成都地铁科华南路站深基坑安全专项施工方案
顶板结构施工方法及技术措施如下:
(1)顶板采用泵送商品混凝土灌注。混凝土沿车站横向分幅分层往复灌注,分幅宽度为2.0 m。
(2)混凝土应按要求及时进行振捣。
(3)顶板外露面混凝土初凝前进行抹平并提浆、压光。 (4)混凝土终凝后用麻袋覆盖,洒水养护14天以上。 3.3.8 基坑土方开挖施工
1、基坑开挖验收条件
1)主体围护桩全部完成,达到设计强度后,做低应变检测合格率为100%。
2)围护桩冠梁施作闭合,达到设计强度要求。 3)第一道钢支撑施作完成。 4)基坑内临时立柱施工完成。
5)降水井施工完成,降水正常,满足开挖要求。 6)基坑开挖前摸清周边地下管线,完成迁改或保护方案。
7)在监测范围内东苑B、C小区和和平小区1号、3号楼房,保留开挖前房屋现状资料。
8)监测项目按批准的监测方案布点,测取初始值。 2、基坑开挖方案 (1)分段开挖安排
考虑到车站的整个施工工期安排,再根据施工缝及附属结构的设臵,将车站主体施工区划分为7个施工段,长20.00~23.10m,分层深约4.5~7.6m,每段开挖中又分小段,每小段宽度不大于6米,开挖示意图如图6-1所示。基坑底每水平开挖暴露面长度不大于25米,由中部向两端开挖,主体结构施工紧跟开挖,流水作业,分段情况如图3-16所示。
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图3-16 土方开挖分区布臵图
(2)基坑开挖方法
前期地表1~2m土方采用小松PC220液压型挖掘机退挖,直接装车外运,随土方开挖深度加大,基坑端头土方在基坑中部拉槽开挖,拉槽深度大于4.3m(保证足够的机械作业空间),从基坑中部设臵纵坡度为1:10的马道向两端开挖,挖机直接装车运输土方,横向先挖中间,两侧预留3~5m平台,按1:1放坡,待支撑架设、网喷支护完毕,再开挖两侧土方。
(3)基坑开挖步骤
基坑开挖步骤见图3-18,基坑开挖施工工艺流程如图3-17所示。
场地清理,开挖至冠梁底标高位臵 冠梁施工 钢支撑检查、拼装 第一道钢围檩及钢支撑安装 钢支撑检查、拼装 开挖至第一道钢支撑标高处 分层开挖至第二道钢支撑下0.5m处 第二道钢围檩及钢支撑安装 钢支撑检查、拼装 开挖至第三道钢支撑下0.5m处 安装第三道钢围檩及钢支撑 开挖到基底,施作砼垫层 图3-17 基坑开挖工艺流程图
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3.3.9 桩间挂网喷射砼施工
科华南路站钻孔桩中心间距1.6~2.2m,桩间挂网喷砼支护,设计喷层厚度150mm,挂网钢筋采用Φ8,间距200*200,钢筋网片采用植筋与围护桩主筋连接,喷射混凝土等级C20。
桩间挂网喷射砼施工工艺流程及施工步骤如图3-19、3-20、3-21所示。
图3-19 挂网喷射混凝土工艺流程图
1.5~2.0m1.5~2.0m水平线受约1.5m约1.5m约1.5m56°喷面3412a边墙
图3-20 喷射混凝土施工步骤示意图
图3-21 喷射混凝土施工大样图
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步序第一步横断面开挖示意图纵断面开挖示意图AB说明第一步土方开挖,盖挖部分开挖至基坑以下3.8m,土方共6008m3;明挖部分开挖至基坑以下2.3m,完成砼支撑施工,土方共计土方共4543m3。第二步土方开挖,盖挖部分施工结构;明挖部分开挖至基坑以下12.6m,土方共计土方共11000m3。A-AB-BABA第二步A-AA第三步A-AA第三步土方开挖,明挖土方开挖至基坑底,明土方共计土方共9000m3。A第四步第五步第六步A-AAA第四步土方开挖,盖挖土方开挖至基坑以下10.6m,土方共计土方共15600m3。A第五步土方开挖,土方开挖至基坑以下18.6m,土方共计土方共17900m3。AA第六步土方开挖,明挖土方开挖至基坑以下8.6m,土方共计土方共8600m3,土方采用挖机接力出土。AAB第七步A-AB-BABAB第七步土方开挖,明挖区土方开挖至基坑以下14.6m,土方共计土方共6000m3 ,土方开挖采用长臂挖机出土。第八步土方开挖,所有剩余土方开挖至基坑以下,土方共计土方共,土方出土采用龙门吊吊装垂直出土。A第八步ABA-AB-B 图3-18 基坑开挖步骤图
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3.3.10 钢支撑安装和拆除
1. 支撑结构形式
基坑标准段支撑采用直径609mm的钢管支撑,壁厚16mm,纵向间距约为3m。第二、三道支撑采用Φ609,壁厚t=16钢管支撑,支撑水平间距为3.0m,在钢支撑纵向之间设双拼槽钢联系梁。车站加宽段,支撑采用三道直径609mm钢管支撑,水平间距约为3m;支撑分活动端、固定端及中间节组成。支撑与旋挖钻孔灌注桩间通过腰梁连接,腰梁采用双拼工45c组合腰梁。钢管支撑在开挖完成24小时内安装完成,安装时施加预加力,预加轴力按设计要求施加。钢支撑结构形式如图3-22。
图3-22钢支撑结构图
2. 施工工艺流程
钢支撑施工工艺流程如图3-23所示。
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目 录
一 编制依据 ........................................................................................ 6
1.1编制目的 .......................................................................................................... 6 1.2 相关文件及规范 ............................................................................................. 6
二 工程概况 ........................................................................................ 7
2.1 工程简介 ......................................................................................................... 7 2.2 工程地质 ......................................................................................................... 7
2.2.1 岩土分层及其特性 ............................................................................... 7 3.2.2 不良地质与特殊岩土 ......................................................................... 11 2.3 水文地质 ....................................................................................................... 14
