深基坑土方开挖施工方案(报批)

合裕航道巢湖复线船闸工程深基坑土方开挖工程专项施工方案安徽路港合裕航道巢湖复线船闸工程01标段项目经理部编制单位：安徽路港合裕航道巢湖复线船闸工程01标段项目经理部编制人：编制日期：2011-4-12

目录第一章编制依据 -3-第二章工程概况及地质情况 -4-一、工程概况 -4-二、工程地质情况 -4-第三章土方开挖施工准备 -7-一、施工作业条件 -7-二、施工准备 -7-第四章深基坑土方开挖的技术措施 -8-一、土方开挖原则 -8-二、土方开挖的施工工序 -9-三、土方施工质量控制措施 -10-第五章基坑降排水措施 -11-第六章深基坑变形、位移观测与监控 -12-一、概况 -12-二、观测与监控内容 -12-三、观测点的布置 -13-四、监测时段和频率 -14-五、监测临界状态报警值 -15-六、相关技术要求 -16-第七章安全技术措施 -17-一、深基坑土方开挖安全措施 -17-二、基坑坍塌防治措施 -17-三、安全文明措施 -18-四、防洪防汛措施 -19-第八章未尽事宜与附件 -21-

第一章编制依据1、合裕航道巢湖复线船闸工程施工招标文件（CHCZ-01标）及投标文件。2、安徽水利水电勘测设计院提供的已审批的设计施工图纸。3、项目部编制的总体施工组织设计和节点进度计划。4、《水运工程测量检测质量检验标准》JTS258-20085、其它相关的施工验收规范和安全技术规范。6、为确保深基坑土方开挖工程的有序进行，特编制此方案。

第二章工程概况及地质情况一、工程概况巢湖闸枢纽工程位于巢湖入裕溪河处，是控制巢湖流域防洪、排涝、航运及蓄水灌溉的综合性的水利枢纽，工程由节制闸、船闸、公路桥和鱼道等组成。老船闸于1961年建成通航后，多次对横拉门进行维修加固。经过多年运行，巢湖船闸不仅闸室狭小、闸底高程较高，而且存在较为严重的老化与损伤问题，堵航、碍航非常严重，不能满足合裕航道及周边航运发展的需要。因此，急需进行巢湖复线船闸工程建设。复线船闸的建设地址选在现有老船闸的右侧，新、老船闸中心距约80m（以现有船闸下闸首部位计算），新建复线船闸纵轴线相对于现有船闸轴线向南偏3°，下闸首位于裕溪河拦河堤上，参于防洪。船闸主体工程陆上土方工程量为40.5万方，其中上下闸首9.5万方，闸室20万方，上下游导航墙为11万方。二、工程地质情况1、工程土层地质条件工程区为山前丘陵洪积与河湖相冲击区交接地段，地貌类型以河湖相冲积平原与山前洪积平原为主。根据勘探表明拟建船闸闸址区及引航道的浅部地层主要由第四系冲、洪积形成。根据勘探揭露，地层自上而下分为8层，现描述如下：①层人工填土（Q4ml）：灰黄色、黄色，湿，以重粉质壤土、中粉质壤土为主，夹有碎石、砖块等。部分位于路面上的钻孔该层较厚，主要成分为杂填土、内夹较多块石、碎砖等。属中压缩性土。层厚1.40～6.80m，层底部高程6.19～13.53m。②层重、重粉质壤土（Q4ml）：灰色、灰黄色，很湿，软塑～可塑，含铁锰质结核，腐质物，偶见贝壳碎片，夹少量粉砂性土，局部夹有灰黑色淤泥质重粉质壤土。中～高压缩性土。该土层局部缺失，已揭露部分，层厚0.50～10.50m，层底高程-1.02～8.91m。③层粉质壤土、重粉质壤土（Q3al）：灰黄色、棕黄色，湿，可塑～硬塑，含铁锰质结核、砂礓等，局部夹少量灰白色高岭土，属中压缩土。层厚1.30～6.90m，层底部高程4.81～6.74m。本层全场绝大部分分布。④1层卵砾石（漂石）夹粉质壤土（Q2pl）：棕红色、灰白色，坚硬，砾石成分主要以石英砂岩为主，直径5～25cm，个别为巨砾，磨圆度差，破碎缝隙间充填有粉质粘土、重粉质壤土、高岭土等，呈可～硬塑状，含泥量为20～30%。属低压缩性土。仅采用ZK4孔未能揭穿该层，层厚1.80～9.30m，层底部高程-3.81～2.12m，平均高程-0.45m。④2层砾石夹粉质粘土（Q2pl）：灰黄色、棕红色、灰白色、灰黄色，坚硬，砾石成分主要以石英砂岩为主，直径2～8cm，粒径较小，磨圆度差，破碎缝隙间充填有粉质粘土、重粉质壤土、高岭土等，呈可～硬塑状，含泥量为30～40%。部分钻孔内该层以粉质粘土夹砂为主，部分钻孔内该层由于砾石较破碎，粒径较小，呈现为粗砂状。属低压缩性土。部分勘探孔未钻穿该层，已揭露最大厚度为9.30m，最低层底高程-9.52m。④3层砾石夹粉质粘土（Q2pl）：棕红色、灰白色、灰黄色，坚硬，砾石成分主要以石英砂岩为主，直径5～15cm，个别为巨砾，磨圆度差，破碎缝隙间充填有粉质粘土、重粉质壤土、高岭土等，呈可～硬塑状，含泥量为30～40%。属低压缩性土。部分勘探孔未钻穿该层，已揭露最大厚度为5.90m，最低层底高程-12.34m。⑤1层全风化砂岩（J）：棕黄色、棕红色、破碎状，较硬，局部风化产物呈粗砂状，松散状。未完全风化的砾石，直径1～3cm。低压缩性。部分勘探孔未能揭露该层。已揭露最大厚度为8.901m，最低层底高程-15.14m。⑤2层强风化砂岩（J）：棕红色、坚硬，较破碎。岩芯易崩解破碎，裂隙面有光泽，局部粘粒含量较大。底压缩性。本次勘探孔未钻穿该层，易揭露最大厚度为4.80m。2、工程水文地质条件根据地下水的储蓄、埋藏条件、运动和排泄特点，工程区内地下水类型为孔隙潜水和微承压水。孔隙潜水主要富存于①层人工填土、②层重粉质壤土中，分布范围较广，主要受大气降水和地表水补给，地下水位与附近地表水体、巢湖水、裕溪河水有一定的水力联系，地下水位随季节变化，雨季水位较高，旱季水位较低。微承压水主要赋存于相对隔水层下部的④2层砾石夹粉质粘土中，由于该层砾石粒径稍小，其与粉质粘土胶结不紧密，有一定缝隙，使得其具有一定的透水性，其上部有一定厚度的相对隔水层覆盖，从而形成一定的承压性，微承压水的补给可能与场地南北两侧丘陵基岩中的地下水有关，与巢湖湖水的关联不大。

