地铁车站深基坑开挖支护施工方案(附专家评审 CAD图纸)

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地铁车站深基坑开挖支护施工方案(附专家评审 CAD图纸)

XX轨道交通1号线试验段工程XX站

XX集团XX轨道交通工程试验段项目经理部

第1章深基坑施工方案编制的依据、范围、原则 1

DB15/T 1955-2020 煤间接液化企业产品质量管理规范1.4 深基坑工程施工检查内容 2

2.3 土方开挖实施的重点与难点及对策 11

2.4 关键部位、关键工序及主要对策 13

第3章深基坑支护结构施工 15

3.1 基坑维护结构施工 15

3.2 降排水施工 15

3.3 冠梁施工及砖砌挡墙 15

第4章土方开挖及支撑 16

4.2 施工总体部署 16

4.3 基坑开挖与支撑 17

5.1 机械设备配制 53

5.2 劳动力配置计划表 55

第6章施工现场平面布置 56

6.1 施工现场布置 56

6.2 施工期间排水和防洪措施 56

第7章施工质量保证措施 60

7.1 建立健全组织机构 60

7.2 施工过程质量控制措施 60

7.3 基坑开挖的质量保证措施 62

7.4 应急措施 62

第8章安全保证措施 65

8.1 安全生产体系及安全生产责任制 65

8.2 基坑开挖与支撑架设安全保障措施 66

8.3 现场安全保证措施 68

8.4 机械设备使用安全保证措施 68

8.5 吊运施工安全措施 68

第9章文明施工及环保措施 70

9.1 组织保证与责任分工 70

9.2 文明施工管理制度 70

9.3 现场文明施工措施 70

9.4 环保措施 71

第10章基坑开挖与支撑架设应急预案 73

10.1 应急原则 73

10.2 应急预案 73

10.3应急处理组织机构 75

10.4应急救援工作小组 75

10.5应急处理技术小组 75

10.6应急处理监查小组 76

10.7应急处理物资设备组 76

10.8应急处理保障小组 76

10.9应急处理突击队 76

10.10医疗救护队及后勤保障 76

10.11消防队 76

10.12应急救援物资 77

10.13应急情况快速反应的工作程序 77

10.14事故发生后常用的补救方法 79

深基坑施工方案编制的依据、范围、原则

1、XX轨道交通1号线试验段工程土建工程相关设计资料、合同文件、招标文件及投标文件;

5、XX公司在XX、XX、XX地铁施工方面的施工经验和研究成果及现有的施工管理水平、技术水平、机械设备配套能力以及资金投入能力。

XX站及其附属结构(通道、风道、出入口等)的围护结构(包括网喷、旋挖桩);基坑降水、排水;基坑土方开挖和回填;钢支撑架设和拆除、深基坑监测等。

1、确保工程安全的原则

根据工程地质、水文地质及周边环境的特点,结合区间盾构、明挖及车站明挖的施工特点,使用可靠成熟的工法和技术,做好信息化施工,确保工程安全。

2、确保工期实现的原则

优化施工组织,合理安排车站与区间围护结构、土方开挖、钢支撑架设的施工顺序,加强工序衔接,重点选用成槽、成孔设备,合理安排土方开挖顺序,及时架设支撑,采取操作性强的技术措施,确保关键工期的实现。

3、确保工程质量的原则确立对质量终身负责的观念,完善质保体系,严格过程控制,精益求精,确保优质工程。

4、勇于技术创新的原则

深基坑工程施工检查内容

1)施工前应组织有关人员熟悉工程图纸和工程地质资料,参加设计交底。了解施工现场情况以及对周围道路等情况进行调查,掌握第一手资料。

2)基坑工程的施工组织设计或施工方案应根据工程结构形式,基础实际挖深、地质条件、施工方法、周围环境保护要求、工期、气候和地面荷载等有关资料编制,内容应包括降水设计与计算、挖土支撑、环境保护措施、监测、风险防范等方案,施工方案具有针对性和可行性。

