北洋园深基坑专项方案

1、北洋园一期基础设施市政施工五标排水管道基坑施工方案编制：审核：审批：天津第四市政建筑工程有限公司2009年8月目 录第一章、工程概况及特点3第一节、工程概况3第二节、地质特征5第二章、管道基坑施工方案7第一节、施工前准备工作7第二节、基坑排水7第三节、基坑开挖及支护8第三章、顶管施工方案11第一节、顶管基坑设置11第二节、打设止水帷幕12第三节、打设钢板桩13第四节、基坑排水14第五节、基坑开挖与支护16第六节、顶管施工17第七节、施工注意事项21第一章、工程概况及特点第一节、工程概况北洋园一期综合配套工程位于天津市津南区，海河中游南岸地区，规划四至范围：东至月牙河，南至津晋高速，西至幸福河，

2、北至规划的蓟汕高速联络线后退25米和天津大道道路红线。总用地面积1016公顷。规划将建其建设为国家级高等职业教育改革实验区；部级高等教育大学示范区；天津市高端科技研发创新示范区。其规划定位为：海河南岸的人文型、生态型、创新型示范区。现状卫津河、幸福河、月牙河、南白排河（双洋渠）和胜利河5条河道穿越本区域。其中卫津河、幸福河为二级河道，主要承担排沥功能。项目规划总占地规模为9.69平方公里，属于新建型的规划区域：项目周边紧邻津南新城、八里台镇、天嘉湖、双港镇、大寺镇、军粮城。本项工程为北洋园一期基础设施工程排水工程第五标，包括内容如下：校园东路（纬五路经一路）雨、污水管道，雨水管道全长3448m

3、，管径为500mm2400mm，污水管道全长3669m，管径为300mm800mm；纬五路（经六路校园东路）雨、污水管道，雨水管道全长415m，管径为400mm500mm，污水管道全长312m，管径为300mm；经二路（纬四路校园东路）雨、污水管道，雨水管道全长321m，管径为400mm1000mm，污水管道全长364m，管径为300mm500mm；经三路（纬四路校园东路）雨、污水管道，雨水管道全长302m，管径为400mm1000mm，污水管道全长330m，管径为400mm。其中校园东路与经二路交口位置处d2200雨水管道基坑和穿越津沽公路d1800雨水管道顶管基坑最具有代表性。总 平 面

4、图第二节、地质特征一、地形地貌本项工程场地位于津南区，地貌类型属河流下游冲积海积平原，几经海陆变迁沉积了巨厚松散沉积物。场地经人工改造填垫，地势较为平坦，所揭露地层为第四系上更新统及以上沉积层。二、地层分布规律及土质特征根据业主提供的地质报告，排水管道基坑取第23号钻孔的土层参数为计算依据。土层层厚(m)重度(kN/m3)c(kPa)j()素填土1.519.4黏土1.218.62214.5粉质黏土1.5191025粉质黏土3.219.3926.5粉土3.519.510.523粉土2191022.7粉质黏土1.518.61026粉质黏土1.619.41710.7黏土0.617.01710.7粉质

5、粘土3.819.91023.3 顶管基坑取24号钻孔的土层参数为计算依据。土层层厚(m)重度(kN/m3)c(kPa)j()素填土2.119.21615.4粉质粘土3.918.91421.8淤泥质土318.277.5粉质粘土6.319.313.717.5粉质粘土3.319.41026.3粉质粘土2.2201617.6三、 水文地质条件经综合判别本场地无液化土层分布。场区浅层地下水属潜水、微承压水类型；地下水初见水位在1.61.8米左右，静止水位埋深约1.31.5米左右。第二章、管道基坑施工方案管道基坑布置平面图第一节、施工前准备工作开工前根据图纸和指定的水准点，设置临时水准点，临时水准点应设在

6、不受施工影响的固定物上，沿路线方向每100m设置一临时水准点。同时根据实际情况，以总体控制网为依据，建立小控制网，总体控制网以复核水准为主，小控制网以闭合水准为主。第二节、基坑排水1、施工前将现场明水排净后进行施工，施工中采用排水沟加集水井方法排水，排水沟规格采用30cm30cm暗沟沿基坑通长布置，每隔20m设一个集水井。由于本项工程施工正值雨季，所以在施工过程中排水及时，避免泡槽，保证沟槽中没有积水。2、在施工过程中进行不间断排水，并对排水系统经常检查和维护。第三节、基坑开挖及支护本项工程中除校园东路雨污水管穿越津沽公路需要非开挖施工外，其余部分采用明开槽施工形式，开槽形式根据地形情况采用明

