草场门站主体深基坑开挖、支护及降水工程安全专项施工方案

草场门站主体深基坑开挖、支护及降水工程安全专项施工方案一、工程概况1.1工程简介1.1.1工程地理位置草场门站位于虎踞北路与北京西路路口，沿虎踞北路呈南北向布设，车站南端头为清～草区间盾构始发井，北端头为草～古区间盾构接收井。车站起讫里程为CK15+924.603～CK16+210.736，总长281.0m，标准段外包宽21.7m，顶板覆土厚度约4.0m，标准段底板底埋深21.19m。本站为地下两层岛式站台车站，与四号线草场门站为“T”字换乘，共设置3个出入口2组风亭。车站设计一联络线与已建4号线相连，采用暗挖法施工。.1.2工程设计概况车站起讫里程为CK15+924.603～CK16+210.736，总长281.0m，标准段外包宽21.7m，顶板覆土厚度约4.0m，标准段底板底埋深21.19m，小里程端头井埋深21.96m，大里程端头井埋深22.33m，车站围护结构采用φ1200@1400钻孔灌注桩+内支撑的形式，车站主要结构信息如下表所示：表1.1.2草场门站结构特征一览表序号项目名称工程概况1地理位置虎踞北路与北京西路路口，沿虎踞北路南北向布置2结构形式双柱三跨箱型框架结构3施工工法明挖顺做（局部盖挖顺做）4主体围护南基坑主体围护主要采用φ1200@1400钻孔灌注桩+φ850的旋喷桩止水帷幕北基坑主体围护主要采用φ1200@1400钻孔灌注桩+φ600的旋喷桩桩间止水5基坑轮廓尺寸车站总长281.00m，标准段宽21.7m，基坑深度约21.19m6立柱桩桩径Ф1000mm，长度为坑底以下8-15米7支护形式基坑竖向设置五道支撑（第一道为砼支撑，第二、四、五道为Ф609x16钢支撑，第三道为Ф800x20钢支撑，南基坑钢支撑均设置伺服系统）8设计土方量土石方合计130823方，其中土方108339方，石方22484方9其它基坑上部局部设钢筋砼路面临时栈桥板。1.1.3危大工程概况草场门站总长281.0m，标准段基坑开挖深度21.19m，端头井基坑开挖深度21.96米，开挖深度超过5米，因此草场门站深基坑工程属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。1.2自然条件情况1.2.1周边建筑物情况草场门站周边建筑物统计情况如下表所示，周边建筑物情况如图1.2.1-1所示：表1.2.1-1车站周边重要构筑物统计表站点名称层数基础型式/运营状态与基坑距离风险等级草场门站南京艺术学院办公楼2#1～5层，无地下室条形基础。11.08mⅡ级南京艺术学院办公楼3#1～5层，无地下室条形基础。12.27mⅡ级南艺45号公寓13层框剪结构，下部1层地下室。地下室顶标高为-4.85，桩基础,人工挖孔桩直径1.2m，桩长27.0～51.0米。6.1mⅡ级4号线草场门站地下三层车站。已建成，开通运营。与本站T字换乘I级北京西路77号建筑（二师办公楼）2-4层砖混结构，无地下室条形基础，埋深2.45m。与车站基坑距离43.4mⅡ级草场门市政隧道单层框架结构，埋深约5~9m已运营通车。与车站平行敷设，最小间距约为2.7mI级1.2.2工程范围地下管线情况本站范围内有以下管线：沿北京西路方向有以下管线横跨车站：DN2000污水管，DN700/900给水管，DN2000雨水管，DN600燃气管，DN500燃气管；沿虎踞路方向有以下管线沿车站纵向敷设：DN2000雨水管，DN800/1000雨水管，DN800污水管，DN600污水管，DN400燃气管，DN300/600燃气管，电力电缆10kV，路灯电缆，联合通信电缆孔，车站施工时，所有管线临时迁改至基坑外侧。