基坑支护及土方开挖

1、第7章隧道基坑支护及开挖6、锚索加实体式护面墙施工时先进行预应力锚索施工，然后进行实体式护面墙防护。锚索施工工艺流程见表5-18o施工顺序工序简要：钻孔一锚索制作一下锚、注浆一浇筑地梁和垫块一张拉一锚固及 检验施工方法施工准备：开工前检验材料性能并在锚索施工前作抗拔试验通过试验指导 施工。钻孔a.定位准确，钻孔采用风动干钻。钻进过程中必须保持下倾角稳定，并不断 用高压风清孔，保持钻孔清洁，孔壁无污染物。b.孔口安装吸尘装置，避免尘土飞扬。锚索制作a.制作前，钢绞线先作防锈处理，杜绝绞缠及扭麻花现象发生。b. H由段钢绞线热缩管不得有破损。c.钢绞线切割时，在每端离切口 3050mm处用铁丝帮扎

2、，并将切割端焊接 牢固。下锚、注浆a.以孔为单元，锚索放入孔内（下锚）及注浆各工序连续完成，砂浆强度等 级符合图纸要求。注浆分两次进行，首先以0.4Mpa压力将注浆塞注满，待其强度达到20Mpa 后，即行第二次孔内高压注浆，直到正常砂浆从孔口溢出为止。b.注浆强度达20Mpa后，即可浇筑地梁混凝土；注浆达到设计强度后，方进 行预应力张拉。浇筑地梁和垫块a.钢筋混凝土地梁和垫块按图纸要求浇筑。b.地梁混凝土强度达到设计强度70%后，方可进行预应力张拉。张拉a.锚索分两次张拉，第一次张拉在锚索固定端注浆达到设计开始，第二次张 拉吨位及进行张拉间隔时间应通过试验确定。b.在第二次张拉完成后，立即用混

3、凝土封闭锚头，并尽可能做到坡面平整。锚固及检验a.锚固板表面平整光洁，无蜂窝麻面。b.封头混凝土牢固，锚头不外露。c.混凝土、砂浆质量检验，每一工作班制取不少于二组试件，由工程师现场 抽检。依据本项目工程场区地质条件，区间隧道采用明挖法施工，以“钻孔桩+内 支撑体系”形成围护结构，钻孔桩之间设摆喷桩止水，钻孔桩及摆喷桩均穿透沙 层进入相对不透水层。2.基坑开挖、支护2. 1基坑内降排水2.1. 1基坑内降水(1)降水设计围护结构设计采用6 1000钻孔桩及桩间摆喷。由于地下水对钻孔桩及摆喷施工均无太大影响，故不考虑基坑外降水，只设基坑内降水。基坑内降水目是降 低基坑内地下水水位标高，便于土方开

4、挖，采用管井井点降水方法。降水井沿中线设置一排，孔径6600,根据以往施工经验，正线基坑宽度较 大，降水井纵向间距按301n布设，出入段线基坑宽度较小，纵向间距按40m布设。 井深按下式计算：HHi+Ah+i （L/2）+l式中:H一井点管埋置深度（m）Hi坑底最大埋深（m）Ah一一降水后地下水位至砂层底安全距离（取lin）i一-降水曲线坡度（取0.1）L一一相邻两井点间距离1一一滤水管长度（m）以上埋设深度计算由于各段砂层埋深不同，降水井深度也不尽相同，施工 过程中可根据实际地质情况具体计算确定。（2）降水施工施工工艺流程降水井施工a.施工采用旋转钻机万 钢筋笼外裹细眼钢丝网，滤彳 结构图。

5、b.按照设计单井结构E 滤器长度和位置，然后向下白 c.钻探施工达到设计深,应立即下管，注入清水，稀释测量定位一钻孔下管一-砾料反滤层回填一-洗井一-试抽水- 抽水系统安装 *降水运行 降水任务完成 *拆除降水井。力600滤管I泥浆护壁，滤管采用6 600mm L粘土封口三结构见图6-2-01降水井 4=Fr:程中实际地层情况，确定过I:管，其总长度高于地面0.5m。砾砂:一 大泵量冲洗泥浆减少沉淀,并i I专入滤料，不少于计算量95%O图6-2-01降水井结构图d.开始下管前应探测孔深，当孔深及管长不符时，应重新成孔；下管时应轻提慢放，仔细检查滤网包扎质量，并使井管居中；当上部孔壁缩径或孔底

