地铁一期土建工程出入段线基坑开挖降水施工方案.docVIP

目 录一、编制依据2二、工程概况2三、施工总体安排5四、基坑降水施工6五、基坑开挖施工15六、基坑开挖质量保证措施25七、基坑开挖施工的应急措施27八、文明施工及环境保护措施30出入段线基坑降水开挖方案一、编制依据1.1、编制依据1.1.1太平桥出入段线第二册地下明挖与U型槽段维护结构设计图纸1.1.2 建筑与市政降水工程技术规范（JGJ/T111-98）；1.1.3地下铁道施工及验收规范（GB502991999 2003年版）；1.1.4建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）；1.1.5地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB50307-2003）；1.1.6建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB50202-2002）1.2、编制原则1.2.1 严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和设计标准；1.2.2 遵守、执行合同文件各条款的具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工等各方面的目标；1.2.3 结合工程实际情况，应用新技术成果，使施工组织设计具有技术先进、方案可靠、经济合理的特点；1.2.4充分研究现场施工环境，妥善处理施工组织和周边接口问题，使施工对周边环境的影响最小化；1.2.5施工方案突出重点难点工程，力求做到多方论证优化施工方案。二、工程概况2.1设计情况本工程包括太平桥车辆段出段线和入段线。其中入段线包括两部分一部分为明挖区间，另一部分盾构区间分别于DRK0+425和DRK0+598处设置盾构工作井。出段线盾构工作井为地下一层现浇钢筋砼箱型结构，结构内包尺寸为12.5mX8.8m，基坑最大开挖深度约13.1m，顶板覆土厚度约3.7 m4.1m，基坑采用600mm厚23.5 m25.5m深的地下连续墙作为围护结构(墙脚落于粉质粘土层中)，沿深度方向设置3道钢支撑+1道换撑作为支撑体系；出入段线明挖区间(暗埋段)为地下一层现浇钢筋砼箱型结构，基坑宽度约5.5m14.8m，开挖深度约7.8m14.7m，顶板覆土厚度约1.3m5.5m，围护结构采用600mm厚地下连续墙沿基坑深度方向设置2道或4道钢支撑(局部位置加设1道换撑)作为支撑体系。出入段线明挖区间（敞开段）为U形混凝土结构，基坑宽度约12.8 m19.2 m，开挖深度约3.3m8.2m。设置1道或2道钢支撑作为支撑体系。2.2 工程地质及水文地质2.2.1 工程地质1杂填土：杂色 ，松散，由粉质粘土、中粗砂混碎石和碎砖填积，层底埋深2.55.7 m，平均层厚3.72m；1粉质粘土：黄褐色灰褐色，软塑流塑，中高压缩性，切面稍有光滑，干强度、韧性中等。层底埋深7.012.0m，平均层厚5.11m；1T2淤泥质粉质粘土：灰色黑褐色，流塑，高压缩性，含有机质，有腥臭味，含少量粉细砂夹层。层底埋深9m，平均层厚2m；1T3粉质粘土：黄褐色灰褐色，可塑，中高压缩性，切面稍有光滑，干强度、韧性中等。层底埋深4.58m，平均层厚2.94m；3中砂：灰色，中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含大量粗砂层及少量粘性土夹层。层底埋深12.025.0m，平均层厚4.91m；3T2粉砂：灰色，中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含少量细砂夹层及少量粘性土夹层。层底埋深10.026.0m，平均层厚 1.58m；3T3粉砂：灰色，稍密中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含少量细砂夹层及少量粘性土夹层。层底埋深10.024.0m，平均层厚 1.58m；粉质粘土：灰色，可塑，中压缩性。切面光滑，干强度、韧性中等。层底埋深23.529.0m，平均层厚2.61m；T2粉砂：灰色，中密，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含少量细砂夹层及少量粘性土夹层。层底埋深25.527.5m，平均层厚2m；1中砂：灰色灰绿色，中密-密实，饱和，颗粒成份为石英、长石及少量暗色矿物。颗粒分选磨圆一般，含大量粗砂夹层及少量粘性土夹层。层底埋深28.740.0m，平均层厚6.07m；1T1粉质粘土：灰色，可塑，中压缩性。切面稍有光滑，干强度、韧性中等。层底埋深29.636.0m，平均层厚0.82m。3中砂：灰色灰绿色，密实，饱和，底部含有10-20cm卵砾石，卵砾石以石英质成份为主，大多呈亚圆形，粒径一般在18cm。层底埋深40.0m，平均层厚1.50m，渗透系数k1000010-6cm/s。