北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工组织设计

1、武汉杨泗港长江大桥 北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工组织设计目 录1.适用范围及编制依据11.1 适用范围11.2 编制依据12.工程概况12.1 概况12.2 自然条件32.2.1 气象32.2.2 地质32.2.3 地形地貌43.临时工程43.1 临时用电43.2 临时用水43.3 临时通讯43.4 施工场地规划44.施工方案44.1 北锚锭基坑内排水施工44.1.1 降水井施工54.1.2 基坑抽水试验54.1.3 基坑降水与排水64.2地连墙帽梁施工64.2.1 帽梁分段64.2.2 帽梁施工工艺流程图74.2.3 主要施工方法74.2.4 帽梁处附属设施施工84.3 基坑开挖施工84.3

2、.1 开挖方案84.3.2 开挖方法94.3.3 基坑开挖施工监控94.3.4 机械进出坑及施工通道94.4 内衬施工94.4.1 施工工艺流程104.4.2 主要施工方法105.施工组织125.1 施工计划安排125.2 施工人员组织125.3 施工机械设备136.质量保证措施137.安全保证措施147.1 安全保证措施147.2 临时用电安全防护措施147.3 施工机械安全防护措施157.4 消防保卫措施168.文明、环保保证措施1616北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工组织设计1.适用范围及编制依据1.1 适用范围本方案适用于武汉杨泗港长江大桥北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工组织设计。1.2 编制

3、依据(1) 中铁大桥勘测设计院有限公司第三卷桥梁工程第一册主桥第一分册锚锭第一分册（一）汉阳测锚碇基础。(2) 中铁大桥勘测设计院有限公司2014年5月提供的杨泗港长江大桥工程初勘报告。(3)公路桥涵施工技术规范(JTG-T-F50-2011)。(4)城市桥梁工程施工与质量验收规范(CJJ 2-2008)。(5)公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)。(6)桥梁施工安全防护（试行）（MBEC1017-2010）。(7)公路工程施工安全技术规程(JTJ07695)。(8)钢筋机械连接通用技术规程（JGJ107-2003）。2.工程概况2.1 概况杨泗港长江大桥全长约4.1km，双

4、层共布置10车道（上层6车道城市快速路，下层4车道城市主干路，并在下层两侧设置非机动车道）。其中主桥采用主跨1700m悬索桥，主缆跨度465+1700+465m。详见“图2-1 主桥桥式结构布置图”。图2-1 主桥桥式结布置图（cm）锚碇基础采用外径98m，壁厚1.5m的圆形地下连续墙加环形钢筋混凝土内衬支护结构。锚碇基础由地连墙、帽梁、内衬、底板及填芯混凝土组成，基底置于坚硬粘土层，基底标高-13.0m。地连墙结构详见“图2-2北锚锭地连墙结构图”。图2-2北锚锭地连墙结构图（单位：cm）2.2 自然条件2.2.1 气象武汉市地处江汉平原东缘，地处中纬度区，属亚热带大陆性季风气候。气候温和，

5、雨量充沛，四季分明，夏炎冬寒，具湿润性季风气候特征。(1) 气温：市区多年平均气温16.7；历年7月份气温最高，平均气温28.831.4；历年最低气温为1月，平均为2.64.6。每年7、8、9月为高温期，12月至翌年2月为低温期，并有霜冻和降雪发生。(2) 降水:多年平均降雨量1204.5mm，最大年降雨量2107.1mm，最大月降雨量为820.1mm，最大日降雨量317.4mm，最小年降雨量575.9mm，降雨一般集中在68月，约占全年降雨量的40%。年平均蒸发量为1447.9mm。(3) 湿度：年平均绝对湿度为16.4毫巴，年平均相对湿度为75.7%。(4) 蒸发：年平均蒸发量为1447.

6、9mm。蒸发与气温关系密切。(5) 风：本区冬季受寒潮影响，多为西北风，夏季多为南风，风向具有明显的季节变化。大风以四月最多、九月、十月为最少。2.2.2 地质汉阳侧锚碇处地面高程+24m左右，覆盖层依次为：粉质粘土，厚约9m；粉砂，厚约8.2m；细砂，厚约13.4m；硬塑黏土，厚约8.8m，密实圆砾土，厚约11.8m，下覆基岩为泥质砂岩。2.2.3 地形地貌武汉位于江汉平原与鄂东丘陵山地的交接地带，地势总的特点是东部、东南部高，中部与西部稍低，具明显的丘陵平原地形特点。按地面高程、切割深度和地形形态，可分为平坦状平原、高岗垄岗波状平原及丘陵三种基本类型，地面高程介于18200m之间。长江由西

