超长边邻地铁超深基坑综合施工技术.pdf

科技研发课题申报书 课 题 名 称：超长边邻地铁超深基坑综合施工技术 课题申报单位：课题负责人：起 止 年 限：总承包公司 二九年 十二 月 课题名称 超长边邻地铁超深基坑综合施工技术 建议单位 本静安协和房地产有限公司 参加单位 总承包公司（沪）课题负责人 职务/职称 总工/高工 电话：e-mail 选题背景 本协和城二期北地块是我司承建的第一个邻地铁深基坑，该工程占地面积18000平方，沿永源路呈狭长形布局，地铁沿永源路与本工程基坑平行并进，在场地中段贯穿场地，将本工程基坑截为两段（北块及北块），基坑与地铁交汇区长达300m，堪称本之最。邻地铁基坑施工在本公司历史上尚属首次尝试，公司既无现成的理论支持，也无邻地铁基坑施工经验。然而纵观其他一些邻地铁基坑施工的成功实例，也均是在原有的深基坑施工技术的基础上加以改进，通过高比例的投入来接近目标值，邻地铁施工技术在国内，仍然处于继续摸索、持续改进的过程，尚未形成成型的工艺。为了能为公司在未来邻地铁施工中提供理论支持，也为了那些探索在以更高标准、更严要求为目标的深基坑施工单位提供宝贵的施工经验，立此课题以供参考。主要研究内容 1）邻地铁基坑地下水控制技术；2）邻地铁基坑土方开挖施工技术 3）副坑应力补偿系统应用技术 4）邻地铁工程防水施工技术 5）中隔墙拆除施工技术 研究目标与成果 1、邻地铁基坑地下水控制技术；2、邻地铁基坑土方开挖施工技术；3、副坑应力补偿系统应用技术；4、邻地铁工程防水施工技术；5、中隔墙拆除施工技术。经费总预算 申请拨款 100 万元 自筹经费 440.6 万元 起始日期 2019 年 1 月 完成日期 2020 年 12 月 二.经费预算表 金额单位：万元 序号 预算科目名称 合计 资助经费 自筹经费 1 一、经费支出（合计）540.6 100 540.6 2 1、设备费 364.8 100 364.8 3（1）购置设备费 4（2）试制设备费 5（3）设备租赁费 6 2、材料费 115.8 115.8 7 3、测试化验加工费 10 10 8 4、燃料动力费 5 5 9 5、差旅费 5 5 10 6、会议费 5 5 11 7、国际交流与合作费 5 5 12 8、出版/文献/信息传播/知识产权事务费 15 15 13 9、劳务费 10 10 14 10、专家咨询费 5 5 15 11、管理费 16 12、其他 17 18 二、经费来源（合计）19 1、中建股份经费资助 20 2、自筹经费来源 （1）其他财政拨款 （2）单位自有货币资金 （3）其他资金 540.6 100 540.6 三 课题申报书（一）课题概述 本公司课题信息表 课题基本情况表 填表说明:1.组织机构代码指企事业单位国家标准代码，无组织机构代码的单位填写000000000；2.单位名称、单位公章名称及单位开户名称必须一致，如有特殊情况，需说明理由。课题编号 课题名称 邻地铁超深基坑综合施工技术 课题组织单位 总承包公司 密级 参加单位总数 1 课题承担单位 单位名称 总承包公司（沪）单位主管部门 技术部 单位组织机构代码 单位法人代表姓名 单位开户名称 总承包公司 开户银行（全称）建行凌河路支行 银行账号 单位所属地区 本（省、直辖市、自治区等）电子邮箱 通信地址 邮政编码 其他 主要 参加 单位 序号 单 位 名 称 相关责任人 课题负责人 姓 名 性 别 男 身份证号码 工作单位 电话号码 手机号码 电子邮箱 邮政编码 学 位 硕士 职 称 高工 专 业 工民建 出生年月 通信地址 课题联系人 姓名 电话号码 传真号码 电子邮箱 财务部门负责人 姓名 身份证号码 电话号码 电子邮箱 课题组人数 9人 高级 5人 中级 3人 初级 1人 其他 0人 博士 0人 硕士 1人 学士 7人 其他 1人 投入人月数 3人月（本子课题满月度工作量人员数）起始时间 2019年01月 终止时间 2020年07月 子课题活动类型（2）1.应用基础研究 2.应用开发 3.产业化开发 4.其他 所属技术领域（34）1.