2.2.2水文地质本车站拟建场地地下水可分为潜水和承压水，其中承压水有两层，分别为第一层孔隙微承压水和第二层承压水。潜水含水层由1层杂填土、1粉质粘土、1T3层粉质粘土构成。勘察期间稳定水位埋深在地面下2.84.6m，高程为116.53117.27m，水位起伏和地形起伏基本一致。场地地下潜水主要接受大气降水、地下管线渗漏补给，亦和松花江、马家沟河水呈互补关系，以蒸发和侧向径流排泄为主，水位和水量随季节性变化，地下水位的年变化幅度在2.00m左右。第一层孔隙微承压水由 3中砂、3T3砾砂构成构成。相对隔水底板为层粉质粘土。微承压含水层水头高度为4.9m。承压含水层由1中砂层。相对隔水顶板为层粉质粘土。承压含水层水头高度为20m。2.3施工现场环境本工程位于规划红旗大街与北圆街交界处的西北侧，呈南北走向。工程周边建筑物为东南侧的隆平小区8号楼(7层)，基础形式为桩基础，距盾构工作井基坑最近约7.8m；隆平小区13号楼(7层)，基础形式为桩基础，距出段线明挖区间基坑最近约35m。工程范围内管线错综复杂，距盾构工作井正前方10米处有一2.63m混凝土排污方渠， 6根高压管线（覆土厚度2m左右）斜穿围护结构。入段线管线施工范围内管线众多，基坑开挖工程数量2.4工程特点本工程地下潜水水位埋藏较浅，易发生坍塌变形和不均匀沉降，侧壁易坍塌失稳。出入段线基坑采用明挖顺作法施工，采用地下连续墙作为围护结构，以地下连续墙加钢支撑作为基坑支护体系。2.4.1工程重点、难点在本工程施工中，基坑开挖与降水、钢支撑安装的协调配合是重点环节，本工程的难点是地下连续墙的接缝漏水、6.6万伏管线处的土方开挖、地下涌水涌砂的治理问题，拟采取如下施工对策： 2.4.2、保证降水井的施工质量，做好基坑降水工作，形成无水作业环境1、 保证无砂抽水。在滤水管上裹无纺布，在管井和滤水管之间填充滤料，控制好涌水量Q和水头降深S，并随时检测井水中的含砂量。2、 加强基坑外的水位监测。在基坑外打水位孔，监测基坑外的水位变化。3、 控制降水效果。基坑开挖前1520天开始抽水，分层降水，使基坑开挖时地下水位疏干至基坑底部1.0m以下。三、施工总体安排3.1、施工管理机构3.2、施工进度计划基坑开挖所必须具备的条件：地连墙冠梁、墙趾注浆、场地硬化完成并达到设计强度。根据目前工程实际情况，出入段线基坑降水及土方开挖的进度计划如下：1、导墙施工：2010年6月1日2010年10月15日2、地下连续墙施工：2010年6月18日2010年10月31日3、降水井施工：2010年8月20日2010年8月25日（出段线）降水井施工：2011年3月20日2011年3月30日（入段线）4、土方开挖：2010年8月15日2010年9月31日（出段线）2011年4月1日2011年6月15日（入段线）3.3、基坑开挖工程数量主要工程数量序号名称单位数量备注1基坑开挖m313256出段线m339872入段线2钢支撑预埋钢板t3.512609钢管m49873钢围凛50c工字钢t502四、基坑降水施工根据围护结构设计图纸，本标段工程所处位置地下水场地内潜水稳定水位埋藏较浅，在自然地面下2.8-4.6m。承压含水层水头埋深在地面下8.7m，承压水头高度20m。为确保基坑开挖在无水条件下作业，当地下连续墙施工完，具备工作面后，即可在该部分选取井位，测试水量等各项指标，在取得实测结果后根据设计图纸、基坑开挖施工经验和现场实际进行布井。4.1、基坑降水计算为保证基坑开挖在无水条件下作业，在基坑内实行深井井点降水，井点埋设深度为Lh+5m(h-对应井点里程处的基坑深度)根据具体位置的地质情况作相应调整，避免井点管伸入承压水层。设计围墙（地连墙）未穿透承压水层。经验算，承压水头高度20米压力 gh=1000kg/m39.8N/kg20=196KN开挖至垫层底后剩余土体压力（承压水层至垫层底土体压力） gh=1930 kg/m39.8N/kg16.7=315 KN 粉质粘土层比重h 承压水层至结构垫层底之间高差承压水层至垫层底之间土体主要为粉质粘土层、粉砂层、中砂层，其中以粉质粘土层比重最小。经过计算上层土压力大于承压水压力，基坑开挖不设置减压井。4.2、出段线降水基本参数 出段线基坑开挖外包尺寸 A=10.213.9+8.362.26+14.5722.64=988.4 地面标高取值 120.000 一般部位结构底标高106.920潜水含水层水位取值h1：116.9m；潜水含水层底板标高平均值：hw1=114m；微承压水水头标高平均值h2：115.1m；微承压含水层顶板标高平均值：hw2=110.0m；微承压含水层底板标高平均值：hw2=95m；相对隔水层粉质粘土层渗透系数k：0.05m/d；水力坡度：i=1/15；降水井半径rw=0.4m；无砂管长度:HS0.95m。(1)潜水围护结构范围内，1层杂填土、1粉质粘土、1T3层粉质粘土构成的潜水需要疏干，储水量计算如下：= 471.387m3式中：Q1：潜水含水层地下水储水量（m3）；1：含水层疏干时的给水度（本层1取0.04）；S1：开采初期原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；A：开采区面积（m2）。