截污工程土方开挖与支护专项工程施工设计方案

海淀区老龙口排洪沟治理截污工程人工开挖基坑管沟施工方案编制：审核：批准：京水建设集团2015年4月目录一、编制说明2二、工程概况 2三、本工程施工难点及应对措施 4四、主要施工顺序及进度安排 6五、施工准备 7六、基坑开挖 7七、回填土施工质量保证措施 19八、土方工程专项应急预案 20九、安全文明施工措施 22十、基坑开挖平面图 22一、编制说明1.1、编制依据《水工建筑物地下开挖工程施工规》（SL378—2007）；GB50330-2013JGJ/T111-98）《水利水电工程施工测量规》(DL/T5173-2003)；JGJ59-2011）JGJ33-20121.2、编制围本工程拉管施工所需工作坑、截流管道沟槽、污水检查井基坑开挖及支护施工方案，以及工期、质量、安全等保证措施。二、工程概况2.1、工程位置及设计情况老龙口排洪沟位于市海淀区中部，是清河支流之一，属于北运河水系。起自京密引水渠老龙口涵洞出口，向东向南流经龙背村西，于清河老河道桥汇入清河，全长1.15km，流域面积4.2km2。为保证老龙口排洪沟治理后不再受到污染，在排洪沟左右两岸各新建一条截污管道，左岸截污管道起自京密引水渠涵洞出口下游45m处，由北向南，自西向东逐步向下游汇集，最终汇入清河老河道桥下游80m处原有市政污水井；右岸截污管道起自安河桥北地铁上游130m处，由上游开始逐步向下游清河老河道桥汇集，在石拱桥以西，药厂东北角处向南转弯敷设37m后，汇入原有市政污水井，进入清河污水处理厂。污水管采用PVC-De300双壁波纹管，穿公路、桥梁、地铁、临近建筑物处采用PE-De300拉管施工，设计新建污水检查井59座。下游截污管道大致施工围：

下游管道工程1159.4m，（包括双壁波纹管和拉管），检查井38座。其中，

左岸：0+000～0+648(W43#～W21#检查井)；

右岸：0+000～0+483(W59#～W44#检查井)；

本工程除采用PE-De300拉管地段外的所有管道均采用双壁波纹管。采用PE拉管地段为：穿改建桥涵工程（左岸W31#～W34#检查井,右岸W51#～W52#检查井）、安河桥北地铁站（左岸W30#～W31#检查井，右岸W49#～W50#检查井）、石拱桥（左岸W39#～W43#检查井）和河道右岸W54～W59临近建筑物地段。根据图纸设计，检查井基坑、截流管沟槽及拉管施工工作坑挖深大部为3.5～6.5m。局部（老河道桥东侧段）为7m~8m；土方外运距最近弃土场约33.2Km。2.2、水文地质条件及地下管线情况

