船闸基坑开挖及围护施工方案.doc

XXX船闸除险加固工程基坑开挖及围护施工方案编 制： 日期： 审 核： 日期： 江苏淮阴水利建设有限公司XXX船闸除险加固土建及设备安装项目部1目 录目 录11. 工程概况11.1 工程简况11.2 水文气象及工程地质11.2.1土层分布21.2.2水文地质31.2.3场地与地基的地震效应31.2.4地质评价32. 施工测量43. 土方工程施工43.1基坑开挖边坡及稳定验算43.2施工流程53.2.1基坑土方开挖施工流程见下图。53.2.2 基坑土方施工方法64. 施工期降排水74.1施工初期排水74.2基坑明排水84.3基坑深井降水84.4基坑针井降水104.5生活区、生产区明排水114.6人员、设备计划及其它注意事项115. 质量保证措施116. 安全施工保证措施126.1建立健全安全管理制度126.2安全知识培训及安全技术交底126.3加强施工过程安全检查126.4施工安全技术措施137. 文明施工保证措施13XXX船闸基坑及围护施工方案1. 工程概况1.1 工程简况XXX位于XXX境内，上游与洪泽湖相连，下游接二河，是连接京杭运河与洪泽湖的水上通道，对促进地区物资交流和经济发展起着重要的作用，航道等级为级航道。XXX船闸位于XXX的末端，距离二河约300米，具有通航、防洪等功能。该船闸建于1976年，闸首净宽8米，闸室14100米。上闸首为洪泽湖防洪大堤的组成部分，为1级水工建筑物，墙顶高程为17.0米。船闸上闸首原设计洪水位为15.0米，按现洪泽湖设计洪水位16.0米，校核洪水位17.0米标准，船闸上闸首不能满足挡洪要求。另外船闸地基土质为软土地基，承载力很低，受当时经济条件所限，对地基没有进行彻底处理，只是在结构上进行改善，没有解决地基不均匀性和抗滑稳定性问题。XXX船闸除险加固工程是在原有老闸基础上部分拆、扩建，船闸中心线与老闸一致。拆建上、下闸首，为开敞式平底板结构；拆建上、下游翼墙；新建上、下游引航道各105m，灌砌块石护底、护坡；新建上、下游靠船墩；下闸首上部设置交通桥1座，净宽4.5m。上、下闸首工作闸门采用平面定轮升卧式钢闸门。1.2 水文气象及工程地质工程场地位于XXXXXX，气候类型属湿润亚热带鲁淮气侯区，四季分明，春季冷暖多变，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季干旱少雨。年日照时数平均为2208.4小时，年平均气温14.6，最高气温40.8，最低气温-18.6，年平均霜期162天。年平均风速3.2-3.4m/s，多为偏南风和偏北风，最大风速为19.4m/s，瞬时最大风速为30m/s。多年平均降雨量为980mm，历年最大降雨量1684mm，历年最小降雨量460.6mm，年内降雨量分配不均，69月份占全年降雨量的70%，易涝易旱。年平均蒸发量1500mm，梅雨期20天，梅雨量平均200mm。场地的地貌分区属徐淮黄泛平原区，地貌为决口扇形平原。场地区在大地构造上位于扬子准地台苏北坳陷区，长期以来处于沉降地位，全区无基岩出露，均为第四纪巨厚的中新生代地层覆盖。 对本区最有影响的主要构造线为淮阴-响水断裂。淮阴-响水断裂从市区西北部穿过。淮阴-响水断裂主要活动于几十百万年以前，晚近期没有明显的活动迹象，非全新世活动断裂。综合分析认为，区域地质稳定性尚好。1.2.1土层分布根据本次勘察资料，将闸址处45m深度范围内土层分为9个工程地质层，土层分布描述如下：1层：素填土（Q4ml）。闸址两岸以灰黄色、暗黄色壤土、砂壤土为主，河床内以灰色、灰黄色松散沉积物为主；Y03、T04、Y07、Y08钻孔7.8-8.5m为闸底板及垫层。层厚为0.7-7.2米。2层：重粉质壤土，夹砂壤土（Q4al）。灰黄色。软塑状。无摇震反应，稍有光泽，干强度及韧性中等。该层河床内局部缺失。层厚1.1-6.0米。3层：重粉质砂壤土，夹壤土（Q4al）。灰色、灰黄色。稍密-中密状。摇震反应迅速，无光泽，干强度及韧性低。