2.3.1 地表水 ................................................................................................. 14 2.3.2 地下水的补给、径流、排泄及动态特征 ......................................... 14 2.4 设计概况 ....................................................................................................... 14
2.4.1 围护结构形式 ..................................................................................... 14 2.4.2 支撑系统结构形式 ............................................................................. 15 2.5 周边环境 ....................................................................................................... 16
2.5.1 周边管线 ............................................................................................. 16 2.5.2 周边排水 ............................................................................................. 16 2.5.3 交通情况 ............................................................................................. 17 2.5.4 周围建筑物 ......................................................................................... 17 2.6 项目部概况 ................................................................................................... 20
三 总体施工组织 .............................................................................. 21
3.1施工步骤 ........................................................................................................ 21 3.2主要工程数量表 ............................................................................................ 21 3.3主要工序施工方法 ........................................................................................ 21
3.3.1 交通疏解 ............................................................................................. 21 3.3.2 围护桩施工方法 ................................................................................. 22 3.3.3 施工降水 ............................................................................................. 25 中国中铁四局 第I页 成都地铁科华南路站深基坑安全专项施工方案
3.3.4 临时立柱施工 ..................................................................................... 29 3.3.5 桩顶冠梁施工 ..................................................................................... 30 3.3.6 钢管柱安装定位施工 ......................................................................... 31 3.3.7 盖挖主体结构顶板施工 ..................................................................... 34 3.3.8 基坑土方开挖施工 ............................................................................. 36 3.3.9 桩间挂网喷射砼施工 ......................................................................... 38 3.3.10 钢支撑安装和拆除 ........................................................................... 40 3.4主要机械设备和劳动力的配臵 .................................................................... 45
3.4.1 机械设备 ............................................................................................. 45 3.4.2 劳动力配臵 ......................................................................................... 47 3.5 工程进度计划 ............................................................................................... 47
四 危险源辨识 .................................................................................. 47
4.1 深基坑施工危险源辨识 ............................................................................... 47
4.1.1 深基坑开挖 ......................................................................................... 47 4.1.2 网喷支护及钢支撑架设 ..................................................................... 48 4.2 周围环境危险源辨识 ................................................................................... 48