①层为人工填土层；②层为新近沉积土层；③～④层为一般第四纪沉积土层。

人工填土层：

a.粘质粉土填土①：褐黄-黄褐色，很湿，中密，含少量砖渣、灰渣，上部含植物根，土质不均。

b.杂填土①1：杂色，稍湿，稍密，主要成分为建筑垃圾、生活垃圾、粉质土和卵砾石。

新沉积土层：

a.粘质粉土-粉质粘土②：褐黄色，稍湿-湿，中密，含少量云母片和氧化铁。土质不均，局部夹砂质粉土薄层。

一般第四纪土层：

a.粉质粘土-粘质粉土③：褐黄色，很湿，可塑，含少量云母片和氧化铁。

b.细中砂③1：褐黄色，很湿，中密-密实，主要成分为长石、石英。

c.砂质粉土③2：褐黄色，湿，中密，含少量云母片和氧化铁。

d.卵石③3：杂色，很湿-饱和，密实，亚圆形，最大粒径60mm，一般粒径30～50mm，含砂约35%。

e.细粉砂④：褐黄色，饱和，密实，主要成分为长石、石英，含少量圆砾。

f.粉质粘土④1：浅灰色，很湿，可塑，含少量云母片和氧化铁。

g.卵石-圆砾④三、本工程施工难点及应对措施3.1据老龙口排洪沟截污管道工程设计图纸、岩土工程勘察报告、施工区域现况条件及本工程施工特点综合分析，施工作业难点有：—~8m），且树木移植数量大（左岸老河道桥东侧及右岸老河道桥南侧树木须全部移植），59号井位置工作坑开挖还需破拆部分沥青路面。等井处工作坑开挖出的土方需全部外运。3.2、针对以上问题所采取的应对措施凡不满足1:1放坡条件的基坑边坡支护采取在除沟道一侧外的其他三侧边坡上打入土钉铺设钢筋网片喷射80mm厚C20混凝土进行护坡；沟槽开挖明敷设段，采取沟壁两侧纵横贴靠双层脚手板利用钢管临时支撑的方法确保施工安全；针对41～43号检查井处河堤上全部树木和58～59号检查井处三角地全部树木移植问题以及58号检查井处沥青路面破拆问题，提前向有关部门提出申请，及时办理好相关手续，以免影响工程如期开工。四、主要施工顺序及进度安排4.1施工顺序：根据现场实际情况，首先对穿改建桥涵工程、安河桥北地铁站、石拱桥及临近建筑物且只能采取拉管施工的区域进行拉管施工，然后进行非拉管施工区域的沟槽开挖及降排水；拉管工程施工首先从下游挖深较深施工难度较大的43号井及59号井处开始，移栽树木、破除路面，（左岸老河道桥东侧基坑开挖前，应先统一降土2~3m）然后再进行拉管工作坑的开挖。完成后，再依次向上游方向延伸。左岸截污管道0+426～0+648段管沟开挖前先进行地下降水施工，待地下水位降至坑底标高以下500mm后再进行基坑土方开挖。基坑边坡采取1:1.0系数进行放坡，打入土钉铺设钢筋网片喷射混凝土护坡。基坑（槽）采用机械开挖土方。基坑土方分层开挖，且应先撑后挖。机械开挖至离设计坑底标高约200mm，然后人工清理至坑（槽）底标高。对43号井和59号井处原有污水检查井，由于拉管工作坑开挖后无法确保其稳定，为保证施工安全，在工作坑开挖同时将其拆除。工作坑深度根据拉管流水面高程确定。为保证工作坑干燥和扩孔施工,在工作坑一侧设泥浆沉淀池,并在池底设泥浆泵，随时将多余泥浆抽出基坑外运。4.2工期计划：拉管施工每个工作坑单向拉管工期不超过5天；双向拉管施工工期不超过10天，土方开挖施工工期每工作坑不超过2天，检查井基坑不超过1天。截污工程总工期为60天（见施工进度计划）。五、施工准备：本工程基坑数量较多且深度较深，在进行土方施工前，必须作好各项准备工作。5.1、根据提供的地质、水文资料，详细了解场地的地层、构造、岩土性质、不良地质现象及地下水等情况。因基坑开挖深度有地下水，0+426～0+648段开挖前需要先进行井管降水施工。待地下水位降至基坑底标高500mm以下时，方可进行基坑、沟槽的施工。5.2、进行现场踏勘，仔细阅读物探图纸，了解邻近建筑物、道路、地下管线状况；5.3、清理地上堆积物；5.4、编制专项施工方案及作业指导书，加强对作业工人的技术交底，安全交底及培训；5.5、监测工作进场。基坑开挖及使用过程中加强对基坑、临近桥涵、道路、建筑物进行全过程跟踪检测，确保施工安全。5.6、测量人员做好技术准备。全程跟踪确保控制好标高。5.7、准备好密布网。因为春季较干燥，挖出的土方遇风容易扬尘；当有大风时，要及时进行覆盖。5.8、准备好薄膜;在基坑开挖过程中，如遇大雨天气，则用薄膜对基坑边坡进行人工覆盖。做好雨季施工的各项预防措施。5.9、准备足够的污水泵及排水管，坑渗水或雨水较多时，随时抽排出坑外。六、基坑开挖设计、支护施工及安全注意事项6.1基坑开挖设计总体思路本项目根据场地工程地质条件设现场作业环境，按照技术可行，经济合理的原则，确定在部分地段实行明挖施工，明挖施工区域为除采用PE-De300拉管地段外的所有管道沟槽、检查井基坑，部分地段采取拉管施工，拉管工区域为穿改建桥涵工程（北侧W32#～W33#检查井,南侧W51#～W52#检查井）、安河桥北地铁站（北侧W30#～W31#检查井，南侧W49#～W50#检查井）、石拱桥（北侧W40#～W41#检查井）和河道右岸部分临近建筑物地段。拉管施工前需在拉管作业的前端和尾端开挖工作坑。明挖施工挖掘深度为6m，按照1:1放坡支护，拉管作业基坑底面为7m*7m,开挖深度分别为6.5m和7.0m按照1:1自然放坡支护。（1）《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)（2）《建筑基坑支护技术规程》(DB11/489-2007)（3）《建筑边坡工程技术规》(GB50330-2013)（4）《建筑基坑工程监测技术规》(GB50497-2009)（5）本项目岩土工程勘察报告（6）本项目管网施工图明挖施工深度为6m，按照1:1放坡支护，计算过程如下:----------------------------------------------------------------------[支护方案]----------------------------------------------------------------------天然放坡支护----------------------------------------------------------------------[基本信息]----------------------------------------------------------------------规与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012基坑等级三级基坑侧壁重要性系数γ00.90基坑深度H(m)6.000放坡级数1超载个数0----------------------------------------------------------------------[放坡信息