降水和土方开挖专项施工方案(报审).doc
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1、目 录一、工程概况1二、工程地质及水文地质1三、施工单元段的划分3四、降水施工方案31、降水井及减压井平面布置32、降水井设计方案53、降水井施工84、减压井11五、土方开挖施工方案121、土方开挖准备的工作132、土方开挖原则133、开挖坑内明排措施144、土方开挖方法145、土方开挖注意事项256、钢支撑架设25六、质量保证措施301、成立质量领导小组302、降水施工的质量保证措施303、基坑开挖的质量保证措施314、钢支撑安装的质量保证措施31七、安全施工保证措施321、成立安全施工领导小组322、安全保证措施33八、雨季施工措施361、讯息预报362、现场排水373、运输道路374、临
2、时设施和设备的防护375、雨季施工安全376、防洪措施387、防暴雨应急措施38一、工程概况京津城际延伸线3标解放路隧道工程西起塘沽火车站,东至于家堡客运枢纽站,途经大连道、河北路、解放路、新华路、天津市碱厂。隧道全长2.8km,起讫里程为CJDK180+450CJDK183+250 , 其中CJDK180+450 CJDK180+980.5为明挖隧道,包含盾构始发井。CJDK180+229CJDK183+250为盾构接收井。明挖段长度551.5m,结构形式为矩形及拱形直墙断面;CJDK180+980.5 CJDK183+229为盾构施工段,盾构段全长2248.5米,结构型式为圆形断面。明挖隧
3、道段CJDK180+450CJDK180+616采用钻孔灌注桩+旋喷桩止水帷幕的围护结构型式,CJDK180+616CJDK180+980.5采用地下连续墙的围护结构形式。工程线路见图1。图1 工程线路示意图二、工程地质及水文地质本区段内地层主要为第四系全新统人工填土层、第陆相层、第海相层、第陆相层、第陆相层、第海相层、第陆相层、第海相层、第陆相层各层。岩性主要为粘性土、淤泥质土、粉土、粉砂及细砂。本区段内表层地下水类型为第四系孔隙潜水。赋存于第陆相层以上地层中的地下水为表层潜水;赋存于第陆相层及以下粉砂、细砂及粉土中的地下水具有微承压性,为微承压水。潜水存在于人工填土层层、第陆相层层及第海相
4、层层中。该层水以第陆相层1、1粉质粘土及3、3粘土为相对隔水底板。潜水地下水位埋藏较浅,勘测期间水位埋深约为0.653.80m(高程0.47-3.47m)。潜水主要依靠大气降水渗入和地表水体渗入补给,水位具有明显的丰、枯水期变化,受季节影响明显。地下水丰水期水位上升,枯水期水位下降。高水位期出现在雨季后期的9月份,低水位期出现在干旱少雨的45月份。潜水位年变化幅度的多年平均值余约0.8m。微承压水以第陆相层1、1粉质粘土及3、3粘土为相对隔水顶板。2粉土、2粉砂、2粉土、4粉砂、5细砂、2粉土、5细砂、2粉土、4粉砂、5细砂、6中砂、2粉土、4粉砂、5细砂、6中砂、4粉砂、5细砂为主要含水层,
5、含水层厚度较大,分布相对稳定。该层微承压水接受上层潜水的越流补给,同时以渗透方式补给深层地下水,为非典型的承压水,稳定水位埋深约为8.999.47m。根据抽水试验成果和室内渗透试验结果并参考地区经验,主要含水层渗透系数如下:粉土K=0.11.0m/d,弱透水;粉砂K=1.53m/d,中等透水;细砂K=3.03.5m/d,中等透水;粘土、粉质粘土为相对隔水层,渗透系数K=0.0050.1m/d。三、施工单元段的划分CJDK180+450CJDK180+980.5明挖段(包含盾构始发井)降水施工及土方开挖共分为7个施工单元。分施工单元段进行降水及土方开挖的施工。(1)CJDK180+450CJDK
