金沙江路电力隧道围护桩破除施工方案(人工挖孔桩)

1、成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 I目目 录录1 编制依据编制依据.12 工程概述工程概述.12.1 工程概况.12.2 工程地质与水文地质概况.32.2.1岩、土分层及其特征.32.2.2水文地质.32.3 设计概况.32.4 施工进度计划.33 施工工艺及方法施工工艺及方法.43.1 准备工作.43.1.1降水施工.43.1.2电力隧道围护桩定位施工.53.2 人工挖孔桩施工.63.2.1工艺流程.63.2.2施工测量.73.2.3放样方法.73.2.4开挖桩土.73.2.5桩土运输.73.2.6护壁施工.83.2.7横向通道开挖支护.

2、93.2.8围护桩破除及破除段回填.103.2.9挖孔桩、竖井及路面恢复.114 施工人员和机械设备配置施工人员和机械设备配置.124.1 人员组成.124.2 机具设备.125 安全控制措施安全控制措施.125.1 孔口防护措施.125.2 护壁质量控制措施.135.3 有毒有害气体检测.135.4 触电防治措施.136 质量控制措施质量控制措施.137 安全文明施工措施安全文明施工措施.148 应急预案应急预案.158.1抢险应急组织安排及工作流程.158.2突发事件分析及应急预案.158.3恢复生产及应急抢险总结.16 成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中

3、铁二局股份有限公司 11 编制依据编制依据1） 成都地铁 7 号线 4 标沙河铺站东客站区间隧道岩土工程勘察报告 ；2） 成都地铁 7 号线 4 标沙河铺站东客站区间建构筑物与盾构隧道关系及措施施工图 ；3） 建筑施工技术 （同济大学出版社 1999 年） ；4） 地基处理手册 （中国建筑工业出版社） ；5）采用的相关规范（1） 混凝土结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002） ；（2） 建筑施工技术 （1999 年版） （同济大学出版社） ；（3） 建筑基坑支护技术规程 （JGJ120-99） ；（4） 建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008） ；（5） 建筑结构荷载规范 （2

4、006 年版） （GB50009-2001） ；（6） 成都地区建筑地基基础设计规范 （DB51/T5026-2001） ；（7）国家、四川省、成都市、质监站等法律、法规。2 工程概述工程概述2.1 工程工程概况概况大观站（原沙河铺站）成都东客站区间，盾构隧道左、右线分别在ZCK13+654.82ZCK13+644.06及YCK13+668.64YCK13+659.29下穿金沙江路电力隧道及其围护桩，该区域段隧道埋深约为14.3m，主要穿越地层为5-1-1全风化泥岩、强风化泥岩。存在的施工风险为电力隧道结构损坏。金沙江路电力隧道为宽3.2m、高3.7m的单层单跨矩形框架结构，顶部埋深7.75m

5、，底部距盾构隧道顶部最小距离仅为2.8m，内含110KV电力管线；围护桩桩底距地面15.93m，侵入左线隧道内约2.4m，共有2根围护桩侵入隧道。成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 2电力隧道围护桩处理平面图电力隧道围护桩处理平面图破桩剖面示意图破桩剖面示意图成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 32.2 工程地质与水文地质概况工程地质与水文地质概况2.2.1 岩、土分层及其特征岩、土分层及其特征根据钻探揭示，段内均为第四系（Q）地层覆盖。地表多为第四系全新人工填筑土，以（Q4ml）杂填土为主

6、，其下为第四系上更新统冰水沉积，冲积（Q3fgl+al）粘性土，第四系中更新统冰水沉积，冲积（Q2fgl+al）粘性土、黏土夹卵石土、透镜状卵石土；下伏白垩系上统灌口组（K2g）泥岩。电力隧道范围地表以下覆土依次为杂填土、黏土、黏土、密实卵石层，盾构隧道洞身处于全风化泥岩、强风化泥岩。2.2.2 水文地质水文地质场地地下水主要有三种类型。一是赋存于黏土层之上填土层的上层滞水；二是第四系砂、卵石土中的孔隙潜水；三是基岩裂隙水。2.3 设计概况设计概况电力隧道围护桩桩径 1200mm 间距 2500mm，桩底距地面 15.93m。采取的措施为：在两围护桩之间设置与之相切的挖孔桩，在挖孔桩内开挖横向

