地铁基坑开挖专项施工方案汇报材料课件.ppt

武汉市轨道交通8号线二期工程第二标段土建工程,水果湖站北区基坑开挖与支护专项施工方案汇报材料,2019年1月,武汉市轨道交通8号线二期工程第二标段土建工程项目经理部,一、编制依据及原则二、各参建单位三、工程简介四、施工部署五、施工总平面布置六、施工方案七、施工监测八、应急预案,汇报内容,一、编制依据及原则1.编制依据水果湖站围护结构及主体结构施工图纸、设计交底、现场调查资料；水果湖站岩土工程勘察报告（详细勘察）；现行国家相关施工规范、标准及规程。2.编制原则认真贯彻国家有关工程建设的各项方针和政策，严格执行工程建设程序；严格执行相关规范，遵循建筑施工工艺及其技术规律、坚持合理施工程序；在充分理解施工图纸及现场条件的基础上采用安全、先进、合理、经济、可行的施工方案；应用先进的管理技术，合理计划、统筹安排、突出重点，控制关键性工作，实现均衡生产、流水线作业；坚持优化技术方案和推广应用“四新”成果，加强科技创新和技术攻关；科学规划施工场地，保证施工全过程对环境破坏最小、占用场地最少、并有较周密的环境保护措施；严格按照武汉市绿色施工管理规程的要求，加强施工管理，确保施工质量，保证现场施工安全、文明施工。,二、各参建单位,1、建设单位：武汉地铁集团有限公司2、设计单位：北京城建设计发展集团股份有限公司3、监理单位：武汉华胜工程建设科技有限公司4、施工单位：中铁一局集团有限公司5、勘察单位：武汉市勘察设计有限公司6、三方监测：湖北省电力勘测设计院,1.工程概况（1）站位情况水果湖站为8号线二期的第三座车站，车站位于东湖路与白鹭街交汇处，沿东湖路南北向敷设，其中东湖路规划道路红线宽30m，白鹭街规划道路红线宽40m。车站北侧为楚河汉街，东侧主要为武汉万达瑞华酒店和汉秀剧场，西侧主要为万达嘉华酒店，西南侧为红军村还建楼，东南侧为水果湖加油站。,三、工程简介,水果湖站为地下二层岛式车站，车站主体结构外包总长287.250m，总宽21.3m（标准段），有效站台长度186m，站台宽12m，单柱双跨结构。主体基坑长度287.250m，标准段底板埋深约19.7m，覆土厚度4.4m，平面呈长条形，基坑总开挖面积6340，采用半铺盖的明挖法施工。主体基坑安全等级为一级。,（2）设计概况,车站围护结构采用12001500钻孔灌注桩+4道支撑+1道换撑+桩外一排800高压旋喷桩止水帷幕的支护体系，第一道支撑采用10001200mm混凝土支撑，钢支撑均采用800mm，壁厚16mm的钢管支撑。车站设置4个出入口，2组风亭，2个安全出口（兼消防救援），出入口分设于东湖路与白鹭街交叉口的四个象限，风亭分设车站南北两端。,（3）北区概况1、洋红色为北区盖板区域、基坑外绿色区域围护桩已施工完成。2、北区围护桩、降水井、冠梁及砼支撑已全部完成并达到设计强度要求。3、北区场地共计10口降水井,1口观测井，并已开始抽水。4、北区开挖放坡，明挖区和盖挖区横向设置2米台阶，保证钢支撑正常及时加设；开挖由北向南台阶开挖，台阶高度3米，台阶宽度5米；台阶没向后退一仓侧设置拦截盲沟。,围护桩完成,160米,108米,49米,28米,排水沟1*1米,碎石盲沟1*1米，加设水泵,已完成的盖板及顶板逆做区,（3）北区概况1、洋红色为北区盖板区域；车站深度19-21米。本次计划先开挖5仓，暂定预留第六仓作为土墙抵抗未开挖侧土压力。2、与第六仓边至第五仓开始放坡，放坡直线距离23米，坡顶距离基地14米。