建筑设计与勘察 2.市政规划 3.建筑施工技术 4.地基基础 5.建筑材料 6.建筑设备 7.基础设施施工技术 8.信息技术 9.工程管理 创新类型（2）1.原始创新 2.集成创新 3.引进消化吸收再创新 主要研究内容 1、邻地铁基坑地下水控制技术 2、邻地铁基坑土方开挖施工技术 3、副坑应力补偿系统应用技术 4、地下基坑防水施工技术 5、中隔墙拆除施工技术 预期成果（1、4、7、8）1.专利 2.技术标准（规范）3.新产品 4.新工艺（工法）5.新装置（设备）6.计算机软件 7.论文论著 8.研究报告 9.其他 预期知识产权 获得国外发明专利 0 项，国内发明专利 0 项，其他专利 0 项。预期技术 标准（规范）（5）1.国际标准 2.国家标准 3.行业标准 4.企业标准 5.无 预期工法 2、3 1.国家工法.2.省部级工法 3.企业工法 4.无 产学研联合（1）1.是 2.否 经费预算 540.6万元，其中专项经费 100万元。（二）课题的可行性分析 1.课题提出的背景（问题的提出）本协和城二期北地块是我司承建的第一个邻地铁深基坑，该工程占地面积18000平方，沿永源路呈狭长形布局，地铁沿永源路与本工程基坑平行并进，在场地中段贯穿场地，将本工程基坑截为两段（北块及北块），基坑与地铁交汇区长达 300m，堪称本之最。2.相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础 纵观其他一些邻地铁基坑施工的成功实例，也均是在原有的深基坑施工技术的基础上加以改进，通过高比例的投入来接近目标值，邻地铁施工技术在国内，仍然处于继续摸索、持续改进的过程，尚未形成成型的工艺。3.课题实施的意义与必要性 随着改革开放后，中国城市化的高速发展，城市人口急速膨胀，城市交通越来越依赖地铁作为主要的交通工具。邻地铁建筑的施工也逐步成为建筑施工中的一个重要的类别。而城市化发展中，基坑工程发展非常迅速，在本及其他大型城市，邻地铁基坑工程也越来越多的被大家认识，对企业而言其市场前景非常广阔，但本类型的工程目前正处于发展阶段，没有形成标准化的工艺流程，本课题的提出将为该工艺的标准化提供宝贵的理论支持。4.课题实施的可行性分析（技术、人员、经费）本工程施工技术人员大部分来源于合生及环球两个深基坑工程，对深基坑施工有丰富的施工经验，且中建总公司在本承接的会德丰广场项目也是一个邻地铁工程，可以为本工程提供技术支持，特别是支撑应力补偿系统。5.课题风险与不确定性（技术、经济、管理）该工程南临本地铁二号线，介于静安站与本路站之间，日输送流量达 90 万人次。地铁二号线距本工程最近距离仅 5m，相邻接触长度高达到 300m，在本邻地铁工程中尚属罕见。且工程东西北三面被本旧式建筑环抱，大部分均为上世纪 7080 年代大放脚砖木建筑，属于优秀的历史建筑，相距基坑最近处本也不过 78m 左右。周边环境非常复杂。（三）、课题实施的目标及主要研究内容 1.课题实施的主要研发目标（预期总目标、阶段性目标）本项目将通过对：1、邻地铁基坑地下水控制技术；2、邻地铁基坑土方开挖施工技术；3、副坑应力补偿系统应用技术；4、邻地铁工程防水施工技术；5、中隔墙拆除施工技术。五个方面对本基坑进行研究。为以后类似工程的施工提供一套完善的、经济有效的，可操作性强的综合性施工技术。2019.12020.12：完成超长边邻地铁超深基坑综合施工技术课题 2019.12019.4：方案阶段 2019.42019.10：主坑基坑施工及数据采集、方案调整 基坑降水施工地下水位监控 坑内素砼隔墙拆除 2019.72020.1：副坑预应力施工及数据采集，应力补偿系统启动 2019.72020.3：地下结构施工及数据采集 2020.122020.3：主副坑中隔墙拆除 2020.32020.7：地上结构施工 2020.32020.12：数据分析及成果总结 2020.12：总结报告 2.研究与开发的具体内容（详细描述）1）邻地铁基坑地下水控制技术；本工程开挖深度为 17.15m，本地区地下水头平均高度大约在 8m 左右，通过计算开挖处于地下水临界状态。