4.2.1 地下管线 ............................................................................................. 49 4.2.2 周边建筑物 ......................................................................................... 49 4.2.3 雨季防洪防汛 ..................................................................................... 50 4.3 深基坑施工其他灾害产生的危险源 ........................................................... 50 4.4 本项目危险源汇总表 ................................................................................... 51
五 施工安全管理及安全技术措施.................................................... 52
5.1安全管理目标 ................................................................................................ 52 5.2 安全管理组织结构及各级负责人的安全生产职责 ................................... 52
5.2.1建立安全管理组织机构 ...................................................................... 52 5.2.2各级安全负责人的岗位职责 .............................................................. 52 5.3 安全生产管理制度 ....................................................................................... 54
5.3.1 安全教育培训制度 ............................................................................. 54 5.3.2 持证上岗制度 ..................................................................................... 56
中国中铁四局 第II页 成都地铁科华南路站深基坑安全专项施工方案
5.3.3 班前讲话制度 ..................................................................................... 57 5.3.4安全技术交底制度 .............................................................................. 57 5.3.5 安全用电管理制度 ............................................................................. 58 5.3.6安全事故报告制度 .............................................................................. 60 5.3.7 领导带班制度 ..................................................................................... 61 5.4 安全管理人员配备 ....................................................................................... 62 5.5 危险源预防措施 ........................................................................................... 63
5.5.1 深基坑施工安全预防措施 ................................................................. 63 5.5.2 和平小区3号院安全预防措施 ......................................................... 66 5.5.3 220kV、110kV高压电力管线安全预防措施 ..................................... 67 5.5.4 10kV高压电力管线安全预防措施 ..................................................... 67 5.5.5 通讯管线悬吊安全预防措施 ............................................................. 68 5.5.6 临时用电安全预防措施 ..................................................................... 68 5.5.7 机械作业安全预防措施 ..................................................................... 69 5.5.8 电(气)焊作业安全预防措施 ......................................................... 69 5.5.9 雨季防护排涝安全预防措施 ............................................................. 69 5.5.10 基坑临边安全预防措施 ................................................................... 71 5.5.11开挖影响区域内(除电力、通讯外)的管线安全预防措施 ........ 71 5.5.12 起重吊装作业安全预防措施 ........................................................... 72 5.5.13 和平小区1号院、东苑B、C小区安全预防措施 ......................... 72 5.5.14 施工场区内其它施工单位安全管理措施 ....................................... 73 5.6 质量保证措施 ............................................................................................... 73
