竖井开挖及支护施工方案.docx
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1、竖井开挖及支护施工方案一、编制依据1、业主下发的莞惠城际轨道交通项目工程施工总承包招标文件、补遗书(1)、东莞市有关气象资料。2、设计提供的土建工程施工图纸。 3、现场调查及对周围环境调查所获得的资料。4、国家、行业及当地政府有关安全、环境保护、水土保持及地产资源管理等方面的规定和要求。5、本企业的资源优势及建设同类工程的施工经验、施工能力、科技成果及本企业劳动定额等。6、东莞地区的气候特征及相关数据。7、现行的设计和施工规范、施工技术规程、劳动定额、质量检验评定标准与验收办法等。二、编制原则及说明 1、全面响应合同檔要求,满足业主对合同工期、质量、安全、文明施工、环境保护等方面的规定和要求。
2、2、综和考虑本工程的特点,充分发挥本企业的优势,科学、合理、经济地按期完成施工任务。3、投入的机械设备、劳动力等资源考虑适度的富余。4、按“平行流水作业、均衡生产”的原则,运用网络计划技术合理地统筹计划安排各工序的施工,实行动态综合管理。 5、本次编制由于只有施工竖井围护结构部分设计数据,缺少暗挖隧道部分数据,编制时以招标文件数据为基础,同时参考施工竖井地勘数据,并随着设计施工图的到位逐步修改完善本施工组织设计。三、工程概况1项目简介GDK24+172.648临时施工竖井(东城南站至寮步站区间)位于东莞市寮步镇上屯村西南路路侧,施工竖井内净空尺寸8.7m7.7m。场地属于冲积平原区,地形平坦,
3、地面标高8.859.26m;现主要为交通道路,道路下埋设各种管线,路两侧主要为厂房和居民区。横通道中心里程右线GDK24+172.648、左线GDZK24+157.063,从左线向右线开挖,全长32.197m。横通道拱顶埋深约27.127.5m。覆土主要有素填土、淤泥质粉质黏土、粉砂、粉质粘土、全风化混合片麻岩、强风化混合片麻岩、弱风化混合片麻岩,横通道洞身主要位于强风化混合片麻岩、弱风化混合片麻岩。场地位于东莞市寮步镇上屯村沥西南路路侧,交通繁忙,车流量较大,竖井周围及横通道上管线较多,对施工影响较大的管线主要位于竖井北侧距离竖井约2.5m的1000的雨水管,位于横通道上的1200的雨水管、
4、500的污水管和1000的给水管等,竖井距周边建筑物距离较远,最近的建筑物与竖井距离约27m。2工程地质、水文地质条件和气象条件该场地上覆第四系全新统人工堆积层(Q4ml)、第四系全新统冲积层(Q4al)、残积层(Qel),下伏基岩为震旦系(Pz1)混合片麻岩。具体地层描述如下:1)第四系全新统人工堆积层(Q4ml)按照填土填料成分划为1素填土层。1素填土:主要为褐黄、灰褐色,主要由黏性土、碎块等组成,局部钻孔顶部0.20m为砼。层厚3.005.70m,层底高程3.245.85m。2)第四系全新统冲积层(Q4al)2淤泥质粉质黏土:灰黄、灰黑色,软塑,土质较均匀,含有机质;具高压缩性,厚2.8
5、06.80m,层顶高程3.245.85m,层底高程-2.231.96m。3 粉砂:灰白、褐黄色,稍密,饱和,主要成份为石英,含有黏粒。厚3.50m,层顶高程0.44m,层底高程-3.06m。3)残积层(Qel)1粉质黏土:褐黄色,硬塑,为混合片麻岩风化残积土,遇水易软化,具中压缩性,层厚8.0012.70m。层顶高程-3.061.96m,层底高程-11.15-10.74m。4)震旦系混合片麻岩(Pz1)按风化程度可分为1全风化混合片麻岩、2强风化混合片麻岩和3弱风化混合片麻岩3个亚层,分述如下:1全风化混合片麻岩:褐黄、灰褐色,原岩结构可辨,岩石大部分已风化成土状,岩芯呈土柱状、局部风化不均匀
6、呈碎块状,遇水易软化、崩解,层厚6.8012.00m,层顶高程-11.15-10.74m,层底高程-23.15-15.94m。2强风化混合片麻岩:褐黄色,青灰色,变晶结构,片麻状构造,原岩结构部分破坏,节理裂隙发育、裂隙充填石英细脉、见铁锰质,岩芯呈碎块状,块状,层厚3.2015.00m,层顶高程-23.15-17.94m,层底高程-34.15-21.14m。3弱风化混合片麻岩:青灰色,变晶结构,片麻状构造,节理裂隙发育、裂隙充填石英细脉、见铁锰质,岩芯呈短柱长柱状,节长5-35cm,揭露层厚2.0016.40m,层顶高程-34.15 -19.34m,层顶埋深28.6043.00m。本施工竖井