考虑到地下水的抽取会对地铁造成不均匀沉降，设计阶段曾考虑利用地连墙来隔断地下水，但是考虑造价问题并未完全隔断地下水。故施工阶段不考虑降低承压水，但仍设置承压井进行作为预防措施。2）邻地铁基坑土方开挖施工技术 本工程地铁对地墙控制要求 1.5cm，近似于苛刻，基坑与地铁相邻区域长达300m。且基坑周围被上世纪 7080 年代的老房子环抱，相距地铁最近处仅 5m，相距老房子最近处仅 6m，基坑施工位移控制要求非常高。3）副坑应力补偿系统应用技术 本工程采取主副坑分阶段开挖的形式进行施工，副坑开挖时，主坑已对地铁造成变形，副坑施工将对地铁再次构成影响，为了控制地铁变形，对小坑钢底两层钢支撑，采取应力补偿系统，随时控制钢支撑轴力，将基坑位移控制在最低。4）邻地铁工程防水施工技术 地铁工程对基坑防水要求非常高，地下室任何漏水，对会对周边的地下水位构成影响，从而影响到处于稳定状态的地铁隧道。故本工程地下室防水采用纳米膨润土防水毯，对地下墙侧壁及底板进行防水。5）中隔墙拆除施工技术 本基坑工程，分为两个地块、2 个主坑 6 个小坑进行施工，主副坑及副坑与副坑之间采用中隔墙进行分割。主体结构施工阶段，需要对中隔墙进行拆除，完成结构的对接。然而工程邻地铁，无法采用爆破拆除；且楼板上竖向构件众多，大型机械无法上楼板，只能采用人工拆除的方法进行施工。由于支撑拆除后，楼板作为主要的传力体系，完全依赖中隔墙作为传力转换带。中隔墙只能采取分层分段的拆除方法进行施工，拆除完成的工作面楼板要立刻形成对接。各个工序之间的协调配合，成为基坑变形控制的重点，也是难点。3.课题研究技术路线 本工程在方案阶段将采用参考、分析、论证的方法进行研究，通过对相应工程的参观学习已经本公司在深基坑方面，分析本工程的特点及难点编制详细的施工方案，再通过论证的方法让方案更具可行性。在方案实施阶段将采用计划、施工、监测、改进的方法。通过施工反馈的信息走持续改进型研究路线，在施工总不断的总结，不断的改进工艺。4.课题的技术关键，包括技术难点、创新点 1）技术难点、基坑形变控制要求在 1.5cm 之内，且工期要求紧。施工难度高、副坑施工时间，地铁已经历围护施工阶段、主坑开挖阶段的变形累计，其位移控制难度非常大。、隔墙拆除阶段，各个环节的协调配合，成为主体结构施工阶段控制变形的关键。2)解决途径、基坑开挖以为每条主对撑为一个段，土方有中央区段，分 2 个工作面向基坑东西两侧推进，充分发挥时空效益，严格遵循采取随挖随撑，确保每根对撑的形成时间。施工前对每条支撑施工，进行详细的规划，计划到每天、每个小时，基坑施工阶段将严格遵循每日计划进行施工。随着监测的数据随时调整施工方案。、副坑 3 层 4 层钢支撑采用应力补偿系统，根据监测数据随时调整千斤顶压力值，控制已有形变。、地墙分幅段进行拆除，以为首层作为样板，测算各个工种施工时间，为各个工种插入时间编制详细的计划，为各工种的协调配合提供帮助。5.可能获得的成果和知识产权（专利、软件著作权、标准、规范、工法、新产品、研究报告、论文、专著、人才等）论文：超长边邻地铁深基坑工程综合施工技术 工法：邻地铁深基坑工程综合施工工法 研究报告：副坑应力补偿系统应用技术 （四）、课题投资预算、资金筹措及来源渠道 1.经费预算表（见第 2 页）2.经费预算说明（对各科目支出的主要用途、与课题研究的相关性及测算方法、测算依据进行详细分析说明）（见附后）3.大额费用明细单（见后附）（五）、技术、经济效益分析 1.技术经济效益分析（经济、社会、环境）本课题是对基坑工程在地铁边上施工的一次尝试，也是公司持续改进深基坑工艺的一次飞跃，不仅为公司在未来承接地铁工程提供了技术支持，也在基坑持续改进过程中获得技术提升。通过对基坑方案的不断调整，是方案更加合理化，从而减少不必要的浪费，提高的生产效率。2.推广应用前景分析（产业化可行性）从我国乃至世界未来的发展来看，地铁将会被越来越多被城市所利用，而邻居地铁深基坑也将会未来城市建设的一个难点。本课题完成后，将为公司提供宝贵的理论基础，也为社会提供宝贵的施工经验，为深基坑施工工艺的持续改进，提供参考。