地铁号线土方开挖施工方案.doc

北京地铁10号线二期03标K29+340.61K29+803.61段成宋区间土方开挖施工方案编 制： 巫 丛 阳审 核：审 批：北京城建五维市政工程有限公司地铁10号线二期03标项目部2010年5月12日目 录一、编制依据及原则11.1 编制依据11.2 编制原则1二、工程概况12.1 工程简介12.2 水文概况22.3 地质概况2三、土方开挖施工23.1 施工准备23.2 土方施工测量53.3 监控项目设计63.4 土方开挖方法83.5 土方开挖技术保证措施123.6 安全施工措施123.7 基坑开挖质量检验标准13四、土方回填工程144.1 基坑回填前的准备工作144.2 回填土摊铺、压实144.3 回填土施工技术要求15五、安全、质量、文明施工155.1 安全管理措施155.2 质量措施165.3 消防措施175.4 文明施工与环境保护17一、编制依据及原则1.1 编制依据（1）北京市轨道交通10号线二期土建施工03合同段招标文件；（2）北京地铁10号线二期03段工程施工设计（区间土建工程）设计图纸；（3）工程所在地的地质、水文、气候及地理条件；（4）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）；（5）地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB50307-1999）；（6）地下铁道、轻轨交通工程测量规范（GB50308-1999）；（7）建筑工程施工质量验收统一标准（GB50300-2001）；（8）地下铁道工程施工及验收规范(GB502991999)（2003版）；（9）土层锚杆设计与施工规范（CECS22：90）；（10）轨道交通隧道工程施工质量验收标准(QGD-007-2005)；（11）建筑基坑支护技术规程(JGJ12099)；1.2 编制原则根据施工图纸和相关规范要求，结合现场实际情况，针对本工程特点、难点，编制本施工方案。（1）施工方案满足工程施工安全、质量、工期、环保、文明施工的要求；（2）施工方案综合考虑周边环境、现场场地、地质条件、气候条件等因素，合理组织人员、设备，保证工程如期完成；（3）采用新技术、新工艺，提高工程质量，降低工程成本。二、工程概况2.1 工程简介本工程合同范围为成寿寺站宋家庄站区间明挖段土方开挖，起讫里程为K29+340.610K29+803.610，区间隧道全长463m。本段区间的渡线区开挖跨度大，且开挖范围内无控制建筑，故采用明挖法施工。本段区间明挖段处于宋家庄站东侧，现状为拆迁空地，区间内轨顶标高、设计坡度变化不大，结构底板标高20.0024.27m，埋深15.5018.90m。基坑围护结构采用钻孔灌注桩，基坑内设钢支撑，本段区间抗浮设防水位标高32m，施工时需采取降水措施。2.2 水文概况（1）上层滞水（一）：水位标高为36.75m，水位埋深为1.40m，观测时间为：2007年3月7日。含水层为粉土填土层，补给来源为管沟渗漏及大气降水，以蒸发的方式排泄。（2）潜水（二）：水位标高为26.2728.37m，水位埋深为10.8313.01m，观测时间为：2002年7月11日2007年3月26日。含水层为粉土层，主要接受侧向径流补给，以侧向径流、向下越流补给层间潜水及人工开采的方式排泄。（3）层间潜水（三）：水位标高为15.4719.74m，水位埋深为19.4622.9m，观测时间为：2002年7月11日2007年3月6日。含水层为卵石层、中粗砂1层、粉细砂2层，主要接受侧向径流及越流补给，以人工开采的方式排泄。