钢支撑及土方开挖施工方案

上海轨道交通7号线工程1B标

南陈路站土方开挖及钢支撑工程补充方案编制审核批准中铁三局集团有限公司上海轨道交通7号线1B标土建工程项目部2006年11月12日目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"工程概况 1工程概述 1\o"CurrentDocument"地质条件简述 1\o"CurrentDocument"挖土工程 1\o"CurrentDocument"挖土施工准备 12.1.1技术准备 2\o"CurrentDocument"开挖施工准备 2机械、劳务准备 22.1.4降水准备 2\o"CurrentDocument"施工方法 2施工技术措施 3挖土施工要点 3时空效应和信息化施工 4\o"CurrentDocument"挖土质量施工管理 4\o"CurrentDocument"钢支撑工程 5\o"CurrentDocument"混凝土角撑 5\o"CurrentDocument"钢支撑施工 5施工准备 5施工方法 5钢支撑安装质量标准 8支撑施工质量管理 8\o"CurrentDocument"支撑拆除 9\o"CurrentDocument"施工进度计划 9\o"CurrentDocument"挖土进度计划 9钢支撑进度计划 10施工进度计划 10工期保证措施 10\o"CurrentDocument"施工机械、材料 11\o"CurrentDocument"挖土机械配备 11\o"CurrentDocument"钢支撑机械配备 11安全保证措施 12\o"CurrentDocument"挖土施工安全保证措施 12\o"CurrentDocument"钢支撑工程安全保证措施 126.2.1用电安全 12施工安全 13运输安全 136.2.4设备操作安全 136.2.5防火要求 14\o"CurrentDocument"应急预案 14文明施工保证措施 15\o"CurrentDocument"附图 15南陈路站土方开挖及钢支撑工程补充方案工程概况1.1工程概述南陈路站位于锦秋路北侧，南陈路东侧经纬城市绿洲家园规划用地中，场地现为1~2层民房。车站为地下二层岛式车站，站台宽8m,车站净长186.0m，净宽15.6~26.3m。基坑围护结构设计采用地下连续墙，其中端头井为800mm厚地下连续墙，坑内设置五道609钢管支撑支护；标准段为600mm厚地下连续墙，坑内设置四道609钢管支撑支护。基坑安全等级为二级，围护最大水平位移W3.0%oH，坑外地表最大沉降W2.0%oH。支撑安拆工程量如下：1、巾609钢管支撑 1300T2、钢垫箱 45T西端头井挖土的施工范围为16.3m*27.5m,挖深近16m，总计土方量约为7100方,为明挖顺作法施工。本补充方案根据《设计修改补充通知单103.JG第001号》对原南陈路站土方开挖及钢支撑方案进行补充。1.2地质条件简述根据工程地质勘察资料，拟建场地的地基土在55m范围内均为第四纪松散沉积物,属第四系滨海平原地基土沉积层,主要由饱和粘性土、粉性土以及砂土组成,一般具有成层分布特点。场地内土层分布从上到下依次为：第①1层为杂填土、第①2层为浜填土、第②层为粉质粘土层、第③层为淤泥质粉质粘土层、第③2层为粘质粉土层、第④层为淤泥质粘土层、第⑤1-1层为灰色粘土层、第⑥层为粉质粘土层、第⑦-1层为砂质粉土层、第⑦1-2层为粉砂层。