轨道交通土建工程施工项目明挖主体工程基坑开挖施工作业指导书.doc

轨道交通土建工程施工项目明挖主体基坑开挖施工作业指导书编制： 审核: 审批： XX股份有限公司XXXX标项目经理部20 年 月 日 明挖主体基坑开挖施工作业指导书目录1 目的12 编制依据13 适用范围14 施工工艺及要点14.1 基坑开挖施工组织14.2 基坑降水施工14.2.1 井孔施工24.2.2 疏干井降水运行34.3 基坑开挖施工程序及方法34.3.1 土石方开挖类型的选择34.3.2 土石方开挖施工34.4 外运弃土104.5 基坑稳定维护方法104.5.1 内支撑体系的加工制作104.5.2 内支撑体系安装施工要点114.5.3 内支撑体系的拆除及换撑114.5.4 加强监控量测124.5.5 特殊部位内支撑体系的处理方法124.6 基坑回填125 施工中的监测136 应急预案146.1 地下涌水146.2 坍塌147 质量保证措施148 安全、文明保证措施15 0 明挖主体基坑开挖施工作业指导书明挖主体工程基坑开挖作业指导书1 目的明确明挖主体基坑开挖作业工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范作业施工，减少和杜绝隧道结构渗漏水的发生，满足名明挖主体工程基坑开挖设计和规范要求。2 编制依据 （1）GB502042002混凝土结构工程施工质量验收规范 （2）GB50299-1999 地下铁道工程施工及验收规范 （3）JGJ182002钢结构焊接及验收规程 （4）GB5016492混凝土质量控制标准3 适用范围盾构明挖主体工程基坑开挖作业。4 施工工艺及要点4.1 基坑开挖施工组织基坑土石方开挖遵循“竖向分层，先支后挖，从上至下，逐层挖支”的施工原则。在充分考虑土石方开挖效率和工程总工期要求的基础上，纵向两端各设一个施工工区，各组织一个土石方开挖作业面。先期基坑始发井基坑分四层开挖，轨排井、明挖段基坑分三层开挖。每个作业面配备2台斗容1m3的反铲挖掘机开挖。弃土直接装入自卸汽车外运。基坑开挖实行三班制作业，每班配备一名施工指挥人员、反铲挖掘机司机2人以及自卸汽车司机6人。4.2 基坑降水施工基底施工时需及时疏干开挖范围内土层的地下水，为保证基坑的干开挖施工的顺利进行，基坑开挖前在基坑内沿基坑横向两侧设置疏干井点,井点孔直径500mm，孔底标高为比基坑底标高低2.0m，孔间距为横向方向6m。井孔内安置钢筋骨架密目钢丝网，孔壁与钢丝网之间填充碎石。在土方开挖前及开挖过程中进行不间断降水，随着基坑开挖深度及时拆除集水井外露钢筋笼，确保基坑内地下水水位低于开挖面1m以上。4.2.1 井孔施工（1）测放井位：根据井位平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整。（2）安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线。（3）钻进成孔：疏干井的开孔孔径为500 mm，均一径到底。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，回转钻成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在 1.101.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。（4）清孔换浆：钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50 m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至 1.10，至孔底沉淤小于 30 cm、返出的泥浆内不含泥块为止。（5）下井管：下管前必须测量孔深，孔深符合设计要求后，开始下井管。井管焊接要牢固、垂直，下到设计深度后，井口固定居中。 （6）填砾料（中粗砂）：填砾料前在井管内下入钻杆至离孔底 0.300.50 m 处，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆，使孔内的泥浆从滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐步调到 1.05,然后开小泵量按要求填入砾料，并随填随测填砾料的高度，直至砾料下入预定位置为止。