风井深基坑开挖设计方案

1 风井深基坑开挖 设计方案 程概述 南洲站 沥滘站区间起于工业大道末端南洲站，向东南延伸，中间途径南环立交，穿越沥滘水道、沥滘村。区间沿线地形平坦，地面高程为 滘村沿线密布建筑物群。中间风井（兼盾构吊出井）位于南环立交南侧的绿化带内，东南侧为长江百货商业城，占用施工场地面积 6584 ，场地占用时间约为 22 个月，施工场地范围内无管线，无需交通疏解。 中间风井基坑距离南环立交桥桩最小距离约 30m，南环立交桩基 1500孔桩，桩长约 1525m。 区间中部设置一个中间风井（兼盾构 吊出井）， 2#联络通道（兼废水泵房）与中间风井合建。 中间风井（兼盾构吊出井）中心里程 基坑平面尺寸为 22.8 x 度 井位于线路直线段上。中间风井西侧和南侧各设置 1 个敞口风亭，西侧风亭平面尺寸 17 x 深 井东侧设置1 个排风井和 1 个新风井，新风道基坑平面尺寸 深 间风井考虑预留双洞大断面暗挖折返线施工条件。 风井基坑设置八道支撑 ，全部为混凝土支撑，第一道支撑采用 600 800 的混凝土支撑，第二道支撑采用至第七支撑为 800 1000 混凝土支撑，间距分别为 风道设置两道支撑，第一道支撑采用混凝土支撑，第二道采用钢支撑。 中间风井场地布 2江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 2 办 公 室 、 宿 舍 楼车 棚职工饭堂生活用水区走廊门卫三级沉淀池深1 1 8 标 南 沥 区 间 中 间 风 井 施 工 平 面 布 置 图三级沉淀池洗车槽办公室花坛花坛门卫花坛花坛钢筋加工区模板支架堆放区水 中间风井平面布置图 2要工程数量 支撑体系土方工程的主要工程量见表 2 表 2中间风井主要工程数量表 序号 名 称 单位 数量 备注 1 中间风井及 附 属工程 量 土方开挖外运 5137 2 土方回填 737 3 混 凝 土 冠梁 4 腰梁 5 压顶梁 6 混凝土 支撑 7 混凝土 8 钢支撑 T 冠梁、钢筋混凝土支撑及腰梁： 凝土，保护层厚度 30 程地质及水文地质 3 程地质 1、地形地貌 中 间风井位于长江交易场北门草坪里、南环高速公路旁、较窄路面四通八达，交通繁忙，地势平旦，标高为 左右的草坪。 2、岩土分层及其特性 根据广佛线 18 标南洲站 结合静力触探及标贯试验成果，按其成因类型、土层结构及其性状特征如下： 人工填土层（ 杂填土：杂色、棕红色、黄绿色、灰褐色、灰白色、松散 填土的组成物主要为人工堆积的粉质粘土和中细砂石垫层；杂填土混杂瓦片、砖块和混凝土碎块等建筑垃圾， 为混凝土、沥青路面，以 下多为粘性土，局部耕植土，场地内普遍分布。 淤泥或淤泥质土（ 灰、深灰色，软塑 流塑，粘性强，滑腻，粘手，难成形，略具臭味，含朽木及贝壳，局部含粉细砂及夹薄层粉细砂。主要分布于珠江两岸人工填土下，为特殊地质；层厚 。 淤泥或淤泥质土（ 深灰色，以粉细砂层为主，局部为中砂，含约 2030淤泥或淤泥质成分，松散、饱和、有泌水现象，局部地段为淤泥或淤泥质砂互层状分布。沿线普遍分布于淤泥质土下部为特殊地质。 冲积层 由冲击、洪积作用而形成，主要为细沙，含少量粉砂，灰白色、灰色、浅黄色，松散 中密，饱和，含沾粒，颗粒较均匀，级配差。分布广泛连续，厚度大，多与冲洪积土层呈现相间分布；层厚 。 冲积层 由冲击、洪积作用而形成，主要为中沙，其次为细沙、粗砂、砾砂，灰白色、灰色，松散 中密，饱和，局部含砾石，含沾粒，颗粒较均匀，级配差。分布不连续，多与冲洪积土层呈现相间分布；层厚 。 粉质粘土：灰褐色，棕红色，可塑，局部硬塑。冲积 粘粒为珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 4 主 ，质较纯，为中等压缩性土层。局部含砾砂。在局部为稍密状粉土；层厚 。 粉质粘土：灰黑色，深灰色，软塑 和。河湖相沉积，含腐植物（有机质、朽木），胃臭。以粉粘粒为主，质较纯，局部含少量细、中砂，间夹薄层中细砂，干燥收缩。 4、残积土层（ 由砾岩、泥质粉砂层、粉砂质泥层、粉砂岩残积作用而形成的粉质粘土、粉土组成；粉质粘土以粘粒为主，粘性较强；粉土以沙粒为主；棕褐色，湿 稍湿；含砾岩、中沙、细沙，根据粉质粘土的塑性状态和粉土的密实度，分为 和 二个亚层。 可塑状态的粉质粘土以及呈稍密状的粉土；棕红色，以粘粒为主，含较多粉细砂及少量亚圆状的中粗砂、砾石，大部分钻孔揭露。 硬塑 坚硬状态的粉质粘土以及呈中密 密实状的粉土：棕红色，以粉粒为主，含较多粉细砂，及亚圆状的少量中粗砂，砾石，该层偶夹全风化或强风化岩块；层 。 全风化泥质粉砂岩、砾岩 棕红色、深红色；岩石已风化成土柱状或土块状，呈坚岩状；岩石组织结构基本破坏，但结构尚可辨认；岩石碎屑物主要为泥质、粉砂质，局部夹强风化岩块。岩石全风化在可挖性方面属于土层。 