县城污水处理厂土方开挖专项施工方案

县城污水处理厂土方开挖专项施工方案一、工程概况本工程位于县城东北侧3.2km处，占地约4.7ha，设计规模3.0×10⁴m³/d，采用改良A²O+深度处理+紫外消毒工艺。厂区自然地面高程介于31.45m～33.80m（1985国家高程基准），设计整平标高30.60m，最大挖深5.9m，最大填高2.1m。场内主要建（构）筑物包括粗格栅及提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、改良A²O生物池、二沉池、高效沉淀池、反硝化深床滤池、紫外消毒渠、污泥浓缩池、污泥调理池、污泥脱水机房、加药间、综合楼等，其中生物池基坑底标高24.70m，为全厂最深基坑。场地地貌属黄淮冲积平原，表层①素填土（厚0.4m～1.2m，γ=18.2kN/m³，c=8kPa，φ=12°），其下为②粉质黏土（厚1.5m～3.3m，γ=19.1kN/m³，c=22kPa，φ=16°），③粉土（厚2.0m～4.7m，γ=18.8kN/m³，c=6kPa，φ=24°），④粉砂（厚3.1m～6.4m，γ=19.5kN/m³，c=0kPa，φ=30°），⑤粉质黏土（未钻穿，γ=19.6kN/m³，c=28kPa，φ=18°）。地下水类型为第四系孔隙潜水，稳定水位28.90m～29.30m，年变幅1.0m，渗透系数k=2.3m/d，属弱透水层。场内无暗浜、古墓、燃气、光缆等障碍物，但北侧12m外有10kV架空线，东侧9m外为县道X018，南侧25m外为自然河道，环保、安全、文明施工要求高。二、编制依据1.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）2.《给水排水构筑物工程施工及验收规范》（GB50141-2008）3.《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）4.《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部37号令）5.本工程《岩土工程勘察报告》（KC2023-05）6.本工程《基坑支护设计图纸》（S-2023-05-01～05）7.本工程《施工组织总设计》8.现场踏勘、实测数据及同类项目经验三、施工部署1.施工顺序：遵循“先深后浅、先主体后附属、分区分段、对称平衡”原则，全厂划分为A（生物池）、B（二沉池）、C（高效沉淀池及滤池）、D（污泥区）、E（附属建筑）五个流水段，每段再按“支护→降水→开挖→清底→验槽→垫层”六步流水作业。2.施工队伍：项目经理部下设土方作业队、支护作业队、降水作业队、清槽作业队、安全巡视队、测量队、试验队，共计投入管理人员18人、作业人员92人、反铲挖掘机9台、长臂挖掘机2台、装载机4台、自卸车35辆、履带式吊机1台、潜孔钻机3台、高压旋喷桩机2台、轻型井点设备60套、降水泵120台、雾炮机6台、扫地车2台。3.工期安排：计划工期45d，其中支护与降水准备10d，开挖25d，清底验槽及垫层封闭10d，与主体结构流水搭接5d。四、施工准备1.技术准备（1）复核坐标、高程控制网，引入第三方测量单位对厂区首级控制网进行闭合复测，精度满足四等水准、一级导线要求。（2）完成图纸会审、设计交底、专项方案专家论证，对超过5m的深基坑进行风险源再识别，形成《危险源清单》。（3）建立BIM+GIS模型，模拟开挖工况，提前发现生物池与二沉池之间支护桩冲突，优化为“钻孔灌注桩+高压旋喷止水帷幕”组合形式。2.现场准备（1）铺设6m宽临时施工道路，采用50cm厚砖渣+20cm厚C25混凝土硬化，设置双车道会车点，道路内侧设300mm×300mm排水沟，纵坡1%流向沉淀池。（2）沿红线设置2.5m高彩钢围挡，顶部安装喷淋降尘系统，间隔3m设喷头；出入口设全自动洗车池、三级沉淀池、门禁及视频监控。