6、180+470段为一个施工单元;(2)CJDK180+470CJDK180+530段为一个施工单元;(3)CJDK180+530CJDK180+620段为一个施工单元;(4)CJDK180+620CJDK180+655段为一个施工单元;(5)CJDK180+655CJDK180+733段为一个施工单元;(6)CJDK180+733CJDK180+900段为一个施工单元;(7)CJDK180+900CJDK180+980.5段为一个施工单元。四、降水施工方案1、降水井及减压井平面布置解放路隧道明挖段降水井及减压井平面布置见图2图8。图2 CJDK180+450CJDK180+470段降水井平面布
7、置图图3 CJDK180+470CJDK180+530段降水井平面布置图图4 CJDK180+530CJDK180+620段降水井、减压井平面布置图图5 CJDK180+620CJDK180+655段降水井平面布置图图6 CJDK180+655CJDK180+733段降水井平面布置图图7 CJDK180+733CJDK180+900段降水井、减压井平面布置图图8 CJDK180+900CJDK180+980.5段降水井、减压井平面布置图2、降水井设计方案(1)基坑降水采用大口井井点降水,井点在基坑范围内呈梅花形布置,并保证每个井点降水范围不大于130m2,井直径650mm。可按基坑开挖分段长度
8、或水量大小和施工组织情况具体设置。(2)降水井埋设深度明挖区间段(CJDK180+450CJDK180+943)埋设深度为H1=h+5m盾构始发井段(CJDK180+943CJDK180+980.5)埋设深度为H2=h+20m其中h为对应井点里程处的基底深度。(3)降水井井径为650mm。井壁管采用外径273mm,壁厚56mm钢管。下部采用桥式滤水管,滤水管外外包2层300g/m2无纺布,滤水管的直径与井壁管的直径相同。沉淀管接在滤水管底部,直径与滤水管相同,长度1m,沉淀管底口用铁板封死。明挖区间段(CJDK180+450CJDK180+943)降水井结构见图9;盾构始发井段(CJDK180
9、+943CJDK180+980.5)降水井结构见图10。图9 明挖区间段降水井结构示意图图10 盾构始发井降水井结构示意图(4)地面钻孔前,须探明孔位处确无地下管道管线后方可钻孔,否则需调整井位。(5)排水泵可选用潜水泵、深井泵,所选水泵扬程和出水量应通过试验确定,满足降水设计要求。泵管连接紧密不漏水。(6)井点系统的使用注意事项:基坑开挖前20天前开始降水;井点系统安装完毕后,需进行试抽;井点降水工程应备双电源;井点废除后,立即回填井点,妥善封孔。(7)井点完全废除应在结构完成并覆土后。施作顶板底模前可在底板上表面割除井点管,视底板下井点管水量进行抽水,待顶板覆土后用微膨胀混凝土封闭井点管,
10、并加焊钢盖板。3、降水井施工(1)降水井施工工艺流程图11 降水井施工工艺流程图(2)施工步序挖探井在放样好的井位上人工挖探井2.53m,确认无地下管线及地下构筑物后,作护筒,以防止钻井施工用水大量漏失及塌孔;如遇地下管线,需适当调整井位,重挖探井。挖(围)泥浆池根据场地条件在降水井附近挖4m3左右尺寸的泥浆池,一般每34口井共用一个泥浆池。钻井为确保降水效果,减小洗井难度,所有管井采用旋挖钻成孔,井径、孔深不小于设计值,井孔应保持圆正垂直。替浆井管下入前注入清水置换全井孔内泥浆,泥浆泵抽出沉渣并测定孔深。替浆过程中,安排好泥浆及渣土的清运工作。成孔后,替浆是控制单井涌水量的关键。替浆后泥浆比
11、重控制在1.1左右,以防止泥浆过浓影响出水,也须防止泥浆过稀造成塌孔事故。下管井管采用273、壁厚56mm钢管。在下管前探测孔深,当与井管长度不符时,要重新成孔。成孔后立即安装井管,防止暴露时间过长出现塌孔。下管时轻提慢放,并使井管居中。填砾料井管下入后立即填入砾料。砾料为粒径37mm干净砾料。砾料沿井管外四周均匀填入,宜保持连续,并一次连续完成,要避免填料速度过快或不均造成滤管偏移及滤料在孔内架桥现象。填砾料时,应随填随测砾料填入高度,当填入量与理论计算量不一致时,及时查找原因。不得用装载机或手推车直接填料,应用铁锹填料,以防不均匀或冲击井壁。明挖区间降水井井口下2m采用粘土回填管壁与土体间