3)基坑监测方案应包括监测目的、检测项目、监测方法与精度要求、测点布置、监测仪器、报警指标、观测频率、观测资料分析及监测结果反馈制度等。

4)施工单位安全技术部门及总工必须

对施工方案进行会审,并对组织设计给予明确批复意见。

5)针对安全技术部门及总工提出的问题应进行方案优化,确定最终基坑开挖施工方案。施工方案不得随意变更,任何变更应办妥相关的变更和审批手续。

6)施工方案确定后应分阶段逐级进行分部、分项施工安全技术交底。

1)基坑开挖前应按施工平面布置图的要求做好施工区域的供水、供电、排水系统、施工道路、基坑内挖土临时坡道、施工设施、材料堆场及生活设施等的布置安排。

2)坑开挖前应复核测量基准线、水准点,基准线、水准点应设在不受基坑开挖影响区域内,并应注意在施工过程中的保护工作。

3)基坑开挖前2~3周应对开挖区域内土体进行预降水,以加快土体干燥,便于开挖期间坑内施工人员作业和加快土方挖运。基坑开挖前降水曲线宜在坑底以下0.5~1m,设计对降水深度有特殊需要的应满足设计要求。

4)基坑开挖前应对基坑周围情况先进行调查。

5)制定监测、保护措施,做好监测控制点,并记录下原始数据备案。

6)根据工程所处环境特点、土质情况、支撑形式,应合理选择挖土机械及运输数量,合理配备挖土机械。

7)基坑开挖前应对基坑开挖条件进行检查,检查内容包括围护结构强度、降水深、地基加固强度等需满足设计及规范的要求。

8)应变计、轴力计、孔隙水压力计、土压力计等各类传感器在埋设安装之前都应进行标定。

9)水准仪、经纬仪、全站仪、测斜仪除精度须满足设计要求外,应通过国家法定计量单位检验、校正,并在出具的合格证有效期内使用。

1)基坑开挖时应遵循“分层开挖、先撑后挖、严禁超挖”的原则,其挖土方法和支撑顺序应与设计工况相一致。

2)对面积较大的基坑,土方宜采用分区、对称开挖和分区安装支撑的施工方法,应充分重视控制基坑变形,尽量加快支撑施工进程,减少基坑在无支撑情况下的暴露时间。

3)严格控制土方开挖相邻区的土体高差(高差一般不大于2米)放坡在粘性土层中可采用1:1.5(垂直:水平),基坑开挖较深时,应防止挖土过快、边坡过陡,造成卸载过速而引起土体失稳、基底涌土、桩身倾斜等严重后果。

4)除支护设计允许外,挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作,严禁挖土机械碰撞支撑、立柱、工程桩、围护墙和井点管。

5)机械挖土至坑底标高以上20cm左右的土方应采用人工修土,以保证原状土的完好,基坑开挖至设计标高后,应清除浮土,经验槽合格后,方可进行下一工序的施工。

6)认真做好基坑降水及明排水工作,确保基坑干燥,加快施工进度,坑内可采用明沟、盲沟和集水井排水,基坑周围的地面排水沟必须保持畅通,并防止坑内排出的水和地面雨水倒流、回渗坑内。

7)基坑边不宣堆置土方或其他设备和材料,以尽量减少地面荷载。

8)基坑开挖过程中应加强对围护结构的检查工作,发现有渗漏现象应及时封堵。

9)加强基坑的监测工作,土方、支撑、降水等施工应服从统一指挥,做好信息化施工,并根据监测信息及时调整施工方案。

1)钢支撑材料设备进场应认真做好进场检查验收工作,对检验合格的材料设备应编号登记,杜绝不合格材料设备在工程中使用。

2)钢支撑材料断面、壁厚尺寸符合设计要求,管段外观表面平直、无严重锈蚀、扭曲变形现象,法兰平整、垂直,螺孔无损伤,活络端完整、无损,管壁拼缝焊缝饱满、完整。

3)根据工程所处环境特点和钢支撑布置形式应合理选择钢支撑的吊装设备。施工前应做好设备进场、安装、调试等工作。

4)基坑施工时应按先撑后挖的原则,一般先中间后两边,对称安装钢支撑。

5)为了保护环境及减少围护墙(桩)的变形,一般每根支撑在挖土后8~24小时内安装完毕。

6)凡需焊接部位,必须按规范严格执行。焊缝必须满焊,宽度、高度满足设计要求,焊缝表面均匀,不准有气孔、夹渣、裂缝、肉瘤等现象。基坑内的作业为多工种立体同时作业要密切配合,互相联系,以确保安全生产。