第三章土方开挖施工准备一、施工作业条件1、完成坐标和高程控制网的建立。2、沉降、位移观测设施设置完成。3、观测设施的坐标、高程采集完成，并形成原始记录。4、障碍物拆除完成，相应的市政配套设施移除/拆除。5、施工主便道修筑完成，并具备四级公路标准。6、回填利用土方的堆土点和弃用土方的弃土场位置已确定。7、运输车辆的通行证已办理，行车路线已选定。8、支护桩施工已完成。二、施工准备1、技术准备：熟悉设计施工图纸、掌握相关的技术规范、了解有关的法律法规。2、机械设备准备：为确保工程施工严格按照项目经理部制定的重要节点工期目标完成，拟投入必要的机械设备，见下表：序号机械设备名称规格型号单位数量1挖掘机台42自卸车T815S辆183潜水泵台若干4推土机台2

第四章深基坑土方开挖的技术措施一、土方开挖原则根据工程土层地质条件和现场土方试开挖情况以及防洪、防汛措施，确定土方开挖的原则为：分期分层开挖，深基坑土方开挖分为三期。第一期土方开挖范围：上游导航墙（底断面应满足上游导航墙护坦施工条件）→上闸首→11#闸室段，分三层开挖：第一层开挖至▼8.00m，边坡比例为1:2；第二层开挖至▼4.00m，边坡比例为1:1.5；第三层开挖至结构物设计底标高以上0.50m；最后，在进行小单位段面施工前，人工开挖至设计底标高。第二期土方开挖范围：12#闸室→下闸首→下游导航墙（底段面满足下游护坦施工条件），分三层开挖：第一层开挖至▼8.00m～▼7.00m（分别为闸室段和下闸首），边坡比例为1:2；第二层开挖至▼3.00m，边坡比例为1:1.5；第三层开挖至结构物设计底标高以上0.5m；最后，在进行小单位段面施工前，人工开挖至设计底标高。根据时间节点安排，待牡丹路封路以后，为满足下游导航墙护坦施工断面土方开挖的要求，在不影响老船闸下游航道航行安全的前提条件下，拟定在老船闸导航墙处至岸基3#靠船墩，筑起一道顶宽不小于10.0m，高程不低于▼12.0m的环形围堰，围堰填料采用基坑开挖的第二层粘性土分层压实，压实度不小于90%，围堰临水面拟采用袋装土包护底护面，避免围堰因风浪冲刷而导致坍塌。第三期土方开挖范围：上游引航道陆上土方，临水面（巢湖侧）沿堤岸预留顶宽为10m～15m作为上游Ⅰ#防洪堤，开挖边坡为1:2，至高程▼8.00m设置2m宽平台，为防洪需要，该侧最大挖掘深度应控制在高程▼6.00m。上游主导航墙沿线设计有九个墩式靠船墩，设计底高程为▼2.70m，挖掘深度应以满足结构物施工作业工作面为原则。由于该段地质条件较差，开挖坡度按照1:3控制，高程▼8.00m设置2m宽平台，第二层开挖至结构物设计底高程。与上游导航墙接壤处，预留顶宽为10m～15m作为上游Ⅱ#防洪堤，假若在汛期期间上游Ⅰ#防洪堤发生溃堤现象，洪水不至于直接灌入船闸主体工程施工段面，确保不影响主体工程的施工。上游引航道剩余土方及Ⅰ#、Ⅱ#防洪堤均作为水下疏浚土方考虑。进行分层开挖时，每层之间预留宽度约为2.00m的平台，开挖至结构物设计底标高时，结构物周边应留有宽度不小于2.00m的工作面，确保进行结构物施工时无障碍。