5.6.1 降水井施工质量保证措施 ................................................................. 73 5.6.2 钻孔桩施工质量保证措施 ................................................................. 73 5.6.3 冠梁及砼撑施工质量保证措施 ......................................................... 74 5.6.4 钢支撑施工质量保证措施 ................................................................. 74 5.6.5 喷射砼施工质量保证措施 ................................................................. 74 5.7环境保护及文明施工保证措施 .................................................................... 75
5.7.1场地污水排放 ...................................................................................... 75
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5.7.2弃土外运 .............................................................................................. 75 5.7.3 施工降噪 ............................................................................................. 75 5.7.4 环境卫生管理 ..................................................................................... 75 5.7.5其它环保措施 ...................................................................................... 76
六 施工监控量测 .............................................................................. 78
6.1 监测原则 ....................................................................................................... 78 6.2 监测组织机构及人员安排 ........................................................................... 78 6.3监测内容、频率及控制预警标准 ................................................................ 78 6.4 监测方法技术 ............................................................................................... 78
6.4.1 桩顶水平位移监测 ............................................................................. 78 6.4.2 围护桩侧向变形、土体侧向变形 ..................................................... 79 6.4.3 支撑轴力监测 ..................................................................................... 82 6.4.4 桩体内力(钢筋应力)监测 ............................................................. 83 6.4.5 沉降监测 ............................................................................................. 84 7.4.6 周边建筑物(构筑物)倾斜监测 ..................................................... 86 6.4.7 地下水位监测 ..................................................................................... 87 6.5.8 土压力监测 ......................................................................................... 88 6.5.9 地下管线沉降监测 ............................................................................. 89 6.5.10 现场巡视观察 ................................................................................... 89 6.6 监测项目管理方式 ....................................................................................... 90 6.7 监测资料的分析、预测和信息反馈 ........................................................... 92 6.8 风险预警的响应、处理 ............................................................................... 95
七 应急预案 ...................................................................................... 96
7.1 快速反应机制 ............................................................................................... 96
7.1.1 装备和通讯联系方式 ......................................................................... 98 7.1.2 救援队伍的组成和配臵 ..................................................................... 99 7.1.3 救援物资的储备 ............................................................................... 100 7.1.4 日常检查和演习 ............................................................................... 102 7.2 工程意外、紧急情况下的应急方案 ......................................................... 102 中国中铁四局 第IV页 成都地铁科华南路站深基坑安全专项施工方案