7、开槽与支撑槽结合的施工方法，为保证施工安全和材料周转，基坑开挖长度不超过100米。本工程中，雨水管道最深段坑底至原地面高差为6.584m，位置在校园东路与经二路交口处，此段雨水管道管径为2200mm，采用120混凝土基础，根据图集04S516第17页规定，2200钢筋混凝土基础厚度为0.33m，所以本段基坑开挖深度为6，914m。为保证基坑整体稳定性和施工安全，采用钢板桩加水平撑的施工方法施工，如下图所示：基坑支护立面图基坑支护平面图图中，基坑两侧工字钢间距净宽为4.3m，计算依据图集04S516第17页规定，混凝土基础宽度为3.3m，两侧各留出0.5m工作区，以便混凝土基础模板支设。基坑上口

8、宽度为13.1m。基坑开挖及支护：第一步，降土2m，以 1:1.5坡度进行放坡，在两侧坡脚处设1米宽工作平台，沟槽弃土堆放在管道基坑上口北侧7m以外的地方；图一第二步，沿基坑两侧开槽线，打设40b工字钢桩，工字钢长10m，工字钢采用一条一立方式布置，工字钢入土深度为5.086m；图二第三步，用挖掘机沿工字钢内边线进行下挖，挖至距桩顶以下1.8m处，在距管顶以下1.5m位置处焊接腰梁及水平撑，腰梁采用双拼400mm工字钢，水平撑采用d200钢管撑，两水平撑间距为3.6米；图三第四步，继续进行基槽开挖，为了防止机械超挖而扰动原状土，施工时挖至槽底以上30cm时采用人工清底。沟槽弃土要随出随清理，均

9、匀堆放在距沟槽上口北侧7m以外处。图四本段d2200雨水管道工程长316m，现场准备了800根40B工字钢桩和30根d200钢管桩，能够保证100m管道施工要求，我部施做50m管道周期为5天，现场支护材料能够满足施工进度的需要。第三章、顶管施工方案本工程地点在校园东路与现状津沽公路交口，考虑到目前现状津沽公路车流量较大，地下管线复杂，按照设计图纸要求，雨水过路管采用顶管的施工方法，雨水管采用d1800mm顶管专用管材。顶距为68m。顶管基坑深度约7m，坡度0.9。雨水管每节长2.4m，重7t。第一节、顶管基坑设置顶管工程主坑设置在津沽公路西侧Yxyd24号井位处，接收坑设置在津沽公路东侧Yxy

10、d25号井位处。如下图所示：顶管基坑布置平面图第二节、打设止水帷幕工作坑的止水帷幕采取水泥搅拌桩。水泥搅拌桩长为12米，桩径700mm，咬口200mm，主坑双排设置，接受坑单排设置。主坑水泥搅拌桩布置示意图接收坑水泥搅拌桩布置示意图第三节、打设钢板桩钢桩选用工字钢，长为12m，型号为I40b，后背密排布置，其余面间距为0.8m，水泥搅拌桩与钢桩净距为15cm。主坑钢板桩布置示意图接收坑钢板桩布置示意图第四节、基坑排水在水泥搅拌桩外侧基坑对角位置处各设1口大口井，井深超过坑底3米，直径0.5米，管材为无砂砼管。大口井深度的计算H = h h l h 2 I*B式中：H 大口井的深度h 基坑（槽）

11、深度 井筒封底厚度h1 抽水泵吸水头高度h2 井筒内预留回淤高度 一般取 0.51.0米 I 降水坡度，一般取1/10；B 大口井与基槽的水平距离（m）； 经计算后本工程大口井深度为11米，能满足施工要求。基坑四周设排水沟，排水沟截面尺寸为300mm300mm，在坑的对角做水窝子，及时将坑内积水排出。如下图所示:主坑排水示意图接收坑排水示意图第五节、基坑开挖与支护第一步，挖工作坑第一步土。从桩顶向下挖2.0米，在1.5m位置处设第一道支撑，首先焊接托架，托架与工字钢桩焊接，每一面2个，托架焊接完成后，安放腰梁，腰梁采用双拼40#工子钢，首先要安放短边方向上的腰梁，然后在安放长边方向的腰梁，用长

12、边腰梁顶住短边腰梁并将接口处焊接。最后焊接角撑，角撑与腰梁呈45夹角，角撑同样采用双拼40#工子钢。主坑支护平面图接收坑支护平面图第二步，继续下挖至工字钢顶以下4m，在3.5m位置处，焊接第二道腰梁和角撑，所用材料与第一道支撑相同。施工方法与第一步相同。第三步，挖至距坑底30cm位置时，为了不扰动原状土采用人工清底。并在坑底做排水沟和水窝子。同时用木板卡工字钢槽口做基坑底四面的挡土板。第六节、顶管施工1、施工前准备顶管顶力的计算：（1）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。根据经验公式： P=n P0其中：P总顶力 n土质系数。土质系数取值可根据以下两种情况