（2）微承压水围护结构范围内，空隙微承压水储存在3中砂3T3层砾沙构成的空隙微承压水需要疏干，储水量计算如下：1、弹性释水量= 157.914m3式中：Q2：承压含水层弹性释水量（m3）；S2：开采初期原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；e：承压含水层弹性释水系数，e=me1；m：含水层厚度（m）；e1：比弹性释水系数（本层e1取0.002）。2、含水层顶板至结构底板以下1.0m左右含水层内的储水量= 2356.938m3式中：Q3：潜水含水层地下水储水量（m3）；2：含水层给水度（本层2取0.2）；S3：开采初期原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；总计出水量：Q1+Q2+Q3=2986.639（3）疏干井井数、井深及配泵： 主站体结构一般深度部位疏干井内控制的水量包括：Q1+ Q2+ Q3=2986.639 m3依公式 q*n*a*kQ1+ Q2+ Q3式中：q：泵量（m3/h）；n：疏干井数量；a：超前抽水天数（本处取10天）；k：折减系数（本处取0.7）。出段线计划使用40m3/h水泵，则需要疏干井8口，井深设置为底板以下5米。另外6.6万伏管线处（基坑外侧）各设置外侧降水井2口，基坑外侧设置观测井7口。出段线降水设计参数表位置井型井径（mm）管径（mm）井管类型井深（m）井间距（m）滤料（mm）砂网(目)井数出段线疏干井600400/50无砂水泥管13-1815241008观测井600400/50水泥管13-2410044.3入段线降水基本参数 出段线基坑开挖外包尺寸 A=8525.9=5026.8 地面标高取值 120.000 一般部位结构底标高105.916潜水含水层水位取值h1：116.9m；潜水含水层底板标高平均值：hw1=114m；微承压水水头标高平均值h2：115.1m；微承压含水层顶板标高平均值：hw2=110.0m；微承压含水层底板标高平均值：hw2=95m；相对隔水层粉质粘土层渗透系数k：0.05m/d；水力坡度：i=1/15；降水井半径rw=0.4m；无砂管长度:HS0.95m。(1)潜水围护结构范围内，1层杂填土、1粉质粘土、1T3层粉质粘土构成的潜水需要疏干，储水量计算如下：= 2536.322m3式中：Q1：潜水含水层地下水储水量（m3）；1：含水层疏干时的给水度（本层1取0.04）；S1：开采初期原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；A：开采区面积（m2）。（2）微承压水围护结构范围内，空隙微承压水储存在3中砂3T3层砾沙构成的空隙微承压水需要疏干，储水量计算如下：1、弹性释水量=814.426m3式中：Q2：承压含水层弹性释水量（m3）；S2：开采初期原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；e：承压含水层弹性释水系数，e=me1；m：含水层厚度（m）；e1：比弹性释水系数（本层e1取0.002）。2、含水层顶板至结构底板以下1.0m左右含水层内的储水量= 12989.251m3式中：Q3：潜水含水层地下水储水量（m3）；2：含水层给水度（本层2取0.2）；S3：开采初期原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；总计出水量：Q1+Q2+Q3=16339.573 m3（3）疏干井井数、井深及配泵： 主站体结构一般深度部位疏干井内控制的水量包括：Q1+ Q2+ Q3=16339.573 m3依公式 q*n*a*kQ1+ Q2+ Q3式中：q：泵量（m3/h）；n：疏干井数量；a：超前抽水天数（本处取10天）；k：折减系数（本处取0.7）。入段线计划使用40m3/h水泵，则需要疏干井36口，井深设置为底板以下5米。另外6.6万伏管线处（基坑外侧）各设置外侧降水井2口。入段线段降水设计参数表位置井型井径（mm）管径（mm）井管类型井深（m）井间距（m）滤料（mm）砂网(目)井数入段线疏干井600400/50无砂水泥管10-19202410036观测井600400/50水泥管13-24100104.4、出入段线降水布置见附图4.5、降水井的施工工艺1、施工流程准备工作钻机进场定位安装开孔下护口管钻进终孔后冲孔换浆下井管稀释泥浆填砾止水封孔洗井合理安排排水管路及电缆电路下泵试抽试验正式抽水记录。（1）针对本工程的特点，选择适合本工程施工及满足本次降水技术要求的洗井、降水的机械设备；（2）施工前，对全体施工人员及管理人员做好施工技术交底工作，施工的关键节点做详细的交底，使全体施工人员掌握本工程的技术要点；（3）电缆线配电箱的布设与安装要合理，不影响挖土机械正常作业；（4）布设排水管道与集水坑；（5）井管施工过程中，控制井径、井深、井管配制、砂石料填筑、洗井、试抽等工序质量。