层厚0.7-3.6米。4层：重粉质壤土，夹砂壤土（Q4al）。灰黄色。软塑状。无摇震反应，稍有光泽，干强度及韧性中等。层厚1.6-7.3米。5层：重粉质砂壤土，夹壤土（Q4al）。灰黄色、灰色。中密状。摇震反应迅速，无光泽，干强度及韧性低。层厚0.9-8.2米。5-1层：中粉质壤土，夹砂壤土或粉细砂（Q4al）。灰黄色、灰色。软塑-可塑状。无摇震反应，稍有光泽，干强度及韧性中等。层厚0.7-3.5米。6层：细砂，夹壤土或中砂（Q4al）。灰黄色、暗黄色。中密状。摇震反应迅速，无光泽，干强度及韧性低。层厚0.5-8.5米。6-1层：粉质粘土，夹粉细砂（Q4al）。灰黄色。可塑状（局部软塑状）。无摇震反应，稍有光泽，干强度及韧性中等。层厚1.9-4.1米。7层：粉质粘土，夹粉细砂（Q4al）。灰黄色、灰色。可塑状（局部软塑状）。无摇震反应，稍有光泽，干强度及韧性中等。夹腐植物。层厚4.2-10.7米。8层：细砂，夹壤土或中砂（Q3al）。灰色、灰黄色。中密状。摇震反应迅速，无光泽，干强度及韧性低。层厚1.0-3.7米。9层：重粉质壤土，夹粉细砂（Q3al）。灰色。可塑状（局部软塑状）。无摇震反应，稍有光泽，干强度及韧性中等。夹腐植物。层厚1.3-1.9米。9-1层：细砂，或为粉砂（Q3al）。灰色、灰黄色。中密状。摇震反应迅速，无光泽，干强度及韧性低。1.2.2水文地质本次勘察深度内地下水主要为松散岩类孔隙水，以潜水为主。潜水主要赋存于2层重粉质壤土、3层重粉质砂壤土中，水位约为11.5-12.2米。潜水主要接受大气降水及地表水补给，排泄为自然蒸发、水平和垂直地下渗流。潜水水位受大气降水及地表水影响较大，不同季节有水位升降的变化。1.2.3场地与地基的地震效应1、查中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震动峰值加速度值为0.10g，相应的地震基本烈度为度。2、场地内3层重粉质砂壤土为液化土层，6层细砂为不液化土层。3、根据构造活动性、边坡稳定性和场地地基条件等，综合评价，场地位于对建筑物抗震不利地段。4、按水工建筑物抗震设计规范（SL203-97），场地土类型为中软场地土，场地类别为类。1.2.4地质评价1、场地地基内3层重粉质砂壤土为液化土层，6层细砂为不液化土层。2、根据构造活动性，边坡稳定性及场地地基条件，场地位于对建筑抗震不利地段,场地土类型为中软场地土，场地类别为类。3、基坑开挖涉及的土层主要为有1层素填土、2层重粉质壤土、3层重粉质砂壤土和4层重粉质壤土。其中1层素填土强度较低，3层重粉质砂壤土渗透性较强，稳定性均较差。根据场地条件，可采取放坡开挖。4、XXX水位较高，水量丰富，开挖和基础浇筑时需采取有效的阻水和降水措施，采用井点或降水井降低地下水位。2. 施工测量施工测放高程系统与设计图纸的高程系统相一致，测量、放样按规范和图纸要求执行。首先根据监理工程师提供的测量导线点、水准点资料和数据，对工程的原始资料进行校对、复测，复测成果经工程师批准后运用，控制网点的布设应通视、安全可靠，便于测放；施工中做好保护、设置标志，防止破坏，直至工程结束。对于施工中确需破坏的，做好引接工作。在测量程序上，测放前根据施工图，经精确计算并绘制出放样图，作为测放的根据，两次测设检查均无误后，绘制分部、分项工程测放成果图报监理工程师审核、批准放样。放样实行两级换手测量、换手复算制度，测量放样仪器配备全站仪1台套、水准仪2台及相配套的尺牌、钢尺等。施工期按规定对仪器进行校核标定。3. 土方工程施工3.1基坑开挖边坡及稳定验算闸首及闸室基坑开挖深度约7米左右，涉及主要土层为第1层第四层土。其中1层素填土强度较低，3层重粉质砂壤土渗透性较强，稳定性均较差。根据场地条件，拟采取阶梯式放坡开挖。又因本工程为拆建工程，在闸室段可供放坡的距离较短，故仅验算闸室段的边坡作为代表。基坑开挖边坡见下图。