（4）地下水的腐蚀性评价：根据地下水的腐蚀性测试结果，上层滞水及潜水对砼结构无腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。承压水对砼结构无腐蚀性，对钢筋砼中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。2.3 地质概况本工程沿线上部为第四纪沉积物，第四纪覆盖厚度为50100m。线路土层分布较为稳定，自上而下依次为人工填土（Qml）、第四纪全新世冲洪积地层（Q41 al+pl ）、第四纪晚更新世冲洪积地层（Q3 al+pl ）三大类。具体地质分部见附图1：成宋区间地质剖面图。三、土方开挖施工3.1 施工准备3.1.1 机械设备准备序号机械名称数量用途1反铲挖土机3台挖土2自卸汽车10辆运土3推土机2辆配合挖运卸载4装载机1辆清理现场5洒水车1辆现场及道路防尘6风镐8台凿桩7强制搅拌机2台搅拌混凝土料8履带式吊车1辆垂直运输9空压机1台喷射送风10潜水泵10个抽水自卸汽车全部为有渣土运输许可证的车辆，车辆设置全封闭装置，反铲挖土机操作人员有市劳动局颁发的特种作业操作证。3.1.2 劳动力组织序号名 称数量（人）岗 位1司机15运土车、挖土机2挖土配合工15修边坡、挖土3喷射混凝土6挂网、喷混3推土机司机4配合挖运卸载4装载机司机1清理现场6洒水车司机1现场及道路防尘7现场总负责1全面管理9现场清洁1打扫除尘洗车10指挥2指挥挖土车操作11记录1车辆进出管理3.1.3 场地准备（1）合理布置施工现场，（2）平整场地，清除障碍，硬化地面，（3）做好夜间照明准备，（4）调查地下障碍物埋置情况，对砖石结构、混凝土基础与圈梁等进行破除、外运；3.1.4 管线调查及保护土方开挖之前，应首先查明基坑内地下管线的具体情况（方向、深度、直径、数量及距开挖线的距离），并用人工进行探坑开挖，联系产权单位，确定地下管线的分布和改移方案。土方开挖过程中，密切注意对周边环境，特别是对管线设施的保护。3.1.5 桩基的检测在土方开挖前请专业公司对桩基进行检测，检测数量不应小于施工组织设计和围护桩施工方案确定的检测数量和相关规范、质量验收标准要求。3.1.6 降水施工在基坑围护桩外围布置600降水井，根据地下水位及现场实际情况适当调整井孔位置，降水井采用反循环钻机成孔，连通统一抽降，随开挖深度加深，同时起用基坑周边的降水井，把地下水位降至最终基坑开挖面以下1米处，以疏干和加固土壤，待回填覆土后停止降水，具体布置形式见降水方案。3.2 土方施工测量3.2.1明挖施工段平面、高程控制桩的布设与测量施工放线前，首先根据设计图纸上的数据计算出轴线上坐标及各部位高程，依据测量的内业成果，采用附合导线和附合高程路线的形式进行施工定线和施工放样。精密导线测量的主要技术要求平均边长导线总长度每边测距中误差测距相对中误差测角中误差测回数方位角闭合差全长相对闭合差相邻点的相对点位中误差级全站仪级全站仪3503561600002.5465n1350008注:n为导线个数;全站仪的分级按本规范附录A,表A.0.2的规定执行3.2.2工程控制桩布设与测量依据导线桩点位布设，在主体结构区域外侧，分别布设高程控制点，并将这些高程控制点与精密水准点组成闭合和附合水准线路，进行II等水准测量，调整平差后，作为施工测量高程控制的依据。控制桩点的埋设，选择在不易被破坏、坚实、通视的位置。精密水准的主要技术要求每千米高差中数中误差 (mm)附和水准路线平均长度水准仪等级水准尺观测次数往返较差,附和或环线闭合差(mm)偶然中误差M全中误差Mw与已知点联测符合或环线平坦地山地2424DS1因瓦尺往返测各一次往返测各一次8L2n注:L为往返测段，附和或环线的路线长度(以km计)；n为单程的测站数。