管线改迁方案统计如下：表1.2.2-1草场门站管线迁改情况统计表管线区域管线名称底埋深（m）处置措施结构位置相对关系备注江苏第二师范学院d2000雨水箱涵4.5永久迁改沿北京西路横穿基坑d800污水2.4~3.1永久迁改联合通讯1.0~1.7临时迁改北京西路DN500燃气管1.8永久迁改沿北京西路横穿基坑虎踞北路DN500燃气管1.8临时迁改沿虎踞北路在基坑上部DN300燃气管0.8-1d600污水管2.4-3.1d1000雨水管2.1-3.1弱电通讯0.5-1.7沿虎踞北路在基坑上强电110kv1.8沿北京西路横穿基坑强电（10kv)1.2.3沿线地面交通情况草场门站位于虎踞北路与北京西路交叉口，沿虎踞北路呈南北向跨模范中路布设，交通流量较大，车辆行驶高峰期间为早晨7：00～9:00，下午17:00～19:00，施工时为保证交通疏解的畅通，须在车站上方设置盖板。1.2.4气象概况项目位于江苏省南京市鼓楼区，线路沿南北方向。南京属亚热带季风气候，雨量充沛，年降水1200毫米，四季分明，年平均温度15.4°C，年极端气温最高39.7°C，最低-13.1°C，年平均降水量1106毫米，根据本地气候及降水情况，5月至9月为雨季。1.2.5工程地质草场门站坑内土层从上而下依次为①-1杂填土层、①-2素填土层、①-3淤泥质填土层、②-1b2-3粉质粘土层、②-2b3-4粉质粘土层、②-3b2-3粉质粘土层、②-3b1-2粉质粘土层、③-4e含卵砾石粉质粘土层、K2p-2强风化泥岩、K2p-3中风化泥岩、J3L-2强风化安山岩、J3L-3中风化安山岩；基坑内浅部主要为杂填土、粉质粘土，车站底板坐落于卵砾石粉质黏土、强风化泥质砂岩和中风化安山岩上，岩层起伏较大。地质剖面图见1.2.5-1所示。1.2.6地下水位情况1.2.6.1地下水类型本车站未见地表水分布，根据地下水赋存条件，本拟建场地地下水类型主要有：孔隙潜水和基岩裂隙水。勘察期间对场地潜水实测其埋深，根据测量结果，场区地下水初见水位埋深1.10-2.80m，平均高程9.18m；稳定水位埋深1.40-6.30m，平均高程8.94m。根据调查，拟建场地地下水主要赋存于填土及新近沉积土层，水位年变化幅度1～2m，场地历史最高地下水位埋深0.5m左右。潜水主要赋存于场地填土层及坳沟范围新近沉积土层中，填土层透水性不均匀，其水量受大气降水影响显著。基岩裂隙水在本场地内主要为碎屑岩类裂隙水。含水层主要由砂质泥岩、泥质砂岩和安山岩组成，浅部以风化裂隙水为主，深部风化裂隙减弱，以构造裂隙水为主。1.2.6.2地下水补给、迳流、排泄条件（一）孔隙潜水：大气降水入渗是其主要补给源，局部接受管线渗漏补给。因区内地势起伏不平，地下水顺其地势由高向低处迳流，但较为滞缓，蒸发及向周边洼地排泄是其主要排泄方式。（二）基岩裂隙水：主要发育于岩层顶部风化裂隙，受上部含水层补给，以迳流排泄为主。1.2.6.3地层渗透性拟建场地层渗透性及渗透系数表格如下所示：表1.2.6-1草场门站地层渗透性表层号土层名称渗透系数（×10-6cm/s）透水性评价①-1杂填土100弱透水①-2素填土10微-弱透水②-1b2-3粉质粘土5微透水②-2b3-4粉质粘土1不透水③-1b1-2粉质粘土2微透水③-3b1-2粉质粘土1不透水③-4e含砾粉质粘土5微透水K2p-1全风化岩10微-弱透水K2p-2强风化岩50弱透水K2p-3-1中风化泥岩、泥质砂岩1不透水K2p-3-1a中风化泥岩、泥质砂岩（破碎）50弱透水J3l-1全风化安山岩10微-弱透水J3l-2强风化安山岩50弱透水J3l-3中风化安山岩20弱透水1.3施工平面布置情况草场门站施工工作面根据地理条件，共分为南北两个区域。南基坑主要为车站1-7轴，施工长度48米，位于南京第二师范学院范围内；北基坑主要为车站8-31轴，施工长度200.9米。场地布置详见附图。1.4技术保证条件在施工前确定基坑开挖范围、深度以及土体开挖顺序，选定开挖设备；按照设计要求、经验累积及现场情况编制施工方案，并对管理及班组人员进行技术交底；在施工中严格按照方案进行施工，随时做好基坑巡检记录，对发现的问题及时处理。