]----------------------------------------------------------------------坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0006.0001.000----------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数4坑加固土否侧降水最终深度(m)7.000外侧水位深度(m)7.000----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力摩擦角与锚固体摩粘聚力摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)1杂填土1.2018.0---5.0010.0030.0------2素填土0.5019.0---5.0015.0030.0------3粉土3.0019.5---18.0016.0090.0------4粘性土7.2020.08.015.0015.0055.010.0010.00----------------------------------------------------------------------[设计结果]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[整体稳定验算]----------------------------------------------------------------------天然放坡计算条件:计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度:0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长:5.00m条分法中的土条宽度:0.40m天然放坡计算结果:道号整体稳定半径圆心坐标圆心坐标安全系数R(m)Xc(m)Yc(m)11.8222.3154.7717.11521.5104.3563.8288.63031.5425.8112.5706.97141.2718.8460.6178.8246.5m深基坑计算----------------------------------------------------------------------[支护方案]----------------------------------------------------------------------天然放坡支护----------------------------------------------------------------------[基本信息]----------------------------------------------------------------------规与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012基坑等级三级基坑侧壁重要性系数γ00.90基坑深度H(m)6.500放坡级数1超载个数0----------------------------------------------------------------------[放坡信息]----------------------------------------------------------------------坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0006.5001.000----------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数6坑加固土否侧降水最终深度(m)7.000外侧水位深度(m)7.000----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力摩擦角与锚固体摩粘聚力摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)1杂填土1.9018.0---5.0010.0030.0------2素填土0.7019.0---5.0015.0030.0------3粉土0.8019.5---18.0016.5090.0------4粘性土1.5020.0---15.0015.0050.0------5粉土1.7019.3---5.0025.0090.0------6细砂24.0020.08.00.0030.0060.010.0010.00----------------------------------------------------------------------[设计结果]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[整体稳定验算]----------------------------------------------------------------------天然放坡计算条件:计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度:0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长:5.00m条分法中的土条宽度:0.40m天然放坡计算结果:道号整体稳定半径圆心坐标圆心坐标安全系数R(m)Xc(m)Yc(m)11.2563.4864.4958.08421.2154.6573.7208.55431.5657.6251.66410.58841.2336.5772.2338.14651.22411.437-1.35511.357(2)7.0m深基坑计算开挖深度7米----------------------------------------------------------------------[支护方案]----------------------------------------------------------------------天然放坡支护----------------------------------------------------------------------[基本信息]----------------------------------------------------------------------规与