7、通道，在横向通道内破除原围护桩侵入隧道部分，挖孔桩桩径 1800mm。2.4 施工进度计划施工进度计划本工程围护桩处理施工开工到结束，工期为 20 天（2014 年 8 月 13 日2014 年 9月 1 日） 。电力隧道围护桩处理开工日期：2014 年 8 月 13 日。2014 年 8 月 13 日竖井开始施工，2014 年 8 月 16 日完成竖井施工，2014 年 8 月 17 日开始人工挖孔桩施工，2014年 8 月 24 日完成人工挖孔桩施工。2014 年 8 月 25 日开始围护桩破除施工，2014 年 9月 1 日完成围护桩破除施工并回填。成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江

8、路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 43 施工工艺及施工工艺及方法方法 3.1 准备工作准备工作场地布置图见附件。3.1.1 降水施工降水施工1、降水井设计根据沙河铺站成都东客站区间岩土工程勘察报告，电力隧道围护桩范围分布于黏土层之上填土层的上层滞水、砂、卵石土中的孔隙潜水、基岩裂隙水三个含水层，三个含水层相对独立。上层滞水、基岩裂隙水含水量较少。因此挖孔桩的涌水量主要就是卵石土及砂土中的涌水量。基于上述分析，人工挖孔桩周边涌水形成无压流动，故采用铁路工程地质勘察规程附录 B 中的古德曼经验公式估算人工挖孔桩最大涌水量：（1）最大涌水量：302=122.32m /d4lndKHQ

9、LH式中：Q0：挖孔桩在该段的最大用水量（m/d） ；K：含水体渗透系数（m/d） ，K 取值 4m/d；H：静止水位至人工挖孔桩桩底的距离（m） ，根据现场量测 H 取值 3m；d：人工挖孔桩和破除桩体同心圆直径（m） ，取 3.5m；L：人工挖孔桩通过含水体的长度（m） ，L 取值 0.6m（2）单井抽水量 q： 3365340.19/qDL KmdK：含水体渗透系数（m/d） ，K 取值 4m/d；L：人工挖孔桩和破除桩体同心圆直径（m） ，3.5m。（3）井点数量 n：单井抽排量大于最大涌水量，考虑降水井已伸入泥岩地层，不能形成在人工挖孔桩两侧各设一口降水井。2、降水井结构形式降水井采

10、用“一径成孔，一道管柱，一种管径”结构，降水井采用钢筋混凝土管组成，内径 300mm，外径 360mm，每节长度 2.5m，井管高出地面 200mm；滤水段由300mm 满布滤水孔的钢筋砼管，以及其外包的铁丝网、密网和疏网滤砂透水层组成。井管吊放好后沿井管周围均匀投放滤料，滤料为直径 810mm 的碎石，滤料填至井口成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 5下 1m 左右时用粘性土填实夯平。降水井深=实管长度+滤水管长度+沉砂管长度=15+7.5m+2.5m=25m采用扬程为 44m，流量 80m3/h 的水泵。井径（mm）管径（mm）井管类型井

11、深（m）滤料（mm）水泵（个）300360/30钢筋混凝土管25810mm2注：管径为：外径/壁厚：管径内安装 80m3/h 潜水泵。 1 23.1.2 电力隧道围护桩定位施工电力隧道围护桩定位施工根据前期调查电力隧道围护结构（冠梁）顶面距离地面 6m，在施做人工挖孔桩前需进行电力隧道围护桩位置勘探，确认其位置与设计位置一致。围护桩位置勘探采用536.3m 的竖井。3.1.2.1 竖井施工工艺流程竖井施工工艺流程竖井工艺流程图竖井工艺流程图3.1.2.2 竖井施工竖井施工（1）竖井土方开挖采用大型挖掘机进行，开挖时，四周预留 1020cm 进行人工修整，保证成形质量及侧壁稳定；（2）竖井土方应

12、分段开挖，第一节护壁应高出地面 200mm，高出地面段厚度为300mm；每段开挖深度为 1m；成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 6（3）竖井护壁采用 A10150150 的钢筋网片，按照要求进行原材料试验及焊接试验，钢筋搭接均采用焊接，单面焊 10d。钢筋绑扎时，做好防护工作，防止钢筋被污染。（4）竖井采用 C20 商品混凝土，20mm 胶合木模板模筑。（5）在竖井最后 30cm 采用人工开挖，开挖时寻找电力隧道围护桩位置，确定后将其外露，以便确定挖孔桩位置。竖井护壁配筋图竖井护壁配筋图3.2 人工挖孔桩施工人工挖孔桩施工挖孔桩位置确定后，