全风化泥质 粉砂岩、砾岩 棕红色或褐红色，岩石组织结构已大部分破坏，但原岩层结构尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化；风化裂隙很发育，岩体破碎，泥质胶结为主，岩心破碎，呈半岩半土状，局部呈短柱状及碎块状；岩质极软，锤击声沉；夹全风化、中风化、微风化薄层；层厚 。 主要为棕红色或褐红色的泥质粉砂岩、粉砂岩 棕红色或褐红色、砾状，粉粒状结构，中层层状结构，岩石组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，见裂隙多被方解石脉充填胶结；泥质、钙质胶结，胶结一般，砾岩砾石成分以砂岩或灰岩为主，呈次棱角状，岩芯较完整，以短 柱状 质稍硬，岩石完整性指标（ 般 70 。 5 微风化泥质粉砂岩、粉砂岩 棕褐色或褐红色，砾状、粉粒结构，块状结构，矿物成分基本未变化，见少量风化裂隙，被灰白色方解石脉充填胶结；砾岩中砾石成分以砾岩或灰岩为主，呈亚圆 质、钙质胶结为主，胶结良好，岩心完整，以长柱状为主（节长 10分可达 35;岩质致密、坚硬、锤击声响；微风化岩层局部夹强，中风化岩层。岩石完整性指标（ 90；层厚 。 文地质 本区间地下水有两种类型：一、第四系松散层和全风化带潜水型孔隙水，二是基岩强 (1)、第四系孔隙含水层 具有水力联系第四系松散层的孔隙水，主要赋存于第四系的杂填土层 、淤泥质砂及冲洪积砂层中，地下水埋深 0 饱水层，根据抽水试验，本层水量较丰富，由大气降雨及珠江水补给。 (2)、基岩裂隙水 主要分布在风化裂隙发育的岩石强风化带 和中风化带 。为承压型或微承压型裂隙含水层，地下水埋深随基岩面起伏而不同，由于岩性及裂隙发育程度的差异，其富水 程度与渗透性也不尽相同，其渗透性受基岩裂隙发育程度影响，具有一定的随机性， 局部裂隙发育，裂隙连通性较好，渗透性较强，致使地下水的渗透性在空间分布上的差异较大。局部含水层顶板距上部的砂层较近， 具有一定的水力联系。 地下水对混凝土结构具侵蚀性 钢筋混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性，对钢结构具中腐蚀性。 良地质和特殊地质 1）岩石软化 风井岩层的岩性主要泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，以泥质胶为主，根据详细勘察资料其软化系数为 因其全风化带和强风化带的岩层剧烈风化成粉质粘土、 粉土和砂土，遇水易软化，在空气中暴露时间过长会风干开裂破碎，在地下水浸泡后易失稳。在施工中应给予重视。 2）岩体风化的不均一性 珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 6 本区间的基岩风化带具软硬夹层特性，即在岩层中、微风化带中夹有软弱的全、强风化透镜体等，软弱透镜体强度低，裂隙发育，开挖易渗水。施工应给与予重视。 3）砂层 根据勘测结果，本场地内层状砂层分布广泛，厚度达 层密实度较差，富水性较强，稳定性差，对施工的设计、施工影响较大。 4）软土 本场地分布有大量淤泥质土（ 、 地层）及淤泥质砂（ ），具有软土的特性，由于淤泥质土层强度较低，稳定性差。在施工中应给予注意。 三、中间风井特点、重难点分析及对策 程特点 1、施工安全文明和环境保护要求高 风井南侧是长江交易城 ， 白天车流量大； 东 、西侧是园林绿化草坪 ； 北侧是南环立交桥，离基坑最短距离 20m， 施工期间安全文明和环境保护要求较高。 2、水文地质条件较复杂 场地存在特殊土和不良地质，主要表现在以下几点： 1）人工 填土：本场地内普遍分布，主要为 杂填土 。 2） 软土：淤泥 质粘土 ，承载力低， 呈灰黑色，流塑状态 。 3） 残积土： 砾岩泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉 砂岩残积而成 ， 含有较多的砂质、砾石 ， 粘性较强。 4）砂层 ：本场地分布的砂层富含地下水，结构松散，施工开挖中极易坍塌。 5）液化土层： 层、 层，在度地震烈度的情况下，会产生液化。 3、 深基坑开挖对周边影响 风井由于挖方大、深度大，这必然给土体中原有天然应力造成了破坏，使周围环境沉降、支护结构的稳定受到影响，所以质量要求高、工期要求紧。 程重难点分析及对策 下渗漏水及暴雨的防护是本工程的重点 广州降暴雨的概率及雨量都较大，地下渗漏水及暴雨的疏排对深基坑明挖施工风井的影 响较大，在施工过程中需采取以下措施确保基坑安全： 7 1、场地地面要控制好标高和平面坡度，做到排水畅通无积水。并现场布设连续、顺畅的排水系统，合理组织排水。利用排水沟将生活污水、地面雨水、基坑内排水汇集到沉淀池，经沉淀后排入市政排水设施。 