二、土方开挖的施工工序1、陆上土方开挖施工工艺流程首层土方开挖控制边线的放样→开挖至第一个平台（检查坡比并修坡、设置排水沟和集水井）→第二层土方开挖控制边线的放样→开挖至第一个平台（检查坡比并修坡、设置排水沟和集水井）→第三层土方开挖控制边线的放样→开挖至结构物设计底标高以上0.50m（检查坡比并修坡）→人工开挖至结构物底标高（周边设置排水沟和集水井）2、土方开挖方向和施工运输便道的设置a、由于施工横断面受施工场地的限制没有纵深，采取沿船闸轴线纵向分层开挖，每个施工段均自上游向下游方向开挖。b、施工运输便道的设置：①地表以下3.0m范围内的便道设置，垂直于主便道方向分段设置临时便道；②地表以下3.0m至基坑底部的便道设置：第一期土方自闸室第11施工段处设置便道口，沿闸室至上游导航墙方向填筑有效宽度为6.0m的直线主便道，基坑内设置支线便道，随着基坑深度的变化，基坑内主便道由水平变为斜线，便道的坡比应控制在不大于15°为宜；第二期土方自下游导航墙处设置便道口完成闸室第12施工段～下闸首土方开挖，下游导航墙段的局部土方可调整开挖方向，平行于牡丹路修筑便道横向开挖；第二期闸室土方运输便道的设置沿用第一期基坑便道施工；第三期上游引航道陆上土方可靠近上游导航墙处设置便道口，主便道与直线便道设置同一期土方。c、施工便道拟采用山皮石或建筑垃圾填筑，便道应满足重载车辆行驶安全。三、土方施工质量控制措施1、按图纸要求仔细放样，土方开挖后的坡度符合设计要求，避免因边坡过陡而造成塌陷，为了保证边坡质量，反铲须紧靠边坡线开挖，以确保边坡平整度，并尽量避免欠挖及超挖现象。2、开挖过程中，必须经常测量和校核施工开挖区域的平面位置、水平标高和边坡等是否符合设计要求；始终保持设计边坡线逐层开挖，避免开挖过程中因临时边坡过陡而造成坍方，同时加强边坡稳定性和位移观察。3、基坑开挖严禁超欠挖，如发生超挖，则按监理工程师的指示，对超挖部分进行认真处理；如遇新的地质情况与设计不符时，由监理工程师会同设计人员研究处理。

第五章基坑降排水措施根据工程水文地质条件和现场土方试开挖情况以及雨季施工措施，确定基坑降排水基本方案是：明沟集水，潜水泵排水的基坑排水方案。在自然地面、每层开挖平台、结构物工作面上，沿每层的基坑开挖边线设置明沟和集水井，并在每个集水井内设置一台潜水泵，将水排至附近自然水体。集水井选用φ1.2m的混凝土管竖埋，埋设深度约为1.5m，顶部伸出平台面约0.30～0.50m，集水井之间的间距为30～50m，明沟断面尺寸为0.40m*0.40m，坡度为1%，坡向集水井。集水井和明沟应与基坑开挖同步进行，确保每层开挖完后具备降排水功能。为确保基坑排水的顺利进行，不影响基坑内施工作业的开展，备用若干台潜水泵和电缆，并在每期开挖基坑的外侧设置2～3个独立的配电箱，专为潜水泵供电。组织安排专人负责基坑排水的工作，24h不间断巡视，确保抽水及时、设备正常运行、及时替换被损坏的设备；特别是在雨季/汛期期间，更要增派人手、增加设备，及时排出基坑内的积水。