7.2.1 基坑坍塌应急救援预案 ................................................................... 102 7.2.2 防钢支撑失稳应急救援预案 ........................................................... 103 7.2.3 人员受伤害应急救援预案 ............................................................... 103 7.2.4 触电事故的应急救援预案 ............................................................... 104 7.2.5 防洪防汛应急救援预案 ................................................................... 105 7.2.6 高空坠落应急救援预案 ................................................................... 105 7.2.7 中暑应急救援预案 ........................................................................... 106 7.2.8 处臵火灾事故预案 ........................................................................... 106 7.3 应急响应 ..................................................................................................... 107 7.4 应急预案的培训和演练 ............................................................................. 108 7.5 应急预案的管理 ......................................................................................... 108
7.5.1 应急预案的备案与更新 ................................................................... 108 7.5.2 后期处臵 ........................................................................................... 108
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1200×800mm,明挖区冠梁尺寸为1600×800mm,盾构通过区冠梁尺寸为1900×800mm。冠梁施工时凿除钻孔桩超灌部分,至设计标高。冠梁钢筋在钢筋棚内制作成半成品,运至现场绑扎。
(3)模板采用竹胶板加拉杆加固。测量人员现场放样,模板安装平、直、顺,尺寸准确,模板面涂刷脱模剂,拼缝严密不漏浆。
(4)混凝土采用商品混凝土,浇筑时分段、分层浇筑。冠梁配筋及截面尺寸如图3-7、3-8所示。
图3-8 冠梁截面尺寸及配筋图
3.3.6 钢管柱安装定位施工
1. 施工工艺流程图
钢管柱设计采用直径700钢管,壁厚16mm,基坑底面以上部分采用人工挖孔,基坑底以下钢管柱基础采用旋挖成孔。基础施工完成后人工安装定位器,定位器准确就位后吊装钢管柱,钢管柱准确就位后,回填钢管柱周边细砂,灌注柱内C50混凝土,安装施工工艺流程如图3-9所示。
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施工准备钢管柱基础施工定位放样 定位器制作与安装钢管柱焊接 钢管柱吊装 柱内混凝土浇筑 检查验收钢管柱加工及进场验收
图3-9 钢管柱施工工艺流程图
图3-10 定位器横剖面图
图3-11 定位器横平面布臵图
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成都地铁科华南路站深基坑安全专项施工方案 吊索地面钢管柱定位器 图3-12 钢管柱吊装作业示意图
2、钢管柱安装施工质量控制标准
表3-2 钢管柱安装就位允许偏差(mm)
序号 1 2 3 4 5 6 检查项目 立柱中心线和基础中心线 立柱顶面标高和设计标高 立柱顶面不平度 各柱间的距离 各立柱不垂直度 各立柱上下两平面相应对角线差 允许偏差 ±5 +0,-20 ±5 间距的1/1000 长度的1/1000,最大15 长度1/1000,最大20 备注
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3.3.7 盖挖主体结构顶板施工
1. 盖挖顶板结构形式
主体结构顶板结构形式及具体尺寸见图7-4所示。
图3-13 主体结构顶板结构图
2. 盖挖顶板土模
顶板位于人工杂填土地层,且每施工段范围纵向和横向分布极不均匀,不利于土模稳定和顶板混凝土灌注。顶板施工地模采用复合地模方案,顶板地模施工工艺流程如下:
(1)基坑开挖至顶板结构底面以下10cm,将局部的杂填土挖除并换填砂卵石,地基承载力大于150kPa。
(2)按板底结构形状整平基坑底面,用小型打夯机压至密实,现场以机械夯压至此层无明显下沉和隆起时为止。
(3)按顶板施工时的结构轮廓尺寸放线开挖沟槽并砌砖加固。 (4)按结构底面尺寸放出轮廓线和控制线,并沿图中所示的位臵精确施作C20混凝土,并在初凝前提浆压光,混凝土厚度控制在10cm,结构侧模部分采用竹胶板及方木进行模板施工。
3. 盖挖顶板板梁和钢管柱连接构造
顶板与钢管柱连接处,在柱内C50混凝土中预埋L100x100x20角钢,角钢顶部焊接20mm厚端承板。钢管端承板大样如图3-14所示。
中国中铁四局 第34页
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图3-14 钢管端承板大样图
钢管柱与顶板结合部钢筋大样如图3-15所示。
图3-15钢管柱与顶板结合部钢筋大样图
4. 顶板结构混凝土施工
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三 总体施工组织
3.1施工步骤
施工准备交通疏解注浆加固施工降水基坑土方开挖主体结构施工附属施工竣工验收
围护系统施工盖挖系统施工钢筋加工钢筋加工3.2主要工程数量表
表3-1 主要工程数量表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 围护桩 冠梁混凝土 钢支撑 网喷砼 土方 结构砼 钢管柱基础 钢管柱 规格、型号 C35 C35 直径609mm 厚150mm 主要为卵石土 C35 C35水下砼 Φ700,壁厚t=16 单位 m3 m3 t m2 m3 m3 m3 t 数量 8869 备注 围护结构 围护结构 围护结构 围护结构 深基坑 主体结构 盖挖结构 盖挖结构 710 1500 9800 98000 21000 687 150 3.3主要工序施工方法 3.3.1 交通疏解