3.2.3主体结构测量地铁区间主体明挖段开挖时，在开挖中间对所挖的边线、高程随时进行测控，避免开挖边线不够和基底超挖，开挖到底层时，及时测设5m*5m的方格网，方格网的高程值不得超过设计值5cm，并在边坡底角处每9m测设下返0.5m到基底的高程控制线桩。同时依据平面控制桩测设主体结构中轴线与边线。进行主体结构施工。主体结构完成后，依据平面、高程控制点桩将主体结构的中轴线点、高程点测设在底板和边墙上，（每段设1-2个点）并与原始导线、高程进行联合复测，调整合格后作为暗挖施工的依据。3.3监控项目设计监测由第三方专业检测机构进行，施工前制定专项监测方案，该方案按我公司程序文件和相关上级程序批准后实施。3.3.1监测内容（1）基坑内外观测；（2）基坑周围地表沉降；（3）围护桩顶位移监测；（4）地下水位的监测； （5）桩体变形观测； （6）围护桩内钢筋应力量测； 3.3.2施工监测方法(1)基坑内外观测施工过程中，随时对基坑外建筑物、基坑围护桩、地层土质进行观测并做记录。看建筑物是否有裂缝，地层岩性变化等。及时了解施工现况，指导安全施工。(2)基坑周围地表沉降使用仪器及观测方法与暗挖地表沉降观测完全相同，只是在观测断面内测点布置不同。观测点要布置到距基坑边缘一倍开挖深度处。距基坑边缘最近的两测点间距为5米，往外则变为9米。(3)桩顶位移监测测量仪器 观测使用TOPCON-310S全站仪和配套棱镜；观测方法 观测时采用方向观测法；点位布置 在基坑周围护坡桩顶部冠梁20m布设一个观测点；资料整理 及时绘制点位移时间变化曲线图。(4)地下水位的监测测量仪器 电测水位计、PVC塑料软管。测点设置 待设计图纸确定后，在区间合适位置设监测点进行监测。水位监测孔用地质钻机来完成，具体的深度依据地质勘察报告设计（保证可以测量到因施工影响的降低的水位）。测管用90mm的PVC软管。测管的最底部是0.8m左右的沉淀管，水位线到沉淀管之间是90mm的过滤管，外面用过滤布裹好。测管的上端要设立封闭盖。测量方法 用水准仪测量出观测口的高程。观测时，将电测水位仪的触头沿测管缓慢下放，记录蜂鸣器响时测尺的读数。数据处理 根据观测收集到的资料，及时绘制每个观测孔的水位-时间的变化曲线；水位-工作面距离的变化曲线。(5)桩内钢筋应力量测测试设备：采用钢弦式钢筋应力计及频率接收仪。传感器安装：将钢筋应力计作为钢筋的一部分，代替护坡桩指定位置的主筋，随钢筋笼一起浇注，将电缆线引至冠梁顶部。测定方法：在安装前，采集钢筋计初始值。并根据施工进度，对钢筋计数值进行采集。数据处理：每次测量数据可以得到钢筋应力。并汇总成桩钢筋应力变化曲线。(6)支撑轴力的监测测量仪器 轴力计和钢弦式频率仪测点布置 在竖井和基坑中的主断面上，在每道钢支撑和围护结构布置；数据处理 及时根据观测的数据绘制应力变化曲线。(7)桩体变形观测使用测斜技术对桩顶水平位移进行监测。监测仪器设备 采用美国SINCO测斜仪。导管埋设 在安放冠梁钢筋前，将导管固定在钢筋上，使导管和钢筋一起吊装就位。混凝土凝固后导管与冠梁共同变形。测定方法 基坑开挖前，将测斜探头放入导管，采集导管各点的初始数据。并根据施工进度，对各点的数值进行采集。监测频率 土方开挖后、临时支撑前后、下中大雨后均需测量1次。数据处理 每次测量数据可以得到冠梁水平位移变形曲线。3.4土方开挖方法3.4.1土方挖运方案和挖运时应遵循的原则施工工序：测量放线冠梁施工、挡土墙第一步土方开挖及第一道钢支撑架设第二步土方开挖施工及喷射砼护壁第二道钢支撑架设第三步土方开挖施工及喷射砼护壁第三道钢支撑架设第四步土方开挖至基底及喷射砼基底清理、钎探。