3、北区开挖放坡，明挖区和盖挖区横向设置2米台阶，保证钢支撑正常及时加设；开挖由北向南台阶开挖，台阶高度3米，台阶宽度5米；台阶没向后退一仓侧设置拦截盲沟。,盖板下放坡线,明挖区放坡线,108米,23米,已完成顶板逆做区,（3）周边管线车站周边地下管线主要包括：东湖路PS（1200,砼），DN300给水、弱电通讯管群、DN325燃气、10KV电力管群；白鹭街雨水DN1200、污水DN1200、给水DN800、DN300、弱电通讯管群、燃气DN325。,（3）周边管线车站周边地下管线主要包括：东湖路PS（1200,砼），DN300给水、弱电通讯管群、DN325燃气、10KV电力管群；白鹭街雨水DN1200、污水DN1200、给水DN800、DN300、弱电通讯管群、燃气DN325。,2.工程地质及水文地质概况（1）工程地质水果湖站覆土厚度4.4m，底板埋深19.7m21.5m。水果湖站开挖地层主要为1-1杂填土、1-2素填土、6-1粉质黏土夹粉土、6-2粉质黏土、10-1黏土、10-1a粉质粘土。围护结构桩址位于（11-2）黏质粉砂、12-2卵石（11-1）砂质黏性土夹粉土、粉砂，结构底板主要位于10-1黏土层，局部位于（10-1a）粉质黏土、（11-1）砂质黏性土夹粉土、粉砂层中。,各土层物理力学性质参数表,（2）水文地质,根据场区原始地形条件及地层的水理性质、赋水性能及地下水的埋藏条件等分析判断，在勘探深度范围内拟建场地地下水类型主要分为上层滞水、孔隙承压水和层间水三种类型。(1)上层滞水上层滞水主要赋存于场地（1）单元层人工填土层中或浅部暗埋原沟塘处，接受大气降水及周边居民生活用水垂直下渗补给，勘察期间测得场地上层滞水初见水位在地面下0.31.3m之间，静止水位在地面下0.61.5m。（2）孔隙承压水孔隙承压水主要赋存于场地（11）单元层中的粉土、粉砂层及（12）单元卵砾石层中，上覆黏性土及下伏基岩可视为相对隔水层顶板、底板。含水层厚度一般为1035m，含水层渗透性一般随深度递增。根据勘察期间在BQEJz2-15-71号孔内测得承压水水位埋深7.8m，相当于标高13.86m。（3）其他类型地下水场地（6-1）层的粉土夹层中含有层间水，其性质类似于潜水，水量一般较小，是基坑积水的来源之一。(6-1)层中的粉土夹层在基坑开挖时易产生局部淅水流土现象，故应做好防排水及支护工作。,3.工程特点及重难点,（1）工程特点水果湖站站位于东湖路与白鹭街交汇处，沿东湖路南北向布置，东湖路规划道路红线宽30m，白鹭街规划道路红线宽40m。车站北侧为楚河汉街，东侧主要为武汉万达瑞华五星级酒店和汉秀剧场，西侧主要为万达嘉华酒店，西南侧为红军村还建楼，东南侧为水果湖加油站，站位周边建筑密度大，且基坑周围存在各种管线。水果湖站为半盖挖施工，盾构机在本站站内过站，基坑西侧、东侧分别为万达五星级、七星级酒店，距湖北省省委710米，距湖北省省政府740米，站址范围内环境复杂、交通流量繁忙、场地狭小，分五期交通疏解及围挡。半盖挖施工难度大、安全文明施工要求高，对施工组织要求高。（2）工程重难点临近基坑建筑物变形控制是本工程施工的重点；深基坑开挖变形控制是本工程施工的重点；军运会保障节点工期是本工程施工的重点；保障土方开挖及外运是本工程施工的重点；钢支撑安拆是本工程施工的难点；（11-1）砂质黏性土夹粉土、粉砂地层基坑降水是本工程基坑开挖的重点也是难点之一。,1.施工顺序（1）钻孔灌注桩、立柱桩施工；（2）高压旋喷桩止水加固、降水井施工；（2）冠梁混凝土支撑、临时路面盖板施工；（3）基坑降水施工；（4）北区只设置一个工作面由北向南开挖基坑。