挖土工程2.1挖土施工准备基坑开挖前,做好监测点初始值的测定和深井降水的工作等前期准备工作。检查施工机械进出场道路是否畅通和场地排水系统是否贯通,为土方施工提供条件。'2.1.1技术准备组织施工人员熟悉图纸及国家、上海市有关规范、标准和规程，特别是该基坑的围护设计方案和地质勘察资料，弄清地下有否障碍物、管线或其他设施。2.1.2开挖施工准备应实地勘察周边环境，清除地面上障碍物；办理好夜间施工和交通运输等所有手续；落实土方堆放地点。2.1.3机械、劳务准备根据本工程基坑开挖的规模，配备相应数量的挖机和长臂挖机，及相配套的路基箱、土方运输车，并派有丰富施工经验的司机挖土，司机轮流上班，不间断开挖。2.1.4降水准备土方开挖前应采取必要的降水措施，确保基坑降水满足设计要求。2.2施工方法南陈路车站先行开挖端头井，挖土的施工范围为16.3m*27.5m,挖深近16m,总计土方量约为7100方，为明挖顺作法施工。挖土及支撑施工分施工段流水作业。每一流水段开挖时，分层分小段施工，并限定每小段的土方开挖和支撑安装完成的时间。考虑施工安全及工序的搭接,挖土总体上安排一个开挖面，由A至H轴方向分层开挖，基坑平面上大致可分为两端斜支撑区域和中间对撑区域,在中间对撑区域又按照挖土长度和支撑的布置分为二块,按照6米一段的开挖段来划分。对第一层开挖面基坑分为1-a至1-f六个开挖分区，二层以下土方由支撑间隔空间处先行开挖操作面,共分为6个挖土分区。总的挖土流程为,先开挖第一层土方至第一道钢支撑底100mm（挖土标高为3.800m），待第一层开挖以及支撑完毕，二、三、四、五及以下土层，由中间开始开挖，放坡开挖中间四道直撑部分，中间的四道直撑支撑完毕后再开挖斜撑部分。工况顺序如下：1） 土方首先由中间开始向南北两侧开挖表层土，开挖深度为第一道钢支撑底（开挖标高为3.800m）,按1：2进行放坡开挖；2） 待第一道钢支撑施工完毕后，采用小机在坑内配合，两边用长臂在坑边挖第二层土，开挖顺序为从中间向两边挖土，先放坡开挖出中间四道直撑部分的土，支撑好四道直撑后，开始开挖南北两侧斜撑部分的土，开挖到位后同时浇筑角撑混凝土，第二层土的开挖标高为0.100m；3） 第三、四层土方开挖同第二层；第三层土的开挖标高为-3.6m,第四层土的开挖标高为-6.7m；4） 全部完成第四层开挖后进行第五层土体的开挖,深度为第五道支撑底下100mm（开挖标高为-9.400m）,至第五道支撑底面开挖深度已达到13.70米左右，至基坑底板最下层土开挖标高至-11.201米（预留200为人工扌千土），开挖深度近15.60米多，第五层及最下层土采用16.5m的长臂挖机，坑内小机配合。开挖的顺序为先开挖中间直撑部分，后开挖两侧斜撑部分。考虑本基坑最深开挖深度为16m左右，基坑开挖过程中，在每个开挖段每开挖层中，分成小段开挖。第二、三、四及五层开挖中，每小段开挖长度不大于6m,在16小时内完成开挖，在8小时内完成完成支撑，在施工过程中协调好相关支撑单位的安装时间，不得超挖。2.3施工技术措施2.3.1挖土施工要点1） 挖土原则是先撑后挖,先降水后挖土（一般降水至挖土面下约1米处）,不能超挖,严格按时空效应理论,并须结合环境的监测信息资料,进行挖土,以确保明挖土的顺利进行；2） 挖至基底标高,立即进行混凝土垫层的跟进施工。不得超挖标高,当挖近基底时,留200人工清土,如有超深不得填土,只能回填碎石。