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012基坑等级三级基坑侧壁重要性系数γ00.90基坑深度H(m)7.000放坡级数1超载个数0----------------------------------------------------------------------[放坡信息]----------------------------------------------------------------------坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0007.0001.000----------------------------------------------------------------------[土层信息]----------------------------------------------------------------------土层数6坑加固土否侧降水最终深度(m)7.000外侧水位深度(m)7.000----------------------------------------------------------------------[土层参数]----------------------------------------------------------------------层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力摩擦角与锚固体摩粘聚力摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)1杂填土1.9018.0---5.0010.0030.0------2素填土0.7019.0---5.0015.0030.0------3粉土0.8019.5---18.0016.5090.0------4粘性土1.5020.0---15.0015.0050.0------5粉土1.7019.3---5.0025.0090.0------6细砂24.0020.08.00.0030.0060.010.0010.00----------------------------------------------[设计结果]------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[整体稳定验算]---------------------------------------------------------------------天然放坡计算条件:计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度:0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长:5.00m条分法中的土条宽度:0.40m天然放坡计算结果:道号整体稳定半径圆心坐标圆心坐标安全系数R(m)Xc(m)Yc(m)11.2563.4864.9958.58421.2124.6574.2209.05431.5657.6252.16411.08841.2336.5772.7338.64651.21511.452-1.01411.76461.20611.511-1.63911.3946.2、施工顺序及流程、开挖前对须降水区段先进行井点降水施工，以确保土方开挖不受地下水影响。在施工过程中，采用2台pc330反铲挖土机进行机械开挖，左右岸同时施工。挖土从43号井处工作坑和59号工作坑开始向上游平行开挖，左岸老河道桥东侧41~43号检查井段现有地面距开挖基坑坑底高差约8m左右，为保证施工安全，该段应统一降土2~3m后再进行基坑开挖施工。挖土时应分层开挖，边支护边开挖；提前预留汽车通道，土方全部运至场外弃土场进行消纳。、人员组织：设现场负责人1人，工程技术人员2人，安全员1人，杂工8人，普工16人，基坑支护施工队伍随时跟进。挖土方基本遵循的顺序：从自然标高到设计标高进行两至三次分层开挖，先挖一层，护坡施工人员及时打土钉、绑钢筋网片喷射混凝土进行支护，然后开始下一层的开挖。严禁一次开挖到底再进行支护施工。机械开挖至距设计标高200mm时停止，剩余部分由人工修挖到设计标高，避免扰动原基。如遇局部超挖或扰动，不得回填泥土，可换填最大粒径10-15mm的天然级配砂砾料或最大粒径小于40mm的碎石，并整平夯实。槽底如有坚硬物体必须清除，用砾石回填处理。具体流程为：确定开挖顺序→开挖线放样→第一步土方分层开挖→修整边坡、做护坡→下一层开挖→修整边坡、做护坡→开挖至机械挖土深度→人工最后清理至基坑底6.3、挖土机械器材选用序号机械设备名称型号规格单位数量备注1挖掘机PC330履带式台2挖土方2自卸汽车10吨台12土方外运3全站仪DT-02C台2测量4水准仪NAL132台2测量5钢卷尺100米把2测量6钢卷尺50米把2测量7钢卷尺5米把若干测量（器材以满足现场实际需求为准）6.4、基坑开挖方法先撒上口边灰线，经业主现场核验灰线后方可开始开挖。土方开挖采用1：1.0放坡开挖。凡不满足1;1放坡条件的基坑均须进行边坡支护。挖土从上而下分层分段依次进行，在挖方边坡上如发现有滑坡等土体，向挖方一侧滑移和软弱夹层、裂隙时，及时清除和采取相应措施，以防上塌方与下滑。在机械挖出坡面后，要求人工及时修整边坡。基坑支护紧随土方开挖进行。根据基坑监测提供的数据确定开挖深度，严禁出现超挖现象。基坑的土方完成后进行人工清底，及时进行下一工序的施工。，对43号、59号检查井工作坑中原有污水检查井同时进行拆除，拆除过程中应保护好原有污水管道不受损坏。尽可能增加开挖工作面和运输路线，充分利用和保持装运地势差，加快装车速度。基坑挖土深度不得超过设计基底标高，如个别地方超挖、应用砂、碎石填补夯实；对软弱地基，经勘探、设计、业主同意后，可采取换填土层或加强垫层等办法。土方工程不宜在雨天进行。在雨季施工时，工作面不宜过大，应逐段、逐片地完成，并应制订切实可行的安全技术措施。坑渗水或雨水较多时，随时利用污水泵将水抽排出坑外。挖土在基底标高以上保留20cm左右有人工挖平清底。6.5、基坑支护施工方法本工程拉管施工工作坑及污水检查井基坑不满足放坡条件时除沟道一侧外均进行边坡边坡喷锚支护，第一排土钉长3mΦ16mm钢筋；二、三排土钉长6mΦ16mm钢筋。第四排土钉长3mΦ16mm，间距均为1.5m，每排之间呈梅花形布置。边坡喷砼，砼强度等级C20，厚度8cm，网筋采用直径6.5圆钢，编网网眼250mm*250mm，边坡上边沿地表硬化宽1m，砼厚度10cm，砼强度等级C20，与边坡喷层相接施工工序