第六章深基坑变形、位移观测与监控一、概况根据工程的布置，新、老船闸的中心间距仅为80m（以现有老船闸下闸首部位计算），距离较近，复线船闸主体土方开挖时，平均开挖深度约为13.00m，下闸首部位的开挖深度达到17.00m，且下闸首上口开挖控制边线距下闸首两侧的建筑物间距分别为32.10m（距老船闸中心线）和10.75m（距靠近牡丹路侧居民住宅外墙角）；因基坑开挖深度较深、基坑与周边结构物之间距离较近，可能会对基坑周边建筑物的安全产生影响，因而需要对开挖基坑进行专项的观测分析与监控。根据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009），本基坑工程的安全等级为二级。二、观测与监控内容本项工作的主要目的：在新建复线船闸主体工程施工过程中，通过对开挖边坡、围堰、老船闸结构物、基坑周边房屋、构筑物等的变形、稳定进行监测，保障基坑边坡稳定，确保基坑、老船闸以及基坑周边的其它建筑物的结构安全。1、观测与监控对象：自然环境、基坑底部及周围土体、支护结构、基坑周围的建（构）筑物（老船闸上下闸首、闸室、上下游导航墙、居民住宅、道路桥梁等）以及需要进行观测与监控的市政配套设施等。2、观测与监控的主要工作内容：a、现场观测以仪器观测为主，仪器观测与目标调查、日常巡视相结合。b、调查当地的气候状况，记录施工期间巢湖复线船闸上、下游水位、日常天气情况等，检查自然环境条件对基坑工程的影响程度。c、要密切注意基坑底部有无隆起、冒砂等现象，基坑周围地表有无沉降、开裂的情况。d、检查支护结构的开裂变形情况及支护结构漏水情况；观测支护结构顶部的水平位移和垂直位移等。e、对基坑开挖边坡的稳定性和变形进行观测。f、对老船闸上下闸首、闸室、上下游导航墙进行竖向、水平位移、倾斜、裂缝等进行观测，对基坑周围40m范围内的其它建（构）筑物进行巡视检查。三、观测点的布置1、基坑及支护结构：船闸一期、二期土方基坑设置观测断面观测基坑边坡的水平位移、土体深层水平位移；在支护桩顶连系梁顶面布置位移沉降观测点，监测支护桩的水平、竖向位移。2、老船闸建筑物：竖向、水平位移观测点：上下闸首横拉门门库四角、闸首空箱顶板四角、闸室、上下游导航墙每段挡墙的两端、公路桥等。倾斜监测点：布置在闸首与闸室、闸室与闸室沉降缝两侧。裂缝监测点：对老船闸建筑物进行观察，选择有代表性的结构缝和裂缝布置观测点，在基坑施工过程中，当发现新裂缝或原有裂缝有增大趋势时，应及时增设监测点；每条裂缝监测点至少2组，裂缝最宽处和裂缝末端宜设监测点。3、防洪堤：在防洪堤顶面设置沉降、位移监测点，在防洪堤启用后按照相关规定对观测点进行测量观测、检查防洪堤的渗水情况。4、观测点的设置要牢固、标示编号要醒目、加设围护设施，降低人为破坏的机率。若观测点被破坏，必须及时修复或重新设置观测点并重新记录测量数据。四、监测时段和频率1、监测时段：由于基坑周围边坡形成的时间不一，因此需要分步进行。监测时段应贯穿于全部施工时段，当上下闸首、闸室、上下游导航墙两侧回填土至设计标高后一段时间（至少1个月），施工观测即可结束，并形成测量监测成果报告。2、现场监测的时间间隔在整个施工期间内，每天应安排专人进行巡视检查，现场仪器监测时间间隔详见下表：