2、风井基坑的周边设防淹挡墙，作为通常情况下的挡水设施；配备足够数量的编织袋，防止地面水大量流入基坑；配备足够泥浆泵，用于排除积水；施工现场仓库配备备用的潜水泵，泥浆泵；及时获取天气信息，预先作好准备工作；在现场进行平面布置时，考虑适当加大明排系统的能力，并加强管理保持其畅通 。 井深基坑稳定性控制是本工程的重点 基底标高为 离地面 深基坑开挖，设置了八道混凝土支撑；风井采用连续墙围护，附属结构及连续墙接缝采用搅拌桩 +双管旋喷桩加固。施工过程中应加强监测，保证稳定性、质量及安全性。 对策： 针对开挖过程中，可能潜在影响深基坑边坡稳定性的因素，采取以下防治措施： （ 1）协同设计院做好风井围护结构设计，并严格实施。 （ 2）做好施工监测以此控制好施工进度，根据风井地质情况及周边环境保护要求，风井主体基坑保护等级为一级，基坑重要性系数 （ 3）基坑开挖过程中，围护结构周围堆载不得大于 20 （ 4）八道支撑全部采用混凝土支撑。 （ 5）基坑应竖向分层、对称平衡开挖，先挖基坑中间土，再挖基坑周边土。 （ 6）开挖过程中发现连续墙渗漏时应及时注浆、堵漏等措施。 井软土层、岩层开挖的重难点控制 风井地质复杂，软土层主要为 、 淤泥或淤泥质土、 粉细砂、 中砂、 砂层粘土；岩层主要为中、微风化岩，中风化、微风化较深，土方开挖难度大。 对策： 1、基坑开挖阶段，严格进行分层、对称平衡开挖，以减小围护 结构的变形。 2、遇到中、微风化岩层，采用有效的控制爆破技术，减少振动与降低噪音，达到良好的成形效果是开挖的基本要求。采用光面爆破，根据地质条件，开挖断面、开挖进尺、爆破器材、振速要求等条件编制爆破设计方案，如需爆破，内容详见爆珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 8 破专项方案。 水崩解的地层中深基坑安全施工 (1)原因分析 施工区域存在崩解的全、强风化岩层，而且厚度较大，开挖过程如果遇水浸泡，全、强风化岩迅速软化呈泥浆状，易造成地基承载力急剧下降，引起基坑变形等。 (2)对策 1）保证围护结构地下连续墙的施工质量和支撑架设质 量，支撑浇筑严格按设计要求进行。 2）土石方开挖遵循纵向分段、竖向分层、横向分块、随挖随撑、限时对称的原则，充分利用时空效应原理，加强监控测量工作，及时掌握地表下沉、墙顶位移、建筑物沉降等情况，以便适时采取应急措施，做到信息化施工。 3）做好对水的处理，包括地面的防洪及基坑内降排水，并加强施工过程中地下水位的观测。 4）基坑开挖前先做好基坑四周排水系统，并保持畅通，以免地表水流入基坑。基坑开挖过程中设置临时集水井抽排积水，基坑开挖到底时，快速施做混凝土垫层封底。 5）加强施工现场安全管理工作，做好基坑防护 栏、防护网、警示牌等安全防护措施。 6）制定基坑施工安全应急预案，现场备足砂袋、大功率抽水机、注浆材料等应急设备和物资。 四、施工总体筹划 工组织机构 加强施工现场管理，建立强有力的管理组织机构，从施工技术、施工安全、施工现场、施工内业资料上监督管理、组织现场施工。 见 图 4项目组织与管理结构图 广州地铁广佛线 18 标段项目经理部 项目经理 9 图 4项目组织与管理结构图 工管理目标 创“广州市安全文明施工样板工地 ”, 杜绝发生因公死亡事故、重大治安事故、重大机械事故、重大交通事故及重大火 灾事故；重伤率控制在 轻伤事故控制在 5以下。 严格执行国家、广东省及广州市地铁安全文明施工的最新管理办法。 施工现场文明有序，与周边环境协调一致，对噪音、振动、废水、废气和固体废料全面控制。 期安排 先施工中间风井围护结构连续墙，之后进行基坑土方开挖，基坑开挖施工拟于2012 年 8 月 20 日开工， 2012 年 12 月 25 日完工，各段施工情况分析如下： 1、明挖结构土方开挖及支撑架设 明挖主体结构基坑开挖施工，根据在围蔽内的临时弃土场容量进行施工进度控珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 10 制。施工场地内临时弃土场面积为 300照堆 高 临时堆土量为 700 2、桁吊出土 中间风井长 设 1 台 10T 跨度 桁吊，单边悬臂长 4米，带 1 个 10t 的双胞胎电动葫芦，提升最大速度为 14 米 /秒；现场准备 3 个土斗，每斗按 3m容量。 3、施工进度如下。 