按基坑安全等级划分可知本工程基坑属于二级（坏后果严重或开挖深度介于7-10米），稳定系数Fs采用1.151.30。基坑周围采用深井降水，边坡稳定按瑞典条分法（有效应力考虑渗流力）土坡稳定性程序计算，采用上海同济启明星边坡稳定计算软件计算成果见下图。根据计算得出边坡安全稳定系数为1.251.151.30，满足边坡稳定要求。开挖时，将根据情况适时调整边坡，并在软土段采取覆盖土工布、袋装土压重等防护措施。3.2施工流程3.2.1基坑土方开挖施工流程见下图。施工准备、基坑测量放样场地清理开挖一期土方至10.00老闸首及闸室拆除开挖二期至设计高程（预留保护层30cm）基坑监控及排水人工挖除基坑保护层土方 基坑土方开挖施工流程图3.2.2 基坑土方施工方法1）场地清理首先用电子全站仪放出船闸纵横中心线及河道中心线及开挖边线，撒出石灰线，超出线外至少3m进行清基，清基采用推土机，清除的淤泥、杂物及垃圾土方用挖掘机挖装自卸汽车外运至弃土区堆放。2）基坑土方开挖方法根据勘察资料提供的土层物理力学指标进行坡面抗滑稳定计算，结合周围环境，确定站身主体基坑开挖采取放坡开挖方式，坡比1：1.5，1m挖掘机挖、20T自卸汽车运输的施工工艺进行分层开挖。站身主体基坑土方开挖拟分为两期进行，其中第一期土方为清表后地面至10.0m，第二期土方为10.0m至6.00m。3）弃土的堆置弃土堆放要求平整、顺直、密实。自卸汽车在弃土区外围卸土后，用推土机将土分层推至指定位置。4）土方开挖工程过程中及完成后的质量检查和验收在土方开挖过程中，应检查土料是否按规定堆放，并定期测量校正开挖区的平面尺寸和标高，按施工图纸的要求检查开挖边坡的坡度和平整度。土方开挖工程完成后，会同监理工程师进行以下质量检查和验收。主体工程开挖基础面检查清理的验收：按图纸要求检查基础开挖面的平面尺寸、标高和场地平整度；并根据需要取样检测基础土的物理力学性质指标。永久边坡的坡度和平整度的复测检查。土堤填筑前基础面的质量检查和验收：基础面应进行清理，并无积水，基础面原状土末受扰动；基础面如有松软土层应按监理工程师批准的施工方法进行处理。超挖部分应采用C15素砼回填。5）基坑开挖坡面坡顶设置为避免雨水汇流至基坑，在基坑坡面坡顶2米平台处设置一道1米高，宽0.8米的子堰，并每天收听天气预报，以便及时准备，确保雨止水干，使基坑处于良好的干地施工状态。4. 施工期降排水闸首基坑开挖深度约11m，涉及主要土层为第1层第4层土。根据勘察地质资料，闸首施工范围内第1层：素填土（Q4ml），第2层：重粉质壤土，第3层：重粉质砂壤土，第4层：重粉质壤土，其中潜水主要赋存于2层重粉质壤土、3层重粉质砂壤土中，水位约为11.5-12.2米，基坑开挖至6.00m。根据施工要求，须将地下水位降低至最低开挖面下0.5m，即5.50m。第6层为承压水层，层厚0.5-8.5米，高程为-2.24m-8.74m（按最不利条件计）。因此在施工期间，降排水主要考虑一下几个方面：4.1施工初期排水上下游围堰内积水面积约15000m2，积水深度约为3.5m，积水总量约为52500m3，由于围堰填筑属于新筑临时工程，不宜降水过快，计划每天降水0.5m，考虑7天完成围堰内抽排水。每天抽排水量为52500/77500m3，采用12匹柴油机泵抽排，单机流量约为400m3/h，设备利用率按0.8计，单机昼夜抽水量为4000.724=7680m37500m3。施工现场布置1台套柴油机泵抽排，并备有4台潜水泵备用，抽排水结束后着手清淤。4.2基坑明排水基坑排水主要是施工弃水和降雨积水，排水系统主要有排水沟、截水沟、集水坑、排水泵等组成。排水沟沿基坑四周布置，并设集水坑，同时随土方开挖同步下移；基坑外围和河道两岸地表水通过截水沟排除，不进入基坑。明沟及管井排水均抽排至上游围堰处的集水坑，再二次抽排至围堰外。泵站基坑汇水面积大约15000m2，按最大日降雨量100mm，则日最大汇水量为15000m20.1=1500m3，24小时内排除积水的排涝强度(m3/h)=1500/24=62.5m3/h，所需15kw泥浆泵数量为：1.162.5100=0.63台，拟在上下游各设15kW泥浆泵1台，共计2台套，满足要求。