开挖过程中按照“纵向分段、竖向分层、平衡对称、先支后挖、先探槽、后开挖”的总体原则进行施工。施工过程中做好施工监测和草场门隧道监测工作，对比分析监测数据，确保基坑开挖过程中安全可靠。1.5施工重难点分析（一）草场门站围护结构距既有草场门隧道结构较近（最近距离约1.7m），施工风险较大，施工过程中减少草场门既有隧道结构的沉降变形是本工程施工的难点之一。施工前详细调查该范围既有草场门隧道现状、实测资料，制定相应施工组织方案及应急预案，报请相关部门审批。同时建模分析在各阶段施工过程中，草场门隧道的变形情况，针对不同的工况，制定针对性的措施，控制草场门隧道沉降与变形。安排有资质的监测队伍，制定草场门隧道监测措施，施工过程中加强对隧道情况进行监测，及时反馈数据。与草场门站隧道相邻的围护桩采用跳桩施工，施工过程中控制好成孔质量，混凝土浇筑完成后及时分析充盈系数，出现较大偏差及时分析原因，制定措施。同时制定科学的应急预案，若出现较大沉降与变形，应及时进行注浆加固，确保既有草场门隧道安全可控。（二）草场门站与既有四号线车站十字换乘，施工风险较大，是本工程施工的难点。施工前详细调查车站施工范围既有4号线车站的现状、实测资料，制定相应地铁保护方案及应急预案，报请相关部门审批。施工过程中做好基坑降水与开挖，确保四号线两侧均匀卸载，开挖过程中严格按照方案要求进行施工，同时加强对接口处检查，及时处理桩间渗漏，同时在施工过程中，对既有4号线地铁进行监测，及时反馈监测数据，保证既有4号线地铁的运营安全。（三）草场门站主体深基坑周边环境复杂，存在多种管线及建筑物，施工过程中采取有效措施控制管线与周边建筑物沉降是本工程难点之一。施工前详细调查周边建筑物的初始情况，设置观测点，采集初始数据。施工过程中按方案要求控制基坑开挖与降水，特别是注意基坑软弱层土体的开挖控制，做好桩间止水，加强对既有管线及建筑的沉降观测。制定有效的应急预案，出现异常情况采取有效措施控制沉降。二、编制依据（一）危大工程有关的细则、办法、规定；1.《关于印发起重机械、基坑工程等五项危险性较大的分部分项工程施工安全要点的通知》（建安办函〔2017〕12号）；2.《关于进一步加强危险性较大的分部分项工程安全管理的通知》（建办质〔2017〕39号）；3.《住房城乡建设部关于印发大型工程技术风险控制要点的通知》（建质函〔2018〕28号）；4.《住房城乡建设部办公厅关于加强城市轨道交通工程关键节点风险管控的通知》（建办质〔2017〕68号）；5.《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的通知（建办质〔2018〕31号）；6.《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住建部令第37号）；7.江苏省房屋建筑和市政基础设施工程危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则（2019版）；8.关于下发《南京地铁工程建设关键节点施工前条件核查管理规定》的通知（宁地建字〔2020〕40号）；9.《中国中铁防惯性事故强化技术及管理交底刚性要求（修订版）》（[2020]70号）（二）规范及文件：1.《地下铁道工程施工及验收规范》（GB/T50299-2018）；2.《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）；3.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；4.《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）；5.