第一序土方开挖施工： 2012 年 8 月 20 日 2012 年 8 月 21 日；（ 1 天） 冠梁及第一道混凝土支撑施工： 2012 年 8 月 21 日 2012 年 8 月 28 日；（ 9 天）第二序土方开挖施工： 2012 年 8 月 28 日 2012 年 8 月 31 日；（ 3 天） 第二道混凝土腰梁及第二道混凝 土支撑： 2012 年 9 月 1 日 2012 年 9 月 8 日； （ 9 天） 第三序土方开挖施工： 2012 年 9 月 9 日 2012 年 9 月 13 日；（ 4 天） 第三道混凝土腰梁及第三道混凝土支撑： 2012 年 9 月 13 日 2012 年 9 月 21 日；（ 9 天） 第四序土方开挖施工： 2012 年 9 月 21 日 2012 年 9 月 24 日；（ 4 天） 第四道混凝土腰梁及第四道混凝土支撑： 2012 年 9 月 24 日 2012 年 10 月 2 日；（ 9 天） 第五序土方开挖施工： 2012 年 10 月 2 日 2012 年 10 月 5 日；（ 4 天） 第五道混凝土腰梁及第五道混凝土支撑： 2012 年 10 月 6 日 2012 年 10 月 15日；（ 9 天） 第六序土方开挖施工： 2012 年 10 月 16 日 2012 年 10 月 23 日；（ 7 天） 第六道混凝土腰梁及第六道混凝土支撑： 2012 年 10 月 24 日 2012 年 11 月 2日；（ 9 天） 第七序土方开挖施工： 2012 年 11 月 3 日 2012 年 11 月 12 日；（ 9 天） 第七道混凝土腰梁及第七道混凝土支撑： 2012 年 11 月 13 日 2012 年 11 月 22日；（ 9 天） 第八序土方开挖施工： 2012 年 11 月 23 日 2012 年 12 月 3 日；（ 10 天） 第八道混凝土腰梁及第八道混凝土支撑： 2012 年 12 月 4 日 2012 年 11 月 13日；（ 9 天） 11 第九序土方开挖至基底： 2012 年 12 月 14 日 2012 年 12 月 25 日；（ 11 天） 备及劳动力配备 机械设备见表 4动力配备见表 4 4要施工机械设备表 序号 设备名称 型号 单位 数量 备注 1 桁吊 t 台 1 2 钢筋弯曲机 1 3 钢筋切断机 2 4 电焊机 2 6 挖掘机 2 7 加长臂挖掘机 1 8 碴土车 辆 7 根据运距临 时调配 9 柴油发电机 台 2 1500 电动空压机 台 2 101 汽车吊 25T 台 1 表 4动力配备表 工种 人数 工种 人数 挖掘机司机 4 人 混凝土工 6 人 钢筋工 6 人 桁吊司机 1 人 测量工 3 人 电焊工 2 人 电工 2 人 支架工 8 人 试验工 1 人 修理工 2 人 钢支撑架设 5 人 汽车司机 7 人 起重工 2 人 杂 工 5 人 合计 54 人 要材料及进场计划表 珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 12 见表 4 4按工程施工阶 段使用材料情况（时间月） 材料名称 单位 2012 2012 8 11 风井支撑 钢材 吨 40 80 70 60 混凝土 立方米 120 320 280 180 工准备 1 、人员准备 项目经理部组织管理人员、技术人员和作业人员开展施工前期的准备工作，并进行进场前的施工教育培训。 2、 技术准备 在施工前熟悉复核设计图纸、资料，编制关键工序的作业指导书、技术交底书，对明挖法风井的实施性施工方案进行充分论证和优化，并将方案报业主和监理工程师审批。 3 、设备与材料准备 工程部向物资部提前提供施工所需材料、设备，并配合物资设备部按照施工进度计划编制设备、材料采购和储备计划。所有进场物资设备由物资部统一调配，并经常进行保养，保证机械能随时投入使用。 五、 基坑开挖施工 基坑全长 坑宽 挖深度约 石方工程开挖外运：15137填土方： 1737 风井分 9 层进行开挖施工，开挖深度 不低于该层支撑的底面或设计基坑底标高 ；开挖至第一道混凝土支撑底，随即施工冠梁及第一道支撑；然后，进行竖向分层、对称平衡、先中间后周边开挖，开挖到第二道支撑 中心线下 50设第二道支撑，待到混凝土支撑达到设计要求强度后开始施工；直至架设第八道混凝土支撑完强度达到设计要求强度后；继续开挖至基坑底部设计标高上 20，用人工开挖。 坑开挖工艺及支护施工 13 1、基坑开挖施工原则 （ 1）本工程基坑均采用明挖法。基坑开挖严格按照“时空效应”理论，采用竖向分层、对称平衡开挖；土方开挖遵循“开槽支撑、随撑随挖、严禁超挖”的原则。 （ 2）土方开挖过程中，围护结构周围堆载不得大于 20吊机械的轮缘离槽边应大于 3 米，而且基坑周边堆载和行车荷载严禁超过超载设计值 ，当重型机械要在基坑边作业时，应采用设置专门的平台或深基础等设施。严禁在基坑四周进行堆土堆料、行走重型车辆等。 （ 3）严禁挖土机械碰撞支撑结构；在坡底增设排水沟、集水井确保基坑干燥。 （ 4）施工中土方堆放、运输、施工噪音等应满足环保和文明施工要求。 2、开挖工艺流程 基坑开挖及支撑施工工艺流程图见下图 5 图 5基坑开挖及支撑施工工艺流程图 中间风井主体结构开挖采用明挖法施工，施工步骤为：围护结构施工土方开挖到第一道支撑施工冠梁及第一道混凝土支撑土方开挖到第二道支撑 施工腰梁及第二道混凝土支撑顺序施工第三 八道腰梁及支撑开挖至基坑设计标高上20人工开挖 20方。 