如监测有异常情况须立即停挖,协助采取紧急措施进行补救；3） 保持边坡稳定的措施；分层分段开挖土,采用1：2放坡,控制坡度,防止出现滑坡等现象；4） 由于第一道撑以下土方无法采用大型挖掘机械进行开挖,且与支撑交叉施工，故采用坑内小机配合两侧的长臂开挖的挖土方法，第五及最下层土用克令吊进行挖除。挖土过程中对操作面在基坑两侧设置排水沟和集水井，以应付雨季产生的大量积水，并在集水井处安放抽水设备。2.3.2时空效应和信息化施工深基坑施工加强监测工作可以可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力而达到保护环境的目的，在保护基坑安全的同时保护周边环境安全。在深基坑开挖施工中，要保护基坑和周围环境的安全，必须密切监测下列内容：①墙体的水平位移(测斜)；②土体的分层沉降；③深井降水引起坑内外的水位差；④地表沉降；⑤连续墙墙顶位移；⑥坑底土体回弹；⑦支撑轴力；⑧立柱沉降；⑨建筑物的不均匀沉降和垂直度；⑩地下管线。2.4挖土质量施工管理严禁超挖，用水准仪控制好挖土标高；每道支撑架设完成并施加设计预应力后才能进行下层土挖土施工；挖机挖土施工尽量避免撞击立柱桩和降水井管；深基础施工一定要做到先撑后挖，严禁未撑先挖或支撑强度未到先行开挖；基坑土方收底施工方法机械开挖标高达到离设计高度100~300mm时，必须采用人工开挖，并对坑底标高进行控制。基坑底标高的控制应根据设计院提供的基准点，由测量技术人员将水平高度引测到基坑周边较稳定的结构上，并做好明显的标志。施工技术人员将水准标高引测到近基坑底标高处的周边工程桩上，并作好标记。挖土施工人员根据测量标记采用固定丈量的量具，将坑底土方修理平整。坑底土方开挖若有超深时，必须采用碎石填平，严禁采用松土回填。在基坑内根据要求开挖盲沟，严格控制沟底流水方向。钢支撑工程3.1混凝土角撑挖土到预埋角撑钢板位置，控制挖土的标高，利用挖土面做角撑支模底模支撑。凿除预埋钢板上的素混凝土，露出角撑预埋钢板的位置。按照规范要求焊接、绑扎角撑钢筋。浇筑混凝土，等待混凝土强度达到100％后开挖下一层土。3.2钢支撑施工3.2.1施工准备支撑材料准备根据基坑围护结构图纸尺寸，按照计划用量备足各种长度的①609X16钢支撑管、活络头及钢垫箱；钢垫块、钢楔块、紧固螺栓、铁板等支撑材料，分类堆放在料场。各种材料必须经质量检验合格方可按施工进度分批进场，确保进场支撑材料均达到设计要求和施工进度要求。同时计算好的每道支撑的施加预应力值。根据设计图纸和实地测定的定位桩号在两侧圈梁上用钢尺测量每道支撑的安装位置，经复合无误后用红漆作出标记。支撑材料拼接准备根据土方开挖进度提前在拼装场按支撑编号及设计长度进行拼装备用。施工斜撑前准备好支座(钢垫箱)同时下料准备好钢牛腿料，一旦工作面出来能及时投入安装。3.2.2施工方法3.2.2.支1撑安装顺序第一道钢支撑安装当支撑工作面出来后及时丈量两圈梁间实际距，按照设计安装水平位置和标高在预埋铁上施焊短斜垫箱(斜支撑)；同时调整已拼装好的支撑长度(支撑管两端焊接好倒挂钢牛腿)经复验无误后再用一台50T履带吊架设钢支撑，并及时按设计要求施加预应力。本道支撑每次要求在6小时内安装完毕。2） 第二道支撑安装每段第二层土方开挖结束，立即测量标高，按照设计标高焊接钢牛腿（直支撑）及在预埋铁上施焊长斜垫箱（斜支撑），同时丈量两侧地下连续墙支撑点间的距离，及时调整已拼装好的支撑长度（直支撑需焊接直钢垫箱）。