1.科华南站施工分五步进行交通组织
第一步主要施工内容为:科华南两侧绿化改迁、交通疏解改路、中央
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分隔带拆除和管线迁改,施工临时占地10586m2,占用时间约为2个月。第二步,将科华南路双向6车道改移至天仁北二街一侧,主要施工车站主体盖挖部分和西端主体明挖部分,围挡面积13415m2,占用时间约为9个月。第三步,封闭天仁北二街和金桂路,恢复科华南路双向3车道和两个非机动车道通行能力,主要施工车站中部围护结构和西端增加盖挖部分,围挡面积15680m2,占用时间约为2个月。第四步,恢复科华南路主车道路面交通,主要施工土方开挖及主体结构施工,占用时间约为5个月。第五步,恢复天仁北二街和金桂路交通,主要施工车站A、B、C三个出入口和通风井,占用时间约为5个月。具体方案及道路走向见《科华南路站交通疏解图》。
2. 交通疏解改路施工
在一期围挡完成以后,拆除科华南路两侧绿化带,清除地表种植土。换填卵石土至路面标高以下30cm,压路机压实以后浇筑C20混凝土30cm。改路施工长度约300m,宽28.0m。
3. 交通疏解标识标牌
占道施工必须设臵工程行政许可告示牌,其内容必须涵盖交通疏解平面示意图,占用挖掘道路行政许可复印件、道歉声明、工程名称、业务单位名称及24小时联系人电话、施工单位名称及24小时联系电话、准予占用或挖掘道路的起止日期、审批机关及投诉电话等
4. 交通疏解维护及保养
交通疏解临时工程施工完成后,需派专人进行道路的维护和管理。如果道路损坏,施工单位须及时进行修补,以保证车辆正常通行。 3.3.2 围护桩施工方法
1.施工工艺流程
围护桩设计为钻孔灌注桩,施工采用旋挖成孔,施工工艺流程详见图
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3-1所示。
施工准备测量放线定桩位埋设护筒设置泥浆循环系统建设钢筋加工场设备安装就位钢筋笼制作否是否合格是捞渣净化泥浆钻进成孔换浆一清是否合格是钢筋笼存放P<1.15否处理泥浆吊放钢筋笼下导管二清否沉渣是否满足要求?是安放球胆测导管埋深水下砼灌注提导管起拔护筒成桩保护试块制作水中养护抗压试验否设备材料进场
图3-1 钻孔灌注桩施工工艺流程图
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2、围护桩配筋
图3-2围护桩配筋图
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3.3.3 施工降水
1. 降水井设计 (1)涌水量预测
车站总长度153m,标准段宽21.1m,外挂段宽度37.2m,据本站水文地质条件,地下水赋存于含泥砂卵石层中,地下水属孔隙潜水,具较强的渗透性,富水性较好,含水较丰富。下伏泥岩透水性差,可视为极弱透水或不透水的隔水底板。
根据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》的规定,采用条形基坑完整井出水量计算公式:
Q=1.366k
(2H?S)S RLg(1?)r0式中:
Q—基坑涌水量(m3/d);
L—基坑长度(m),取153+3〓2=159m; K—含水层的渗透系数(m/d),取K=24.00m/d; H—含水层厚度(m),取18.60m;
S—静止水位至基坑底的距离(m),取16m;
R—影响半径(m),根据经验公式R=2swkH 计算,Sw为18.6m井水位降深,计算得出R为803m;
F—基坑面积(m2),取37.2〓84.6+68.4〓21.1=4591m2。 r0—基坑引用半径(m),r0?F/?=38.2m 经计算,Q=8282m3 (2)单井出水量: Q0=120πrsl
=120〓3.142〓0.15〓2.5〓
=408m3/d
(3)井管数量的确定
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n=Q/Q0=8282/408≈21(口)根据现场条件布臵,基坑东、西端头避开盾构过站区域。
(4)井管间距的确定
D=2.1(L+B)/n=2.1*(159+35.6)/21≈19.5m,井间距取20m。 (5)确定钻井深度 H0≥ H1 +h+iL+l 式中:
H0----井点管埋臵深度(m);
H1----井点管埋至基坑底面的距离(m),井点管高出地面0.3m,H1=19+0.3=19.3;
h----基坑底面至降低后的地下水位距离,取h=1m i----水力梯度,双排单井点系统取i=1/10~1/15; L----井点管至基坑中心的水平距离(m)L=20m l----滤管长度(m)=2.5
所以H0=19.3+1+20/10+2.5=24.8 m。为安全计,再增加1滤管长度,则H=24.8+2.5=27.1m。
(6)井管配臵:根据地质情况,井管配臵为1节沉砂管+4节滤水管+6节沉砂管=11节井管,每节井管长度2.5m。
(7)降水井布臵
车站施工期间采用管井降水与明排结合,井管内径为Φ300,井深27.5m,沿车站围护桩两侧外2.0m纵向设臵降水井,单侧井距20m,科华南路站基坑最深为18.56m,基坑底部降水深度大于1m,满足施工要求,降水井平面布臵图见附图。
(8)井管构造与技术要求
1)降水井井管采用内径为φ300混凝土管,包括沉砂管和滤水管。沉
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砂管不带孔隙,滤水管带有孔隙,采用外包1层渗水土工布+1层80目滤网。井孔直径0.7m,成井时要求井孔圆整垂直,井管焊接牢固,安装垂直;
2)井壁与土壁间用规格为3~15毫米的砾石填充;
3)采用钻头直径560mm的钻机成孔,井管下沉前应进行清洗,洗井采用活塞和空压机联合洗井,保持渗水土工布及滤网畅通;
降水井构造如图3-3所示。
6节沉砂管4节滤水管(外包1层透水土工布+1层80目滤网)1节沉砂管
图3-3管井大样图 单位:mm
(9)抽水设备选择
根据计算结果和设计降深,降水时选择QS型潜水泵,流量20.0m3/h,扬程不小于30m。
(10)其他配套设计
1)基坑开挖前完成抽、排水系统的安装。为了确保降水持续不间断进行,现场准备一台柴油发电机,功率为250KW,确保降水井在施工期间突然停电时,可以立即启动备用电源;
2)根据现场条件设臵降水井沉砂池。沉砂池长3.0m,宽1.5m,高1.3m,
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中间设两道缓冲隔墙。井内抽出的地下水经过沉砂池后通过基坑两侧300〓400mm排水沟流入市政雨水管网;
3)降水期间,现场必须安排专人看守,负责降、排水系统的正常运转及日常维护。
(11)降水控制措施
用砼或砂浆封闭基坑附近地面的暴露面,减少地表水的补充; 2. 含砂量的监测
地下水位降低后在基坑附近形成较大的水力坡度,地层中的细小颗粒可能将随水流而流失,引起地面沉降变形等。因此必须对井水含沙量进行监测。
现场抽水含砂量的监测采用沉淀箱,沉淀箱采用定做成品塑料水箱,尺寸为长0.8m〓高0.6m〓宽0.5m,底部设臵Φ50mm排水孔,每口降水井配臵一个,具体如下3-4图所示。
将地下水抽入沉淀箱内,装满(或一定高度)沉淀箱,待沉淀2~3小时后,根据沉淀箱的净空尺寸计算出抽水量V(体积),打开底部阀门排净箱内水,清理底部沉砂,将砂的体积与水的体积相比,可以求出含砂率。同时降水井地下水通过沉淀池沉淀后,经常进行清理统计,可以统计出抽水时间内总的含砂量大小,指导施工,以便采取相应的措施。