首层开挖→修整边坡→打入土钉→绑扎钢筋网片→喷射砼面层→下层开挖→重复支护工序至基坑完成①修整边坡：要求定点、挂线，按线进行修整，确保边坡平整。②绑扎钢筋网片：网片钢筋采用Φ6.5250mm×250mm；网筋搭接为绑扎，搭接35d；与土钉进行焊接连接；

③土钉制作：土钉主筋采用Φ16III级螺纹钢筋。上下两层长度为3.0m，中间层为5m，特殊地段根据地质情况土钉长度可调整。

④ 喷射砼护面层：

钢筋网片和锚杆头焊接好以后,立即进行喷砼作业。为了加快施工速度，砼中加早强剂。喷射时，喷枪距作业面控制在前1~1.5m距离，水灰比、所用材料必须符合设计要求。喷射砼的程序是：砼喷射机将水泥砂石料、添加剂均匀通过管路，用风压机送到作业面。在作业面的枪头处通过风压在向外喷射时均匀的混合在一起，喷至作业面。每次喷射高度约1.5m，自下网上喷射。砼喷射总厚度为80mm，分两次喷射，第一次喷射厚度40㎜，再进行第二次喷射，直至完成。6.6基坑开挖及使用过程中应安排专人进行监测、巡视。水平位移监测1）、基准点及监测点布置本项目基坑顶部水平位移监测点布设在基坑侧壁顶端，每侧至少两个观测点。水平位移监测基准点应埋设在基坑开挖3倍距离以外不受施工影响的稳定区域，或利用已有稳定的施工控制点，不应埋设在低洼积水、湿陷、冻胀、胀缩等影响围；测点埋设完毕后，应进行必要的保护、防锈处理，并作明显标记。2）、观测注意事项如下：（1）对使用的测量仪器应在项目开始前和结束后进行检验，项目进行中也应定期进行检验，尤其是照准部水准管及电子气泡补偿的检验与校正；（2）观测应固定人员、固定仪器、固定测站、固定时段；（3）仪器、觇牌应安置稳固严格对中整平；（4）在目标成像清晰稳定的条件下进行观测；（5）仪器温度与外界温度一致时才能开始观测；（6）应尽量避免受外界干扰影响观测精度，严格按精度要求控制各项限差。基坑现场安全巡视容1）开挖面地层情况；2）地下水控制情况；3）围护结构体系有无裂缝、渗水、扭曲变形；4）基坑周边堆载情况等，并留存影像资料及文字描述。5）地面裂缝、地面沉陷、隆起等情况，并留存影像资料及文字描述。6.6.3现场巡视频率及周期本工程现场巡视频率如下表所示现场巡视频率表表5-4序号巡视项目巡视频率1周边环境开挖期间按照一天一次的巡视频率进行巡视，其余时间根据变形及巡视情况而定2施工工况注：当巡视目标达到警戒标准或场地条件变化较大时，应加密巡视。报警值基坑及支护结构及周边环境监测报警值表表5-5监测项目监测仪器监测精度报警值坡顶水平位移全站仪2＂，2mm+2ppm15mm\d坡顶水平位移水准仪＜0.3mm15mm\d当出现下列情况之一时，必须立即进行危险报警，并应对基坑支护结构和周边环境中的保护对象采取应急措施。1）监测数据达到监测报警值的累计值。2）基坑支护结构或周边土体的位移值突然明显增大或基坑出现流沙、管涌、隆起、陷落或较严重的渗漏等。3）周边地面出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝。4）根据当地工程经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。七、回填土施工及质量保证措施7.1、填筑施工必须根据设计断面分层填筑，其分层最大厚度不得大于30cm，用蛙式或立式夯机夯填，排污管两侧必须采取立式打夯机进行夯实。7.2、施工中的填筑宽度应大于该层的设计宽度，压实度不小于设计要求，7.3、基坑、沟槽回填时，应从低处开始回填，不同种类的土必须分段分层填筑，不应混杂。7.4、若填方分几个作业段施工，两层不在同一时间施工时，则先填段按1:1坡度的分层填筑台阶；在两个时段同时填筑，则分层应互相交衔接，其搭接宽度不小于1m。7.5、填筑基础地下水位较高或湿软地区，应设隔离层。透水隔离层有砂料、土工织物等；不透水隔离层有土工膜等。7.6、科学合理安排施工计划，要集中机具、人力分段突出，本着完成一段再开