遵循原则：（1）总体上采取分步、分层开挖和支护的方法,先施工一头土方和内支撑,然后向后倒退施工。施工马道留在基坑后施工出入口附近。每步土方开挖至相应锚杆施工作业面位置时，要加快锚杆的施工进度，同时及时挂网喷射混凝土，架立钢支撑并按照设计要求施加轴力。（2）加强对开挖标高的控制，开挖接近设计标高时，预留20cm厚度土层由人工清槽，严禁超挖，超挖部位用11%灰土分层回填夯实。（3）尽量缩短围护结构暴露时间，桩间土随挖随运。（4）施工过程中，避免土方开挖机械对围护结构、锚杆及钢支撑的碰撞破坏，必要时该部分土方开挖采用人工进行。3.4.2 冠梁及围护墙施工冠梁断面尺寸为：800mm800mm，冠梁采用组合钢模板，现场绑扎钢筋，商品砼运至现场灌注，插入式振捣棒振密，洒水养护。冠梁随围护桩施工进度分段施工，并预留桩间土喷锚支护的连接钢筋和预埋钢支撑。（1）钢筋绑扎及预埋件安置将钻孔灌注桩顶部凿毛至设计标高，用高压风清洗后绑扎钢筋。箍筋和部分主筋弯勾在施工现场钢筋加工车间进行加工，然后在现场绑扎，主筋采用直螺纹连接。预埋件首先放出预埋件的中心点和高程，然后按照要求安设并固定牢固，最后检查预埋件的安设质量符合质量验收标准要求。（2）模板安置模板采用组合钢模板，用斜撑和横撑、U形卡按设计位置、形状、尺寸支设。模内要干净、无杂物，拼缝要严密不跑浆，支撑稳定、牢固。（3）浇筑混凝土砼采用商品砼，浇注时应分层浇筑，每段施工缝留斜茬，下次施工前要清洗干净并涂刷界面处理剂。浇筑混凝土时要注意观察支护模板体系不发生变形，预埋件位置不发生错动。（4）混凝土养护及成品保护砼浇筑完毕即采取防护措施，12h以内覆盖并浇水，喷淋撒水养护不小于7d，以确保砼表面湿润为宜，拆模时间适环境温度而定，拆模后外露面迅速进行养生。冠梁须待其强度达80%以上可安装钢支撑，且在施工过程中加以保护，避免损伤和受到冲击荷载。人工开挖凿桩头、整平桩人工开挖测量放样绑扎冠梁钢筋立模灌注混凝土养护拆模预拌砼运输预埋钢筋钢筋检测钢筋制作图1 冠梁施工工艺流程图3.4.3土方开挖施工机械开挖整体分3个施工段，东段、中段、西段，每个施工段长大约有120米，挖土时先从东段东端开始，东段的西端预留坡道，东端挖到基地的设计标高，按顺序往西进行，直至运输车在坡道上不能作业时，将全部机械从坡道驶入地面，坡道剩余的土方量，用人工开挖、吊车吊装的方式，将余土挖出。（1）挖除第一层土方设置围挡，破除路面，开挖至冠梁底下1m处土体，然后凿除灌注桩顶至设计标高、施工桩顶冠梁及其上的砖墙护坡和第一道钢支撑。（2）挖除第二层土方第二层土方挖至从冠梁底向下至第二道支撑位置以下1米处，用机械直接挖至标高后，及时做第二道支撑。利用出入口作为土方施工时的运输坡道。（3）挖除第三层土方第三层土方挖至从第二道支撑下1米到第三道支撑下1米处，用机械直接挖至标高后，及时做第三道支撑。（4）挖除剩余土方最后剩余土方先用机械挖至基础底板底标高以上20cm处，然后用人工清底。为防止超挖，在即将挖到设计标高前及时将标高桩测引至基坑四周，人工清底前在基坑底钉小木桩方格网，把标高测到小木桩上，然后拉线清底。土方完成后及时做桩间底部的挂网喷射混凝土施工。图2 明开段隧道土方开挖步骤图图3 明开段隧道开挖纵面图3.5土方开挖技术保证措施（1）土方施工设专人指挥，技术员进行书面交底，严格执行施工方案。（2）开挖后，测量人员随时进行测量，及时洒灰线，防止超挖和欠挖，距基底300cm处，由测量人员抄出50cm控制线,并钉上水平标高木楔，拉通线控制基底标高，操作人员依据线点进行清槽，操作人员一律使用平锹进行清槽和护坡，不得扰动原状土。（3）施工完第一层以后挖土机工作时应注意保护坑壁,防止施工时碰撞。（4）在土方开挖的过程中严禁碰撞支护体系，避免影响支护的安全。