正常抽水后,每口降水井每天监测三次抽水水含砂量。每次监测时间段分别选择在早、中、晚各一次。正常抽水后,含砂量满足下列要求:
①细砂含砂量小于1/2万; ②中砂含砂量小于1/4万; ③粗砂含砂量小于1/5万;
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图
3-4 沉淀箱大样图
3.含砂量的控制
(1)管井渗水管在下井前采用1层渗水土工布+1层80目滤网包裹,在潜水泵末端采用0.5mm钢丝网再次包裹,减少抽水含砂量。正常降水期间对抽水含砂量每天进行监测,确保抽水含砂量符合要求。
(2)在降水井滤料中预埋滤料补充管,在抽水过程中不断补充滤料,让滤料及时补充砂粒被带走后留下的孔隙位臵,从而有效的控制降水危害。
(3)在可能的条件下,减少单井出水量,降低单井抽水强度,减小降水井影响范围; 3.3.4 临时立柱施工
临时立柱施工主要包括H型钢立柱和立柱基础两部分,上部H型钢立柱为标准钢构件,下部立柱桩为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础。
1. 临时立柱基础
临时立柱中的基础即为直径1.2m的钢筋混凝土钻孔灌注桩基础,有效桩长为8米,主筋为16根φ20的HRB400钢筋,加强筋为φ20的HRB400钢筋,箍筋为φ8的HPB300钢筋。立柱桩施工工艺与钻孔桩施工工艺相同,立柱桩钢筋大样如图3-5所示。
2.H型钢立柱
H型钢临时立柱采用400〓408〓21〓21H型钢制作,插入钻孔桩部位为2.7m。封头端板采用400〓408〓16钢板。
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图3-2 立柱桩钢筋大样图
3、临时立柱间连接
临时立柱之间架设I50C工字钢纵向连系梁,并沿车站纵向设臵剪刀撑。
格构柱
吊车钢筋笼钢筋笼与格构柱焊接型钢托梁经纬仪定位
150*150木方
3.3.5 桩顶冠梁施工
图3-6 临时立柱吊装图
(1)在钻孔桩顶基坑四周连续设臵C35钢筋砼冠梁,盖挖区冠梁尺寸
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测量放样支撑场外预拼装施工钢围檩和临时立柱支撑安装施加支撑预应力支撑施工结束结构施工拆除钢支撑 图3-23 钢支撑施工工艺流程图
3. 钢支撑进场验收
钢支撑进场前,验收其结构材质、形状、尺寸、壁厚是否满足设计要求,所有进场支撑必须有出厂合格证报告。
4. 钢支撑的场外预拼装
支撑安装前根据计算,将钢支撑节段(标准节6m,特殊节根据现场实际情况计算确定)先在地面进行预拼接并以检查支撑的平整度,其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内。拼装完成后应进行验收,主要验收钢管支撑总长度、焊接质量及法兰螺栓的扭矩是否满足设计要求。
5. 钢围檩及支撑安装
根据测量放样出的支撑中心点位,以中心的水平线为基准,准确画出支撑牛腿的位臵及斜拉筋上部螺栓位臵,定出螺栓点位,在螺栓点位上使用手持电钻在围护桩上钻眼,打入膨胀螺栓。安装三角托架,紧靠桩身吊装钢围檩,放臵在三角架上,最后焊上斜拉钢筋(Φ25)。钢围檩与围护桩内侧喷射混凝土之间预留6cm水平通长孔隙,灌注并捣实C30细石砼,支撑钢围檩节点见图3-24,围檩大样如图3-25所示。
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图3-24 支撑钢围檩节点示意图
钢支撑安装位臵应符合设计要求,活络头宜两侧错开设臵,支撑两端头应设臵上挂下托措施,钢支撑与钢围檩及冠梁之间的连接应密贴。
(1)明挖段吊装
明挖段钢支撑采用坑外拼装、龙门吊一次性吊装到位,吊装示意图如图3-26所示。
(2)盖挖段吊装
盖挖段由于盖板限制,采用装载机将钢支撑分段运输至基坑内盖挖区域,基坑内人工拼装。在盖板上预埋钢筋吊钩,采用倒链葫芦吊装到钢支撑安装位臵,人工进行安装。吊装示意图如3-27所示。
支撑安装完成后应进行验收,主要验收以下几点: 1)钢围檩与围护桩连接是否牢固;
2)钢围檩与网喷砼表面是否密贴,C30细石混凝土是否填实; 3)钢支撑是否设臵可靠的上挂下托措施; 4)钢支撑与临时立柱连接是否符合设计要求。
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图3-25 钢围檩大样图
龙门吊钢支撑
图3-26 明挖钢支撑吊装示意图
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盖板挂钩倒链葫芦钢支撑
图3-27 盖挖吊装示意图
5. 钢支撑预加力施加 (1)施加预加力
钢支撑采用二台100T的千斤顶施加支撑轴力。
根据设计要求,分级施加支撑轴力,第一次施加轴力不小于设计预加轴力值的40%,然后按20%设计预加轴力值逐级增加支撑轴力,最终支撑轴力必须满足设计要求。
施加预加力的设备应专人负责,且应定期维护(一般半年一次),如有异常应及时校验。
施加预加力后,应再次检查并加固,其端板处空隙应用微膨胀高标号水泥砂浆或细石混凝土填实。
(2)预加力复加
随着开挖进行及下道支撑预加力的施加影响,上道支撑的应力可能会减少,根据设计要求,对钢支撑进行复加预加力。
在第一次加预加力后12小时内观测预加力损失及围护结构水平位移,并复加预加力至设计值;
当昼夜温差过大,导致支撑预加力损失时,应立即在当天低温时段复加预加力至设计值;
当围护结构水平位移速率超过警戒值时,可适量增加支撑轴力以控
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制变形,但复加后的支撑轴力和围护结构弯矩必须满足设计安全度要求。
6. 支撑拆除 支撑拆除顺序:
待底板混凝土达到设计强度后拆除第三道钢支撑,施做第二道钢撑以下侧墙及中板混凝土,待中板混凝土达到设计强度后,方可拆除第二道钢支撑;施作第一道钢支撑一下侧墙及顶板混凝土,顶板混凝土强度达到设计强度后拆除第一道钢支撑。
支撑体系的拆除施工应特别注意以下几点:
(1)钢支撑的拆除时间一般按设计要求进行,否则应进行替代支承结构的强度及稳定安全核算后确定。
(2)钢支撑拆除前,先对上一层钢支撑进行一次预加轴力,达到设计要求以保证基坑安全。
(3)逐级释放需拆除的钢管支撑轴力。拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。及时对桩顶位移和地表沉降进行监测,每天两次。如出现异常情况加大监测频率,查找原因立即进行防护措施,确保基坑处于稳定、安全可控的状态。
(4)轴力释放完后,取出所有楔块,采用吊机双吊点提升一定高度后,再拆除下方支架和托板,再将钢管支撑轻放至结构板上。
(5)钢管支撑在结构板上分节拆除后,再垂直提升到地面,及时运到堆放场进行修整。
(6)钢支撑拆除后应进行整理,凡构件变形超过规定要求或局部残缺的需进行校正修补。
3.4主要机械设备和劳动力的配置
3.4.1 机械设备
基坑施工主要施工机具配备如表3-3所示。
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表3-3 主要机械设备配备表