7、南向东北流入市区，在天兴洲转向东，再转东南向流出。汉江自西向东在市区汇入长江。沿长江、汉水两岸湖泊棋布，低山丘陵分布不广，起伏不大。侵蚀堆积地形零星分布，主要在径河、府河间。堆积地形全区广布。杨泗港长江大桥连接长江武汉段的南、北两岸，北岸连接汉阳区，南岸接武昌区。3.临时工程3.1 临时用电在北锚碇下游上桥匝道桥下建设一座10KV一进八出的开闭所，由开闭所将高压引至各变压器。变压器配置：北锚碇需用3台1000KVA箱式变电站。3.2 临时用水生活饮用水接入城市自来水，其它均采用经处理后的合格中水，现场根据实际需要敷设相应供水管路。3.3 临时通讯为便于对内、对外联系，工地配备固定电话、传真机、

8、电脑、移动电话等，并与互联网连接，另配高频对讲机，形成工地立体通讯网络，保证通讯畅通。3.4 施工场地规划北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工阶段场内主要布置现场值班室、库房、小型机具设备临时存放场。4.施工方案4.1 北锚锭基坑内排水施工坑内降水、排水主要包括坑内渗水、施工用水、雨水等，采用降水管井抽排出基坑，软土层内采用排水沟疏干。4.1.1 降水井施工为保证基坑开挖相对干燥的施工条件，基坑内采用深管井降水，共布置6口600mm的降水管井，降水管井底标高-16m，较基坑底设计标高低3m。降水井管为3258mm钢管，由26m实管和13m 过滤管组成，外包软式排水管网布作过滤层。（1）施工工艺流程图4

9、-1降水井施工工艺流程图（2）施工方法 测放孔位，钻机就位。 钻机钻进，钻至基底标高下3m，提升钻杆。 孔底回填 50cm 厚粗砂作垫层。 下沉预先制作的降水井管，到位后扶正，管壁四周回填粗砂作滤层，至管口1.52m 范围内回填粘土夯实。 井管内放置深井泵，至井底悬空一段距离，预留沉淀泥砂。 管井口采用井盖封闭，出水口由钢管引至排水沟渠。4.1.2 基坑抽水试验最后一个地连墙槽段施工完成并达到设计强度后，利用坑内6口降水井在基坑范围内进行抽水试验，将坑内水位分阶段降至最大设计水头标高处，以检验地连墙帷幕的封水效果。基坑抽水试验期间对基坑结构受力变形及周围土体、水位等进行严密监测，一旦发现较大渗

10、漏，对监测数据进行计算分析，确定渗水量及位置，有针对性地采用接缝高喷等应急预案措施，预案实施后需再行抽水试验，确保基坑满足封水要求后再进行开挖。4.1.3 基坑降水与排水为使基坑开挖过程中保持良好的相对干燥的施工条件，每层土方开挖前通过设在坑内的6口降水井抽水降低基坑内的地下水位，抽水采用深井潜水泵，深井潜水泵降水位置放在砂砾层中。降水过程中要注意观察坑内水位，控制坑内地下水位低于基坑开挖面以下1.01.5m，不得超降。降水管井随开挖面下降拆除，孔口始终保持高于开挖面1.0m。潜水泵排水管路固定在混凝土导管支架上，管路绕过帽梁及外施工平台，水系经平台排水沟排出。排水管路采用1024mm钢管，钢

11、管节段之间采用法兰连接。在淤泥质亚粘土层，由于土的渗透系数较小，为了加快该层的降水速度和改善降水效果，在坑内用反铲开挖若干排水沟和集水坑，利用小型潜水泵及时抽排坑内积水。4.2地连墙帽梁施工地下连续墙顶部设计设置帽梁，帽梁为C35钢筋混凝土圆形结构，顶标高为+24m，高3m，帽梁总宽度5m，外侧悬出地连墙1.5m，内侧悬出地连墙2m与内衬墙相连，地连墙顶部伸进帽梁10cm，帽梁混凝土总方量为4708m3。4.2.1 帽梁分段帽梁平面上等分10个长度单元进行施工，其中一个长度单元设2.8m长混凝土后浇段。图41 帽梁施工分段图4.2.2 帽梁施工工艺流程图图43 帽梁施工分段图4.2.3 主要施