（6）落实材料和人员，合理安排人、财、物，与业主及各相关单位保持密切协作。（7）专人负责进料、核定，确保井壁管、滤水管（外包100-150g/m2无纺布，滤水管的直径与井壁管的直径相同）、围填砂、粘土等材料的质量。（8）降水井的质量检验标准降水井施工质量检验标准序号检查项目允许值或允许偏差测量方法单位数值1排水沟坡度12水准仪测量：坑内不积水，沟内排水通畅2井管（点）垂直度1插管时目测3井管（点）间距（与设计相比）15用钢尺量4井管（点）插入深度（与设计相比）mm200测绳测量5过滤砾砂料填灌（与设计相比）5检验回填砾沙用量6粗砂含水层出水含砂量中砂含水层出水含砂量细砂含水层出水含砂量1/5万1/2万1/1万实验测定砂水重量比（9）降水井施工的机械及人员配置根据现场施工条件和总体进度安排，配备如下施工设备降水施工设备表序号设备名称规格型号功率或吨位单位数量1反循环钻机QZ-150柴75台32铲车ZL-50柴油动力辆13路面切割机HQS-500C22kw台14小龙门吊车25电焊机BX-50022kw台16空压机P60017/7台17泥浆清运车-6方台18渣土运输车CA-1405t辆1根据现场施工条件和总体进度安排，人员需求计划如下：序号分项工程名称普工钻工电工电焊工司机1成孔242下管、填料、封井103洗井54下抽水泵65供电系统216排水系统627正常抽水、维护3118后勤供应59管理技术人员210合计34242354.6、基坑开挖后降水井的处理在基坑开挖过程中，降水井管随着基坑分层开挖随时拆除开挖面井管，开挖至基坑底施工垫层前，沿基坑内纵向设置盲沟配合降水，在井点管位置设置垫层泄水孔。施工底板时，在井点管位置设置底板泄水孔，然后拆除井点管，待车站顶板覆土及内部铺装层施工后方可封孔。封堵采用碎石填实降水井孔，再浇筑微膨胀砼封堵4.7、降水排水系统4.7.1主排水管尺寸和类型应满足顺畅排水和抗压要求，排水管线铺设的纵向坡度应不小于千分之五。4.7.2拟排入的市政管线（网）的尺寸应满足现状城市排水和计划施工排水量要求，目前管线状态完好，无重大破损现象。4.7.3对交通及结构施工有影响的排水管线应暗埋于地下，其它位置的排水管线可采取在地面明铺的方式。4.8、降水监测1、监测的项目与目的由于降水期较长，降水使场区地下水均衡关系发生较大变化，必然对周边环境产生影响。为了较准确地掌握场区地下水动态变化，及时采取必要的处理措施，在降水工程实施的同时，应建立地下水动态监测网。2、建立地下动态监测网由于降水工期较长，降水使场区地下水均衡关系发生较大变化，必然对周边环境产生影响。为了较准确地掌握场区地下水动态变化，及时采取必要的处理措施，在降水工程实施的同时，应建立地下水位动态监测网，监测点的布设应掌握以下原则：（1）在抽水影响半径内呈放射状布设观测孔；（2）抽水影响半径以内的高大建筑物，古建筑物，危改类建筑与抽水系统之间设观测孔；（3）地下水动态监测网提供的资料为：地下水位日监测数据、排水含砂量及监测数据。3、建立沉降监测网在降水工程实施之前，要根据降水设计中计算的抽水影响范围内的典型建筑（高大建筑、古建筑等）布设沉降观测点，在抽水期间要进行连续沉降监测，监测资料应及时上报监理单位采取必要的措施。4、地下水位动态监测1地下水位监测 通过暗埋降水井口观测了解水位下降情况，以确保土方开挖和各降水井调节泵量，减少盲目抽水强度，有效节约地下资源和抽水用电量；2对安装的排水支管、集水管要进行防渗、防冻监测；3对排水接头井，排水市政地下管线、汇水口等要进行巡视监测；4对降水排水在进入市政地下管线之前要进行含砂量分析，要求达到设计排水含砂量要求。5维护组人员全部24小时待命，手机24小时开机，更换水泵必须通知全部维护人员，如待遇特殊情况需要同时更换多台水泵，大的线路、水管须项目部派人配合，确保施工安全进度。4.8.8建立沉降监测网1利用排水表或孔口流量计对区间排水量进行监测，抽水初期每天一次，稳定后每5天一次，当抽水量有变化时加密监测次数；2对安装的排水支管、集水管要进行防渗、防冻监测；3对排水接头井，排水市政地下管线、汇水口等要进行巡视监测；4对降水排水在进入市政地下管线之前要进行含砂量分析，要求达到设计排水含砂量要求。5维护组人员全部24小时待命，手机24小时开机，更换水泵必须通知全部维护人员，如遇特殊情况需要同时换多台水泵，大的线路、水管须项目部派人配合，确保施工安全进度。五、基坑开挖施工5.1、开挖原则（1）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，并遵循“竖向分层、水平分段、对称、平衡、快速开挖、快速支撑、开槽支撑、先撑后挖、先探后挖、严禁超挖、确保工程安全质量前提下快速施工”的原则，充分利用“时空效应”，减小变形量。先中间后两侧，确保两侧预留土堤护壁，减少围护墙的悬臂时间和悬臂长度。每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度宜控制在36米。（2）墙顶混凝土用风镐破除到冠梁底标高，清理干净后绑扎钢筋，立设并加固模板结束后，浇筑混凝土。