边坡锚喷根据南侧施工进度安排。,四、施工部署,一期盖板区,2.资源配置（1）劳动力配置,基坑开挖共设4个工作班，每个工作面2班。土方开挖时，每一班设指挥1人，安全员1人，挖掘机司机5人，吊车司机1人，吊车司索1人，支撑架设人员6名，文明施工4人。基坑开挖每个工作面配备4台220大挖机、1台150小挖机。,（2）机械设备配置考虑到天气、机械使用效率、开挖时的时空效应控制等其它因素的影响，开挖及出土机械设备与劳动力的配备按平均出土量的150%配备。外运弃土的能力充分考虑运输时间、出土量等因素，按开挖土量的150%配备外运弃土车辆，开挖及出土设备和运输车辆具体根据实际情况进行调配。,1、北区：（1）冠梁、混凝土支撑降水井等于2018年12月20日全部完工；（2）土方开挖：2019年1月15日2019年4月1日；（3）结构施工：2019年3月2日2019年5月10日。2、南区：（1）围护桩、立柱桩、高压旋喷桩、降水井施工：2018年11月10日2019年3月20日；（2）冠梁、混凝土支撑及铺盖系统施工：2019年1月28日2019年4月10日；（3）土方开挖：2019年4月11日2019年5月30日；（4）结构施工：2019年5月2日2019年7月7日。,3.节点工期计划,五、北区施工场地布置,施工步序图,六、施工方案1.围护桩、立柱桩施工（1）围护桩直径1.2m，标准段围护桩长3246.5m；（2）立柱桩基础为直径1.2m钻孔灌注桩，桩长深度为基底以下2227m。（3）水果湖站共有围护桩425根，北区196根；临时立柱桩67根，北区及一期盖板下共计39根。,2.加固及止水帷幕车站基底主要位于10-1黏土层，局部位于10-1a粉质黏土、11-1砂质粘性土夹粉土、粉砂含承压水土层，围护桩施工完毕后需施作三重管高压旋喷桩止水帷幕；旋喷桩分浅层帷幕和深层帷幕两部分，浅层帷幕旋喷桩按进入10-1粉质粘土不小于1m控制，深层帷幕旋喷桩顶部按基底以上2m控制，底部按基底下5m控制。,3.降水施工（1）降排水原则为防止降水及地表水下身浸泡基坑，并使基坑内地面以下一定深度内的土层排水固结，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，为基坑的顺利的开挖和地下结构的施工创造无水作业条件，需对基坑内采取将排水措施。本工程对车站基坑构成危害的地下水主要是上层滞水，采用明沟加集水井疏排结合局部竖向隔渗止水帷幕格挡。由于本站基坑开挖范围主要地层为杂填土、粘土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土粉砂，总体水量不会很大，若地下数位较高时可考虑采用疏干井井点降水。布井方式采用坑内布井方案，抽水时间以水位观测井水位为依据，保证基坑施工期间坑内地下水水位在开挖面以下1.5m进行控制性降水。,3.降水施工（2）井点设计根据基坑涌水验算，本基坑需设降水井20口和观测井2口；其中北区10口降水井和1口观测井。,（3）井点构造,施工准备建立平面及高程控制网且经复测并报审，基坑监测点布设完成并采集初始值；专项方案编制并经专家评审，各项手续齐全；施工现场运输通道畅通、基坑范围内管线迁改完成；基坑降水提前20天进行，保证地下水位降至底板以下1m；钢支撑、防水堵漏材料、应急物资及相关机械设备均已准备到位；相关作业人员经过三级安全教育、技术交底和相关技术培训。