（5）土方开挖密切配合支护体系的施工，确保基坑支撑体系的安全和总体的施工进度。（6）基坑内设排水沟,低处合适位置设集水井,每井放一台潜水泵,随时进行抽水。3.6安全施工措施（1）土方开挖设专人指挥，施工人员要严格按照技术交底进行开挖，严格执行施工方案，上层或已开挖的坑壁不稳定不得向下开挖。（2）测量员要随时测量，保证基槽开挖深度的准确性，避免槽底土层扰动。（3）土方开挖时，机械要注意禁止碰撞钢支撑，以免引起钢支撑松动及预应力损失。夜间施工要有充足的照明。（4）土方开挖后，按现场安全防护要求在基坑的周围搭设安全保护栏杆，避免人员跌落坑内。（5）基坑顶部靠近基坑5m的范围内严禁堆放料具及土方等杂物，防止造成基坑边坡失稳。（6）土方施工机械和运输车辆在进场前进行彻底的检修保养，确保施工期间机械的正常运转。（7）施工中如遇地下障碍物(包括各种管道、管沟、电缆)时，立即暂停施工，及时报告项目经理部，待妥善处理后方可继续施工。（8）在挖土的过程中，要有专门人员清除附在桩上和桩间的粘土，清理必须由上至下进行清理，严禁从下掏土。（9）基坑随开挖随进行桩间砼护壁的施工，砼施工前将桩间残留土层清除干净。（10）基坑开挖过程中，要按设计要求预留桩间泄水孔。测量人员按有关规定进行测量监测和检测，以确保基坑和周边构筑物的安全。（11）基底两侧要按设计要求设置排水沟，保证雨季施工不泡槽。3.7基坑开挖质量检验标准现场各工序由专人负责把关，每道工序制定岗位职责，做到分工明确，责任到人。（1）开工前由技术人员向全体人员作详细技术交底；（2）各工序设质量负责人、质量检查人，岗位明确，责任落实；（3）不掌握操作工艺、不明确质量标准的人员，严禁上岗操作；（4）严把材料进场关，搞好复检、抽检，确保材料质量；（5）定期召开质量会议，严格质量管理。基坑开挖偏差与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坑底标高+10、-20每段基坑或长50m5用水准仪2纵横轴线502用经纬仪、纵横向各一点3基坑尺寸不小于设计值4用尺量，每边各一点4基坑边坡设计值的5%4用坡度尺量四、土方回填工程4.1基坑回填前的准备工作（1）选用回填料并对其进行取样试验，确定回填料含水量的控制范围，铺土厚度和压实密度等参数；（2）测量定出结构顶板以上0.5m的标高线，并做出标识，然后将分层填筑的标高线标出，以利于施工控制；（3）施工机械、人员预先进场、就位；（4）检查确认顶板防水结构保护层，避免因运输以及施工破坏防水层；（5）清理回填基面，回填前基面不得有杂草、木块、淤泥等杂物。4.2回填土摊铺、压实（1）回填土摊铺：结构顶板50cm以内填土层采用人工手推车运输摊铺，人工平整。每层松铺不大于20cm，结构顶板50cm以上采用挖掘机挖土下料或自卸车进坑步料，推土机摊平，每层铺土厚度不大于30cm；（2）压实：结构顶50cm填土层采用蛙式打夯机或立式打夯机夯实，夯与夯之间重叠不小于夯底宽度的1/3。结构顶板0.5m以上采用12t压路机压实，碾压参数由试验室确定，碾压厚度不小于20cm，按照“先静压，后振动，再静压”的原则反复碾压；（3） 检测及质量标准：每夯实一层用环刀法或灌砂法检测，密实度不符合设计规范要求时，要再次翻松，直至压实合格，取样率按有关规定执行。