《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46－2005）；6.《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)；7.《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2012）；8.《建筑基坑工程监测技术标准》（GB50497-2019）；9.《工程测量规范》（GB50026-2007）；11.《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；12.《建筑地基基础工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）；13.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；14.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；16.《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ111-2016）；17.《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）；18.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）2015年版；19.《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）；20.《城市轨道交通工程测量规范》（GB/T50308-2017）；21.《混凝土结构工程施工规范》（GB50666-2011）；22.《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2016）；23.《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）24.《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）25.《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）（三）南京轨道交通工程建设《质量、安全管理办法汇编》：1.南京轨道交通工程建设质量安全控制大纲2.南京轨道交通工程建设关键节点验收规定（2020年版）3.南京轨道交通工程建设质量检查管理办法4.南京轨道交通工程建设质量验收管理办法5.南京轨道交通工程建设安全生产管理办法（四）南京地铁7号线D7-TA02标土建八工区设计文件及现有的施工图纸；（五）本工程地质勘察报告；（六）本工程《草场门站周边环境调查报告》；（七）本工程施工组织设计；三、危险源分析及预防控制措施本工程主要的危险源为基坑开挖过程中基坑本身的变形情况、基坑周建筑物管线的变形情况以及施工过程中可能发生的常规风险，主要可能发生的事故为四号线草场门站发生较大沉降、既有草场门隧道发生沉降变形、迁改后雨水箱涵的沉降渗水、周边建筑物及管线的沉降变形与开裂、基坑边坡失稳、高处坠落、触电、机械伤害等，本工程的危险源分析及预防措施见下表：表3-1草场门站基坑开挖危险分析表序号名称级别产生原因预防措施1既有四号线结构变形，行车影响重大危险源既有四号与本站十字换乘，与主体基坑最近约2米1.详细调查该范围既有4号线车站的现状、实测资料，制定相应地铁保护方案及应急预案，报请相关部门审批。2.南北基坑同时进行降水与开挖，基坑开挖时保证既有4号线地铁的运营安全。3.基坑开挖过程中，加强对接口处进行检查，发现渗漏及时处理。4.采用绳锯切割的方式对既有四号线结构进行破除，破除过程中安排专人进行巡查，确保四号线安全可控。