经复验无误后，再由一台50T履带吊车架设钢支撑，并及时按设计要求施加预应力。本道支撑每次要求在8小时内安装完毕。3） 第三、四道支撑安装施工顺序同第二道支撑安装。4） 第五道支撑安装当支撑工作面出来后及时丈量两圈梁间实际距，按照设计安装水平位置和标高在支撑点位置施焊钢牛腿或在预埋铁上施焊短斜垫箱（斜支撑）；同时调整已拼装好的支撑长度，经复验无误后再用一台0T履带吊架设钢支撑，并及时按设计要求施加预应力。本道支撑每次要求在8小时内安装完毕。5） 每道支撑安装完，经监理验收合格后方可进行下一层土方开挖。3.2.2.2斜钢垫箱安装斜钢垫箱与连续墙预埋钢板满焊连接成整体，钢垫箱安装质量要求如下：1） 钢垫箱与预埋钢板满焊连接，焊缝宽度不小于12mm，焊缝厚度不小于6mm；对钢垫箱与预埋钢板间出现的缝隙，应采用钢板塞焊；2） 钢垫箱平面位置及竖向位置误差应控制在2cm以内；3） 钢垫箱垂直度误差应控制在1/1000以内。3.2.2.3预应力施加1） 预应力施加由于支撑较长，起吊时采用二点起吊，并系上防晃绳，做到安全、平稳、精确吊装。钢支撑吊装到位，不要松开吊钩，将活络头子拉出放在牛腿上，再将2台200T液压千斤顶放入活络头子顶压位置，并注意保持千斤顶行走一致。预应力施加到位后在活络头子中锲紧垫块，并固定牢固，然后回油松开千斤顶，解开起吊钢丝绳，完成该根支撑的安装。支撑施加预应力时应考虑到操作时的应力损失，故施加预应力值应比设计轴力增加10%，并对预应力值作好记录备查。端头井每道支撑的施加预应力值见下表：支撑道次轴力部位第道第道第道第四道第五道备注直撑计算轴力（KN/m）288640640850630预加应力（KN/m）140512512680504斜撑计算轴力（KN/m）4038968961190882预加应力（KN/m）1967177179527062）预应力复加支撑应力复加以环境监测数据检查为主，以人工检查为辅，应有专人定期检查。环境监测主要是测量支撑轴力变化，假若轴力值减小，应及时复加预应力。人工检查的目的是控制支撑每一单位控制范围内单根松动的支撑轴力（以榔头敲击无控制点的支撑活络头塞铁，视其松动与否决定是否复加）。复加位置应主要针对正在施加预应力的支撑之上的一道支撑及暴露时间过长的支撑，监测数据支撑轴力低于预应力值的支撑应复加预应力。根据支撑轴力监测数据检查须复加预应力的，复加应力的值应控制在预加应力值的110%之内。3.2.3钢支撑安装质量标准钢支撑安装应确保支撑端头同圈梁或钢围囹均匀接触，并设防止钢支撑移动的构造措施，支撑的安装应符合以下规定：（1）钢支撑轴线竖向偏差：±30mm。（2）钢支撑轴线水平向偏差：±30mm。（3） 钢支撑两端高差：不大于20mm。（4） 支撑的挠曲度：不大于1/1000。（5） 支撑与立柱的偏差：±50mm。3.2.4支撑施工质量管理1） 准备：开挖前需备齐检验合格的带有活络接头的支撑、支撑配件、施加支撑预应力的油泵装置（带有观测预应力值的仪表）等安装支撑所必须的器材。2） 在地面按数量及质量要求配置支撑：地面上有专人负责检查和及时提供开挖面上所需的支撑及其配件，试装配支撑，以保证支撑长度适当，每根支撑弯曲不超过5mm,并保证支撑、土体及接头的承载能力符合设计要求的安全度。严禁出现某一块土方开挖完毕却不能提供合格支撑的现象。3） 安装：钢支撑安装按图纸设计要求,所有支撑拼接必须顺直,每次安装前先抄水平标高,以支撑的轴线拉麻线检验支撑的位置。斜撑支撑轴线要确保与钢牛腿或托架端承水平垂直。