7)应力施加和复加是钢支撑施工的重要组成部分,也是控制基坑变形关键手段之一。应力施加系统必须完好,油泵、千斤顶、压力表等必须经过检测标定,并在有效期内使用。

8)施加应力应考虑气温变化对钢支撑应力的影响,为了最低限度减少气温对钢支撑应力施加的影响,施加应力宜选择在气温较低的时间段进行。

9)施加应力做到分级加荷,每级持荷5分钟左右。

10)在重要部位的支撑端部,设置复加应力装置应根据监测信息及时调整支撑应力。

11)采用钢围檩时,安装前应在围护墙上设置竖向牛腿,钢围檩与围护墙间的安装间隙应采用C30级配以上的早强细石砼填实。

1)主体地下结构施工中,在分层拆除支撑与围檩前,主体结构强度应达到设计要求,并按设计要求完成传力构造的施工。对于主体地下结构有错层、楼板局部缺失等特殊部位,应按设计要求完成换撑施工。

2)支撑拆除应先拆联系杆件,后拆主要受力杆件。

3)在拆除支撑施工同时,也应加强对围护结构、地下主体结构、周围环境的监测工作,发现问题及时调整施工方案。

1、地形地貌及既有建筑物和管线

XX站及XX站~XX站区间总体地形平坦,主要地貌为黄河Ⅱ级阶地,地面高于黄河河水位9m~12.6m。

车站周边的较为空旷,多为空地和正在拆迁的低矮平房,且距离车站主体结构较远。目前按照规划正在建设的只有在车站4号出入口南侧的“中海安宁”商品住宅小区(总层高33层),距离4号出入口最近距离为12m。

XX站地处XX路路中心下方,该处位于城市规划建设起步阶段区域,地下管线资料较完备,主要有:

东西向:路中绿化带下有一条4000×2550mm混凝土方沟,为电力电缆、通信电缆共用沟,空管,埋深5.95m,与车站主体结构冲突,需永久改移;路北主道下有一根Ф800mm混凝土污水管,埋深3.25~3.90m,与出入口基坑施工相冲突,需临时改移后恢复;路南主道下有一条Φ600~Φ1000砼管雨水管线,埋深5.14m,与车站主体结构相冲突,需永久性迁改;路南附道下有一根Ф325mm燃气钢管,埋深1.8m,影响出入口基坑开挖,需悬吊保护;南北两侧主、附路交界绿化带下各有一条200×100mm路灯管块,影响出入口及风道基坑开挖,需悬吊保护。

南北向:在车站1#、4#出入口位置横跨车站主体结构的一条现状Φ500砼管污水管线,埋深3.08m,主体施工前需永久迁改;横跨1#出入口及主体结构有一条Ф325mm燃气钢管,埋深1.8m,与出入口及主体结构冲突,需悬吊保护。

管线情况具体见表《XX站管线情况表》。

拆除329m、悬吊保护30m

场地地层自上而下划分为4层,各层特征及描述如下:

1)第四系全新统(Q4):

2)第四系下更新统(Q1)

各土层的埋藏条件及分布规律详见车站地质纵剖面图。

本标段工程建设影响范围内场地地下水属河谷空隙性潜水类型。

本标段沿线工程勘察钻孔内量测的稳定水位埋深6.61~8.32m。水位年变幅1~1.5m左右。

地下水主要受大气降水和地表水入渗补给,从西南向东北径流,排泄于黄河。

拟建场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性;长期浸水条件下,对混凝土结构中钢筋具微腐蚀性,在干湿交替条件下,对混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性。

地下水水位高、水源丰富。地下水位线以下施工中易发生坍塌、涌水、涌砂等现象。地下水的浸泡会使岩土抗剪强度降低,变形加大,易造成基坑变形、失稳、坍塌。

车站有效站台中心里程为YDK12+105.850,主体净长为305.15m,总建筑面积为17608.98m2。采用明挖顺做法施工,底板埋深约为17.19~18.70m,结构顶板覆土深度约为2.75~3.49m,在XX路南北两侧各设两个出入口。