序号 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 设备(仪器)名称 液压挖掘机 小型挖掘机 长臂挖掘机 龙门吊 镐头机 自卸汽车 千斤顶 混凝土喷射机 液压注浆泵 交流电焊机 污水泵 混凝土输送车 混凝土输送泵 混凝土捣固棒 装载机 汽车吊车 发电机 井点降水钻机 旋挖钻机 空气压缩机 电动空压机 钢筋调直机 钢筋弯曲机 钢筋切断机 对焊机 静压式压路机 排水设备 规格及型号 小松PC220 DN55-V CAT325L 10T、10T DYB-70S CA1049 YQ-100 TK961 BW250/50 BX3-400 4PW XQ5220GJB,6.0m3 HBT60 ZP50 ZL50B QY25A 250KW 22型钢绳回旋冲击钻 SR200III W6-7 VF-20 GT6-14 GW40 GQ40 UN1-100 20t 200-QJ50-52/4 数量 6台 2台 1台 2台 2台 20台 4台 3台 3台 6台 4台 10辆 1台 10台 3台 2台 1台 1台 2台 2台 2台 1台 2台 2台 1台 1台 4台 用途 土方开挖 土方开挖 土方开挖 吊装 路面破除 渣土运输 钢支撑预加力 桩间支护 支护 钢材焊接 基坑抽水 混凝土工程 混凝土工程 混凝土工程 土方开挖 吊装 备用电源 降水 钻孔桩 喷浆 钢筋加工 钢筋加工 钢筋加工 钢筋焊接 道路回填 排水 中国中铁四局 第46页
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序号 29 设备(仪器)名称 井点降水设备 规格及型号 200-QJ32-26/2 数量 30 用途 降水,备用4台 3.4.2 劳动力配置 根据工程的规模、施工技术特性及工期要求,按比例配备足够数量的安全管理人员、特殊工种、作业人员。工程高峰期拟投入人员138人,其中各类管理人员44人,安全总监1人、专职安全管理人员2人,每10人设1名安全协管员,具体如表3-4所示。
表3-4 特殊工种人员配备
月份 电焊工 电工 3 3 1 4 3 1 5 5 2 6 6 2 7 6 2 8 6 2 起重工 3 3 5 5 5 5 架子工 12 12 32 32 32 32 机械驾驶员 4 22 22 22 22 22 合计 26 45 66 67 67 67 3.5 工程进度计划 科华南路站施工进度计划如下:
深基坑土方开挖工期:2014年4月20日~2014年8月20日.共计120个日历天;
深基坑支护施工工期:随土方开挖进度,随挖随支;
基坑降水施工工期:施工降水贯穿整个深基坑施工过程,基坑土方开挖前1个月开始降水,直至深基坑施工结束。
四 危险源辨识
4.1 深基坑施工危险源辨识
根据我公司质量、安全、职业健康管理体系文件要求及国家、地方法律法规,总结我公司在类似工程上的经验,对科华南路站深基坑施工危险源进行调查、评价,辨识出深基坑施工中危险源如下: 4.1.1 深基坑开挖
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1)由于地质、降水等原因产生的基坑围护结构变形,基坑周围地表沉降、建筑物发生沉降等。
2)违反基坑施工“及时封闭”的原则,基坑侧壁、车站底板等长时间暴露,改变膨胀土(岩)含水量,使其干裂或膨胀。
3)突发的恶劣天气(除不可抗力外)如雷雨、大风以及施工原因造成基坑边坡失稳坍塌。
4)基坑挖土与支撑安装时施工条件改变,以及突发或偶然情况等随机因素造成的误差,从而发生基坑失稳。
5)基坑挖土与支撑安装、拆除过程违规,降水、支护、监测等未按要求施工等,造成基坑变形、周围地表沉降、管线受损。
6)由于本站基坑深度范围内存在砂层,基坑开挖过程中发生涌水、涌砂等,危急基坑安全。 4.1.2 网喷支护及钢支撑架设
1)钢支撑安装位臵偏差过大、偏心受力、机械碰撞、支撑滞后、预应力施加、释放错误、拆除过早等造成支撑及围护结构变形,造成事故。
2)钢支撑潜危险在于岩土在水的作用下所产生的作用力难于预估,致使钢支撑设计受力与实际受力存在较大偏差。进而造成钢支撑支撑体系受力过大、受力不均变形。在节点受力过大时,极易造成支撑体系失稳、崩溃。
3)违反“即时开挖、即时封闭”原则,在基坑开挖过程中没有及时采用网喷砼封闭基坑侧壁,使膨胀土遭受长时间的曝晒、风干、浸湿或充水土性改变。引起围护结构变形、渗漏、坍塌、涌水等。
深基坑坍塌造成后果极为严重,会出现群死群伤事故、经济损失也极为严重,故列为重大危险源。
4.2 周围环境危险源辨识
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4.2.1 地下管线
地下管线虽然进行了探查和了解,但由于管理上或其他方面的原因,有可能造成管线下沉、断裂等,影响面大、后果严重,受基坑影响极大。
根据管线综合方案,除少数几处需进行悬吊保护的管线外,现在位于基坑内的电力、通讯管线,产权单位已经同意基坑开挖前由产权单位自己负责实施迁改和我部在施工过程中进行保护,临时把管线迁改至基坑北侧围挡范围外,地面开槽埋入地下,周边管线(除电力和通讯管线外)属于一般危险源。
220kV电力管线位于主体结构盖挖顶板上方,为城区电力主干线,其损坏极易造成人员伤亡和城区大面积停电,故列为重大危险源。
110kV电力管线位于主体结构盖挖顶板上方,为城区电力干线,其损坏极易造成人员伤亡和城区大面积停电,故列为重大危险源。
10kV电力管线横跨基坑,跨度约为23m,施工过程中采用悬吊保护,此电力管线为周边居民小区等供电线路,发生损坏将严重影响居民正常生活,故列为重大危险源。
通讯管线纵向跨越基坑,跨度大,东端部分位于龙门吊工作范围之内,悬吊保护贯穿整个基坑开挖和结构施工全过程,且通讯管线损坏可能导致极为重大的经济损失,故列为重大危险源。 4.2.2 周边建筑物
根据设计和监控量测要求,在1倍基坑深度范围内的建筑物进行监测。基坑东北,基坑围护桩距东苑B区楼房基础大约为16.7m;基坑东南,围护桩距东苑C区基础约26.3 m;基坑西北、西南面围护桩距离和平小区1号楼10.9m和距离3号楼6.0m。其中东苑小区为32层的高层建筑,和平小区为6层的多层建筑,建筑物基础为筏板基础,基础持力层为砂卵石层,地基承载力特征值为600kpa。若基坑开挖支护不到位,可能造
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成建筑物沉降、倾斜、开裂,后果严重,社会负面影响较大。和平小区3号院在1倍基坑深度影响范围之内,是基坑开挖中的重大危险源,其余建筑物在1倍基坑深度影响范围之外,为一般危险源。 4.2.3 雨季防洪防汛
根据调查,成都市5-9月份为雨季,平均降雨量947mm,年降雨量104天,最大日降雨量195.2mm,雨污水管道在基坑开挖前已经完成迁改工作,经现场查看,排雨污水通畅;车站范围内雨水管基坑开挖前废除,管道采用混凝土封堵,经过试验,无渗漏,封堵严密,车站范围以外雨污水管道完好,排水通畅。
基坑开挖期间正值雨季,雨水管网排水虽然畅通,但雨量较大时,易引起洪灾,淹没基坑,造成财产损失,是基坑开挖中的一般危险源。
4.3 深基坑施工其他灾害产生的危险源
除了以上列举的危险源外,由于基坑施工的特殊性,仍存在以下危险因素:
(1)起重吊装作业
车站整根钢支撑重量达4.8t,9m钢围檩重达2.1t,施工中钢筋、钢管、模板等整体起吊重量也在2t左右,小型设备重约0.5~1t,起吊高度最低10m,最高达25m。车站起重作业属频繁作业、暴露的人员数量多、影响的时间长,造成的后果严重,列为一般危险源。
(2)临时用电:工地临时用电设备多,电压多为380V,现场存在阴暗、潮湿的用电环境,极易发生触电事故,应列为一般危险源。
(3)暴风雨侵袭,使基坑内积水,造成设备、人员等被淹。因成都地区为暴风雨多发地区,故列为一般危险源。
(4)基坑开挖深度大,很多工序为高处作业,故高空坠落列为一般危险源。
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