冠梁及第一道砼支撑施工冠梁及第一道砼支撑应同时浇筑，冠梁兼做压顶梁，采用C35钢筋砼；围护桩完成后需先挖去桩顶回填土，凿除桩顶砼并调直桩顶钢筋用水清洗干净，按照设计要求绑扎冠梁钢筋，预留足够主筋长度与下节主筋搭接，完后立模加固，砼浇筑一次成型，完成后及时养护；砼支撑在地面土体开挖至支撑下，底模采用地模，底模施工采用挖槽方式，支撑间土体应预留，避免超挖，当支撑跨度较长时均应按设计起拱，立模加固后砼浇筑一次性成型，完后收光并及时养护。,4.基坑开挖、支撑架设及喷锚施工,2019/12/16,27,可编辑,2019/12/16,28,可编辑,北区基坑开挖顺序按施工总体部署，拟定展开两个工作面开挖，共分为12个施工段施工；基坑开挖拟定从两头向中间逐步进行；第1-6段为第一开挖面、自北向南开挖，第12-7段为第二开挖面、自南向北开挖；钢支撑及连系梁的架设随着基坑开挖情况以及按照设计要求及时进行。,开挖方向开挖方向开挖方向,开挖方向,一期盖板区,土方分层分段开挖示意图,基坑开挖遵循“纵向分段、竖向分层、由上而下、先支撑后开挖的原则”，并充分考虑时空效应，减少基底暴漏时间；根据水果湖站的地质条件及加固、降水措施考虑开挖坡度1:3；根据地质水文资料，做好地面和地下排水、降水方案；及时架设支撑并施加预应力，钢支撑应在8小时内架设完成，杜绝超挖。,北区基坑开挖原则,（4）基坑开挖步序及流程,第一层土方开挖示意图,第一层土方为从地面开挖至第一道砼支撑底面标高，深度为1.5m，采用挖机在基坑内开挖，土方运输车出土。,第2至5层土方开挖示意图,分层开挖的每一层开挖面标高不低于该层设计支撑中心标高以下50cm，每次挖土需保证该地段地下水位在挖土工作面以下1m；开挖至基坑底部0.3m厚人工清除，严禁超挖；基底挖出后立即施做垫层，防止基底风化或雨水浸泡。,（5）钢围檩及钢支撑安装架设,安装工艺流程支撑编号-对号运到现场-焊三角形角钢托架-钢围檩就为-钢支撑就位校正-连接施加预应力-紧固钢楔-拆除液压千斤顶钢围檩安装注意事项基坑开挖到达支撑设置高度时，将架设位置处桩身面凿平并进行填补使表面平整垂直，围檩与桩体之间不少于60mm的空隙用细石砼填嵌。钢支撑架设工艺钢支撑架设-施工钢连梁-钢支撑安装-施加支撑轴力预应力施加施加前需对油泵及千斤顶标定，确保量测预应力准确，施加中严格按照设计要求分步施加，预先加到50，再检查螺栓、螺帽及焊接情况，无异常后施加第二次达到设计要求。安全事项严格按照交底要求架设，严禁碰撞支撑、造成支撑坠落，严禁在支撑上行走或堆放杂物。,钢支撑架设工艺流程图,水果湖站采用半盖挖法施工，由于直撑单根长度长,吊装时必须采用分段进行吊装。在地面将钢支撑拼装成长度不同的2段,用龙门吊或履带吊将短节段支撑吊到指定位置,再用挖掘机调运到铺盖系统下。另一段由于长度较长,明挖段宽度不能满足直接吊装,需用履带吊进行倾斜吊运到安装位置,由挖机配合调整两节段轴线在同一直线上后,用高强螺栓进行紧固并施加预应力。斜撑单根长度较短,明挖段直接用履带吊运到指定位置进行安装并施加预应力。半铺盖系统下,采用挖掘机倒运到安装位置进行安装。,钢支撑的安装允许偏差应符合以下规定：1、钢支撑曲线竖向偏差：15；2、钢支撑曲线横向偏差：15；3、钢支撑就位后及时准确施加预应力，对于一级基坑按以下要求复加应力：4、在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及桩位水平位移，并复加预应力至设计值；5、当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，立即在当天低温时段复加预应力至设计值。