3、冠梁、腰梁及支撑施工 1）、基坑设置钢筋混凝土冠梁，将各围护连续墙连接成整体，冠梁截面尺寸为：围护结构 土方开挖 第一支撑施工 基坑开挖至设计底标高上 20 土方开挖 第二至八道钢筋混凝土支撑 监控量测 监控量测 腰梁施工及钢支撑制作 监控量测 人工清底、验槽 接地网、垫层施工 冠梁、腰梁施工及钢筋混凝土支撑制作 珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 14 1200800 冠梁施工安排在围护连续墙完成后。 冠梁采用 木 模 ， 钢筋现场绑扎， 混凝土 采用商品 混凝土 ，泵送入模，插入式震动器振捣密实。 钢筋 混凝土支撑 施工随基坑开挖 进度 施工，在基坑开挖至 支撑中心线标高以下50进行，采用砂浆进行找平处理，利用找平层作 支撑 地模，侧模采用组合模板，钢管支架斜 撑加固。 钢筋 混凝土 腰梁及 钢筋混凝土 支撑的施工方法同冠梁施工基本相同。钢筋 混凝土 腰梁 和钢筋混凝土 支撑 施工时，上面用刚性管下面用软管的地泵灌注混凝土。 冠梁施工工艺流程图（见图 5 图 5冠梁施工工艺流程图 2）、主要施工方法及技术措施 开挖及凿除 测量放线，定出梁的中心线和边线，即可进行开挖工作，基坑内侧用反铲挖掘机挖出宽 槽，清除连续墙杂土及浮碴。 凿除混凝土至冠梁底标高 冲洗、清理基面及模板 测量放线、开挖 清理梁底基面 绑扎冠梁钢筋 监理、质检验收合格 支模 监理、质检验收合格 浇注砼 拆模、养护 钢筋预制 否 否 是 是 15 模板施工 混凝土支撑施工土质基底铺设 10砂浆垫层作地模，并在垫层上用塑料薄膜隔离 ，底面不允许采用土模。 侧模采用组合钢模板或木模板，模板支撑体系采用 48 钢管、 12 拉杆、蝶形扣件，支撑体系与导墙侧壁通过 16 膨胀螺栓连接成整体受力。模板在安装前涂刷脱模剂。 钢筋施工 围护结构混凝土破除后，先调直桩顶锚入冠梁的钢筋。 冠梁钢筋预先在钢筋加工场按设计尺寸加工成半成品，并分类、分型号堆放整齐。施工前再次对照设计图纸进行检查，检验无误后，方可搬运绑扎。 冠梁钢筋现场绑扎，主筋接长采用搭接焊。焊缝长度不小于 10d，同一断面接头不得超过 50%。 钢筋绑扎完成后，按要求埋设支撑、基坑 护栏等其它预埋件。 混凝土浇注 冠梁混凝土采用商品混凝土，按混凝土施工工艺进行浇注作业，并及时进行洒水养生，养护期为 14 天。 3）、支撑架设：见下表 5 5体基坑支撑体系 站名 冠梁（ 基坑支撑（ 中间风井 1200 800 第一道支撑采用 600 800，间距 混凝土支撑，第二道支撑采用至第七支撑为 800 1000 混凝土支撑，间距分别为 第八道斜撑采用 800 1000 混凝土支撑； 坑开挖准备工作 1） 按设计要求备好出土、运输条件，确保 基坑 开挖。 2） 对基坑、周围建筑物、地面等编制详细的监控和保护方案，预先做好监测点的布设、初始数据的测试和检测仪器的调试工作、检测工作准备就绪。 3）所有材料、设备、运输作业机械、水、电等必须进场到位。 4）开挖前，先在基坑围护结构周边开挖排水沟，基坑边缘设地面排水沟，引入珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 16 市政排水系统内，以防地面水流入基坑。 5）备好一定量的生石灰，做好基坑土方的改良，保证基坑土石方的顺利开挖。 6）配备洗车设备、洗车槽等文明施工设施。 7） 基坑开挖 顺序 土方 开挖应对称分顺序进行，首先开挖顺序，然后开挖 ，再开挖 。 具体见图 5 图 5坑开挖顺序示意图 坑开挖及出土方法 1、土方开挖方法 土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。分层开挖的每一层开挖面标高不低于该层支撑的底面或设计基坑底标高；采用 2台反铲挖掘机沿基坑纵向分台阶接力式开挖，上台阶反铲挖掘机直接装碴，自卸汽车运至指定弃土场；基坑下部局部石方，液压锤配合，反铲挖掘机装碴。最后剩余部分无法 采用接力式出土，在基坑内用挖掘机装入渣斗，配桁吊、吊车等进行垂直运输。 （ 1） 第 1步： 表层 开挖及第一道 混凝土 支撑 施工 表层地面离第一道支撑 土方开挖采用挖掘机直接挖至支撑中心线下 50夯实支撑底土体，施做 10泥砂浆垫层，然后铺塑料薄膜并立模绑扎支撑钢筋和浇注混凝土；开挖顺序按 图 5行，开挖及出土方法见图 5 （ 2） 第 2步 : 第 一 层土方开挖及第二道支撑安装 17 第一道支撑 施工 完毕 待混凝土强度达到设计要求强度 后，开始下一层土方开挖。第一、二道支撑之间有 竖向距离，开挖至第二道支撑 中心线 下 及时施作 钢筋混凝土腰梁及第二道支撑， 机械作业过程中严禁碰撞已架设好的支撑，同时加强监测，根据反馈的数据指导施工，进一步调整开挖参数。 （ 3） 第 3步：第 二 层土方开挖及第三道支撑安装 第二道支撑 施工完等达到设计要求强度后 ，开始下一层土方开挖。第二 至八 道支撑之间竖向距离 分别为 工方法同第 2步 ；从第二层起，出土由桁吊垂直运土。 图 5坑土石方开挖示意图 （ 4） 第 4步：第 九 层土方开挖及基底清理 当挖掘最底层时，用小挖机配合桁吊垂直运土，然后由最上层反铲负责装车。开挖至基坑设计标高上 20预留 20挖到位后，及时报请业主、监理、地勘等有关部门验收， 及时 浇筑垫层 ，采取分段分区开挖到位，严禁基底长时间暴露 。 （ 5）人工配合挖机装土，桁吊提升；碴土由挖掘机、桁吊挖装至渣土车，运输至渣土坑； （ 6）为确保基坑稳定，垫层、防水层按要求挖完立马施工，将钢筋混凝土底板浇筑完毕。 （ 7）开挖过程中设专人及时绘制地 质素描图，当基底地层与设计不符时，及时与设计、监理单位沟通、共同处理。 珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 18 （ 8）设排水沟，渗水及雨水及时泵抽排走。由于广州地区天气多变，时有暴雨，备足排水设备，做好预警工作，确保基坑安全。 （ 9）开挖过程中，按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测，以反馈信息指导施工。 3、出土方法 弃土外运严格按照广州市市区弃土外运有关规定办理。弃土车辆选用广州市政府指定的、散体物料运输公司的加盖弃土外运专用车辆，按照施工组织设计所核定的日出土量，结合夜间外运时间，安排弃土专用车辆计划。弃土场地选择在附近具备雨季弃土条件的 弃土点。 按照广州市有关文明施工要求，弃土车辆驶出施工场地或弃土场必须经洗车槽冲洗干净后才能上路，并由专人负责检查督促，实行责任到人。施工时，严格按照国家和地方有关环保及卫生方面的规定，禁止废碴、废气、废水等随意排放。考虑到地铁施工影响市容和附近居民生活，弃土外运原则上均在夜间 23:00次日凌晨5:00 进行，如有特殊情况需在夜间延长时间弃土外运时，严格按照规定办理有关准运手续。 坑开挖对支撑的保护 基坑开挖时机械施工很容易对支撑发生碰撞及摩擦，为确保构件的安全及稳定性，要采取必要措施对其进行保护。 （ 1）在基坑开挖前对机械操作手进行岗前培训，实施技术交底制度。 （ 2）现场值班人员及机械操作手要明确基坑中支撑的位置，在各位置上设置明显标志。 （ 3）开挖时现场派专人监看，机械在开挖接近支撑时应减慢速度操作。 坑开挖及出土安全技术措施 （ 1）基坑开挖在围护结构达到设计强度后进行。开挖沿纵向分段、按支撑道数分层，各层土体的开挖应掌握先中间后两侧，对称、平衡的施工原则，并严格按要求的顺序进行。 （ 2）每个施工段内的土方开挖必须遵循开挖的原则，每层的厚度根据支撑的间距而定，各层间小段的划分根据挖土及支 撑的安装时限为原则。 （ 3）基坑开挖时严禁超挖，分层开挖的每一层开挖面标高不低于该层支撑的底 19 面或设计坑底标高。 （ 4）在基坑四周设置截水沟，防止地表水冲刷和基坑外排水再回流渗入坑内。确保地面水不流入基坑。基坑开挖后，及时设置坑内排水沟和集水井，及时抽排，防止坑底积水。 （ 5）基底挖出后立即施做垫层，防止基底风化，确保基坑稳定。 （ 6）开挖过程中连续墙出现的渗漏水及时封堵，必要时注浆加固。 （ 7）土方开挖时，弃土堆放尽可能远离基坑。 属结构开挖 敞口风亭基坑平面尺寸 深 护结构采用 800续墙+二道支撑，风井西侧的敞口风亭与中间风井主体共用一侧连续墙，另外一侧连续墙受力段崁固深度不小于 造段进入 粉质粘土层不小于 撑竖向间距分别为 梁截面尺寸为 800*600一道混凝土支撑截面尺寸 600*600二道钢支撑 609， t=14腰梁 2 工 45C 型钢。 新风道基坑平面尺寸为 风道基坑平面尺寸 坑围护结构采用放坡 +挡土墙，放坡高度 度 1:1， 100 筋网 8 200*200部采用 550 单轴搅拌桩格栅式挡墙，搅拌桩进入 粉质粘土层不小于 风道与中间风井主体共用一侧连续墙。 新风道和排风道基坑底位于 淤泥质土层，基底承载力 50满足设计承载力要求，在基底采用 550 单轴搅拌桩满堂红加固，加固深度进入 地层不小于 1、施工工艺 敞口风道：围护结构施工土方开挖到第一道支撑下施工冠梁及第一道混凝土支撑土方开挖到第二道支撑施工钢腰梁施工钢支撑开挖至基坑底。 新风井和排风井：搅拌桩施工 1:1 放坡土方开挖网喷砼支护施工风井土方开挖搅拌桩开挖面施工网喷开挖至基坑底。 附属结构浅，开挖比较方便；敞口风道直接用挖机开挖加吊车辅助吊土；新风井、排风井采用直接挖机开挖。 