浇筑同时要保证预埋钢板位置无位移，且与冠梁表面平顺。（3）基坑开挖前15-20天开始降水,基坑开挖必须在地连墙、墙顶冠梁达到设计强度后方可进行。（4）基坑开挖时，每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度宜控制在3-6米，每层开挖深度控制在2-3米，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底。弃土堆放应远离基坑顶边线20米以外。（5）纵向分台阶开挖时，应在每个台阶设置截水沟或挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内。（6）基坑开挖后，应及时设置坑内排水沟和集水井，防止坑底积水，在雨季施工，严格执行雨季施工方案。（7）每一工况挖土及钢支撑的安装时间不得超过16-20小时，对各道支撑必须采取可靠的支托和连接，并用钢丝绳每个单独悬吊于冠梁外，防止因围护结构变形和施工撞击而发生支撑脱落。（8）机械挖土时，坑底应保留200-300mm厚土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动。（9）挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作，严禁挖土机械碰撞支撑、井点管、围护墙，钢支撑顶面严禁堆放杂物。5.2、车站基坑土方开挖5.2.1施工组织车站总体施工顺序：施工分段井点降水作业分段开挖分段支护分段施作主体结构分段恢复路面。出段线基坑土方开挖总量13256 m入段线基坑土方开挖总量39872 m。车站采取分段进行施工，每段控制在6-8m范围内。按出入段线施工总部署，在出段线距小里程端95米处设地下连续墙堵头，对堵头西侧部分进行单独施工。首先进行基坑降水。降水井纵向按单排布置，由于基坑宽度较窄需要避开墙及腋角，以免对后续主体结构施工造成影响。降水井安排专人看管，确保正常工作。土方开挖顺序：出入段线接坑均由盾构端头井处由深到浅依次开挖。开挖应保持均匀、平衡、对称开挖，以使土体开挖过程中和开挖后应力释放均匀，保证基坑的安全。5.2.2.1开挖准备（1）基坑围护已经封闭，且已经达到设计强度。（2）备足排除基坑积水的抽水设备。（3）降水工作、排水路管布设已满足开挖要求。（4）开挖前弃土场地已落实好。5.2.2.2开挖方法出段线基坑开挖深度端头井为13.1米，标准段开挖深度为11.5-7米，最大开挖宽度14米.最小开挖宽度5.8米。入段线基坑开挖最大深度14.1米，标准段开挖深度12.26米-2.26米。平面由于基坑宽度较小且1粉质粘土、1T2淤泥质粉质粘土为流塑态。为了安全起见放弃中部拉槽，两边留台的传统开挖方式而采取全断面进行开挖。基坑开挖分阶段分层进行，每阶段开挖6-8米左右，每层开挖深度控制在2-3米，基坑开挖一定要坚持先探后挖的原则，且开挖深度不能超过探挖深度。分层开挖每一层底面标高为不高于支撑底面30-50cm，或设计基坑底标高以上20-30cm，最下一层由人工清除，严禁超挖。开挖分层进行，标准段第一层采用普通挖掘机（300型）挖土开挖至第一道支撑处，安装第一道支撑并施加预应力，第二层钢支撑及以下部分采用两台（开挖深度较大部位采用三台）小型挖掘机（60型）倒土，最后使用挖掘机（300型）或长臂挖掘机站于基坑上方进行装车。基坑开挖剖面图基坑开挖充分利用时空效应组织施工，按“水平分段、竖向分层、台阶法作业、由上至下、先探后挖、先支后挖”的原则进行作业。减少地连墙水平位移和坑底回弹。做好支撑和挖土的紧密配合，随挖随撑。开挖第一、二道支撑土层，每段开挖长度不超过8米。要在16小时内挖完，随即在8小时内安装好该段的支撑并施加预应力完毕；第三四道支撑的开挖过程中，每小段开挖长度不超过3米，小段土方要在8小时内挖完，随即在8小时内安装好该段的支撑。5.2.2.3 高压管线处土方开挖由于6.6万伏高压管线斜穿车站围护结构，造成管线下方2.3米宽度范围内地连墙无法施做，改为采取三重管旋喷桩进行止水及管线下方土体加固。所以此区域内土方开挖为基坑土方开挖的重点、难点。1）、此区域内土方开挖前准备充足应急物资。2）、土方开挖之前（10-15天）在基坑外侧设置（管线两侧）四口降水井，提前进行降水，以减小此处土方开挖外侧水压，降低开挖风险。3）、此处土方开挖之前首先进行人工探挖，探挖深度控制在1.5-2米。探挖安全后随即将10mm厚的钢板锚固于两侧地连墙。钢板与地连墙接缝处采用防水材料进行填塞。防止突泥涌沙。4）、钢板锚固以后，将外侧地连墙的主筋相连接并浇筑混凝土。确保万无一失。5.3、基坑开挖支撑的安装5.3.1支撑体系开挖时沿基坑深度方向标准段设置三道（部分为两道）钢支撑，端头井处设置四道钢支撑外加一道换撑。钢支撑用609mm壁厚16mm钢管，水平间距为3m左右，墙顶设置钢筋混凝土冠梁，第一道支撑承载冠梁上，二、三道钢支撑撑在钢围檩上，钢围檩采用2根工50c组合型钢，为减少围护结构的侧向位移，必须及时设置钢管撑和准确施加预加力，其值可按设计预加轴力施加，并应根据现场围护结构的变形、受力监测情况调整实施。