5.在施工过程中，对既有4号线地铁进行监测，及时反馈监测数据。2既有草场门隧道结构变形重大危险源距既有草场门隧道结构较近（最近距离约1.7m），施工风险较大，在草场门站围护结构及土方开挖施工过程中，产生的振动易使既有隧道结构发生较大的沉降与变形1.详细调查该范围既有草场门隧道现状、实测资料，制定相应施工组织方案及应急预案，报请相关部门审批。2.建模分析在各阶段施工过程中，草场门隧道的变形情况，针对不同的工况，制定针对性的措施，控制草场门隧道沉降与变形。3.制定草场门隧道监测措施，施工过程中加强对隧道情况进行监测，及时反馈数据。4.与草场门站隧道相邻的围护桩采用跳桩施工，施工过程中控制好成孔质量，混凝土浇筑完成后及时分析充盈系数，出现较大偏差及时分析原因，制定措施。5.制定科学的应急预案，若出现较大沉降与变形，应及时进行注浆加固。3迁改后雨水箱涵沉降变形重大危险源迁改后雨水箱涵距离基坑约15米，基坑施工过程中易使雨水箱涵发生沉降，产生渗漏情况1.雨水箱涵施工过程中加强施工质量管控，控制好新老管涵接口处施工质量，确保迁改后管涵不产生自身缺陷。控制箱涵回填质量，均匀回填，不使箱涵因回填产生位移。2.基坑各开挖阶段应严格动态控制变形，考虑变形的时空效应，施工期间加强监测，变形监测值的变化速率控制规范及方案要求范围内。3.制定箱涵破损的应急预案，若发生箱涵破损渗漏，应采取有效的措施，控制雨水渗漏，确保基坑周边稳定。4基坑开挖土体失稳重大危险源基坑纵向边坡失稳，出现滑坡、基坑坍塌等情况。1.土方开挖制定土方开挖任务单，挖土遵循“分层、分段、对称、均衡、限时”的原则，控制好每小段的挖土长度和深度，随挖随撑，最大程度地减少无支撑暴露时间。2.支撑安装与土方开挖做到紧密配合，遵循“先撑后挖”的原则，上层土方开挖完成后立即安装下层支撑，施加预应力。3.开挖过程中严格控制坡比，坡比不大于1：1，尽可能加大平台长度，防止放坡过长、过高；土方挖至坑底时，严格控制其超挖量，局部超挖部分采用垫层混凝土进行回填，不许用基坑土回填，并及时施工砼垫层，封闭坑底。4.基坑放坡处降水至设计要求，坡顶土方及时清理，严禁堆载，并在坡顶或坡面增设监测点；应在平台和坡脚设置积水坑，及时抽排，严禁冲刷纵坡流入基坑；5.纵坡长时间放置时，要采取加固、排水或覆盖等保护措施；暴雨来临之前所有纵坡应铺设塑料膜防止暴雨冲刷。5围护结构发生渗漏重大危险源围护结构垂直度超标、接缝错裂、夹泥。1.选择成孔效率高、性能优良、精度高、纠偏能力强的旋挖钻机。2.选用优质钠基膨润土制备泥浆，改良泥浆分离设备，确保泥浆指标。3.减少施工机械产生的地面超载；在砂层中，控制进尺，避免空转而扰动孔壁。4.在旋喷桩施工过程中严格控制咬合质量，确保旋喷桩的止水功能。6管线沉降破坏一般危险源施工过程中对管线破坏，基坑施工造成管线沉降破坏。1.施工时将影响管线迁改至影响范围外。2.采取控制基坑变形，基坑施工过程中加强监控量测。3.施工前必须对作业人员及管理人员进行管线交底，确定现场管线所在位置，迁改后的管线区域应采取警示标志。4.施工前制定施工风险预案、建立应急抢险机制，监测数据出现报警时及时分析原因、进行处理.5.基坑各开挖阶段应严格动态控制变形，考虑变形的时空效应，施工期间加强监测，变形监测值的变化速率控制规范及方案要求范围内。7周边建筑物沉降、开裂与变形一般危险源基坑施工过程中造成周边建筑物发生沉降、开裂与变形。1.采取控制基坑变形，基坑施工过程中加强监控量测；2.基坑开挖应遵循“纵向分段、竖向分层、平衡对称、先支后挖、先探槽、后开挖”的总体原则进行施工。3.基坑开挖前做好降水措施，施工过程中加强监测，开挖后及时施工主体结构，减少基坑暴露时间。4.加强对周边建筑物的监测，施工过程中对周边建筑物的监测数据进行分析，制定合理应急预案，必要情况进行注浆加固处理。