（7）填粘性土：在围填粘性土时，应将块状的粘性土碾碎（粒径3 cm）后填入，下入速度不宜太快。（8）井口封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下回填 2.00 m 厚粘性土以止水，或采用水泥浆封孔。（9）洗井：在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上高压泵，先进行孔内换浆，将孔内泥浆换成清水，同时置换出井管底沉淤,直到水清不含砂为止。（10 安泵试抽：成井施工结束后，在疏干井内及时下入潜水泵与接真空管、排设排水管道、地面真空泵安装、铺设电缆等，电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏。抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。先采用真空泵与潜水泵交替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于0.06 MPa，以确保真空抽水的效果。（11）排水: 洗井及降水运行时，用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。4.2.2 疏干井降水运行（1）在疏干井的成井施工阶段应边施工边抽水，即完成一口投入降水运行一口，力争在基坑开挖前及时降低围护结构内基坑中的地下水位，做到能及时降至每一层开挖面以下 0.5 m1.0 m。（2）坑内疏干井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间由短至长，每次抽水井内水抽干后，应立即停泵，对于出水量较大的井，每天开泵的抽水的次数相应要增多。（3）工地现场要备足潜水泵，数量要多于井数的 12台。使用的潜水泵要做好日常保养工作，发现坏泵应立即修复或及时更换。（4）降水运行期间，现场实行 24 h 值班制，值班人员应认真做好各项记录，做到准确齐全。（5）降水运行阶段应保证电源供给，如遇电网停电，有关单位须提前两个小时通知降水施工人员，以便及时采取措施，保证降水效果。4.3 基坑开挖施工程序及方法4.3.1 土石方开挖类型的选择土石方开挖类型主要依据设计的基坑围护结构形式及基坑规模确定，遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，在局部无法先支护的情况下采取先挖后支，但是严格控制超挖宽度及时进行支护。随挖随撑，作好基坑排水，减少坑底暴露时间。4.3.2 土石方开挖施工1、施工准备 土石方开挖的施工准备包括以下几个方面：所有材料、设备、运输作业机械、水、电等必须进场到位。弃土地点必须落实，弃土线路畅通。排水系统正常运转。管线改移、支吊保护完成或落实好开挖过程中的加固保护措施。 2、 开挖机械和运输机械根据基坑工程的围护结构型式、基坑规模、地质条件、工期要求、场地条件及明挖段总体安排等要求，确定开挖设备,一般以液压反铲挖掘机开挖为主，辅以装载机、龙门吊等设备；弃土临时倒运采用反铲挖掘机、龙门吊倒运；弃土外运则以自卸汽车为主。3、开挖方法及程序始发井土石方开挖在始发井段地下连续墙施工结束后进行。根据临时钢管支撑的分布情况、反铲挖掘机的性能及基坑的规模，一般基坑第二道横撑中轴线以上土石方采用两台反铲挖掘机自一端向另一端分层开挖。第二道横撑中轴线以下各层土石方采用两台反铲接力开挖，部分采用龙门吊垂直出土。反铲采用PC200型。开挖过程中，在基坑四周设置截水沟，沟底坡度1，在始发井内设置11m深2m的集水井，井内安装一台潜水泵及时将积水排出。具体见图4-1。基坑开挖方法示意及开挖施工程序见图4-2、图4-3、图4-4、图4-5。 