设计支撑轴力如下表所示：盾构工作井支撑轴力 支撑道数支撑设计轴力（KN）支撑预加轴力（KN）第一道钢支撑360180第二道钢支撑930650第三道钢支撑17601230第四道钢支撑1370960里程范围XDCK0+660.000XDCK0+673.202。出入段线明挖区间支撑轴力 支撑道数支撑设计轴力（KN）支撑预加轴力（KN）第一道钢支撑580290第二道钢支撑19101340第三道钢支撑15201070里程范围XDCK0+673.202XDCK0+709.000，SDCK0+278.901SDCK0+736.000。出入段线明挖区间支撑轴力 支撑道数支撑设计轴力（KN）支撑预加轴力（KN）第一道钢支撑690345第二道钢支撑14401000里程范围XDCK0+709.000XDCK0+813.000，SDCK0+736.000SDCK0+843.000。5.3.2、支撑安装工艺流程安装钢支撑架设托板钢支撑准备拼装支撑吊运钢管支撑拆除千斤顶预制钢围檩吊装钢围檩钢围檩安装、斜撑端板焊接施加预应力焊接固定根据土方开挖进度要求，提前备好支撑钢管和配件。钢支撑应进行配撑计算，每小段土方开挖完成后，立即安装，并施加预应力。第一层每小段开挖完成，同时安装两根支撑，第二层及以下部分，每段土方开挖时，每根支撑紧跟开挖面，随挖随撑。由于出段线盾构工作井维护结构形式为600mm厚地连墙及四道支撑外加一道换撑。具体换撑工艺如下：首先进行出段线盾构工作井底板浇筑，浇筑高度为底板掖角以上30cm，待底板浇筑混凝土强度达到设计要求后拆除盾构井第四道钢支撑，然后绑扎侧墙钢筋安装模板浇筑侧墙混凝土至标高113米处，此次浇筑完成的侧墙达到设计强度后拆除侧墙模板将第三道钢支撑下移1.2米支撑于浇筑完毕的侧墙内表面并施工预应力（换撑标高111.920）。最后施工剩余部分侧墙及顶板。待剩余浇筑完成混凝土达到设计强度后拆除支撑于侧墙内表面得支撑。直撑安装前根据有关配撑计算，将标准管节先在地面进行预拼接并检查支撑的平整度及轴线偏差。其两端中心连线的偏差控制在20mm以内，经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用，支撑架设时采用吊车一次性整体吊装到位。每根支撑一端为活络头，一端为固定端。支撑吊装到位后，先不松开吊钩，将活络端拉出顶住预埋件，再将两台200吨千斤顶固定为一体，将其骑放在活络头端上，接通油管后即可施加预应力。预应力施加到位后，在活络头端中楔紧楔块，并点焊固定。然后松开千斤顶，解开起吊钢丝绳，即完成整根支撑的安装，然后用钢丝绳每根单独悬吊于冠梁外侧。5.3.2.2斜撑安装端头井处设计采用斜撑。因斜撑与钢围檩及地连墙呈斜交关系，有一定交角，不易直接安装支撑并施加预应力，斜撑安装前先凿出预埋钢板并在地连墙上打孔，安装膨胀螺栓，固定三角支架，再安装腰梁及端头板，然后进行支撑安装作业，其安装固定方法与直撑相同。5.3.2.3预应力施加预应力施加前，必须对油泵及千斤顶进行标定，使用中要经常校验，使其运行正常，确保量测的预应力值准确，每根支撑施加的预应力要记录备查。预应力施加中，必须严格按照设计要求分步施加预应力，先预加到设计预加轴力的50%，再检查螺栓、螺帽、焊接情况等，无异常情况后，施加第二次预应力，达到设计要求。5.3.2.4角撑施工角撑在施工前，先凿毛地连墙砼，并凿出地连墙钢筋，使角撑钢筋与地连墙分布筋搭接，并采用搭接焊使其形成网片，其焊接长度不小于10d，然后支模，浇筑砼，在砼达到拆模强度后，拆除模板，进行下一步施工。5.3.3支撑体系安装施工要点（1）土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，但也必须结合施工现场具体情况，随时与设计及监理沟通调整方案。并遵循“竖向分层、水平分段、对称、平衡、快速开挖、快速支撑、开槽支撑、先撑后挖、严禁超挖、快速施工”的原则。支撑的安装与土方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装支撑并发挥作用。每一工况挖土及钢支撑或角撑的安装时间不得超过1620小时。按时限施加支撑预应力，减少基坑暴露时间。要严格控制支撑端部的中心位置，且与支护结构面垂直，接触位置应平整，使之受力均匀。（2）钢管横撑按每节6米或5.8米的长度进行分节，同时配备部分长度不同的短钢管，以适应基坑断面的变化。管节间用法兰、螺栓连接，同时每道横撑间分别配活动端和固定端。（3）所有支撑连接处，均垫紧贴密，防止钢管偏心受力。（4）钢管支撑与地连墙正交，斜撑和角撑要确保剪力块角度与斜置角度一致，钢支撑安装后及时施加预应力。（5）千斤顶分两级加载。第一级加载设计预加轴力的50，每一开挖段内支撑加设完毕后，二级加载到设计预加轴力。（6）为防止钢支撑受压变形，活动端、固定端端板采用厚2cm的钢板。（7）设专人检查钢支撑楔子，一有松动，及时进行重新加荷打楔子。