5.加强坑内外水位的监测，坑外设置水位观测与回灌井，坑内设置疏干井，避免因为水位下降导致地面与建筑物发生沉降。8触电一般危险源带电设备或电缆线老化、破皮，使用不合格的电动工具，用电设备或电缆线路未安装或安装不合格的漏电保护装置，电缆随便拖地导致电缆破皮，电器设备、电路维修、停送电、电焊工作业等不规范用电。加强现场用电管理，现场所用电箱必须使用贴有“CCC”认证标志的电箱，接地装置完好；所有用电设备必须“一机、一闸、一箱、一漏电保护”，电缆满足三相五线制要求，单相用电设备电缆必须为三芯电缆，电缆粗细必须满足用电设备功率和绝缘性要求，且用电设备必须有可靠有效的接地装置做到防患与未然。用电设备维修必须关闭对应配电箱，并且在维修过程悬挂“禁止合闸有人检修”警示牌。照明线路与动力线路分开设置；钻机雷雨季节施工时安装避雷装置。9物体打击一般危险源施工现场未严格按照高空作业的有关规定进行施工，因员工的一时疏忽或其他非常情况，造成现场发生物体打击事故1.做好三宝四口五临边防护2.专人指挥吊装作业，在高处修理机械设备或起重吊装重物时，下面严禁站有人工作、停留和通过，地面人员必须站在安全距离以外；3.物件起吊须拉溜绳，速度要均匀，禁止突然制动和改变方向，平移应高出障碍物0.5m以上，下落时低速轻放，防止倾倒；4.禁止高处抛物，工具物料放置牢固；5.设置“四口五临边”的安全防护设施，包括护身栏杆，脚手架，洞口盖板和加筋，防护棚，防护网，坡道等。10机械伤害一般危险源机械设备外露转动（运动）部位未安装防护装置或防护装置损坏，未对机械设备进行维修与保养，作业人员未按照规定穿戴好劳动防护用品1.各种机械要有专人负责维修，保养，并经常对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害的发生；2.遵守规程、正确操作：施工中操作人员严格遵守各种工艺施工安全操作规程，手持工具应正确操作，做到“三不伤害”；3.作业人员正确佩戴劳动防护用品。4.各种机械设备视其工作性质，性能的不同搭设防尘，防雨，防砸，防噪音工棚等装置，机械设备附近设标志牌，规则牌和详细的安全操作要点。11高处坠落一般危险源作业人员未系安全带，防护栏杆，扶手等设施缺乏或有缺陷1.选用证照齐全合格的安全帽、安全带，并做到正确佩戴；2.在≥2m高处作业时必须系好安全带，戴好安全帽，安全带使用应垂直悬挂，高挂低用，并要求做到挂点牢固可靠；3.准高空作业或1.5-2m高物体上行走应采取有效的安全防护措施，以防作业人员坠落滑倒受伤；4.上下走道安装高度不低于1.5m的二道防护栏杆；5.严禁作业人员在各种操作平台上休息。四、施工计划4.1施工进度计划草场门站位于虎踞北路与北京西路路口，沿虎踞北路呈南北向布设，车站南端头为清～草区间盾构始发井，北端头为草～古区间盾构接收井。车站采用明挖法（局部盖挖）法施工，虎踞北路及北京西路均设置盖板，确保车道数量满足原道路需求，交通疏解采用占半幅还半幅的方式，施工步骤与交通疏解有机结合。围护结构施工按照交通疏解共分5期进行施工，土方开挖分为南北两个基坑进行开挖施工。草场门站主要节点工期安排如下所示：（一）围护结构：1.二师区域：2021年8月23日至2022年2月2日，共计157天。2.南艺区域：2021年7月28日至2022年3月26日，共计242天。（二）土方开挖：1.二师区域：2022年2月21日至2022年5月21日，共计90天。（共2.4万方）2.南艺区域：2022年4月1日至2022年9月27日，共计180天。（共10.7万方）草场门站施工工期横道图如下图所示：4.2机械配置计划草场门站围护结构主要采用旋挖钻施工，钢支撑架设主要采用50t汽车吊。草场门站土石方开挖主要分为南北两个基坑进行开挖，南基坑投入一个工作面，北基坑投入两个工作面，每个工作面拟投入6台挖掘机、1台