6、淤塞, 应向孔内注水，缓慢放入，禁止上下提拉和强行冲击。e.当砾料填至预定深度时，上部用粘土回填到孔口封口；当孔深范围内抽 水含水层及其它非抽水含水层有水力联系时，进行分层止水。f.洗井工作在填砾料后进行，以防井壁泥质硬化，造成洗井困难。洗 井时必须清除停留在孔内和渗水含水层中泥浆及孔壁泥浆，疏通含水层，并 在井周围形成良好反滤层；洗井前后两次抽水涌水量相应小于15%,洗井后 井内沉淀不上升或基本不上升。g.洗井结束，地面抽水系统安装前，应进行试验性抽水，以确保单井出水 量和降深；抽水试验稳定标准应符合下列要求：出水量、水位没有持续上升或下降变化趋势。抽水井动水位波动值不超过水位降深1蛤抽水机

7、抽水水位波动值不超过 10 20cll1。出水量波动值不超过正常出水量5%oh.各个井点安装完毕后，应进行整体试抽水，以检查水、电管网系统是否 达到要求。(3)降水监测降水监测及维护期应对各降水井和观测孔水位、水量进行同步监测。降水井和观测孔水位、水量和水质检测应符合下列要求：a.降水勘察期和降水检验前应统测一次自然水位；b.抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位、水 量；c.当水位己达到设计降水深度，且趋于稳定时，可每天观测一次；d.在受地表水补给影响地区或在雨季时，观测次数宜每日23次；e.水位、水量观测精度要求应及降水工程勘察抽水试验相同；f.对水位、水量监测记录应及

8、时整理，绘制水量Q及时间t和水位降深值及时间t过程曲线图，分析水位水量下降趋势，预测设计降水深度要求所需时 间；g.根据水位、水量观测记录，查明降水过程中不正常状况及其产生原因， 及时提出调整补充措施，确保达到降水深度；h.中等复杂以上工程，可选择代表性井、孔在降水监测及维护期前后各采 取一次水样作水质分析在基坑开挖过程中，应随时观测基坑侧壁、基坑底渗水现象，并应查明原因， 及时采取措施。(4)降水维护降水期间应对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不应少于3 次，并应观测记录水泵工作压力，电动机、水泵温度，电流、电压、出水等情况, 发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态。抽水设

9、备应进行定期保养，降水期间不得随意停抽。 注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水管、沟，防止渗漏。 在更换水泵时，应测量井深，掌握水泵安全合理深度，防止埋泵。发现基坑(槽)出水、涌砂，应立即查明原因，组织处理。 当发生停电时，应及时更新电源，保持正常降水。 降水监测及维护期，宜待基坑中基础结构高出降水前静水位高度即告结束； 当地下水位很浅，且对工程环境有影响时，要适当延长。2.1.2基坑排水基坑开挖前先做好基坑面四周排水沟，开挖至设计标高立即做基坑底面 两侧排水沟，每隔30m设置集水井，并在基坑四角应设置集水井。施工过程 中保证排水顺畅，并随时将积水井中水流排出坑外。在布设排水沟、积水井

10、 及确定抽水设备时留有2030%富余量。2. 2 土石方施工基坑土石方开挖遵循“纵向分段，竖向分层，从上至下”施工原则。竖向 从上至下分层进行，高出桩顶冠梁顶面以上土方采用放坡开挖，先予以挖除，用 反铲直接装入自卸汽车运至指定点，纵向由两端向中间形成台阶，进行接力式开挖。横向先开挖中间土体，后开挖两侧土体。开挖过程中结合钢管支撑标高，随 挖随撑，及时施作钢管支撑维护基坑稳定。2. 2.1施工准备土石方开挖施工准备包括以下几个方面：(1)所有材料、设备、运输作业机械、水、电等必须进场到位。(2)弃土地点必须落实，弃土线路畅通。(3)降、排水系统正常运转。(4)管线改移，支吊保护全部完成或落实好开