钢支撑安装的允许偏差和检验方法 序号项 目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围点数1腰梁标高630每10m1水准仪检测2预加顶力650（KN）每件1检查施工记录3位置标高6302水准仪检测间距6100钢尺检查（8）钢支撑、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。5.4、支撑保护措施及拆除技术措施5.4.1支撑保护（1）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。所有支撑及其构件均必须设置钢丝绳进行悬吊保护。确保安全。（2）挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作；作用于支撑面上的荷载不大于4kpa，钢支撑顶面严禁堆放杂物。（3）土方开挖时，弃土堆放应远离基坑边线20米以外。（4）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。5.4.2支撑拆除技术措施支撑体系拆除过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的侧向压力转至永久结构或其它临时支护结构。先在钢支撑端部千斤顶座上设置千斤顶，操作千斤顶逐步给支撑卸载，避免瞬间预应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。在完全卸载后，拆除钢支撑端头的钢楔；然后给千斤顶减压并安全放松后移走千斤顶；最后用吊车将钢支撑吊起，并运离现场。在千斤顶给支撑卸载过程中，吊车一直吊住钢支撑，并按设计要求的顺序进行拆除。5.5.2保证纵坡稳定的措施开挖过程中的动态坡度按1：1.51：2.5比例放坡，纵向总坡度控制为1：3.0。纵向采用人工修坡。若纵向坡放置时间较长时，在坡面上浇捣100mm厚C15砼保护层或用塑料布等将纵坡整体覆盖，必要时在坡角及易滑移位置打入一定数量的短小桩，以防纵向滑坡。5.5.3充分备好排除基坑积水的排水设备基坑开挖前，做好基坑外的防水工作，对基坑外的地面水，采用沿基坑四周设置排水沟排水。对施工过程中基坑内的散水，备足排水设备，通过排水沟引流到集水井并及时抽排至坑外。纵向排水沟设在基坑的中部，横向通过树状水沟引到纵向水沟。雨季施工时对开挖面用塑料布封闭，严防地表水渗入土体。当开挖至设计基底标高后，在底层布置排水系统。5.5.4围护墙体渗漏处理措施基坑在开挖前，应备好铁锹、砂袋、方木等应急物资。对墙体接缝或墙体出现水土流失进行及时封堵，并采取相应的处理措施。基坑开挖过程中，如发现地连墙墙体接缝处有渗漏水现象，采取注浆的方法进行堵漏；如果渗漏严重，则在基坑外侧渗漏处采用高压旋喷桩进行旋喷止水。5.5.5坑顶防护措施在基坑顶面冠梁上设置牢固的防护栏杆，用红白相间油漆涂刷，并挂密目网进行防护。5.5.6预应力复加支撑轴力损失与开挖进程、围护结构位移及其后土体位移、温度变化、施工过程中的振动、突发事件影响等有关。支撑预应力损失所引起的围护结构位移通常是几乎不可逆转的。故及时有效地复加预应力对控制围护结构位移是一项非常关键而有效的措施。轴力复加控制标准：按照设计标准或当轴力变化大时，即按要求复加支撑轴力。5.5.7施工间隔期间变形控制同一断面位置两层土体开挖有一定时间间隔，或者由于特殊情况影响导致挖土不能够连续进行，此期间基坑连续墙和支撑一直处于较高的应力状态。在此期间，由于温度变化、主被动区土体流变、施工扰动等因素作用，基坑地连墙必将产生变形，因此施工间隔期间的变形控制亦是基坑总变形控制的关键之一，施工间隔期间变形控制的一种较为有效的方法就是及时复加支撑轴力。5.5.8其他保证措施应切实做好出土、运输和弃土工作，保证基坑开挖中连续高效率出土。同时准备备用发电机，确保降水作业的不间断进行。六、基坑开挖质量保证措施6.1、组织措施建立及完善各项制度：质量自检制度；隐蔽工程检验制度；质量评定制度；验工签证制度，质量奖罚制度。并落实、实施。6.2、技术措施6.2.1基坑开挖及支撑安装质量保证措施（1）根据工程具体特点、施工条件，选择合理的施工方案，编制实施性施工方案，上报监理，审批后方可实施。（2）开挖前，应做好基坑内降水、基坑外排水工作，了解工程的薄弱环节，严格按施工方案的挖土程序、挖土速度进行挖土，并制定应急措施及备好应急物资。（3）开挖过程中，建立工程监测系统，做好对基坑工程的监测和控制；同时，经常对平面控制桩、水准点、标高、基坑平面尺寸等进行复测。（4）基底以上20-30cm土层采用人工开挖，及时安装基坑支护结构的横撑，并及时施做接地系统和浇灌砼垫层，避免基底扰动、暴露时间过长；防止基坑变形。（5）加强围护体系的监控量测与信息反馈，指导施工。（6）基坑验收允许偏差与检验方法。