3.对公司提高经营业绩的作用 本课题的产生，为公司承建邻地铁工程提供理论上的支持。（六）、课题进度安排 1.课题研究完成年限 2019.12020.12历时两年 2.课题分阶段任务安排 2019.12020.12：完成超长边邻地铁超深基坑综合施工技术课题 2019.12019.4：方案阶段 2019.42019.10：主坑基坑施工及数据采集、方案调整 基坑降水施工地下水位监控 坑内素砼隔墙拆除 2019.72020.1：副坑预应力施工及数据采集，应力补偿系统启动 2019.72020.3：地下结构施工及数据采集 2020.122020.3：主副坑中隔墙拆除 2020.32020.7：地上结构施工 2020.32020.12：数据分析及成果总结 2020.12：总结报告（七）、课题的组织管理及相关保障、支撑条件 1.课题的组织构架与管理措施 本课将组建以公司总工及项目经理为首的管理体系，公司技术支持，项目策划实施。主要研发团队人员情况表（姓名、性别、年龄、工作单位、职务/职称、专业、本课题中担任任务）课题负责人 序号 姓名 工作单位 职务/职称 投入本课题的全时工作时间（人月）在本课题中承担的具体任务 是否有工资性收入 人员分类 1 本公司(沪)公司总工程师 高级工程师 课题总体策划 N A 2 本公司(沪)公司副总经理 课题实施负 责人 Y A 2 本公司(沪)公司副总工程师 高级工程师 组织与决策 N B 主要研究人员 3 本公司(沪)公司技术部经理 高级工程师 组织与决策 N B 4 本公司(沪)公司技术部经理助理/高级工程师 参与课题策划 N B 5 本公司(沪)项目执行经理 工程师 项目组织实施 Y B 6 本公司(沪)项目总工程师 工程师 参与项目组 织实施 Y B 7 本公司(沪)项目技术经理 助理工程师 参与项目组 织实施/技术方案编制与实施 Y C 8 本公司(沪)技术员 助理工程师 参与方案编 制与实施 Y D 9 本公司(沪)技术员 助理工程师 参与方案编制 Y D 2.课题申请单位已作的相关工作和获得的成果 目前本课题已进入实施阶段，主坑已经施工完成，小坑的应力补偿系统也已经步入正规，地铁上行线变化正常，基坑变形控制在预控范围以内。下一步将对主坑及副坑施工进行初步的总结。3.课题实施的物资条件 本工程项目经理由公司副总经理担任，同时兼任本工程项目总监，负责公司资源的调配与协调，是本工程物资保障先决条件。4.其他 （八）、申报单位科技主管部门意见（并加盖公章）一、设备费-购置/试制设备预算明细表 课题编号：课题名称：邻地铁超深基坑综合施工技术 金额单位：万元 填表说明：1.设备分类代码：A 购置、B 试制；2.试制设备不需填列本表（7）列、（8）列；3.单价1 万元的设备需填写明细。序号 设备名称 设备分类 单价(元/台件)数量（台件）金额 购置设备 型号 购置设备生产国别与地区 主要技术 性能指标 用途（与课题研究任务的关系）1 水泵 A 11000 6 6.6 万 80m 基坑降排水 2 高压污水泵 A 8000 4 3.2 万 80m 基坑降排水 3 深井、轻型井点设备及台班 50 万 基坑降水 4 50t 吊车 10 万 50T 50t 设备吊运等 5 钢支撑应力补偿系统 50000 48 套 240 万元 6 其他（包括试制设备）单价 1 万元以上购置设备合计 6.6 单价 1 万元以上试制设备合计 0 单价 1 万元以上租赁设备合计 38 单价 1 万元以下购置设备 5.4 单价 1 万元以下试制设备 5 单价 1 万元以下租赁设备 0 累计 364.8 二、材料费预算明细表 课题编号：课题名称：邻地铁超深基坑综合施工技术 金额单位：万元 填表说明：大宗及贵重材料，是指课题研究过程中消耗数量过多或单位价格较高、总费用在 1 万元及以上的材料，需填写明细。