12、工方法（1）基槽开挖及导墙拆除地连墙施工并强度达80%后，分段拆除导墙和墙内施工平台，分段开挖帽梁施工基槽，基槽采用放坡开挖，基坑底宽度比帽梁边线宽出1m，坑底设截水沟和汇水井，以便及时排除地下渗水或雨天流入坑内的水。导墙和平台混凝土采用反铲配液压炮破碎，由反铲装车运至弃土场。基槽开挖采用2台1m3反铲分两个作业面同步进行。(2) 墙顶凿除及基础处理基槽开挖露出墙头后，用反铲配液压炮破碎顶部劣质混凝土，预留20cm左右采用人工风镐凿除，凿除墙头最终标高高出帽梁底标高10cm，即+20.1m。 地连墙内、外侧基槽开挖深度均比帽梁底标高低30cm，铺0.2m厚碎石垫层压实，然后浇筑0.1m厚C15

13、混凝土垫层。(3) 钢筋绑扎帽梁钢筋由加工车间集中加工成半成品运至现场安装，搭设钢管支架现场人工绑扎。(4) 模板安装帽梁成型采用定制大块钢模板，对拉螺杆固定，每隔2m在外侧设一道斜撑，安装时用吊机配合吊装。模板安装后，测量检测模板标高、平面位置是否满足要求，不能满足则进行调整。模板底口与垫层空隙调制水泥砂浆堵塞。在拉杆穿出位置，用胶皮封堵严密，防止漏浆。(5) 混凝土浇筑帽梁混凝土在搅拌站集中拌制，由罐车运至现场，过溜槽和串筒直接进行浇筑。分层浇筑、振捣混凝土，每层厚度不大于30cm。采用ZN50型插入式振动器振捣。帽梁属大体积混凝土，混凝土浇筑时若遇低温天气要做好混凝土的保温、防冻措施。(

14、6) 混凝土养护待混凝土终凝后，铺土工布洒水养护7天以上，每天洒水次数视环境湿度与温度控制，洒水以能保证混凝土表面经常处于湿润状态为度。混凝土的抗压强度达到拆模要求时即拆除模板。拆模时避免重撬硬砸，以免损伤混凝土面。4.2.4 帽梁处附属设施施工(1) 应在外侧地连墙槽段接缝以外0.30.4m处预埋内径不小于130mm的PVC管作为旋喷施工预留孔。(2) 应埋设基坑施工相关预埋件，主要预埋件有：防护栏杆、混凝土导管附着、人行爬梯附着及降水井附着等预埋件。4.3 基坑开挖施工基坑直径95m，最大开挖深度36m，采用厚 1.5m 圆形地连墙为围护结构，开挖总量约25.5万方，平均每米高基坑土方开挖

15、量约7085m3。最后一个地连墙槽段施工完成并达到设计强度后，利用坑内6口降水井在基坑范围内进行抽水试验，将坑内水位分阶段降至最大设计水头标高处，以检验地连墙帷幕的封水效果。确保基坑满足封水要求后方可进行基坑开挖。4.3.1 开挖方案基坑内土方开挖方式对施工进度和成本影响很大，故须进行比选后合理选择。经过比较：将基坑分为14层，第1层基坑深3m，土方开挖采取直接将渣土自卸车开入基坑内，挖掘机挖装土后外运至弃土场；第2层基坑深6.5m，土方开挖采取基坑边修筑高台斜坡，渣土自卸车开入基坑内，挖掘机挖装土后外运至弃土场；第3层基坑深9.5m，土方开挖采取在第2层内衬上设置土方临时中转平台，由基坑内外

16、挖掘机配合取土装车运至弃土场或临时存放；第412层基坑开挖，采取水力冲吸法施工，即在基坑内设置一定数量的泥浆泵，人工用高压射水冲切土体形成混合泥浆，然后通过排渣管道抽出基坑至泥浆中转池，再通过接力泵送至江面泥浆船上，经沉淀后将残渣弃运至指定位置。4.3.2 开挖方法土方开挖前将坑内地下水位降至内衬施工作业面以下约1m。第1层基坑土方开挖采取直接将渣土自卸车开入基坑内，挖机挖装土后外运至弃土场；第2层基坑土方开挖采取基坑边修筑高台斜坡，渣土自卸车开入基坑内，挖掘机挖装土后外运至弃土场；第3层基坑土方开挖采取在第2层内衬上设置土方临时中转平台，由基坑内外挖掘机配合取土装车运至弃土场或临时存放；第4