基坑开挖的允许偏差和检验方法 序号项 目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围点数1中线偏位3010m1经纬仪检测2基底标高0，2010m一个断面3水准仪检测3宽度不小于设计规定钢尺检查4基底平整度202m靠尺检查（7）基坑两侧20米范围内不得存土。（8）基底超挖、扰动、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。（9）基坑开挖及结构施工期间经常对地下连续墙及支撑系统、放坡开挖基坑边坡、和运输便桥等进行检查，按监测方案进行监测。7.3基坑开挖及支撑安装安全保证措施（1）采用人工开挖时，两人操作间距应大于3.0米，不得对头挖土；挖土面积较大时，每人工作面积应不小于6m2。（2）机械挖土严禁无关人员进入场地内，挖掘机工作半径范围内不得站人或进行其他作业。卸土应待整机停稳后进行，不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过。（3）每开挖至支撑位置时，先按要求设置支撑，待支撑全部加固完毕后，再向下开挖，以确保基坑稳定；（4）支撑确保水平，防止受力不均导致局部或整体变形面造成事故，并进行严密监测；（5）支撑构件安装牢靠，避免局部失稳；（6）支撑拆除在施工负责人的指导下严格按规范操作，并严密监测，避免突然卸载造成事故。（7）随时检查支护的变形情况，发现异常情况，先撤离施工人员和设备，等维修完毕后，方可继续开挖；（8）在基坑内进行电焊作业时，应做好个人的绝缘防护工作，严禁将电线及用电设备浸泡水里面，以防漏电。（9）基坑顶部边缘严禁堆置重物。挖掘机或其它机械在坑顶进行挖基作业时，距坑边的安全距离一般不小于1m，零星材料及小型具堆放距坑边的安全距离不小于0.8米。（10）吊车、挖掘机司机作业时要提高警惕，严禁碰撞支撑。（11）在基坑开挖及支撑安装时，吊车、挖掘机司机作业时要有专人指挥。（12）每班进入工作场地的人员应登记进入，非施工人员进入施工场地必须经过项目施工负责人的批准。七、基坑开挖施工的应急措施7.1、降水施工应急措施1、停电应急预案分析：如果忽然停电将导致降水无法进行，使水位上升，对车站施工安全产生严重的威胁。采取措施：为了防止忽然停电对降水的影响，在施工现场配备一台200千瓦的发电机组，与变压器间设置切换开关，以备停电时的降水需要。 2、渗水分析：侧向和顶部的渗水会对结构开挖安全造成危害，由于地层结构的原因，存在例如粘土层的隔水层，虽然进行了降水，但隔水层上部的滞水还会存在，沿隔水层顶部流入基坑和暗挖结构。采取措施：（1）当含水层中的残留水沿槽壁渗出时，可在渗出点的桩间土部位插盲管导流，并在槽底设盲沟集水至集水井，再将集水抽排至地面；（2）当基坑开挖遇到突然出现的不明来水时，应立即停止开挖，做引流回填，控制因出水带出地层颗粒形成地层扰动坍塌，并及时查明水源情况，采取寻源断流措施。（3）对出水范围的基坑壁，必须采用特殊加固措施，比如小导管注浆、局部土钉补强等方法，稳定后再继续下步开挖。3、降水、排水维护管理及特殊情况的应急处理措施降水井施工结束后，是较长时间的维持降水阶段，延续降排水要到结构顶板及抗浮梁施工完成，降排水维护与动态观测是阶段的工作重点。在降排水过程中也可能会出现诸如外来水涌出潜水和层间水不可能完全疏干等问题，需采取必要的处理措施。（1）定时巡视降排水系统的运行情况，及时发现和处理系统运行的故障和隐患，如水泵抽水出水情况，是否需要检修换泵；供电线路是否正常；排放水的含砂情况及排水联络管道是否畅通。（2）在换水泵时应先量测井深，掌握水泵安全合理的下入深度，以防埋泵。（3）注意对井口的防护、检查，防止杂物、行人掉入井内。（4）当发生停电时，应及时更换电源，尽量缩短因断电而停止抽水的时间间隔，备用发电机保持良好，要随时处于准备发动状态。（5）随时到土建结构掌子面了解掘进遇到的水情和土建施工单位对降水的意见，对管理和服务加以改进，发现隧道出水、涌砂，应立即查明原因，协同施工单位及时处理。7.2基坑施工的应急措施为保证施工过程中的安全，在降水及开挖施工中将与工程监测方案紧密结合，并制定相应的应急预案。同时应及时对监测数据进行分析，并及时提供给设计单位，针对施工提出更加合理的理论支持。有效形成信息动态共享、设计动态指导的良性循环。1、基坑大幅变形应急措施（1）监测各道支撑内力和围护变形情况，一旦发现变形速率及变形值增大，应立即停止开挖，加密支撑，并及时施加预应力。（2）雨季施工时做好截排水系统，做好土坡封闭，防止地表水渗入开挖面内，并及时排出基坑内积水。（3）严格按照施工设计分层、对称、均衡开挖，限时封闭。（4）认真做好基坑降水和地基加固施工，开挖前检测施工质量，如不能满足设计和规范要求应及时加固，严禁带隐患开挖。2、发生基坑坍塌事故的应急预案为了对施工过程中突发的基坑坍塌事故及时采取有效控制和实施抢救，防止事故影响蔓延，最大限度的降低损失，特制定本预案。（1）进入施工现场必须戴好安全帽。施工现场设醒目的安全标语和安全警示标志，提示工人注意安全。（2）图纸审核时积极与设计单位联系，了解其对基坑支撑体系设计的安全系数，了解对基坑开挖施工方面的设计要求，据此制定基坑