冠梁及混凝土支撑同主体结构施工，钢支撑施工如下： （ 1） 钢围檩施工 珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 20 钢围檩的加工 钢围檩采用 2 根 45c 工 字 钢加缀板焊接而成。钢牛腿三角托架采用 角钢加工焊接制作而成。 钢围檩的安装 钢围檩采用 大型 吊车吊装就位，下部承托在钢牛腿上，上部采用花篮螺丝与 连续墙 拉结在一起。每个钢牛腿采用两个胀 管螺栓固定于 连续墙 上。钢围檩与 连续墙之间应预留不少于 60水平通长空隙，其间用 石 混凝土 填嵌。 （ 2） 钢管支撑施工 a、 钢管支撑加工 钢管支撑分节制作 、 同时配备部分长度不同的短节钢管，以适应基坑断面的变化，管节间采用法兰盘、高强螺栓连接，同时每根横撑两端分别配活动端和固定端，活动端设预加轴力装置。 b、 钢管支撑的安装 钢管支撑在基坑旁提前拼装，开挖到钢管支撑标高时，及时用 大型吊车 吊装安设钢围檩与钢管横撑，通过特制的液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加设计轴力的 40% 60%的预加力，再用特种钢特制 的楔形隼子塞紧，取下千斤顶。钢支撑的安装和预应力的施加控制在 16 小时以内。 支撑 安装前根据有关计算，将标准管节先在地面进行预拼接并以检查支撑的平整度，其两端中心连线的偏差度控制在 20内，经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用，并采取整体一次性吊装到位 ；斜撑与支撑安装相同。 见图 5撑架设流程图 ， 图 5支撑活动端构造图。 2、 技术要点 钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时需分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。 组合千斤顶预加力必须对称同步，并分级加载，为确保对称加 载，可通过同一个液压泵站外接 T 形阀门，分别接至组合千斤顶。 预加轴力完成后，应将伸缩腿与支撑头后座之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，锁定钢支撑预加轴力后再拆除千斤顶。 预制钢围檩吊装钢围檩钢围檩背后砼回填预制管节及端节拼装节段施加预应力打设隼子拆除千斤顶吊运钢管支撑安装牛腿 21 图 5撑架设流程图 图 5活动端构造图 横撑应对称间隔拆除，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。 基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。为防止基坑内起吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑、钢围檩要求通过钢丝绳固定在围护桩或冠梁上。 施工过程 中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。 腰梁1 0 0 t 千 斤 顶1 0 0 t 千 斤 顶珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 22 基坑竖向平面内需分层开挖，并遵循先支撑、后开挖的原则，支撑的安装应与土方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装并发挥支撑作用。 确保钢管支撑与钢围檩正交，钢管横撑安装后应及时施加预应力。 要求专人检查钢管支撑隼子，一有松动，及时进行重新加荷打隼子。专人检查钢管支撑时，由于高空作业，需系安全绳。 钢管支撑、钢围檩为钢构件 ，一定要确保焊缝质量，使用前需进行无损伤焊缝检测。 六、基坑稳定质量控制措施 坑开挖 基坑开挖遵循“分段、分层、分块挖土，先中间后两边，随挖随撑，限时完成”的原则，是针对软土土层具有流变的特性，利用土体在基坑开挖过程中位移的变化规律，提出的一种控制措施，是对基坑开挖作动态管理，并做到信息化施工，确保基坑变形量在设计允许之内。具体的说是对基坑施工按工序施工全过程进行分解控制，在空间上规定尺寸大小，在时间上确定完成时限，按量化的空间和时间结合有序的操作实施科学对各道工序施工注意事项要仔细考虑并安排落实。 合理确定结构施工段长度，减少深基坑暴露时间，尽快进行结构施工结构段的长度必须根据基坑深度和坡度合理确定，不宜过长：当基坑分段挖至设计标高后，必须马上安排人工进行整修，并迅速浇筑垫层混凝土，进一步减少基坑变形值。 