢板双面焊接,托架一定要准确定位,利用托架控制支撑的水平位置与高程。

2)龙门吊吊运支撑钢管(支撑钢管在吊运之前在加工场就地安装),加工场拟设在龙门吊轨道中心主体未开挖的部分。

3)在设计开挖底面铺设20cm厚方木,龙门吊将钢支撑吊运至地连墙焊接的角铁支架上。

4)在支撑钢管长度调节端头上两侧各设一台千斤顶,千斤顶两端均顶在长度调节端头上,然后对钢支撑施加预加力(预加力值参见表9),预加力的操作顺序为:

校核计量器具→安装千斤顶与油泵→校正顶作用点是否与支撑同心→施加应力→静停→超加5%应力→丈量尺寸→下料穿支撑铁钢楔→回顶。

100%时的预加力/t

5)预压力施加值:本工程各道支撑的最大设计轴力在工程施工设计图中已经给出,其各道支撑的预加力值按设计轴力的40%~60%施加。为保证安全起见除第一道撑按100%施加预压力外,其他支撑均施加70%的预应力,考虑到铁热张冷缩的特点,现场操作人员在进行预加力施加时要按安装时的气温灵活掌握,当气温温度低时预加力要小些,气温温度高时预加力要大些。安装时间宜选择在每日的平均气温时刻,以往地铁施工中的第一道支撑在第二道支撑好以后由于受力体系发生变化,第一道钢支撑受力变小,支撑松动脱落现象时有发生,因此准备在地连墙压顶梁预埋钢环,钢环吊钢筋兜住第一道钢支撑,防止坠落伤人,且第一道支撑施加的应力宜较小,第二道支撑好及时量测钢支撑长度,并观测地连墙的变形情况,如变小应二次施加应力。因各车站土质及周遍情况不尽相同,预压力的施加值也不能绝对固定,也不能照抄照办搬其他地方的数据。所以支撑预加应力应根据现场测量的地连墙变形与支撑轴力计的数值的变化,不断总结摸索与调整,随时观测钢支撑内力。刚开始施工没有经验的时候宜采用较大的预压力值。

6)考虑到地连墙的同轴作用,因此同一地连墙的两道钢支撑宜同时施加应力,既每挖出一片地连墙位置的土方立即施加预压力再进行后续的土方开挖,防止地连墙发生扭转。

7)标准段第三道撑与端头井第四道撑设计轴力超过200t,因基坑的钢支撑多等于或大于20m且未设格构柱,钢支撑长度比较大,稳定性差,为了安全起见拟在第三道撑下加一道钢支撑。

8)龙门吊技术参数由生产厂家提供。

外运弃土弃于业主或本市淤泥排放单位指定的弃土场。根据施工安排,基坑开挖施工分阶段进行,弃土只能在业主和市政交通管理部门允许的时间内进行外运,以防堵塞交通和影响市容。

为保证运输过程不影响市容清洁,对敏感的扬尘和泥水问题要做好安排,切实地解决,防止运输车辆漏、掉泥土,对运输车辆严格按照市散体物料运输车的标准进行改造,实施过程中,还需针对目前淤泥运输存在的一些问题,提出改进方案,争取很好地解决这个问题。一是车斗斗门必须严密,防止漏泥;二是严格限制装土高度;三是对流状泥土必须晾晒后再装运,严禁泥浆和泥土混装;在运输车辆出施工区域前,将车辆用高压水在洗车槽冲洗干净,同时加强职工教育,使整个外运弃土工作在文明施工的指导下井然有序的进行。运输车辆进出施工现场路口,设专人统一指挥,及时疏散行人和交通车辆,在保障市内交通顺畅的同时,确保外运弃土工作的顺利进行。运输车辆驶出施工现场。

支撑的拆除采用天车并配合千斤进行,首先由天车将支撑钢管吊住,绳扣要拉紧但不得用力,然后采用千斤对支撑钢管施加顶力,其顶力为支设时的顶力值,再采用气割的方法将顶铁割掉,最后由天车将支撑钢管运走。箱体内替换后支撑的拆除采用倒链进行,用碗扣支撑架搭设立柱上部设30号工字钢横梁,用倒链拉紧支撑钢管后拆除顶铁,落地后分段用天车运出箱体。

(2)支撑拆除时间的控制

第四道支撑的拆除时间为:在底板基础混凝土施工完成后,且在其强度达到设计强度的70%以上时进行。

依据设计变更,在站台层侧墙施工时增加混凝土临时支撑,完成后且达到设计强度的70%以上时,拆除第三道支撑。在总体结构构造中,由于在站厅层的3~10和19~27号桩位处一侧设计有一条人行通道,故形成站台层一侧墙体与围护结构相距2.25m和2.15m的距离,增加的混凝土支撑将支撑在无任何后背作用力的侧墙上,同时也不能起到支撑围护结构的作用,因此拟在支撑位置侧墙与围护结构之间再设一道支撑梁,此支撑梁采用C30混凝土构造,其尺寸应由设计给定。