17、12层基坑开挖，采取水力冲吸法施工，先冲吸内衬施工区域以外的土体，待内衬混凝土强度达到要求后再用挖掘机开挖内衬区域，并将土转至基坑中间核心区域存放，始终保持内衬施工区域高于核心冲吸取土区域。4.3.3 基坑开挖施工监控在基坑施工中严格执行信息化施工管理。根据监测信息并结合基坑结构受力、封水等情况进行系统分析，对近期及远期基坑的运行情况进行较为可靠的预测，并在施工过程中对基坑施工及时提出有效的指导性意见，保证基坑的施工安全。一旦发现监测数据异常，则立刻实施施工预案，确保基坑及周边建筑物的稳定安全。本工程基坑开挖施工监控的主要内容有：（1）地连墙钢筋、混凝土应力；（2）内衬钢筋、混凝土应力；（3)

18、 地连墙径向水平位移、垂直位移观测；（4)基坑外土体和周围建筑物的沉降及位移监测；（5) 施工期间长江水位、地下水位、地下水渗流方向监测。4.3.4 机械进出坑及施工通道在本基坑内的施工机械设备最大重量均不超过20t，进、出坑采用160t履带吊配专用吊具吊运。基坑开挖过程中，利用内衬施工过程中预埋的施工垂直通道预埋件搭设钢楼梯，通道沿基坑圆周均匀布置4处。4.4 内衬施工地连墙内衬为沿竖向分段变厚的钢筋混凝土环形结构，内衬厚度依次为：帽梁顶以下9m深度范围内厚2m，918m深度范围内厚2.5m，18m以下深度范围内厚3m。内衬施工层高取3m。各层内衬地面设置成15的斜坡。内衬分10个单元（外弧

19、长29.83m）进行施工，其中在一个单元长度内设置长2.8m的混凝土后浇段。施工按照顺序分段施工。内衬采用逆作法施工，即开挖一层土体施工一层内衬，当同一层内衬混凝土强度达到80%后开挖下一层土体。图44 内衬分段示意图4.4.1 施工工艺流程图4-5内衬施工工艺流程图4.4.2 主要施工方法(1) 基础处理及墙面清理为便于施工及保证接缝连接质量，内衬底面设计成15斜面，当机械开挖到设计标高后，采用人工继续向下开挖0.3m，然后将地基面整平夯实。人工用风镐凿除地连墙内侧及上层内衬底板表面混凝土，将混凝土渣作为该层内衬施工地基换填材料，最后在其顶面浇筑0.1m厚C15混凝土作为底模结构。(2) 内

20、衬钢筋施工内衬钢筋在钢筋车间集中加工成半成品，并按不同的规格编号标识，运输车运至现场，塔吊吊入基坑绑扎、连接。内衬与地连墙钢筋采用预埋在墙体内的接驳器连接，内衬上、下段间竖向钢筋连接采用直螺纹套筒机械接头，环向钢筋采用搭接并按设计及规范要求将接头错开布置。(3) 内衬模板制作及安装内衬侧模采用定型大块钢模板，端模采用木模。侧模按模板组拼图拼装成吊装组合件后用塔吊吊装，测量定位后，利用地连墙预埋接驳器连接钢筋进行对拉固定。(4) 内衬混凝土浇筑每层内衬混凝土分10段进行施工，每段浇筑长度为29.83m，单次混凝土浇筑量约268m3。 混凝土生产混凝土配制时必须缓凝、早强。要求初凝前混凝土须浇筑完

21、毕，同时为保证施工进度，混凝土必须早强，3天内须达80%设计强度。内衬上下接缝处因混凝土难以振捣密实，故模板加高10cm，通过高度差及多次振捣来保证接缝处混凝土质量。 混凝土浇筑混凝土由拌和站集中生产，采用罐车运至现场，用溜槽下料至导管。浇筑时沿内衬圆周每隔56m设一个下料点，每个下料点在内衬上附一根防离析向下输送导管，共50根，由于每次浇筑内衬高达3m，在防离析导管底部设串筒。混凝土在坑外由罐车水平运输通过坑边溜槽进入防离析导管，经防离析导管垂直向下运送至内衬浇筑段，再经溜槽和串筒入仓。 模板拆除内衬混凝土初凝并达到50%设计强度后可拆除侧模，达到80%设计强度后方可开挖下层土方以拆除底模，