围护桩水平位移速率超过警戒值时，可适量增加支撑轴力以控制变形，但复加后的支撑轴力和挡墙弯矩必须满足设计安全度的要求。,钢支撑安装允许偏差和检校方法,钢支撑拆除工艺流程图,轴力释放完后，取出所有楔块，采用吊车和叉车配合分段拆除钢支撑，通过叉车配合人工将半铺盖系统下钢支撑运送出半铺盖系统，再拆除下方支架和托板。钢管支撑在结构板上分节拆除后，再采用履带吊通过明挖段将其垂直提升到地面，及时运到堆放场进行修整。,钢支撑拆除施工：,桩间网喷砼施工,工艺流程机械开挖留置土台-人工清理桩间土-桩处理-安装钢筋网片-喷射混凝土-养护-转入下个循环土方开挖网喷土方开挖采用人工配合机械开挖，应注意开挖、挂网、喷射混凝土工序的有效衔接，严格控制开挖后23小时内完成喷射支护。桩处理人工对开挖出来的桩间进行处理，保证桩间无粘结土，确保喷射混凝土跟桩粘结牢固。网片安装钢筋网片采用8钢筋，网格尺寸150mm150mm，桩处理完成后应立即铺挂钢筋网片，采用16钢筋与围护桩固定。混凝土喷射设计网喷混凝土强度等级C20，厚度为100mm，喷射作业应分层、分段、分片依次进行，喷射顺序应由下而上螺旋式移动，每喷完一遍均需有一定的间歇，一般为前一层混凝土终凝后进行，喷射混凝土应密实、平整、无裂缝、脱落、漏喷、漏筋、空鼓、渗漏水等现象；平整度允许偏差10mm。,钢筋网喷大样图,1、根据工期安排，北区基坑开挖至一期盖板边时及第五仓时，南区围护桩及优先施工的靠北区冠梁已完成。2、现边坡锚喷作为备用方案，靠盖板侧坡顶距离开挖面为14米，计划放坡长为25米；具体为台阶法开挖，纵向横向均设置台阶，延基坑方向台阶高度3米，台阶宽5米，横向（盖挖和明挖区台阶）高2米；在纵向坡底设置碎石盲沟，并安放水泵拦截未开挖区水头，盖板区域明挖区设置排水沟。3、边坡采用C25喷射砼，厚度150mm，锚固钢筋为HPB400的252000X2000梅花型布设，入土1.6米，锚喷完成后外露100mm，钢筋网片采用HPB300的8150X150钢筋网片，网片与锚固钢筋连接牢固。,边坡网喷砼施工,七、施工监测,监测工作流程,测点布置,布置原则按监测方案现场布设测点，地表变形测点的位置既要考虑反映对象的变形特征，又要便于采用仪器进行观测，还要有利于测点的保护；深埋测点（结构变形测点等）不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度；各类监测测点的布置在时间和空间上有机结合；测点的埋设应提前一定的时间，并及早进行初始状态的量测；测点在施工过程中一旦破坏，尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数据的连续性。测点布设围护结构水平、竖向位移监测：沿基坑周边布置，埋设与围护墙顶，测距不大于20m，每边不少于3点；地表沉降监测：采用围护墙顶位移同一观测断面布置，测量23倍基坑深度范围内的地表沉降；在基坑围护结构施工前，要求先进行第三方的房屋及既有构筑物的检测、技术鉴定，为施工过程中的监测、抢险及可能产生的纠纷提供必要的依据。各项监测工作的监测频率应根据施工进度确定.在开挖卸载阶段，间隔时间不应超过2天，其余情况可延至3天。当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测，当有危险事故征兆时，应进行连续监测；地下管线变形监测：管线观测点不少于3个。,基坑内外地下水位：坑内观测井同降水井点埋设相同，数量不少于3个。