（3）夜间施工照明采用12m高LED灯塔，照度≥50lx，光源背向居民区；现场设置6处雾炮机，PM10在线监测数据>150μg/m³自动启动。3.材料准备（1）支护桩采用C30水下混凝土，主筋HRB400Φ22，箍筋HPB300Φ8@150，钢筋原材进场复验屈服强度、抗拉强度、冷弯、重量偏差。（2）高压旋喷桩采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比1:1，掺2%水玻璃，28d无侧限抗压强度≥1.2MPa。（3）降水井管采用Φ400/50mmPVC波纹滤水管，外包80目尼龙网，填砾粒径5mm～10mm，黏土球止水厚度≥2m。4.应急准备（1）成立应急抢险队30人，24h值班，配备应急砂石料200m³、编织袋2000条、应急水泵20台、发电机2台、移动照明10套。（2）与县医院、消防大队建立联动机制，现场设医务室，配备AED、担架、止血包；每季度组织一次坍塌、中暑、触电综合演练。五、支护设计参数1.生物池基坑：挖深5.9m，采用Φ800@1000钻孔灌注桩+一道钢筋混凝土内支撑，桩长14m，嵌固深度4.5m，桩顶设1.0m×0.8m冠梁；内支撑主梁900mm×700mm，次梁600mm×600mm，支撑中心标高27.80m；支撑水平间距6m，采用C35混凝土，主筋HRB400Φ25，对称浇筑。2.二沉池基坑：挖深4.2m，采用Φ600@800钻孔灌注桩+桩顶放坡1:1.5挂网喷砼支护，桩长11m，嵌固3.8m，桩间采用Φ600高压旋喷桩止水，旋喷桩进入⑤层粉质黏土≥1m。3.高效沉淀池及滤池：挖深3.5m，采用1:1.2自然放坡+60mm厚C20挂网喷砼，坡面设Φ16@1500泄水孔，长1.5m，外倾5%。4.污泥区及附属建筑：挖深<3m，采用1:1.5放坡开挖，坡脚设0.5m×0.5m排水沟。六、降排水设计1.管井降水：在生物池四周布置Φ400管井24口，井深16m，滤管位于④层粉砂，单井出水量15m³/h，群井干扰系数0.92，计算基坑涌水量Q=1.366k[(2H-S)S]/lg(R/r0)=1260m³/d，设计降水曲线位于基坑底以下1m。2.井点降水：二沉池、高效沉淀池区域采用轻型井点，主管Φ150PVC，支管Φ38@1.2m，井深7m，真空度≥65kPa。3.坡面泄水：支护桩间设泄水孔，梅花形布置，孔内填级配碎石，外接Φ50软式透水管引入排水沟。4.地面截水：沿红线内侧设500mm×600mm砖砌截水沟，M10水泥砂浆抹面，沟底纵坡2%，接入现场三级沉淀池，经检测pH、SS、COD达标后回用或排入市政管网。七、土方开挖工艺1.开挖原则：“分层、分段、对称、限时、留护壁土”，每层厚度≤1.5m，纵向分段长度≤20m，限时暴露≤24h。2.施工流程：测量放线→降水预抽7d→第一层土方开挖→桩顶冠梁施工→第二层土方开挖→内支撑施工→第三层土方开挖→清底验槽→垫层封闭。3.机械配置：第一层采用CAT336D反铲直接开挖，第二层以下采用长臂挖掘机接力，基底30cm人工清槽；自卸车采用20t后八轮，车厢覆盖帆布，限速20km/h，出场前经洗车池冲洗。4.土方平衡：经计算总挖方约11.4×10⁴m³，总填方2.3×10⁴m³，外运9.1×10⁴m³，运距18km，弃于县城西郊合规弃土场；场内堆土区设于西南角，堆高≤2m，坡比1:1.5，表面覆盖密目网并播撒草籽。5.分层标高控制：第一层31.10m→第二层29.60m→第三层28.10m→基底24.70m，每阶段预留0.3m人工清底，防止超挖扰动原状土。6.支撑施工：支撑与土方交叉作业，支撑混凝土强度达设计80%方可继续下层开挖；支撑上严禁堆载，设置18工字钢栈桥供挖机通行，栈桥宽4m，下铺枕木，最大轮压≤60kN。7.边坡监测：采用全站仪+测斜管+钢筋计+轴力计，监测项目包括坡顶水平位移、周边沉降、支护桩深层水平位移、支撑轴力、地下水位；监测频率：开挖期间1次/d，异常时2次/d，雨后或加荷后12h内加密；预警值：坡顶位移30mm，变化速率3mm/d；支撑轴力设计值2800kN，报警值2240kN。