图4-1土方开挖示意图轨排井始发井开挖方向砼支撑冠梁 第一层土方开挖砼腰梁砼支撑图4-2 第一层土方开挖示意图 图4-3 第二层土方开挖示意图 15 第一层土方图4-4 第三层土方开挖示意图明挖段及轨排井2#362施工顺序：1 2 3 4 5 64513#1#始发井第二层土方砼支撑冠梁第三层土方钢支撑表层土方开挖冠梁、第一道钢筋砼支撑1#、2#挖掘机在基坑东、西两侧开挖第一层土方架设第二根钢管支撑重复上述工作直到3#挖掘机可以下到第二层坑底施工始发井第三道钢筋砼腰梁、砼支撑及第一根钢支撑3#挖掘机开挖始发井第三层土方，1#、2#机倒运出土依次开挖完成始发井第三层和轨排井、明挖段第二层施工第二道砼腰梁、砼支撑，及第一根钢支撑第二层第1根钢管支撑下方土方开挖，基坑外1#挖掘机接力倒运土方2#挖掘机下到第一层坑底2#挖掘机开挖第二根钢支撑下土方，1#挖掘机接力倒运土方由始发井吊出挖掘机，开挖结束图4-5 基坑开挖施工程序图表层土方开挖：采用两台挖掘机分别位于基坑的两侧,自地面分段开挖至冠梁及第一道横撑底面标高处，按要求凿除地下连续墙上部分混凝土，分段进行冠梁及第一道支撑施工，始发井一次性施工完，轨排井分两段施工，先期明挖段分一段施工，混凝土浇筑完成后洒水养护7天。第一层土方开挖：冠梁和第一道混凝土支撑强度达到设计要求后按照横撑间距分段分层开挖至第二道横撑中轴线以下0.5m。1#、2#挖掘机分别位于基坑的纵向侧，从始发井往明挖段开挖。弃土直接装入自卸汽车倒运或外运。挖土按盆式方法进行，不得超挖，开挖面的高差应控制在 3 m 以内，放坡为 11.5。开挖深度：始发井基坑3.0m；轨排井基坑5.1m；明挖段基坑5.1m。第二层土方开挖：第一层土方开挖完后，分段浇筑第二道支撑腰梁及转角部位的钢筋砼支撑，达到设计强度后架设第一根钢管支撑，然后2#挖掘机下到始发井第二层开挖面开挖钢支撑下土方。2#机开挖出的土方堆于机身后方5m处，由1#机在基坑外装入自卸车倒运或外运。当2#挖掘机开挖后退超过第2根钢管支撑位置时立即安装第2根钢管支撑，然后继续上述步骤直到始发井第三层面积满足挖掘机工作要求,开始进行始发井第三层的开挖施工。第二层土方开挖深度：始发井基坑5.0m；轨排井基坑6.18m；明挖段基坑5.0m。始发井第三层土方开挖：当始发井第三层面积满足挖掘机工作要求时，开始进行始发井第三层的开挖施工。首先施工第三层钢筋砼腰梁及角部钢筋砼支撑，达到设计强度后架设第一根钢支撑，然后3#机下到始发井第三层工作面开挖第一根支撑下土方，土方堆放在3#机后方由2#机将其倒运到第二层，再由1#机在基坑外装车倒运或外运。第三层土方开挖深度：始发井基坑5.213m；当每开挖完成1段支撑间距的土方时就安装下一根支撑，如此类推完成基坑开挖。3#机只在开挖始发井段使用，始发井开挖完成后用吊车吊出。接近设计坑底标高时应预留2030cm厚的土层，用人工开挖和休整,避免扰动基底。基坑允许偏差应符合下表的要求：表4-1 基坑允许偏差表序号项 目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围点数1坑底高程+10 、 -20每段基坑或长50m5用水准仪2纵横轴线502用经纬仪纵横向各侧3基坑尺寸不小于设计4用尺量各边各计1点4基坑边坡设计的5%4用坡度尺量4、开挖施工技术措施为确保土石方开挖施工的安全、顺利，特制定以下的施工措施：土石方开挖过程中应特别注意市政管线的保护。土石方开挖过程中的管线保护应特别强调对需要支吊管线的保护。在土石方开挖过程中应该做到：开挖暴露前调查清楚（包括具体里程、埋深等）并标明位置，开挖过程中留有保护距离，人工挖掘暴露，暴露后加以悬吊保护，不得碰撞。对不能及时施作支撑的区段应注意抽槽开挖、留土护壁。土石方开挖过程中应确保排水系统的正常运转。运输便道应设专人修整，确保运输安全、提高效率。机械开挖的同时应辅以人工配合，特别是基底以上2030cm的土层应人工开挖为主，以减少超挖、保持坑底土体的原状结构。在土石方开挖过程中，应加强观察和监控工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。基坑开挖过程中，不同土（岩）层面报驻地监理、业主确认，并做好记录，绘制地质素描图。基坑开挖完成后及时办理基底验槽及隐蔽签证手续，进入下道工序施工，减少基坑外露时间。机械操作时安排专人负责指挥，机械在支撑下方操作时要减速操作，防止操作过猛撞击支撑。龙门吊垂直运输时严禁边提升边行走。5、地下水控制由于基坑采用了地下连续墙围护结构型式，且连续墙底进入不透水层,因此基坑开挖过程中只须考虑基坑内降水。连续墙间堵水连续墙间堵水是指个别墙段咬合质量不好而出现局部渗漏水时所采取的施工措施，基坑分层开挖时分层清理并采用注浆法封堵。施工防、排水预计基坑开挖将在雨季进行，因此基坑的防排水工作非常重要。