12、隙并夯实处理;盾构始发井降水井在基底标高以上的5m范围内采用优质粘土回填,井口至基底标高5m以上的范围内采用粘土回填。洗井洗井是降水工作的一道重要工序。其作用是清除井内泥砂和过滤层淤塞,使井的出水量达到正常要求。井管安装完毕,立即开始洗井。如果洗井较晚,容易产生泥浆沉淀,影响井的有效深度。洗井的方法:可采用下泵试抽洗井,用潜水泵反复进行抽洗,如果泥浆中含泥砂量较大,可先进行捞渣,再进行洗井,直至水清砂净。出现井内涌砂现象时,立即报废此井。每井洗井完毕,及时作抽水试验。通过观察本井及钻成井的水位降深及本井的水量,了解降水效果。水泵安装潜水泵及泵管安装吊放,置于距井底以上1.5m处。安装并接通电源
13、,做到单井单控电路,并检查水位接电制动抽水装置和漏电保护系统。抽降管网全部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后,整个抽水线路无漏气现象,可以投入正常抽水作业。开机后一个星期内将形成地下降水漏斗,并趋向稳定,土方开挖前20d进行井点降水。连网统一抽降后应连续抽水,不应中途间断,需要维修更换水泵时,应逐一进行。开始抽水时,因出水量大,为防止排水管网排水能力不足,可以间隔的逐一启动水泵。抽水开始后,应逐一检查单井出水量、出水含砂量。当含砂量过大,可将水泵上提,如含砂量仍然较大,应重新洗井。开始降水后,随时监测水位动态变化,监测基坑周围土体沉降量及对建筑物或管道等的影响。必要时采取加固措施,防
14、止发生事故。降水用电采用场地内电缆接入,并配备静音发电机,保证24h不间断抽水。工地配备备用水泵,以便及时更换有故障的设备。(3)使用阶段注意事项基坑内井点应同时抽水,使水位差控制在要求范围内。加强水位监测。防止排出的地下水回渗而流入基坑。潜水泵在运行时要注意检查电缆线是否和井壁相碰,以防磨损后水沿电缆芯渗入电动机内。位于基坑内的深井井点,由于井管较长,挖土至一定深度后,井管应与附近的支护结构支撑或立柱等连接,予以固定。排水管路断面应根据排水流量确定,并连接严密。排出的水经过沉砂处理后方可排入市政管道。4、减压井减压井平面布置详见设计图纸。减压井井点深度及滤水管长度结合地质报告中提供的微承压水
15、层厚度及设计给出的减压井构造图确定。井口位于地面以上0.7m,以防止地表污水渗入井内。井壁管采用内径250mm钢管。采用桥式滤水管,滤水管外外包2层300g/m2无纺布,滤水管的直径与井壁管的直径相同。沉淀管接在滤水管底部,直径与滤水管相同,长度1m,沉淀管底口用铁板封死。从井底向上至滤水管顶部均围填中粗砂,在中粗砂的围填面以上采用优质的粘土围填,并做好井口管外的封闭工作。减压井结构见图12。图12 减压井构造图经过验算,为避免基坑内土体发生“底鼓”破坏,要求在基坑开挖至10m深时启动深层降压井进行降压,降压要满足基坑抗渗流稳定要求,即降压后的承压水水头要小于从承压水层隔水顶板至基坑开挖面的土
16、体能够抵抗的水头,从而保证基坑安全。实际施工中应通过现场监测情况,可适当调整深层减压井的启动时间和需要降低的水头。五、土方开挖施工方案1、土方开挖准备的工作(1)按设计规定的技术标准、地质资料以及周围建筑物和地下管线等的详实资料,对开挖中可能遇到的渗水、基坑稳定、涌泥流砂等现象进行技术讨论,提出应急措施并提前进行相关的物资储备,准备好地面排水及基坑内抽排水系统。(2)按设计要求加工、购置(租赁等)钢支撑,备足钢支撑,配备足够的开挖及运输机械设备,备好出土、运输和弃土条件,确保连续开挖。(3)对基坑周边30m范围内的建筑物进行调查,并对基坑、周围建筑物、地面及地下管线等编制详细的监控和保护方案,