4） 准确施加支撑预应力：每道支撑安装后,及时按设计要求施加预应力,预应力施加至设计要求加钢楔顶紧后，方可拆除千斤顶。支撑下方的土在支撑未加预应力前不得开挖。对施加预应力的油泵装置要经常检查，使之运行正常，所量出预应力值准确。每根支撑施加的预应力值要记录。施加预应力时，要及时检查每个接点的连接情况，并做好施加预应力的记录；严禁支撑在施加预应力后由于和预埋件不能均匀接触而导致偏心受压；在支撑受力后，必须严格检查并杜绝因支撑和受压面不垂直而发生徐变，从而导致基坑挡墙水平位移持续增大乃至支撑失稳等现象发生。所有的焊缝必须满焊，焊缝高度不得小于8mm，焊缝表面要求焊波均匀，不准有汽孔、夹渣、裂纹、肉瘤等现象，防止虚假焊。钢支撑安装的质量要求如下：轴线中心偏差应控制在小i20mm,支撑位置，标高控制在30mm内，支撑平面轴线偏差控制在50mm内。使用螺栓接拼钢支撑，必须穿向一致，两次旋紧，螺栓外露不得少于二牙。严格执行质量验收制度。每道工序完成后，必须清渣自检，经过巡检后，由施工负责人通知有关人员检查验收。3.2.5支撑拆除支撑拆除顺序底板混凝土强度达到75%后拆除第五道钢支撑；其余支撑待结构全部完成并达到设计强度后一次拆除。支撑拆除时，首先用千斤顶松开活络头，再将支撑吊出基坑，所有拆除的支撑材料及时解体，装运出场。结构施工时，应在与第三、四道支撑所对应的中板上设置预留孔；在与第二道支撑相对应的顶板中设置预埋吊环。第二、三、四道支撑拆除时，利用预留孔或预埋吊环设置两个起吊点。用手拉葫芦将支撑吊紧，然后将钢垫箱切割断开与侧墙分离，再用手拉葫芦将支撑吊放至底板(中板)解体，最后由卷杨机拉至洞口，由50T吊车吊出并装车外运。施工进度计划4.1挖土进度计划第一层土层开挖深度比较浅，土方量不大，不分开挖区域，第二层及以下土方每层土方分为6开挖区域开挖。具体见《土方开挖分块图。》开挖进度如下：第一层土方的开挖二天（考虑到支撑的架设时间其中一天与二层以下开挖搭接）；二层土方以下的开挖从基坑中间向两边进行，斜撑区段需要两天，对撑区段需要1天，完成一层土的开挖需要3天；工期总共为16天，总的土方量约为0.7万立方，平均每日的出土量约为440立方。1、 挖土总工期安排根据甲方要求进度；2、 确保现场机械使用，保证每天出土量；3、 挖土施工与支撑施工交叉搭接施工，确保施工进度；4、 按挖土施工工期，配备齐大、中、小各类挖土机械，确保进度如期完成。4.2钢支撑进度计划4.2.1施工进度计划本工程工期严格按照业主要求执行。为确保工程总体计划按时完成，我们将配备充足的施工设备及人员，按业主单位的计划和施工组织设计精心组织施工。施工中紧密配合，努力为结构施工创造条件，以确保节点工期和总工期的实现。4.2.2工期保证措施机械设备完好率是保证工期的关键，做到以下几点：执行机械安全技术操作规程；严格执行交接班制度；机械设备在使用中不得超荷载作业，或随意扩大使用范围，应严格照机械使用说明书的规定条件使用；加强对施工设备的管、用、养、修动态管理；确保施工机械完好率85%以上，重要机械应有整机或部分总成配件备用。施工机械、材料5.1挖土机械配备土方开挖过程中拟计划配置如下机械：在第一层土的开挖过程中大宇220型挖机一台（附镐头机用于地墙导墙和表层地面的破除）；在随后的二、三、四层开挖过程中基坑内配置小型挖机，配合坑外的长臂；当挖土进行到第五层及最下层土方，基坑两侧配置两台克令吊，坑内小机配合；总的机械配置数量为：中型挖机大宇220一台（第一层土挖完退场）、住友小型挖机一台，日立加长臂两台（第二层土），住友100小型挖机一台，日立330加长臂两台（第三、四层土），五十吨卡特克令吊，住友60型小机一台（第五及最下层土开挖前进场）。