现场仪器监测的时间间隔施工进程基坑设计开挖深度≤5m5～10m10～15m﹥15m开挖面深度≤5m2d3d3d3d5～10m2d2d2d﹥10m1d1d挖完以后时间≤7d2d2d1d1d7～15d5d3d2d2d15～30d10d7d5d3d﹥30d10d10d7d5d观测与监控过程中，当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。如发生变位速率较大、支护结构开裂等情况，应进一步加强观测，缩短监测时间间隔，并及时向参建各方报告监测结果。专项监测与分析应贯穿整个施工过程，及时处理监测数据，并提供阶段性监测数据和分析成果，及时向监理、设计、施工人员作信息反馈，为工程设计、施工提供参考依据。五、监测临界状态报警值1、老船闸上下闸首、闸室、导航墙：变形累计值：水平位移：20㎜，垂直位移值：20㎜，倾斜：0.2%；2、基坑坡面：水平位移累计值：30㎜垂直位移累计值：30㎜3、基坑支护桩：水平位移累计值：50㎜垂直位移累计值：15㎜六、相关技术要求1、根据观测点的布置要求，在进行深基坑大开挖工程施工前布置观测点，采用全站仪、水准仪采集观测点的坐标与高程，并形成原始记录。2、对已安装埋设好的观测点应进行可靠保护，并确保其它施工不干扰和不破坏任何已安装埋设的观测点。如果被破坏，应按照监理工程师的指示在规定的日期内恢复其功能或在附近重新布点。3、施工期间的监测数据采集工作必须按照规定的监测项目、测次和时间进行，并做到“四无”（无缺测、无漏测、无不符合精度、无违时）；必要时，还应根据现场的实际情况和监理工程师的指示，适当调整监测频率，以保证监测资料的精度和连续性。4、沉降观测基准点应设在基坑工程影响范围以外，一般距基坑开挖控制边线的间距不小于5H（H：基坑的开挖深度），也不宜少于30～50m，且数量不应少于2个。5、沉降观测按不低于三等水准要求测量，采用DS3水准仪进行观测，位移观测采用全站仪进行观测。6、施工期间，每天对施工工况、周边环境、监测设施等进行巡视、检查，检查基坑边坡是否出现裂缝、监测设施是否完好等，并做好记录。

第七章安全技术措施一、深基坑土方开挖安全措施1、土方开挖前，对施工作业人员进行安全技术交底。2、土方开挖期间，要做好地面排水工作，防止地表水、施工用水和生活废水渗入基坑或冲刷边坡。3、挖土应自上而下逐层挖掘，严禁掏挖；人工挖土禁止采用挖空底脚的操作方法，机械操作中不得超挖和掏空挖掘。4、人工挖土时，前后操作人员之间距离不得小于3米。配合机械挖土、清底、平地、修坡等作业时，操作人员不得在机械回转半径以内作业。5、挖出的土方，必须运至指定的堆土点或弃土点。6、挖土时，应随时注意检查基坑坑壁的变化，一旦发现有裂缝或部分塌方，必须采取果断措施，撤离人员，排除隐患，确保安全。7、每层土方深度超过2米时，基坑周边必须设安全防护栏，夜间施工，应有足够的照明，在深坑、陡坡等危险地段应设红灯和警示标志。8、土方开挖过程中，若发现管道、电缆及其它埋设物，应停止开挖，及时报告，不得擅自处理。二、基坑坍塌防治措施1、根据坑壁安全等级、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节的条件，确定采用坡比法开挖时的坡率；在土方开挖过程中，必须严格按照既定坡比进行开挖施工。2、基坑降排水措施要执行到位，确保地表、地下水能及时排到基坑外。3、加强对土方开挖的监控，

基坑土方一般采用机械挖法，开挖前，应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案，并对机械操作人员进行安全技术交底。开挖时，应有技术人员在场，对开挖深度、坑壁坡度进行监控，防止超挖。4、加强对地表水、雨水的控制与排放，减小地表水、雨水对基坑坑壁的冲刷，在基坑周边、每层平台和结构物工作面上设置明沟和集水井排水系统，安排专人专职检查/巡视，及时排水。5、加大对基坑坑壁沉降、位移的观测力度，发现异常情况，及时处理。6、根据地质资料分析，高程▼8.00m以上为松散土层，固结性差，存在失稳、滑坡的可能性，通过测量观测沉降、位移速率，若超出临界警报值，则必须采取相应措施（如：挂网喷浆护面方案）加强土层的固结性，确保坑壁安全、不滑坡、不坍塌。三、安全文明措施1、进入施工现场，所有的技术管理人员、施工作业人员必须正确使用安全防护用品。2、配备专用洒水车，对施工现场和运输道路经常进行洒水湿润，减少扬尘。3、施工及生活中产生的污水或废水，设排污井集中处理，不得直接排放。4、及时清理场地内的弃碴与废弃物，并运至指定的弃土场，做到工完、料净、场地清。5、机械车辆途经居住场所时须减速慢行，不鸣喇叭；进行夜间施工作业