主要采取的措施有：在基坑外四周设置截水沟，将地表水收集通过场地南侧的集水池排入市政排水系统。基坑内开挖时在基坑四周也设置截水沟并将基坑内地下水排入设在始发井内的集水井，再通过大功率潜水泵抽排到地面南侧集水池后进入市政排水系统，抽水设备时应留有2030%的富余量。基坑内的截水沟、集水井随着土方的开挖同步设置。土方施工前采取井点降水预先使基坑内地下水位低于开挖面，排水水源主要是针对基坑内水源及外部环境（如降雨等）导致坑内积水而采取的措施。为保护基坑土石方开挖过程中的安全，应充分考虑基坑排水，基坑排水应贯穿基坑施工始终。施工过程中必须保证排水顺畅，并随时将积水井中的水流排出坑外。4.4 外运弃土在轨排井基坑一侧设置1个1025的弃土临时堆放场，堆放场距离基坑边最小距离不小于5m，堆土高度不大于2m。在允许土方运输时段内尽快将临时堆放场内土方运走。外运弃土遵守城市余泥排放的有关规定，采用封闭式自卸汽车运至指定弃碴场弃置。碴土倒运、外运路线见交通疏解图。在施工场地内出口设洗车槽，清洗进出车辆，并采取有效措施确保淤泥排放不污染城市路面。4.5 基坑稳定维护方法先期明挖始发井基坑设置三道横撑，轨排井、明挖段基坑设置两道横撑用以维护基坑开挖稳定。其中第一道支撑为钢筋混凝土支撑，第二、第三道支撑均为钢管支撑。明挖基坑开挖后，结构钢筋混凝土施作前，采用内支撑体系维护基坑的稳定，内支撑体系由钢围囹、钢筋混凝土腰梁、水平钢管支撑和钢牛腿三部分组成。4.5.1 内支撑体系的加工制作1、钢围囹、钢筋混凝土腰梁钢围囹采用2根I45c工字钢焊接而成。连续墙必须预埋钢板，安装钢围囹时将通过焊接将钢围囹牢固的固定在连续墙上，避免出现滑移。对没有预埋的连续墙，在开挖后按要求进行植筋。2、牛腿钢牛腿采用L75*8等边等边角钢加工制作而成。3、 钢管支撑钢管支撑分节制作，每节标准长度应为4m，管节间采用法兰盘螺栓连接，钢管支撑的设计直径为 600mm，壁厚14mm，吊装方式见下图。钢管支撑端部（仅一端）设预加轴力装置，其端部构造及预加轴力方法见图4-6所示。地下连续墙图2.9 钢管支撑吊装及预加轴力示意图图4-64.5.2 内支撑体系安装施工要点千斤顶预加轴力必须对称同步，以平衡横撑自重下落的可能和初期开挖预放的初应变。横撑端头与围囹顶面采用螺栓连接，以便固定钢管横撑，防止坠落伤人，并消除传递附加弯矩的可能性，预加轴力完成后，前支座后部滑移长槽与钢管端面之间的空隙采用钢板楔块垫塞紧密，然后拆除千斤顶。钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时应分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。所有支撑连接处，均应垫紧贴密，防止钢管支撑偏心受压。在支撑安装及土方开挖工过程中，派专人负责监管支撑安全工作，杜绝危害支撑安全事件的发生。钢管支撑安装的允许偏差应满足表2.1的规定。表4-2 钢管横撑安装的允许偏差项目横撑中心标高及同层顶面的标高差支撑两端的标高差支撑挠曲度立柱垂直度横撑与立柱的轴线偏差横撑水平轴线偏差允许值30mm20mm,1/600L1/1000L1/3000H50mm30mm注：L为支撑长度，H为基坑开挖深度。4.5.3 内支撑体系的拆除及换撑支撑体系拆除的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土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。支撑体系的拆除施工应特别注意以下两点：拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。利用主体结构换撑时，主体结构的楼板或底板混凝土强度应达到设计强度的80%。4.5.4 加强监控量测施工过程中严密的监控量测是确保围护结构稳定的主要措施之一。具体内容请参见基坑监测方案的相关内容。4.5.5 特殊部位内支撑体系的处理方法始发井端部斜支撑的架设安装方法与标准段相同，但必须在腰梁预埋钢板上焊好端面与斜支撑轴线垂直的三角钢板撑座，并保证其强度可靠。斜撑端头固定方法见图4-7所示。图4-7 斜撑端头平面固定方法示意图4.6 基坑回填基坑回填采用推土机推土，人工配合机械分层对称夯实。