11、挖过程中加固保护措施。2. 2. 2开挖机械根据上述开挖方案，开挖机械采用液压反铲挖掘机为主，辅以推土机和装 载机等设备，弃土运输则以自卸汽车为主。2. 2. 3开挖作业顺序(1)基坑开挖工程根据临时钢管支撑分布情况及反铲挖掘机性能，正线基 坑采用三台反铲挖掘机接力开挖方式，出入段线根据开挖深度和支撑层数变化适 当调整台阶层数。冠梁顶部需要放坡段，自地面分段放坡开挖，地面以下1.5m范围采用 人工开挖，反铲自卸汽车装运，1.5m深度以下范围用直接反铲装入自卸汽车运至 指定点，边坡坡度1 ： 1,坡面采用C15喷射混凝土临时支护，喷射厚度100mm, 在施工围护结构前完成。 待围护结构及桩顶冠梁

12、形成后，分台阶组织开挖，具体方法见图6-2-02机械挖土坑底6-2-02 土石方开挖施工示意图由于底层台阶反铲工作受基坑钢管支撑制约，可根据反铲卸土工作净高， 选择合适反铲型号。(2)分层分段对称进行土方开挖，基坑两侧预留三角土护坡，每层台阶长 度，根据机械开挖作业要求，控制在151n左右。(3)基坑中间无法利用台阶接力式开挖剩余土方，采取基坑底反铲挖掘机 配合基坑上部大型吊车垂直运输方式进行土方开挖施工。2. 2. 4开挖技术措施(1) 土石方开挖过程中应特别注意市政管线保护。土石方开挖过程中应特别强调对需要支吊管线保护。在土石方开挖过程中做到： 开挖暴露前调查清楚(包括具体里程、埋深等)、

13、标明位置，开挖过程中留有保 护距离、人工挖掘暴露，暴露后加以支吊保护，严禁碰撞。(2) 土石方开挖到各层钢管支撑底部0. 5m处时,及时施作腰梁和钢管支撑， 如不能及时施作支撑区段应注意抽槽开挖、留土护壁。(3) 土石方开挖过程中应注意坑内降水井保护，确保降水、排水系统正常 运转。(4)运输便道应设专人修整，确保运输安全、提高效率。机械开挖同时应辅以人工配合，特别是基底以上50cm 层应以人工开挖为主，以减少超挖、保持坑底土体原状结构。(5)在土石方开挖过程中，应加强观察和监控量测工作，以便发现施工安 全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。(6)严禁在挖土过程中碰撞已架设好钢支撑结构。(7)

14、在基坑开挖过程中发现及设计有不同岩层时，及时报驻地监理、业主确 认并做好记录、绘制施工工程地质素描图。(8)当基底土层及设计不符时，及时通知设计、监理。2. 3钢支撑体系加工制作明挖基坑土石方开挖后，结构钢筋碎施作前，采用内支撑体系维护基坑稳定, 内支撑体系由钢围囹、水平钢管支撑和钢牛腿三部分组成。2. 3.1钢围囹预埋钢板钢用囹，由2根5工字钢焊接而成4 600钢管千斤顶后支座牛陋预加力千斤顶前支.座千斤顶，对称设置共2台钢管横撑端部三盘螺栓连接, J装置，其端部 方法示意图。者焊接强支就位。见钢围囹采 构造及预加应I2. 3. 2 钢钢牛腿采2. 3. 3 钢钢管支撑 钢管直径6 60( 构造及预加轴:2.4，2. 4.钢牛, 2. 4. 钢围E 度必须承引2. 4.2钢管: 图6-2-(图6-2-04钢管支撑吊装示意图2. 4. 4钢支撑体系安装施工要点(1)千斤顶预加轴力必须对称同步，以平衡横撑H重下落可能和初期开挖预 放初应变。(2)横撑端头及围囹顶面采用螺栓连接，以便固定钢管横撑，防止坠落伤人,并消除传递附加弯矩可能性，预加轴力完成后，前支座后部滑移长槽及钢管端面 之间空隙采用钢板楔块垫塞紧密，