4.3回填土施工技术要求（1）防雨和排水：雨天施工时，周边用粘土封堵，并挖排水沟、坑，采用“截、挡、排”的方法，最大限度减少降雨对回填土工作的影响，待雨停之后，适当晾晒后进行施工；（2）管线位置及结构周围的回填：管线及结构周围采用人工配小型蛙式打夯机或立式打夯机夯压密实，施工前要采取保护措施，并为施工管线的单位提供场地，配合施工，填至管顶50cm以上时大型机械方可通过和正常施工；（3）回填土为砂土或砂质土时，要在最优含水率下填筑，如回填土含水率偏大，要翻松晒干或加土、石灰搅拌，如含水量偏低则在工作面摊铺撒水润湿，不合格填料严禁入坑；（4）回填高程不一致时，要从低处逐层填实碾压，基坑分段回填接茬处，已填土要挖成台阶，其宽度不小于1m，高度不大于0.25m。（5）冬季回填土施工：冬季进行土方回填施工时，应选用在最优含水率及未冻结的好土进行回填，由测量人员标出压实虚土厚度控制线。视现场具体土样情况，每层虚土夯实次数应较正常施工时多2-3次，以确保压实度，并在层夯实后取土样进行试验。五、安全、质量、文明施工5.1安全管理措施（1） 制定安全生产责任制：认真贯彻安全第一、预防为主的方针。项目经理是项目安全生产第一责任者，安全员是安全工作直接责任者，建立、健全各级各部门的安全生产责任制，责任落实到人。各项承包有明确的安全指标、奖惩办法，做到谁施工谁对安全负责。坚持经常和定期安全检查，及时发现事故隐患，堵塞事故漏洞，奖罚当场兑现。（2）工地实行安全值班制度。加强领导安全值班检查制度，每项施工工序必须有详细的技术、安全交底，签字齐全，方可施工。（3）各作业队必须设一名兼职安全检查员，协助项目部安全员的工作，严格贯彻各项生产管理制度和操作规程，做到只要有人施工就要有安全员在现场。随时发现安全隐患，及时纠正改进。加强全员安全教育，克服麻痹思想，组织职工有针对性的学习安全生产知识和规章制度。换季时应对外施人员进行换季教育；坚持每周不少于一次的安全教育，坚决制止违章指挥和违章作业。（4）新工人入场必须进行三级安全教育，签订安全协议，考试合格后方可施工。一线工人应掌握本工种操作技能，熟悉本工种安全技术操作规程。各类机械设备的操作工、电工、焊工等工种，必须经过专门安全操作技术训练，考试合格后方可持证上岗。（5）土方开挖要进行全面的、有针对性的安全技术交底，履行签字手续。施工现场重点部位及危险作业部位设安全生产标志，随时提醒职工注意安全生产。场内各种安全设备、设施等，任何人不准擅自拆动。（6）特种作业人员必须持证上岗，该复审的必须复审，佩带相应的劳动保护用品。（7） 所有进入工地人员必须戴安全帽，高空作业人员系安全带，遵章守纪，佩戴标记。（8） 严禁违章指挥，违章作业。工人对领导的违章指挥有权拒绝，建立安全否绝制度。（9）坚持班组施工的班前上岗交底，班后讲评和每周一次安全活动，有检查和验证措施。（10）施工现场按施组规划，必须有安全生产宣传牌，主要部位作业面、通道口都必须挂有安全宣传标语或安全警示牌；（11）建立安全检查制度：安全员每天检查，发现问题及时纠正，总承包项目部每周组织一次检查，对查出的问题限时整改，做到定人、定措施，检查有记录。（12）强对机械设备的检查、保养、维修，保证安全装置完备、灵敏、可靠，确保设备的正常安全运行。（13）大风天、雨雪天过后要对所有安全设施进行仔细检查，清除隐患后方可继续施工。（14）强对地下管线的标识和保护，防止事故发生。5.2质量措施（1）开工前应做好技术准备、技术交底，熟悉图纸，掌握现场的测量桩、水准点，办理验桩、验线手续。（2）配备专职测量员进行质量控制，及时恢复灰线，将基槽开挖线下口线测放到基底，控制开挖标高。（3）执行开挖样板制，由技术较好的工人开挖一段，经质检合格后作为样板，继续开挖。（4）挖土过程中配备足够的人员，随时清槽和修坡，将土运至挖土机挖土半径内。5.3消防措施在施工过程中，本着“防消结合，以防为主”的原则，将消防安全落实到每项工程施工中去。具体措施如下： （1）由项目经理任组长，项目经理部及作业队主要成员为组员，成立消防安全小组。（2）工程开工前，由消防