1、填料要求 （1）碎石类土，砂土及爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3，当用振动碾压时，不超过3/4）可用于表层下的填料。（2）含水量符合压实要求的粘性土。（3）碎块、草皮、垃圾、含有杂质的有机质土、淤泥和淤泥质土不能用于回填。2、顶板防水保护层强度达到设计要求后，开始回填基坑。结构顶板以上不少于0.5m厚度内必须采用粘土回填，其余部分回填料除淤泥、粉砂、杂土、有机质含量大于8%的腐殖土，过湿土和大于20cm石块外，均可回填。3、各类回填土使用前，应分别取样测定其最大干容重和最佳含水量，并做压实试验，确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实度等参数。回填应在最佳含水量时填筑。若采用不同类土回填时，应按土类有规则地分层铺填，将透水性大的土层放在透水性较小的土层之下，不得混填。边坡不得用透水性较小的土封闭，以利水分排除和基坑稳定，防止填方内形成水囊和产生滑坡。4、 基坑回填应分层摊平夯实；回填标高不一致时，应从低处逐层填压；基坑分段回填接头处，已填土坡应挖台阶，其宽不小于1m，高度不大于0.5m。5、回填时机械或机具不得碰撞防水保护层，结构顶板50cm范围内以及管线周围应采用人工使用小型机具夯填，夯与夯之间重叠不小于1/3夯底宽度。采用机械压碾时，宜薄填、慢行、先轻后重、反复压碾，压碾时的搭接宽度不小于20cm。6、 对有密实度要求的填方，回填碾压过程中，应取样检查回填密实度。基坑填土每层按100500m2取样一组。车行道范围内，必须符合相应道路路基密实度标准。5 施工中的监测基坑开挖过程中始终要对地表沉降、围护结构变形、土体侧向变形、支撑轴力、地下水位监测、围护结构内力等项目进行监测。监测表如下:表5-1 施工监测表当监测过程中发现监测数据达到警戒值时应立即加大监测频率。当监测数据继续增大达到控制值时必须采取适当措施进行处理，以保证基坑及周边建筑的安全。具体措施如下：1、当墙顶水平位移、墙体变形、土体侧向变形、支撑轴力、维护结构内力等监测数据达到控制值时，采取先暂停土方开挖再增加内支撑的措施控制水平位移，当监测数据显示已经稳定的情况下继续开挖施工； 2、当地表沉降、地下水位等监测数据达到控制值时，应先暂停土方开挖，并采取地下水回灌的方式补充围护结构外侧的地下水，由此避免开挖基坑造成地下水位下降引起的地表沉降和建筑物倾斜。6 应急预案6.1 地下涌水由于明挖基坑地质为全断面富水砂层，所以存在大量涌水的隐患。当连续墙施工缝发生大量涌水事故时应立即采取回填土方，并撤离基坑内人员、机械。采取钻孔注入双液浆的处理办法将连续墙施工缝涌水通道堵住，再进行基坑开挖。6.2 坍塌在基坑开挖过程中如果遇到坍塌事故，应立即进行人员抢救，并向上级主管部门汇报情况，分析事故原因。对围护结构、支撑内力、基坑周围地表、地下水、土体位移等进行持续监测，如果监测数据表明基坑稳定情况持续恶化，应立即采取增加钢支撑、基坑外土体注浆等措施进行加固。7 质量保证措施（1）认真贯彻执行我单位已通过的ISO9000系列标准，成立质量管理领导小组，明确质量目标，制订各级管理人员的质量责任，以保证质量体系的有效运行。（2）进行全员质量意识教育，提高全员质量意识；强化施工全过程质量控制，严格每道工序质量。（3）严把原材料质量关，保证使用在工程中的回填土、钢管支撑及混凝土等材料的质量符合设计和规范要求。（4）严格工程的报验程序，坚持工班自检、队级复检、项目部抽检的三级报检程序，未经监理检验或检验不合格的工程严禁隐蔽。（5）坚持技术交底制度，严格按照施工图纸和技术交底进行规范施工，保证工程质量。（6）设置主要的质量控制点：包括基坑开挖降水、钢管的连接、钢围囹安装、钢板的焊接、千斤顶加力等，并把好测量和监测关，材料检验和试验关，把好隐蔽工程签证关。8 安全、文明保证措施（1）认真贯彻执行我单位已通过的ISO9000标准系列质量认证的安全控制程序，使安全管理程序化、规范化、制度化。加强从业人员的安全教育和作业人员的“三级”安全教育、提高管理人员的管理水平和操作人员的安全操作技能和安全防范意识，进一步提高全员的安全生产意识，牢固树立安全第一、预防为主的思想。（2）针对基坑开挖的特点，进行专门的岗前培训，对职工进行地铁深基坑开挖施工安全基本知识和技能教育，遵章守纪和标准化作业的教育。（3）开展“安全生产、文明施工标准化工地”建设。施工现场做到