17、预先做好监测点的布设、初始数据的测试等准备工作。2、土方开挖原则基坑土方开挖遵循“先撑后挖,先中间后两边,分层分段开挖”的原则。沿基坑开挖方向纵向进行放坡,根据隧道地质条件,坡顶至坡脚总放坡坡度在1:21:3左右,分层之间局部放坡坡度不陡于1:1.15,并在坡脚和沿围护结构侧边设置排水沟、集水井,抽排基坑明水。隧道基坑土方开挖到底后及时进行素混凝土垫层施作,基底部位每完成12个开挖小段后即浇筑一次素混凝土垫层,以抵抗基底隆起变形,并形成底层支撑,降低基坑围护结构变形速率。基坑放坡开挖见图13。图13 基坑放坡开挖示意图3、开挖坑内明排措施图14 土方开挖明沟布置示意图4、土方开挖方法以CJDK
18、180+898.5CJDK180+943明挖段土方开挖为例说明土方开挖的施工过程。其他里程段的土方开挖方法与其相同。土方开挖过程中在挖机设备下部铺垫5cm厚钢板防止挖机设备在移动过程中陷入软土中。此段土方开挖方向见图15。图15 土方开挖方向示意图步序1:用1台120挖机从大里程向小里程方向挖去基坑表层土,挖至第一道混凝土撑底标高位置,从大里程向小里程方向施作第一道混凝土撑。如下图所示。 步序2:第一道混凝土撑施作完成后,用两台长臂挖掘机在基坑两侧挖土,挖至第二道钢支撑底标高以下0.5m位置。如下图所示。步序3:用吊车将小挖掘机吊入基坑中,从大里程方向倒退式开挖1部分土体,挖至第三道混凝土撑顶
19、标高位置,保留2部分土体。每倒退开挖一小段距离,架设一道钢支撑,钢支撑架设时施工人员可利用基坑两侧保留的2部分土体作为工作面。同时利用两台长臂挖掘机倒出小挖机挖出的土。步序4:第二道钢支撑架设一段距离后,放1:1.2纵坡,挖掘机下入开挖2部分土体,同时再吊入另一台小挖机至上一层土开挖面,继续开挖1部分土体,并负责倒运下层挖机挖出的土方,第二道钢支撑架设继续进行,同时两台长臂挖掘机在基坑两侧继续倒出土方。如下图所示。步序5:1部分和2部分的土体全部挖完后,将小挖机用吊车吊出,人工开槽施作第三道混凝土撑。第三道混凝土撑施作完成待强度满足后,回填部分土至第三道混凝土撑顶标高以上0.2m位置。如下图所
20、示。步序6:利用两台16m臂长长臂挖掘机在基坑两侧大里程方向开挖3部分土体。挖至停机面以下12m位置, 水平方向上露出2道混凝土撑。如下图所示。步序7:吊入一台小挖机从大里程方向倒退式开挖4部分土体,挖至停机面以下3.5m位置。保留5部分土体,5部分土体顶面距第四道钢支撑底标高0.5m。每倒退开挖一小段距离,架设一道钢支撑,钢支撑架设时施工人员可利用基坑两侧保留的5部分土体作为工作面。同时利用长臂挖掘机配合出土。如下图所示。步序8:第四道钢支撑架设一段距离后,放1:1.2纵坡,小挖机下入开挖5部分和6部分土体,挖至距基坑底30cm的位置, 保留7部分土体,7部分土体顶面距第五道钢支撑底标高0.
21、5m。每倒退开挖一小段距离,架设一道第五层钢支撑,钢支撑架设时施工人员可利用基坑两侧保留的7部分土体作为工作面。同时吊入另一台小挖机继续开挖4部分土体,并负责倒运下层挖机挖出的土,第四道钢支撑架设继续进行,长臂挖掘机继续配合出土。如下图所示。步序9:第五道钢支撑架设一段距离后,放1:1.2纵坡,小挖机继续下入至开挖底层面,从大里程方向倒退式开挖7部分土体。同时上层挖机继续开挖5部分和6部分土体,第五道钢支撑架设继续进行。最后的30cm厚土层采用人工开挖,每开挖完成一小段距离立即施作混凝土垫层。如下图所示。步序10:最后无法用挖机倒出的部分土方,采用汽车吊配合出土。如下图所示。5、土方开挖注意事
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