车站主要结构形式:采用地下两层双柱三跨(部分区段为三柱四跨)的结构形式,标准段净宽为21.60m,总高13.74m,为岛式车站。主体基坑采用钻孔灌注桩+3道Φ609钢管内支撑的围护结构,基坑挖深17.34m~18.50m。车站顶板砼厚度800mmC40P8,中板砼C40厚度400mm,底板厚度900mmC40P8,侧墙厚度700mmC40P8。出入口结构净宽6.0m,结构外包宽度7.0m。顶板厚度500mm,底板厚度600mm,侧墙厚500mm。1、2号出入口采用放坡开挖施工,3、4号出入口采用围护桩+钢管内撑支护体系。风道机板厚800mm,底板厚800mm,侧墙厚600mm,围护结构形式采用钻孔桩+桩间锚网喷+钢管内支撑体系。

为减小围护结构的侧向位移,各道钢支撑均应施加一定的预加力,其值可按设计轴力的30~50%施加,并可根据现场施工桩体的变形、受力监测情况调整实施。

土方开挖实施的重点与难点及对策

控制围护体系的稳定及基坑降排水、卵石土开挖是工程施工的一项重点

开挖后围护结构受外侧土的侧压力后有向内收缩的趋势,钢管支撑预应力施加的控制难度大,预应力大则围护结构外扩,不够则围护结构收缩。因此需要分划不同区段,根据不同地层通过设计计算值和现场量测不断调整和确定支撑预应力的大小。

基坑开挖使用的机械设备是否合理,止水措施是否有效、变形控制是否及时等诸多因素是保证明挖结构施工安全的技术核心。

在施工中采取以下主要对策:

认真做好围护结构施工,特别是围护结构桩间锚网喷砼的施工质量,保证围护结构的强度、刚度、稳定性和不漏水。

2、及时施加支撑(含封闭基坑底板)

因部分围护结构根部土体结构松散,自稳性差,受力易变形,为防止围护结构下部向坑内移位,及时施加支撑和封闭基坑,保证卵石松散层开挖时基坑无支撑暴露时间缩短,减小位移。对盾构始发井部位利用两个砼角撑、两个钢管角撑、两根4米间距钢管撑保证端头部位维护结构的稳定性和位移。及时施加支撑能有效地调整地层的应力状态,控制基坑施工过程中的地层、围护结构的变形。因此在施工中采用加快挖基速度,同时做到在最短的时间及时施加支撑和封闭基坑底板。

3、认真做好基坑工程施工过程中地下水的处理

在基坑工程施工过程中对地下水的处理以封堵、降排为主,在围护结构内侧采用锚网喷砼止水,开挖过程中对围护结构排桩进行喷射混凝土,施工内衬前对基坑内侧渗水点进行封堵。基坑采用管井降水,基坑周边设置排水沟和集水井,管井降水每次降深控制在开挖基面以下1m。保持基坑无水状态作业,若出现管涌现象,立即采取注浆止水措施。降水井在顶板覆土回填后进行封堵,以满足车站施工阶段的抗浮要求,防止基底隆起。

4、基坑开挖时采取的措施

基坑开挖阶段,严格进行分段、分层对称开挖,以减小围护结构的变形。开挖过程中特别注意围护结构的受力变形控制,要求开挖后及时架设支撑并施加预应力,组织好支撑拆除和主体结构模筑的施工次序,且必须确保主体底中顶板结构混凝土达到设计要求的强度后才能拆除上一道支撑,应特别注意避免基底因浸水而导致的地层力学性能的下降及可能产生的软化,基坑开挖时必要时采取预加固措施(注浆等),注意完善雨季施工时的防水、排水措施,最后一点是尽可能快地封闭基坑底板。

测量、监测是本工程的重点

加强监控量测工作,把基坑工程施工过程中其地层和围护结构的动态变化始终纳入可控的管理系统之中。开挖支撑施工严格按时空理论进行,在施工这些特殊部位时安排专人巡视。

1、建立施工测量小组。测量的人员和仪器必须有绝对的保证和相对的稳定。所有参加测量的人员都必须持证上岗,并且建立各测量人员的岗位负责制。测量仪器必须定期校核和控制在使用有效期内。同时加强对测量仪器的管理。