13、直接在竖井内进行挖孔桩施工。3.2.1 工艺流程工艺流程人工挖孔桩工艺流程图人工挖孔桩工艺流程图成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 73.2.2 施工测量施工测量1施工测量方法：以原有的测量控制基准点为基础，建立闭合导线控制网，闭合导线控制网建立在场地四周；根据施工控制网，测设轴线，再根据轴线测设各个细部。2开工前测量准备工作包括：检查和复核测量基准点，增设控制点和水准点、建立控制网、施工放样。3施工测量的精度：按地下铁道、轻轨交通工程测量规范 （GB50308-1999）执行。3.2.3 放样方法放样方法1按施工图纸准确放线，放出桩位中心和

14、桩径，桩位放线考虑外放量（测量和施工误差、基坑变形） ，保证结构的净空尺寸；把桩中心线位置向桩的四周引出四个桩心控制点，用牢固的木桩标定，经监理等有关单位复核后即可开挖桩身土方。2第一节护壁拆模后，将桩心轴线、高程标记到护壁混凝土上，在顶面按放线方向（纵向和横向）埋设代表会交中心点的五寸铁钉四枚。以后各节护壁均以这四枚铁钉拉线作为模板及护壁中心。也可在井壁顶端内侧放出代表会交中心的四个三角标记点，作为检查桩垂直度和深度的依据。3.2.4 开挖桩土开挖桩土1采用分段开挖桩土：第一节护壁应竖井底板 200mm，高出竖井底板段厚度为300mm，正常情况下，每段的开挖高度为 1.0m（包括搭接部分）

15、，特殊地段开挖高度为0.50.8m。2挖土人员下孔前用活体检测孔内是否含有毒气，以保证作业人员安全。3挖土由人工从上到下逐段用镐、揪进行，遇风化岩采用风镐破碎凿除。同一段内挖土次序为先中间后周边。4弃土装入吊桶内吊运，吊出孔口后及时运走。5挖孔过程中遇到塌孔，在塌方处砌砖外模，配适量钢筋，再支钢内模灌注混凝土护壁。3.2.5 桩土运输桩土运输本工程桩内土采用摇臂式电动卷扬机（型号：400-A）垂直运输，出孔口后采用手推车水平运输转运到指定堆土位置，堆土场土方量达到一定数量后用汽车运出场外。成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 83.2.6 护壁

16、施工护壁施工1支设护壁模板（1）护壁模板采用定型组装钢模而成，组装时模板用螺栓或 U 形卡连接。（2）由于土方分节开挖，护壁模板也分节安装，一般情况下每节的深度为 1m，上下护壁间的搭接长度不得小于 50mm。（3）在安装模板的过程中，以标注在第一节护壁上的轴线点拉出十字交点为桩中心，通过吊线的方法检查桩身和护壁模板的垂直度。（4）在围护桩需破除段人工挖孔桩采用预制钢护壁，钢护壁采用螺栓连接，并在钢护壁上设置可开关的窗口，从窗口处进行围护桩破除。 护壁钢筋纵断面图护壁钢筋纵断面图 人工挖孔桩护壁钢筋配筋图人工挖孔桩护壁钢筋配筋图2绑扎护壁钢筋及浇注混凝土（1）护壁混凝土强度等级为 C20，护壁

17、钢筋采用 10 的钢筋，正常情况下按每节 1m 分节施工。（2）严格按照设计图纸要求控制护壁厚度。挖好一节桩孔后，立即清理孔内杂物，校核桩中心、直径、垂直度，并将已加工好的护壁钢筋吊入孔内绑扎。（3）上下两节钢筋混凝土护壁之间钢筋采用挂钩连接或焊接，单面焊接长度为10d，第一节护壁高出竖井底板 20cm，便于挡水和定位。（4）施工降水应满足挖孔桩内基本无水，不得在水淹没模板的情况下浇筑。（5）混凝土用手推车送至井边，用吊桶将混凝土吊下，均匀地在模板各个方向同成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 9时浇筑，防止模板变形。并用钢筋插实，防止产生蜂窝

18、、漏水现象。（6）开挖至围护桩需破除段上方 50cm 时，凿出围护桩主筋，并用A10100100 钢筋网片连接围护桩主筋和挖孔桩护壁钢筋，在此处土体之间设置一道30cm 的隔层，保证后续横向通道施工时上部土体的稳定，防止上部土体下坠。钢筋网片平面布置图钢筋网片平面布置图3拆除模板（1）当护壁混凝土达到一定的强度后便可拆除模板，进行下一节桩孔施工。（2）拆除模板时须小心，以免破坏护壁混凝土。3.2.7 横向通道开挖支护横向通道开挖支护钢护壁安装完成并加固后，从预留窗口向外开挖横通道，开挖从桩底以下 500mm处向上分层施工，人工配合风镐开挖,根据地层情况每循环开挖 5001000mm，采用网喷混