序号 材料名称 计量单位 单价（元/单位数量）购置数量 序号 1 水泥（Po 32.5）吨 390 300 11.7 2 水玻璃 吨 3800 55 20.9 3 快干水泥 吨 3500 50 17.5 4 型钢 吨 9500 30 28.5 5 混凝土 立方米 380 430 16.34 6 堵漏王 吨 3000 15 4.5 7 钢筋 吨 5200 17 8.84 8 膨胀水泥 吨 3600 20 7.2 9 膨润土放水毯 平方 10 大宗及贵重材料费合计 其他材料费 累计 115.48 三、测试化验加工费预算明细表 课题编号：课题名称：邻地铁超深基坑综合施工技术 金额单位：万元 填表说明：量大及价高测试化验，是指课题研究过程中需测试化验加工的数量过多或单位价格较高、总费用在 5 万元及以上的测试化验加工，需填写明细。序号 测试化验加工的内容 测试化验加工单位 计量单位 单价（元/单位数量）数量 金额 1 基坑位移监测 本市地质调查研究院 15 2 地铁监护 本地铁运营有限公司监护分公司第一项目部 15 3 房屋监测 本市房屋建筑设计院 5 4 5 6 7 量大及价高测试化验费合计 其他测试化验费 累计 35 （一）对承担单位和相关部门承诺提供的支撑条件进行详细说明，并针对课题实施可能形成的科技条件资源和成果，提出股份公司共享方案。本公司股份公司（沪）承诺为课题研究提供的支撑条件：1）为课题的研究提供必要的材料性能检测、分析与试验设备条件；2）为课题的研究提供人员与场所支持；3）提供课题配套资金540.6万元。4）为课题的研究提供必要的材料性能检测、分析与试验设备条件；对课题实施可能形成的科技条件资源和成果，全部归本公司股份公司所有，任何人不得单独将课题的有关技术数据、资料等转让给其他单位和个人。（二）对各科目支出的主要用途、与课题研究的相关性及测算方法、测算依据进行详细分析说明。（未对支出进行分析说明的，一般不予核定预算）1设备费364.8 万元 1）设备租赁费：240 万元（钢支撑应力补偿系统）2材料费115.48 万元 水泥（Po 32.5）：单价 390 元/吨,用量共 300 吨，共计 11.7 万元；水玻璃：单价 3800 元/吨,用量共 55 吨，共计 20.9 万元；快干水泥：单价 3500 元/吨,用量共 50 吨，共计 17.5 万元；型钢：单价 9500 元/吨,用量共 30 吨，共计 28.5 万元；混凝土：单价 380 元/吨,用量共 430 吨，共计 16.34 万元；堵漏王：单价 3000 元/吨,用量共 15 吨，共计 4.5 万元；钢筋：单价 5200 元/吨,用量共 17 吨，共计 8.84 万元；膨胀水泥：单价 3600 元/吨,用量共 20 吨，共计 7.2 万元；其他材料：39.15 万元；3测试化验加工费10 万元 在施工过程中，需将部分材料送实验室进行检测，并确定相关配合比等试验，预计测试化验加工费合计10万元；4燃料动力费20 万元 预计中试研究与工程应用期间，下列设备需要用柴油：吊车、挖机、土方运输车、混凝土罐车、混凝土输送泵；下列设备需用电：水泵、高压污水泵、高压旋喷桩相关设备、深井和轻型井点打设及运行设备、吹沙回填设备等；综上，燃料动力费合计20.0万元。5差旅费5 万元 在课题研究过程中，预计需要需要20人次出差，所发生的差旅费每人每次0.25万元计算，共计5.0万元。6会议费5 万元 在课题执行期间，需要举行一次学术研讨会，按会议时间为2天，参加人员50人，预计花费接待费、会议场地租赁费等会议费5.0万元。7出版/文献/信息传播/知识产权事务费 8劳务费35 万元 课题中试研究与工程应用期间，雇用各种临时工作人员175名，单价100元/人天，工作时间20天，劳务费共计35.0万元。9专家咨询费5 万元 在课题研究过程中，预计要求相关专业专家提供技术咨询，预计专家咨询费共计5.0万元。10管理费5 万元 在课题研究过程中对使用本单位现有设备及房屋，日常水、电、气、暖消耗，以及其他有关管理费用的补助支出，预计管理费为5.0万元。11.其他费用 （三）其他来源经费说明。（需说明经费的来源、落实和到位情况、用途、并提供证明材料）其他来源经费说明。（需说明经费的来源、落实和到位情况、用途）