5.2钢支撑机械配备根据基坑钢支撑安拆施工总体部署及设计工程量，按每天安装四根的计划。本工程计划安排50T履带吊一台，200T液压千斤顶一组（两台）。具体施工机械配备见下表。序号机具名称型号规格单位数量用途1履带吊车（50T）KH180台1支撑安装2液压千斤顶200T套1支撑加力3可控硅整流弧焊机ZX5系列台5支撑4氧气、乙炔套2支撑切割5经纬仪J2台1测量6水准仪S2台1测量安全保证措施6.1挖土施工安全保证措施严格遵守“挖土令”的有关规定。严格按“土方工程施工方案”进行施工。严格执行“挖土机安全操作规程”和“挖土工程安全技术交底”中的各项规定，并组织现场人员认真学习，严格遵守；坚持持证上岗制度。遵守“建筑工地有关六大纪律”，进出基坑人员和需离机离车人员一律戴好安全帽。挖土中严禁挖土设备和卡车碰撞各种泵(井管)和设备，严禁碰撞支撑。在挖土中产生土体高差时，必须放坡。自觉遵守安全生产和车辆行驶的有关规定，严禁酒后开车及酒后施工。挖机在基坑内施工必须有专人指挥。严禁任何人进入挖机大臂旋转半径范围内，严禁挖机碰击降水井管，以防止倒坍伤人。夜间施工，应加强施工现场的照明工作，并注意电器的安全使用。积极配合监测、监理工作，实行信息化施工，根据监测提供的数据信息，在监理等有关技术人员的指导下及时调整基坑开挖方案和节奏，预防工程事故的发生，确保施工顺利进行。6.2 钢支撑工程安全保证措施6.2.1用电安全一切电器设备、架空线的安拆工作，必须由持证在职的电工跟班操作；电工操作应按操作规程施工，上岗时必须携带必备的劳防用品；配电柜、露天的配电箱及电焊机等电器设备必须安装漏电保护器和接零、接地保护，并有防雨防水装置；动力和照明必须严格分开，严禁电线随地乱拖现象，该架空必须架空，需埋地穿管的必须按规定办理；经检查发现，操作前电器设备如电线、按扭开关、插座插头、漏电保护器等装置有损坏和失灵的必须严禁使用，待修整后确认安全方可投入使用；普及职工安全用电和触电急救知识，清除隐患，杜绝事故；严格用电管理制度；施工安全施工人员进现场必须穿好工作服正确戴好安全帽，严禁赤膊，穿拖鞋及带钉、易滑的鞋进入施工现场；施工现场和其它危险的部位设立明显安全标志和分隔设施，夜间施工要有足够的明亮度，交叉路口、施工有危险地带两端设立纠察监护，防止闲人入内；在挖土前地下管线用管线交底卡交底彻底；在构筑物旁开挖时须按规定考虑安全距离；基坑周围原则上不准堆载。若需临时堆放材料，其堆载量应小于20kN/m2。挖掘基坑至2m以下后必须设置稳固防滑的人行梯。运输安全工地设立专职交通指挥员，指挥车辆通行。进出工地的土方、材料的运输车辆必须严格遵守交通规则，服从工地指挥人员指挥，严禁违章；6.2.4设备操作安全各种机械设备操作必须持证上岗，根据机械操作规定执行，严禁无证操作；凡电动机械均按“三级管理二级保护”规定执行；各种大型机械设备和中心型机具的保险装置、防护装置、限位装置齐全有效可靠，机械完好率必须达到95%以上，维修、保养、例保制度记录、防护标准等均由本单位机电部、工地主管人统一按国家部颁的规定和市建委、市劳动局的各种机械操作规程规定的实施，技术部门组织安全技术交底，安全部门定期进行检查监督；6.2.5防火要求