4.3基坑深井降水根据地质勘察资料，船闸底板底高程6.00，位于第4层重粉质壤土，其下卧的第6层细砂为承压含水层，含水层顶面高程-2.24-8.74m，承压水位11.50m，超过底板5.50m。对其进行降水计算。底板底高程6.00m，位于第4层土，渗透系数8.810-6cm/s，属于较弱透水性相对隔水层，其下卧的第6层土为承压含水层，渗透系数2.3610-3cm/s，高程-2.24-8.74。拟采用深井抽排第6层砂土中的承压水，根据建筑施工计算手册P210页公式3-16，采用承压完整井计算降水效果。管井采用无砂砼管，每节4m长，内径为300mm。1）基坑涌水量Q：K：渗透系数（m/d），K=2.3610-3cm/s=2.04m/dM：承压水层厚度（m），M=8.5mS：水位降低值：井内水位降低值S=11.5-（6+0.5）=5.00mH：含水层厚度（m），H=11.5+8.74=20.24mr0：基坑假想半径（m）r0，船闸闸首及闸室基坑近为矩形（18m200m），R：为抽水影响半径，2）单井出水量q：q单井出水量（m3/d）d滤管直径（m），取0.3mK渗透系数（cm/s），K=2.04m/dL滤管有效长度6m3） 深井数量：降水井数量为：从理论计算，只需要布置11口井，为了取得更好的降水效果，将井点间距控制在40m左右，沿基坑布置，详情见示意图，井深平均约15m，井底高程为-2.5m。实际施工中根据现场具体降水情况再作相应的调整。管井施打前，先根据施工测放在待开挖的基坑特征部位施打试验井。根据管井的出水量、降水漏斗半径确定各部位的管井的井深、井距，根据管井出水量的含砂量确定是否需调整滤网的孔眼直径，以确保管井降水降压满足基坑开挖要求。管井定位要准确，采用回旋钻机钻孔，泥浆护壁，孔口设置钢护筒，一侧设排泥沟、泥浆坑，采用正循环排渣法。洗井：钻孔钻至设计深度，安放井管后立即进行洗井。用换浆法清孔，即用钻头继续在孔内旋转，并不断往孔内注水，直到孔内只流清水不流浑水后结束。井管采用钢筋混凝土管，接口处用电焊焊接，并用竖向短钢筋加固后，砼管外包孔径80目及100目的玻璃丝布各一层，玻璃丝布外包塑料纱网，放入钻孔中。井管与钻孔壁间填充绿豆砂和粗砂混合滤料，用来滤水和固定井管。上部4m 、底部4m井管用普通混凝土制成，中间8m是钢筋混凝土滤管。安放水泵前，先用排污潜水泵清洗滤井，使滤井的滤孔畅通。水泵安设完毕后进行试抽，满足要求后才能转入正常工作。井管四周用混凝土封闭，井口设井盖加以防护，防止杂物掉入井管内和预防人员失足伤人。降水开始后，要加强观测，观测承压水位的降深情况，发现水位异常时，应及时采取措施。在建筑物上升以后和上下游连接段护底基本完成时，井点抽水即可结束，并对井点进行封闭处理。井点封闭方法为在井内填筑黏土、上部5米范围内填C15素混凝土。4.4基坑针井降水项目部将根据现场实际情况，确定若短期内深井降水效果不佳将采取针井降水或明沟排水措施作为补充，加快提供基础底板施工的条件。轻型井点施工程序：施工准备井点系统的安装与使用井点系统的拆除、清洗移至下一循环。井点的施工安装方法：放线定位开挖井点安装沟槽，安装集水总管；采用高压水泵冲孔，沉设井点管，灌填砂滤料；将井点管和集水总管采用硬质耐压软管连接成一体；安装抽水设备；试运行。针井施工时，各施工工序间须紧密衔接，井点系统的各连接接头均密封不漏气，以防影响降水效果。冲孔时，注意冲水管垂直插入土中，并上下左右摇摆，以加速进度，冲孔应保持单个孔眼垂直，并总体基本成一直线，为使滤管周围均匀布满一定滤料，冲孔深度比滤管深50cm以上，以保证埋设深度。冲孔完成后，停止冲水，并立即拨出冲水管，插入包设80100目玻璃丝布的井点管，并在井管四周孔壁间隙之间填灌中粗砂做滤层。