坑周边严禁堆放、停放重型荷载 由于施工场地狭小等客观原因，往往把大型施工机械设备如挖机、吊机等及施工材料就近堆放在基坑边，这些都将导致围护结构的变形大大增加，甚至使基坑围护失稳；开挖过程中，围护结构周围堆载不得大于 20 坑内排水 工期间基坑 内 排水 基坑 开挖 排水加固 ，便于土方开挖，更有助于提高围护结构被动区及基坑内土体的强度和刚度，以确保基坑的顺利开挖和地下结构的施工，其中包括降低浅层潜水的地下水位，降低土体的含水率，提高土体的抗剪强度稳定性，防止发生流砂、 23 管涌和基坑回弹隆起等。 1） 根据 中风井 基坑地下水丰富，拟采用坑内明沟排水。开挖基坑时及时设置排水明沟和集水井，用水泵排至基坑外 地面沉淀池 内。保持沟底低于基坑底不 小 水井低于沟底不 小 于 底滤水层除外）， 根据现场条件设置 6 口 集水井。 基坑开挖面集水井布置见图 6图 6基坑井点降水布置图 2）由于深基坑在砂层、岩层含水丰富较深特性，常会遇到大量地下水用明沟法排水难以排干，当遇粉、砂层时，还会出现严重翻浆、冒浆、流沙现象，不仅使基坑无法挖深，还会造成大量水土流失，使边坡失稳或附近地面出现坍塌，严重时还会影响附近建筑物的安全。当遇到此种情况时，一般采用人工降低地下水施工方法。常用的为各井点排水法。在基坑开挖前，沿开挖基坑四周或一侧、二侧埋设一定数量的深于坑底的井点滤水管或管井，以总管连接或直接与抽水设备连接从中抽水，使地下水降落到基 坑底 以下，以便在无水干燥的条件下开挖。 工期间现场防排水措施 （ 1）为防止地表水流入基坑，基坑四周设截水沟与集水井，雨水及基坑抽水流入排水沟，经三级沉淀池沉淀后排入市政管道或河道。 （ 2）基坑的周边砌筑 20的防淹挡墙，作为通常情况下的挡水设施；配备足够数量的编织袋，防止地面水大量流入基坑；配备足够泥浆泵，用于排除积水；珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 24 施工现场仓库配备备用的潜水泵，泥浆泵； （ 3）基坑内做好排水沟、集水井，并设专人负责及时抽排。 （ 4）当有汛情时，各防汛分队迅速赶到防汛责任区，查看现场，清理 施工便道，对配电房、料库、活动房、宿舍等设备与设施加强防风、防雨、防淋的措施。 七、基坑监测 测方案及依据 测方案的编制原则 开展和加强监测工作，可以根据实时的变形数据，分析判断预测基坑开挖过程中周边环境及围护体系的变形情况，采取有效措施，达到控制基坑变形，保护周边环境及围护体系的目的。从时空效应的理论出发，结合本工程的具体情况以及设计单位的要求，本监测方案的编制按以下原则进行： 1、 基坑施工的平面影响范围以两倍基坑开挖深度（ H）确定，即在距基坑 2护的对象。 2、 在施工影响范围内的地下管线，召开地下管线协调会，根据各地下管线公司的监护要求，进行监测工作。 3、 监测内容和监测点的布设，满足本工程设计和有关规范规程的要求，同时能客观全面反映本工程施工过程中周围环境和基坑围护体系的变形。 4、 采用的监测仪器满足精度要求且在有效的检校期限内，采用方法准确、监测频率适当，符合设计和规范规程的要求，能及时准确提供数据，满足施工的要求。 5、 监测信息及时反馈工程各方，同时在日常的施工过程中加强对各项监测数据综合分析，找出产生原因并建议相应的对策，及时预测下道工序 的影响，优化施工，切实达到信息化施工的目的。 工监测目的 基坑施工过程中，必须保证支护结构的稳定性，以确保基坑施工安全，从而不危及基坑及周边既有建筑物和构筑物、地下管线等。为此施工过程中必须采取相应的监控保护措施，监测的目的主要是： （ 1）了解围护结构的受力变形及坑周土体的沉降情况，对围护结构的稳定性进行评价； 25 （ 2）对基坑周边地下水位、地下管线和建筑物的沉降变位等进行监控，了解基坑施工对周边环境的影响情况； （ 3）通过获得的围护结构及周围环境在施工中的综合信息，进行施工的日常管理，对设计 和施工方案的合理性进行评价，为优化和合理组织施工提供可靠信息，并指导后续施工。 测内容 为了及时收集、反馈和分析周围环境及围护结构在施工中的变形信息，实现信息化施工，确保施工安全。根据施工现场环境条件及相关要求，确定本工程设置以下几方面监测内容： （ 1）墙顶水平位移监测； （ 2）连续墙变形监测； （ 3）支撑轴力监测； （ 4）地下水位监测； （ 5）地面沉降监测； （ 6）临近建筑物沉降倾斜； （ 7）立交桥桩基沉降； 期、监测频率及监测控制标准 根据设计要求及施工进度，开挖阶段一天一测， 开挖结束后三天一测，遇特殊情况加大检测频率。 测方法技术 具体监测方法参见中间风井监测专项方案。 表 7中间风井基坑支护工程测点布置数量 序号 项目 数量 合计总量 1 墙顶水平位移 19 19 2 连续墙变形 13 13 3 支撑轴力 45 45 4 地下水位 5 5 珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段施工 18标 中间风井深基坑开挖及支护安全专项施工方案 26 5 地面沉降 40 40 6 临近建筑物沉降倾斜 5 5 7 立交