坑外观测井埋深58m，沿坑周布设，间距不大于20m；临近建筑物沉降：根据建筑物的体形与结构形式确定观测点。一般布设在建筑物的角点、中点及沿周边每隔612m设一点；支撑轴力监测：在最长斜支撑及每开挖段典型断面的支撑中部；基坑边壁顶部的水平位移及垂直位移监测：测点选在变形最大处，测点不少于3个，相邻两组测点间距不大于30m。,监测控制标准根据地铁施工经验，结合本工程的特点、设计要求及有关规范规定，对盾构隧道开挖引起的拱顶隆降、周边收敛位移等建立了相应的控制值和预警值。1、地表变形限值：一般情况为-30mm+10mm，特殊情况另定。2、建筑物沉降控制值,各类建筑物允许倾斜及沉降值表,车站周边建筑物较多，尤其是西南侧水果湖中学宿舍楼距离较近，且该宿舍楼为条基砖混结构，年代久远，开挖施工期间需加强监测，必要时做好加固处理工作。,车站监测汇总表,基坑开挖前相关调查临近建构筑物调查：对施工影响范围内各建（构）筑物的有关材料、状况和既有的损坏、变形等作详细的记录，填写调查表，并由建筑物业主签字认可；拍摄影响范围内每栋建筑物的街道正视照片，放大为46寸的光面彩色系列照片；拍摄影响范围内建筑物每一处缺陷的详细照片，并按显示其位置的示意图或说明进行顺序编排；对影响范围内建筑物的内外构件包括表面修整、维修保养情况进行调查，摄影资料应包括各种缺陷和裂缝、湿斑、抹面脱落和其他损坏；对影响范围内建筑物主要结构的裂缝、开裂和磨损的混凝土、外露和锈蚀的钢筋等，应进行重点拍摄，并显示其位置；对影响范围内建筑物的录像并分别编辑。针对水果湖中学宿舍楼及水果湖一实验楼等建筑物进行进行房屋鉴定，保证基坑开挖期间安全。管线调查：对地下管线的调查要求全面地反映地下管线情况，包括从地下到地面，并按要求进行测绘。对施工影响范围内所有管线进行探测。地下管线明显点采用调查的方法进行，隐蔽点则采用雷达探测仪或测位仪进行探测定位，如隐蔽点需埋设传感器，可进行开挖测定，埋设后恢复原状。其他调查：降雨量：从有关部门收集有关资料，总结该区域每年、每季度降雨量的分布情况。温度：测量施工区域内地下温度、地表温度、监测点附近的温度调查，并进行统计。人流量、车流量：调查高峰期及不同时段道路上车流量和行人数量。在调查期间，同时对所有项目的资料进行收集、测量、统计，并综合存入监测管理系统，以便给后续监测、施工提供可靠的资料。,车站监测平面布置图,八、应急预案1.基坑纵坡失稳滑坡基坑开挖过程中保证纵向土坡稳定是至关重要的，一旦土坡坍塌，就可能冲断横向支撑并导致基坑挡墙失稳，酿成灾害性事故。一旦发生此类恶性事故，首先应在不危及人员安全前提下补强支撑；如果不能补强支撑则应立即组织回填基坑坍方处，并组织周围人员撤离，防止事态进一步恶化。尤其是雨季施工，更会因排水不畅、坡脚扰动造成纵坡滑坡事故，因此我们这里采取以下针对性措施：1）分层开挖，层间设台阶，每层开挖边坡坡率根据地质情况严格按规定控制放坡坡度，不得大于规范规定的该类土质的自然放坡坡度；2）在基坑四周及基坑内设置完善通畅的排水系统，保证雨季施工时地表水的及时抽排；3）密切观测天气预报，暴雨或大雨来临前，停止开挖，立即对边坡进行覆盖防护。同时，及时抽排汇入排水沟内的水，尽量减少基坑积水，确保基坑安全。4）如果遇到特殊情况，需要基坑停工较长时间，应在平台、基坑边和坡脚设置排水明沟和集水坑，并派专人抽水值班。5）事故出现后，首先在可能的条件下，应尽快降低坑外地下水位，进行坡顶卸载，进行未滑坡区段的监测和保护，严防事故的继续扩大；其次在坡脚堆筑砂石袋，或在未滑部位施打钢板桩、钢管、木桩等以挡土。,2