填灌滤层时观察高出土面的井管口是否有泥浆水冒出，如冒水则说明井点四周滤料密实，井点管能正常出水；反之，可摇晃井点，以促进滤料的填设，并可从井管口向管内灌清水，根据管内水位下渗快慢来确定滤管的下渗质量，如下渗很快，则表明滤管质量良好。系统安装完成后，立即运行系统进行抽水试验，检查管路接头质量、井点系统出水等情况，并及时处理漏水、漏气情况，对泥砂堵的个别“死井”采取高压水反向冲洗，直至试验合格。4.5生活区、生产区明排水施工人员生活区内布置独立的排水系统，设置主次排水沟，主排水沟宽0.6m，深0.4m，次排水沟宽0.3m，深0.2m。主排水沟沿主干道两侧布置，次排水沟沿房屋前后布置。排水沟与道路交叉埋设涵管。生活废水和雨水经汇集沉淀后集中排到临近干渠。生产区、材料堆场、加工场等区域排水系统均满足排涝要求，同时设置排水、沉淀等系统，满足环保要求后，将地表水及雨水排至围堰外河道中。4.6人员、设备计划及其它注意事项1、深井施工前期拟投入1副轻型钻孔设备，2班专业打井人员共10人24小时作业，每天2口井。2、施工期抽排水成立专门的抽排水小组共8人，24小时进行抽排水，由机电队负责管理，并负责水泵的维护、维修、更换等。3、安排工务科人员定期进行井内水位观测并记录，并根据地下水位情况是否满足施工要求，进一步采取降水措施。4、所有的深井井口设立警示牌或进行封盖，防止人员坠井或受伤。5. 质量保证措施(1)做好准备工作a、开工前做好技术准备和组织准备工作，包含测量、排水、地下水控制、开挖方法和边坡稳定的保护措施，挖方作业的弃土方式和搬运方式，施工进度计划等，做好技术准备，由技术负责人审批后，报送监理单位，获得批准方可进行施工。b、获得审批通过的技术方案后，结合施工图纸，组织具体施工人员学习，并对参加施工的全体人员进行技术和安全交底。c、土方开挖前，应会同监理人进行断面测量，并报监理人审批。 (2)施工现场排水，保证排水机具设备良好，经常清理、整修排水沟，满足土方开挖的需要及建筑物施工的要求，基础面稳定，平整干爽。并做好水位测量记录与控制地下水位措施。(3)保护层土的开挖a、保护层土采用人力开挖，避免扰动地基。b、保护层土的开挖应在下道工序准备工作完毕后，方可进行开挖，保护层土开挖后，应保证土层表面湿润，防止暴雨冲刷和防止土表面受冻。(4)建筑物基础开挖a、建筑物基槽断面开挖，根据土质情况、施工荷载和施工水位等，通过计算决定基槽开挖尺寸和边坡坡度，开挖时保证不少于0.3m厚度的土作为保护层。发现地质情况与勘测资料不符，及时报告监理人，待确定处理方案并经处理后完毕验收后方可进行下道工序施工。b、如发现超挖现象，必须按监理人要求进行回填补救处理。6. 安全施工保证措施为了确保睢宁二站站身主体基坑开挖施工的质量和进度，项目部安排专职技术人员负责基坑土方开挖的施工，通过采取以下措施，加强安全施工的管理。6.1建立健全安全管理制度成立施工现场安全管理小组，由主管生产的项目副经理任组长，施工全过程进行监督检查。项目部安全领导小组定期或不定期的进行安全施工检查。制定安全生产责任制，具体到每个部门的每个岗位，并定期进行安全考核，不合格的对其进行诫勉或下岗。制定工程施工安全管理目标，并制定各项具体安全管理措施、规章及制度，确保目标实现。加强对现场施工的安全管理，不能以包代管。6.2安全知识培训及安全技术交底 施工前对施工作业人员进行安全培训教育，培训后方可进行施工作业。 施工中派2名技术好，有经验的人员负责现场施工技术指导和监护。 每班施工作业前，总工进行施工技术交底，安全员进行安全技术交底及讲解安全注意事项，进行班前安全教育。6.3加强施工过程安全检查基坑土方工程施工中，由现场安全员进行施工全过程的监督检查，发现安全隐患立即停止作业，并进行整改。6.4施工安全技术措施(1)基坑施工时基坑支护及施工降水方案严格按照批准的施工组织设计或施工方案执行。(2)使用机械挖土前,要先发出信号,挖土的时候,在挖掘机挺杆的旋动范围内,不许进行其他工作.装土的时候,任何人都不得留在装土车上。机械操作人员应有操作