13、选取：取n 为2.0。P0为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为7 吨，最长段以68 米计，每节管长2.4 米，共要顶进29节管，则P07*29203吨。则总的顶力为：P=n P0 2.0*203406 吨 考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3 倍左右的储备能力，设备顶进应力为406 吨, 取总的顶力F528 吨，选用4个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为320 吨。（2）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力

14、。工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于40t/m2 时表明土质较好。F1=S1K1其中F1-顶管正阻力(t)S1-顶管正面积(m2)K1-顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1K1=r2K13.14*1.1*1.1*35133 吨管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。F2=S2K2其中F2顶管侧摩擦力（t）S2顶管侧面积（m2）K2顶管侧阻力系数（t/m2）F2=S2K2=DLK2=3.1

15、4*2.2* 70*0.5=242吨顶管阻力之和，顶进长度按最长管段70M算，总顶力：F=F1+F2375吨，总顶力F375选用4个320吨的千斤顶作为顶进动力设备。2、打底板，下预埋钢板。3、稳导轨、做后背、下设备，焊走道，做护栏。前期钢导轨断面图后背墙采用定型后背铁，与钢桩之间灌注砼（C25、厚1015厘米）找平，使后背墙的平面垂直于导轨。后背铁与钢桩用16钢筋焊接牢固。本项工程中后背墙厚度为40cm。4、管道安放下管选用35吨吊车，吊车选择最佳位置一次稳定。触变泥浆的配合比：（重量比）膨润土： 水 ： 碱 25 ： 83.7 ： 0.75按触变泥浆的配合比例将膨润土、水、碱投入拌浆机内进

16、行搅拌，搅拌均匀后排放至储浆罐待用。5、顶进顶管工艺流程拔龙门口钢桩注浆、顶进、测量注浆、顶进、测量混凝土管连接更换顶铁排浆、纠偏管内做口拆除设备顶管就位排浆、纠偏机头与管连接机头入土6、测量、纠偏（1）顶进高程测量首先在顶管工作坑内设置两个稳固的临时水准点，每次高程测量都要进行闭合检验。在第一节管入土时，高程测量间隔为30cm/次。特别注意第一管节的末端高程的测量，以掌握首节管坡度。在以后的正常顶进中，测量间隔放大至50cm/次。（2）中心偏差测量中心测量采用激光经纬仪及光栅靶定位。（3）纠偏误差校正应逐步进行，测量密度增加到10cm20cm/次。视管道偏差量采用超挖纠偏和顶土纠偏。超挖纠偏

17、一般在12cm偏差时采用，在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧留土坎，形成阻力，使管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向；顶土纠偏适用于偏差大于2cm的情况，用方木顶在管子偏离中心一侧的外管壁上，另一端在垫有钢板或木板的管前土壤上，经顶镐施力，使管子得到校正。DN1800顶管允许偏差见下表：序号项目允许差（mm）检验频率检验方法范围点数1中线位移30每节管1测量并检查测量记录2管内底高程+10 -20每节管1用水准仪检查3相邻管间错口10每个接口1用尺量第七节、施工注意事项1、加强测量，及时纠偏在顶管施工过程中，必须贯彻“勤测微纠”的纠偏原则：1） 对应测量的千斤顶顶程的差值不能大于50mm；2）通过

18、激光经纬仪和接收靶盘定时监测顶进质量情况，为纠偏提供数字依据。2、连续施工顶进施工要日夜连续作业，减少中间停顿时间，人、材机需加强现场的组织管理，尤其是针对现场施工作业面狭小的特点，更需注意加强两个调度：第一是供应调度；第二是弃运土方的运输车辆调度管理。更为重要的是加强与电力部门的联系，遇有不测情况时紧急起动备用发电机3、采用触变泥浆进行地层支撑与减少摩阻力触变泥浆的使用有两个功能：一是将顶进过程中产生的间隙随时压浆充满空隙，进行地层支撑，从而也能有效地控制地面沉降；二是减阻增加顶进距离，减少中继间的使用数量。4、加强地面变形观测为保证现况辅路不受破坏，初始顶进段及顶进中，对地面进行变形观测。观测内容主要有：公路路面沉降、所有重要的市政综合管线在施工过程中的变形情况。为保证施工，成立监测小组，对监测成果进行及时分析处理，确保观测数据准确可靠。在观测过