19、凝土支撑，采用 10150mm150mm 的钢筋网片，喷射混凝土厚度为 100mm。成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 10横向通道平面图横向通道平面图3.2.8 围护桩破除及破除段回填围护桩破除及破除段回填在横通道开挖支护完成后，即可进行桩基的分层破除工作，采用风镐破除混凝土，气割割除钢筋。每层桩基破除分为 3 步，第一步先破除外半周的混凝土保护层，割除外半周的钢筋；第二步是破除桩心的混凝土；第三步是割除内半周的钢筋。通道回填采用低标号 C15 混凝土回填，串筒溜放。先施工一侧的通道口要立模回填，另一侧施工完后回填与挖孔桩一起回填。为保证通

20、道顶部回填密实，回填时在通道顶部至竖井内预留 2 根 25 的胶管,并在通道内的最高点固定好，在混凝土回填后进行注浆回填，一根管子作为注浆管，另一根管子作为透气孔。成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 11桩基破除顶部情况照片（以往先例）桩基破除顶部情况照片（以往先例）桩基破除底部情况照片（以往先例）桩基破除底部情况照片（以往先例）3.2.9 挖孔桩、竖井及路面恢复挖孔桩、竖井及路面恢复挖孔桩及竖井回填工作分为 3 阶段进行。第一阶采用 C15 砼对破除段上部 4m 范围内的挖孔桩进行回填；第二阶段是对破除段顶部 4m 以上,，路面以下 2.5

21、m 范围进行黏土分层夯实；第三阶段是按路床的回填和压实标准，分层进行道路基床的回填、夯实。路面根据原路面结构进行恢复。成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 124 施工人员和机械设备配置施工人员和机械设备配置4.14.1 人员组成人员组成施工人员组成表施工人员组成表序号工种名称人数备注 1 队长1 2 现场技术人员 1 4 普工10 5 电工 1 6 安全员 14.24.2 机具设备机具设备施工用的机具比较简单，主要有：（1）大型挖掘机。（2）卷扬机和提土桶，用于材料和弃土的垂直运输以及供施工人员上下工作使用。（3）护壁钢模板。（4）潜水泵。（

22、5）鼓风机、空压机和送风管。（6）镐、锹、土筐等挖运工具：若遇到硬土或岩石，尚需风镐、潜孔钻。（7）插捣工具，用于插捣护壁混凝土。（8）应急软爬梯。（9）照明灯、对讲机、电铃等。（10）喷锚机具。5 安全控制措施安全控制措施5.15.1 孔口防护措施孔口防护措施首先为了施工人员在上下是坠落，孔内必须设置应急软爬梯，并随开挖深度增加而延伸至工作面，以供人员上下使用。不得使用麻绳、出土设备或脚踏井壁凸级上下。孔口四周必须浇筑锁口，锁口应高出地面 200mm 以上，并在护圈上设置围栏围护、成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 13防滚石匝栏。孔口上面

23、必须有人监护，同时经常性和孔内作业人员通话。挖出的土方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周 1m 范围内，锁口附近不得放置工具等。孔内作业人员必须头戴安全帽、身系安全带、安全绳。5.25.2 护壁质量控制措施护壁质量控制措施开挖桩孔时严格控制混凝土护壁施工质量。混凝土护壁每节高 1m，厚 0.15m，上下搭接 50mm，按要求安装钢筋，混凝土强度等级 C20，开挖做到当天开挖当天混凝土护壁。5.35.3 有毒有害气体检测有毒有害气体检测人工挖孔桩开挖时，地下特殊地层中往往含有 CO、SO1、H1S 或其它有毒气体，危害施工人员的生命安全。人工挖孔桩超过 5m 时，施工人员每次下孔前，必须进行活体

24、监测，并对桩孔内气体进行检测（采用四合一气体检测仪） ，确保安全。必要时采取安全措施，如设置专用通风设备由地面向洞内送风进行换气。洞内的常见有害气体表洞内的常见有害气体表序号有 害 气 体 名 称极 限 浓 度1瓦斯（CH4）12一氧化碳（CO）0.00243二氧化碳（CO2）1.54硫化氢(H2S)0.000665二氧化硫(SO2)0.00056氨(NH3)0.00047二氧化氮(NO2)0.00258氮氧化合物(NOn)换算 NO2的浓度不得超过 5mg/m3由于孔内容积小，空气不流通，容易造成作业人员窒息现象，在挖孔桩深度达到10m 以上时，采用鼓风机给孔内送风，保持孔内空气流通，以确保