当站台层顶板结构施工完成后且达到设计强度的70%以上时进行第二道支撑的拆除。

4)第一、第三道支撑的拆除

当站厅顶板结构施工完成后进行顶部防水结构与抗浮梁施工,顶板结构达到设计强度以后,拆除第一及第三道支撑。

降雨对深基坑开挖特别是基坑边坡稳定、基坑降水影响很大,因此尽量避开雨期进行深基坑土方开挖施工。虽然根据多年降水可以摸索出降水大致规律,但四季变化无常,必须未雨绸缪,才能防患于未然,对于雨期我们采取以下措施:

1)天气预报工作,设专人负责与气象站联系,及时收集气象站的气象信息,反馈到施工现场指导施工,做好预防措施准备工作。

2)根据整个施工作业面具体情况,现场地势较周围市政道路高10~50cm,基坑两侧设2条辅道,规划设计由管道收水系统,排水明沟,天车暗轨沟等组成的排水管网,并通过6个引出口与市政管网联为一体(每个引出口设沉淀池),即使遭遇多年不遇的降雨,雨水可以很快汇集到排水管网,流入市政管网排走,保证施工现场及周围无积水。

3)在施工主体基坑压顶梁时,沿压顶梁的靠基坑一侧从顶部向上浇注40cm高挡水围埝,防止道路积水流入基坑(与压顶梁同时浇注)。

4)准备足够的防汛抽水机具,防止突发事故的发生,作好充分准备。

5)基坑内的集水井、排水沟满足排水要求,并及时安排人修整,保持良好的使用性能。

6)准备足够用的厚塑料布与彩条布及尼龙袋,当开挖深基坑土方时遭遇较大降雨,基坑开挖土方应立即停止,底部用苫盖塑料布覆盖防止雨水浸泡基底,防止造成基底弹软,在上坡角和下坡角处堆压填满土的尼龙袋,形成土坝防止滑坡,并在坡角前做水窝子,用4寸大扬程污水泵及时抽水,防止雨水汇入基底。一旦开挖面形成滑坡,对于深基坑势必造成很大危害,后果不堪设想。

7)基坑开挖时应准备好塑料导流管,化学堵漏剂等,一旦遇大雨地连墙有漏水现象可尽快处理

2.雨期安全与文明施工措施

1)使用安全合格的用电设备及配电装置,布线时实行三相五线制,三级保护两级控制,实行一机一闸,对所有使用中的电器设备及线路进行检查,确保漏电保护装置的灵敏有效动作,并认真如实填写检查记录。对不符合要求的用电设备及线路应立即退出使用,并按规定整改。重点检查线路的接头部位的绝缘性,防止漏电伤人。

2)电焊工,电工,水泵操作工等均应穿戴齐全安全防护用品如绝缘胶鞋及绝缘手套,且接受过安全生产相关的培训或教育。

3)工地周围派专人清扫道路上的泥土并清除进出车辆上的泥土。

4)雷雨天气所有人员不得施工。

5)北方地区雷雨较多,阴雨天气应避免站在大树及旗杆、天车下,避免雷击事故发生。

6)工地雨水排入市政管网之前必须经沉淀池沉淀。

7)工地抽水设备有专人操作,防止发生意外。

8)昼夜设两名电工值班,严禁施工人员私自接线

9)工地内的坡道,台阶,爬梯等应清扫干净,防止发生滑落。

10)工地出入口设洗车槽,派专人清洗

11)设警示牌或围栏在坑槽边,防止滑入。

12)压顶梁上严禁放任何物体,防止坠物伤人。

1寸潜水泵80台(大口井施工制作完毕后进场)

15mm×15mm×600mm方木40根

方法:基坑内侧注浆堵漏方法。

预埋注浆嘴:手动注浆泵(暖气打压泵即可)

(1)在漏水部位凿毛成凹槽,清洁整理。

(2)用双快速凝水泥或其他速凝成型水泥,预埋引流注浆管。

(3)用手压泵注浆,将水溶性聚氨酯漏剂注入注浆管,直到压不进,随即关闭阀门。

方法:基坑外侧(1)双液速凝注浆方法;(2)旋喷桩。

方法(1):双液速凝注浆方法

材料:水玻璃模数2.7~3.3;稀释到25玻美度

主要机械:地质钻机、液压注浆泵、搅拌桶

施工流程:水泥浆水灰比0.5、注浆孔不要离漏洞太远,又不能太近,一般距离为1~2m,孔距1m。注浆段在缺口上下1~2m范围内最佳,采用上板式一次性足量连续快速灌浆。

注浆工艺流程,见图4:

TBJWA 001-2021 健康直饮水水质标准.pdf方法(2):旋喷桩双重管法

配合比:(1)水泥︰水︰水玻璃︰三乙醇胺=1︰0.60︰2%︰0.05%

(2)水泥︰水︰三乙醇胺=1︰0.60︰0.05%

3.墙身发生变形的处理:

如地连墙发生墙体位移,或支撑轴力超过预警值,则要利用现场的备用应急支撑(以组装完毕)及时加撑防止整个支撑体系破坏。

4.如地下管线发生沉降达到预警值,则需要对管线进行注浆加固。

七、设备与劳动力计划表

(1)主要设备CECS28:2012《钢管混凝土结构技术规程》.pdf,见表10

(2)主要劳动力,见表11

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