22、为不影响基坑内土方开挖，采用塔吊将拆除后的模板有序吊运于环形施工道路外侧临时模板堆场，待下道内衬施工时再用塔吊吊入基坑进行安装。 混凝土养护内衬混凝土施工完毕后顶面采用塑料薄膜及麻袋进行覆盖保温保湿，侧面拆模后喷洒养护液养护，养护天数不小于7d。 内衬附属设施施工时注意埋设混凝土导管附着、爬梯附着等预埋件。5.施工组织5.1 施工计划安排施工计划具体时间安排详见“表5-1 北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工计划表”。表5-1北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工计划工序开始时间结束时间工期（天）备注合计5.2 施工人员组织施工人员计划安排见表“表5-2 北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工人员安排表”。表5-2 北锚

23、锭基坑开挖及帽梁内衬管理人员安排表序号岗位人数（个）备注1架子队长12架子队技术负责人13调度24专职安全员15测量员26试验员27技术员2表5-3 北锚锭基坑开挖及帽梁内衬劳动力安排表序号工种人数（个）备注1钢筋工2电焊工3起重工4泥浆工565.3 施工机械设备施工所需机械设备详见“表5-3 北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工机械设备表”。表5-4 北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工机械设备表序号施工机具规格型号单位数量用途备注123456789106.质量保证措施（1）针对北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工的各个施工阶段，制定完善的质量管理制度和检查制度，并严格落实。（2）加强对作业人员的技术交底，确保每个

24、管理和施工人员对北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工都非常了解。（3）制定经济奖罚制度，将北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工质量管理与个人经济收入挂钩，充分调动每个人的主观能动性。（4）严格落实自检、互检、专检三检制度，确保北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工各个环节满足质量要求。（5）加强对所有人员的管理和教育培训，提高管理人员的管理能力和操作人员的技能水平，确保人员技能过硬。（6）加强对现场机械设备的管理，合理安排调配场内施工机械，确保场内机械设备的始终处于良好状态，保证北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工进展顺利。（7）加强对现场各项施工工艺的管理落实，特别是地基处理，要求严格按照规范操作，确保地基处理质量符合要求。

25、（8）加强对测量、监控的管理，要求北锚锭基坑开挖及帽梁内衬施工每个环节必须要测量，并且要有测量记录。7.安全保证措施7.1 安全保证措施（1）在施工中，始终贯彻“安全第一、预防为主、防治结合”的安全生产工作方针，认真执行主管部门有关建筑施工企业安全生产管理的各项规定。（2）强化安全生产管理，通过组织落实、责任到人、定期检查、认真整改。（3）在组织施工中，保证有施工作业就必须有相应管理人员现场值班，不空岗、不失控。（4）现场设一名专职安全检查员负责全方位、全过程安全生产监督检查工作。（5）严格执行施工现场安全生产管理的技术方案和措施，在执行中发现问题及时向有关部门汇报。（6）执行安全生产技术交底

26、制度。要求各工序开工前有书面安全技术交底，安全技术交底有针对性，并有交底人与被交底人签字。项目部施工员在作业前进行安全技术交底，并履行签字手续，把安全技术交底交到每位工人手里。（7）按要求在现场设置安全标语，加强安全教育，强化全员防护意识，杜绝现场一切违章作业和隐患。工人入场进行三级安全教育。工人作业前有班前安全活动，特种作业人员持证上岗。（8）建立并执行安全生产检查制度。对检查中所发现的事故隐患问题和违章现象，定时间、定人、定措施予以解决，安全管理部监督落实问题的解决情况。（9）进入施工现场人员应戴好安全帽，施工操作人员应穿戴好必要的劳动防护用品。7.2 临时用电安全防护措施（1）认真贯彻施

27、行施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）和建筑施工安全检查标准，把施工用电的管理作为施工管理的一项重要工作常抓不懈。（2）严格按照项目部临时用电施工组织设计施工工程临时用电工程。（3）施工现场临时用电采用TN-S系统，设置专用保护零线。(三相五线制接零保护系统,两级漏电保护装置)使用五芯电缆，且电线、电缆等不能有老化、破皮现象。电缆架设符合要求。（4）施工现场实行三级配电（总配电箱、分配电箱、开关箱），两级保护（总配电箱、分配电箱或开关箱装漏电保护器）。且前一级（总箱）额定漏电动作及电流额定动作时间是后一级（分箱或开关箱）漏电动作电流及动作时间的可靠后备保护，使之具有分级分段保护的能力。开关箱内的漏电保护器的额定漏电动作电流不大于30mA，额定漏电动作时间不小于0.1s。（5）配电箱、开关箱周围设有足够两人同时工作的空间和通道，周围不得堆放任何妨碍操作、维修的物品，不得有杂草和灌木。配电箱、开关箱安装端正牢固，移动式配电箱、开关箱安装设在坚固的支架上。（6）配电箱、开关箱内的