25、孔内作业人员的人身安全。 5.45.4 触电防治措施触电防治措施施工现场所有的电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作，其他人不能乱动。用电设备必须严格遵守有关的操作规程，并按要求接地或接零保护且安装漏电保护器，施工中所用机械必须一机一闸。孔上电缆必须架空 1.0m 以上，严禁拖地或埋压土中，孔内电缆、电线必须采用护套等有防磨损、防潮、防断等保护措施。孔内照明应采用安全防爆矿灯。孔中操作工应手戴工作手套，脚穿绝缘胶鞋。成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 146 质量控制措施质量控制措施（1）人工挖孔桩修筑井圈护壁时，每节护壁均应在当日连续浇注

26、完毕。上下节护壁的搭接长度不小于 5cm；护壁混凝土必须保证密实；根据土层渗水情况使用速凝剂；发现护壁有蜂窝、漏水现象时，应及时补强以防造成事故。遇有局部或厚度不大于 1.5米的流动性淤泥和可能出现涌沙时，每节护壁的高度可减小到 30-50cm，并随挖随验，随浇注混凝土。（2）横向通道开挖时，应注意开挖面围岩情况，开挖完成后及时封闭，两段钢筋网片相互搭接，如遇特殊情况是调整分段长度，并及时封闭，确保施工质量安全。7 安全文明施工措施安全文明施工措施（1）开工之前组织全体施工人员进行安全技术交底，学习有关安全制度和安全操作规程。（2）严格执行持证上岗制度，特种工种必须持证上岗。（3）建立定期安全

27、学习制度，每周设安全学习日。（4）遵守施工现场安全纪律，未经三级安全教育的工人不得上岗。（5）电气设备必须有司机专门负责，总分配电箱均要有漏电保护装置电箱做到防雨防水，门锁齐全。（6）夜间施工设置照明灯具，确保施工安全。（7）进入施工现场必须遵守安全生产的规章制度。（8）进入施工现场必须佩戴安全帽，不准穿拖鞋、高跟鞋、裙子、不得赤膊作业，不准吸烟，作业是必须穿防滑鞋，施工时不得嘻戏、打闹。（9）竖井四周设置施工围栏避免非工作人员靠近桩坑边或是往里探望，在夜间或挖孔桩暂停施工时，竖井四周必须围栏封闭，挖孔桩孔口用钢筋网格遮蔽，以免发生意外事故。（10）施工现场所有电力线路和用电设备，必须由持证电

28、工安装。并负责日常检查和维修保养，其他人员一律不得私自乱接或拉电线。（11）现场使用的用电线路，一律采用绝缘导线，移动线路必须使用胶皮电线，不得有裸露，导线要架空或埋地设置。在潮湿场所及高度低于 2.4m 的房间，以及各种通道内作业应使用 36V 的安全电压做照明。（12）配电系统采用 TN-S 接零保护系统，PE 线截面不小于 1/2 相线，所有出线成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 15电缆末端均做重复接地，接地电不大于 10 欧，电力设备的外壳及所有金属工作平台均与 PE 线相接。（13）现场的机械设备必须有书面的操作规程，必须由持有操

29、作证的人员操作。机械设备管理人员必须经常检查机械设备的性能及安全防装置并予以维修和保养，及时更换失灵和损坏的零部件，各种机械设备操作人员必须严格按照操作规程操作，不得带病或酒后作业。（14）施工场地内做到环境整洁，无污水外溢，围栏外无渣土、无材料、无垃圾堆放、水沟通畅。对于施工现场的废水、灰尘、噪音、震动进行有效的控制。渣土外运时确保沿线道路整洁。8 应急预案应急预案8.1 抢险应急组织安排及工作流程抢险应急组织安排及工作流程根据人工挖孔桩和电力隧道围护桩破除特点及施工工艺的实际情况，我部制定了由项目经理组织的应急抢救小组。并认真组织了对挖孔桩危险源和环境因素的识别和评论，制定本项目发生紧急情况或事故的应急措施，对广大员工开展应急知识教育和应急演练，提高现场操作人员的应急能力，减小突发事件造成的损害和不良影响。应急准备和响应工作程序如下图：危险源及环境因素辨识、评价编制抢险应急预案成立抢险领导小组组织抢险队伍配备应急物资、设备定期进行应急培训对应急预案评审、修订实施应急预案发生不发生应急准备和响应工作流程图应急准备和响应工作流程图成都地铁 7 号线土建 4 标 金沙江路电力隧道围护桩处理施工方案中铁二局股份有限公司 168