八、季节性施工措施1.雨季施工（1）提前疏通截水沟、沉淀池，配备6台7.5kW水泵，确保坑内积水2h内排干。（2）坡面覆盖彩条布，桩间采用水泥砂浆抹面封闭，防止渗水软化。（3）现场储备500m³干拌碎石，遇暴雨立即回填坡脚反压。2.夏季施工（1）调整作业时间，11:00～15:00停止露天作业，现场设遮阳棚、饮水机、绿豆汤。（2）机械水箱添加防冻液改做降温液，轮胎洒水降温，防止爆胎。（3）加强边坡巡视，高温蒸发导致裂缝时，及时灌浆或覆盖土工膜。九、质量保证措施1.建立“三检制”：每道工序作业队自检、质检员复检、监理工程师终检，留存影像资料。2.基底土质：邀请勘察、设计、监理、业主四方验槽，采用钎探+静力触探，钎探间距1.5m，深度2.1m，击数异常时补勘。3.标高控制：每10m设木桩，采用DS05水准仪复测，允许偏差+0mm，－50mm。4.支护桩质量：采用低应变检测桩身完整性，检测比例20%，Ⅲ类及以上必须补强。5.土方外运：装车高度≤车厢顶面500mm，出场前冲洗轮胎、车厢，设专人在弃土场旁盯防，严禁乱倒。十、安全文明施工1.危险源管控（1）坍塌：按1:1.5放坡或支护，严禁掏挖；出现裂缝、掉块立即撤人，启动应急预案。（2）触电：10kV线旁作业设限高标杆，作业时设专人指挥，臂架距电线≥2m。（3）中毒：井点降水孔、检查井作业前检测H₂S、CO，采用四合一气体检测仪，强制通风30min后方可下井。2.安全教育（1）三级教育覆盖率100%，每日班前会记录“三查三交”。（2）特种作业人员持证上岗，建立台账，证书复印件现场备查。3.文明施工（1）围挡外侧设公益广告，占围挡面积50%；场内材料堆放设标识牌，钢筋、水泥离地30cm。（2）设置封闭式垃圾站，生活垃圾日产日清，建筑垃圾分类存放。（3）噪声控制：夜间22:00～6:00禁止高噪声作业，选用低噪声振动锤，场界噪声≤55dB。十一、环保措施1.扬尘控制：土方作业期间雾炮机全程开启，PM10在线监测与县城平台联网；道路每日清扫3次，扫地车+人工补扫。2.污水控制：洗车池、沉淀池定期清掏，SS>400mg/L时添加PAC絮凝剂；基坑排水经检测COD<80mg/L、pH6～9方可排放。3.固废控制：废弃泥浆采用密封罐车外运，交由有资质单位固化处理；生活垃圾交由环卫部门清运。4.生态保护：红线内原生树木尽量原地保护，确需迁移的报县园林部门审批，移植成活率达90%。十二、应急预案1.应急组织：项目经理任总指挥，下设抢险、疏散、医疗、后勤、信息五个小组，24h值班电话公示于围挡。2.应急物资：现场设应急仓库，砂袋2000条、铁锹50把、水泵20台、发电机2台、担架2副、应急车辆3辆。3.应急响应（1）边坡失稳：发现坡顶位移>30mm或裂缝>10mm，立即停工撤人，坡脚堆载反压，必要时回填基坑。（2）管涌：立即在涌水点周围堆填砂袋，埋设引流管，降低坑内外水头差，启动备用水泵。（3）中毒窒息：井下作业人员佩戴安全带、安全绳，地面设2人监护，发生异常立即用三脚架提拉，就近送医。4.事故事故发生后1h内向县住建局、应急管理局报告，24h内提交书面报告。十三、计算书（节选）1.整体稳定性：采用瑞典条分法，圆弧滑动面通过桩底，计算安全系数Fs=1.42>1.35，满足要求。2.支撑轴力：按弹性支点法计算，最大轴力N=2680kN，设计值2800kN，安全系数1.04。3.抗隆起：按Prandtl公式，基坑底抗隆起安全系数Fs=1.58>1.6，略低于规范，采取基底加固措施：采用Φ500搅拌桩格构式布置，桩长6m，水泥掺量18%，28d无侧限抗压强度≥1.0MPa，再验算Fs=1.72，合格。十四、信息化管理1.建立“智慧工地”平台，集成视频监控、人员定位、设备管理、环境监测、基坑监测五大模块，数据实时上传云端。2.手机APP端推送监测预警，责任人5min内签收，30min内现场处置并反馈照片。3.无人机每周航拍一次，生成三维模型，与BIM比对，直观掌