2、高程桩、定位桩必须认真复核,同时与其他专业间的接口测量也必须认真进行。中线、水平、断面测量达到《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》和地铁建设工程施工测量技术有关规定、设计文件的要求。结构实测底板、顶板高程偏差,线路中线两侧实测轮廓尺寸偏差均符合验收标准。各种工程桩位要采取可靠措施加以保护,要有明显的标致,防止人为损坏。

3、高度重视、加大投入、健全组织、明确分工、落实责任、严格执行“三检制”制度、严肃施工纪律。

4、结合车站地形地质条件、支护类型、施工方法等特点,确定监测项目和使用的监测仪器。

5、车站监测项目主要包括:围护结构水平位移、土体侧向变形、围护结构变形、孔隙水压力、围护结构侧土压力、地面沉降、地下水位、支撑轴力等。

车站施工期间地表水的排放及暴雨的防护是本工程的重点

本标段车站所处地表比较空旷,场地处理无组织排水状态,集水量大。地表水的疏排对深基坑明挖结构的影响较大,如何在施工现场设置连续、顺畅的排水系统,合理组织排水,确保基坑及其围护结构的施工安全是工程的重点。

1、场地地面要控制好标高和平面坡度,做到排水畅通无积水。排水沟用砖砌,流水面用水泥砂浆抹面。排水沟穿越道路采用埋管或加盖板。并现场布设连续、顺畅的排水系统,合理组织排水。场地出入口处设冲洗槽,所有车辆经冲洗干净后方可驶出。场地内设沉淀池、化粪池、隔洞池等,做到所有的生活或其他污水必须分别处理后,方可经排水管排入附近的河道。根据现场的实际情况进行排水方案设计,计算施工排水量,以便报批。

2、车站基坑的周边砌筑30cm高的防淹挡墙,基坑门口设15cm高钢筋混凝土“减速带”,作为通常情况下的挡水设施;配备足够数量的编织袋,及时对基坑周围做围堰,防止地面水大量流入基坑;配备足够泥浆泵,用于排除积水;施工现场仓库配备备用的潜水泵、泥浆泵;及时获取天气信息,预先作好准备工作;在现场进行平面布置时,考虑适当加大明排系统的能力,并加强管理保持其畅通。

3、基坑开挖期间,在车站基坑内做好排水沟、集水井和降水井,并设专人负责及时抽排。

围护结构锚网喷砼止水施工是保证本工程基坑开挖安全控制的重点

地下工程的防水施工是一个复杂的系统工程,牵涉的面广,它的质量是通过围护结构的砼质量、桩间防水等各个环节的防水质量综合体现,任何一个环节做得不好,都有可能对围护结构整体防水效果产生很大的影响,从而增加基坑开挖的难度,因此在整个施工过程中,必须加强全过程控制,确保每一道工序的防水质量。

1、委托有资质的专业施工队伍施工。

2、施工中严格按设计要求做好围护结构混凝土浇筑以及桩间的锚网喷砼止水,做好防水第一道防线。

3、基坑开挖过程中对围护结构渗水点进行封堵,确保主体内衬施工时围护结构无渗漏水,做好防水第二道防线。

4、在围护结构砼施工时,必须从砼的配合比(水胶比、水泥品种、骨料品种及粒径、外加剂的选用等)、运输、入模振捣、综合控温和湿养护方面,加强混凝土的密实性,提高混凝土的抗渗性和抗腐蚀性,防止砼开裂,即确保混凝土自防水,做好防水第三道防线。

关键部位、关键工序及主要对策

GB/T 6770-2020 机车司机室特殊安全规则车站安全施工关键环节及主要施工对策见下表

车站安全施工关键环节及主要施工对策表

(1)合理分段分层,开挖后及时架设支撑,严格按设计及时适量对钢支撑施加预应力,运用有限元程序对开挖施工过程跟踪检算。

(2)基坑开挖及结构施工期间,设专人进行各项施工监测,实行信息化施工,以反馈信息确保开挖方法科学、安全、可靠。

(3)基坑开挖要控制合理的开挖速度,充分利用时空效应,开挖时及时形成支撑系统。

(4)减少基坑顶边缘地面荷载,严禁超载,特别是机械在坑边作业时采取适当的措施特大桥梁挂篮悬浇实施性施工组织设计,确保基坑稳定。

(5)认真做好开挖时围护结构的防水工作,挖一点、防一点。

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