7、场地地质构造简单,主要表现为上覆为第四系人工堆积层、冲积层、残积层,其下为震旦系全弱风化的混合片麻岩。本场地勘测期间未发现有影响本构筑物的不良地质构造。2.2工程地质条件(1)地层基本承载力及岩土施工工程分级 详见岩土参数建议值表3-1。(2)无不良地质现象。(3)特殊岩土本场地内特殊岩土主要为2淤泥质粉质黏土、残积的1粉质黏土和1全风化混合片麻岩。2淤泥质粉质黏土,其结构松软,承载力低,抗剪强度低,压缩性高,透水性差,有臭味。具触变性、流变性和不均匀性。残积土和全风化混合片麻岩,土质不均,饱和状态下受扰动后,极易软化变形,强度、承载力骤减。(3) 该区抗震设防烈度为度,地震动峰值加速度值为0
8、.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。场地类别属类,属可进行建设的一般地段。2.3水文地质 场地无地表水。地下水按赋存条件主要分为孔隙水及基岩裂隙水。1)孔隙水,主要赋存于第四系残积地层中,受大气降水补给,随季节变化较大;2)基岩裂隙水,主要赋存于基岩的节理、裂隙中,分布不均,一般略具承压性。主要补给来源为地表水的渗入补给。勘察期间所测钻孔地下水稳定水位埋深为2.102.60m。依据东城南站至寮步站区间隧道水质分析报告,根据混凝土结构耐久性设计规范(GBT50476-2008),地下水无化学腐蚀性。2.4岩土层力学设计参数各岩土层物理力学设计参数建议值依据附件区间的土工试验数据,参照广东
9、省标准建筑地基基础设计规范(DBJ 15-31-2003)给出。表3-1 岩土参数建议值表岩土名称岩土状态快剪压缩系数(MPa-1)压缩模量(MPa)质量密度(g/cm3)液性指数IL基本承载力0(kPa)基床系数k (MPa/m)岩土施工分级内摩擦角(度)凝聚力(kPa)1素填土松散-2淤泥质粉质黏土软塑5100.602.601.880.7880 63粉砂稍密(25)1.8990101粉质黏土硬塑19.3250.454.81.910.20200401混合片麻岩全风化22300.386.02.000.15250502混合片麻岩强风化(50)-2.35005003混合片麻岩弱风化(60)-2.7
10、10001500注:()为综合内摩擦角。四、竖井设计情况1平、纵断面设计本施工竖井位于位于东莞市寮步镇上屯村西南路路侧。横通道与区间左线隧道正交,正线隧道处于R=1400m的缓和曲线上,从施工竖井开始由左线区间隧道向右线区间隧道开挖,全长32.197m。横通道纵断面水平无坡度。2竖井主体设计本竖井为异型井口,井口呈椭圆状,设计深度为42.776米,井口为冠梁,井内无梁支撑,围护结构采用两排直径600mm咬合150mm的双重管旋喷桩作为外围护支撑并止水,井内采用复合式衬砌,初衬采用钢筋格栅喷混与系统锚管进行支护,二次支护采用20cm厚C25模筑混凝土进行支护,初支格栅沿井深方向每0.3米一榀,竖
11、向以22钢筋焊接连接,系统锚管则采用42,壁厚3.25mm,长3m,环向间距0.8米,竖向间距同格栅间距,呈梅花状布置。3结构计算竖井按照拱型结构进行受力计算,并结合工程模拟进行修正。初期支护按承受外荷载的封闭框架进行计算,并结合工程模拟确定支护参数。外荷载考虑了水土压力、结构自重、地面超载和施工荷载。五、竖井施工重难点及措施1工程重难点分析(1)竖井提升设备的安全控制。 (2)基坑防坍塌控制。(3)基坑开挖过沙层的质量安全控制。(4)基坑开挖对周边管线的保护。2.工程重难点的解决对策序号重难点项目解决对策1竖井提升设备的安全控制1、设备使用前进行安全检测,合格后方可投入使用。2、制定设备使用
12、保养制度,对设备定期进行检查。3、加强操作人员安全技术知识培训,按操作规程操作。4、加强施工现场安全管理,提升作业要有专人进行指挥。2基坑防坍塌的控制1、基坑要分层开挖,挖到设计标高要及时支护,地表以下3m范围内严禁采用机械开挖,不得超挖。2、土方开挖前做好基坑内的降水、排水施工,且进行试运转正常后,方可开挖土方,并做好防雨措施。3、施工中做好地下水及地质超前预报,制定相应的施工安全措施和工程处理措施。3.基坑开挖过沙层的质量安全控制。开挖到沙层位置,先对其进行系统注浆加固,待浆液凝固后,再进行分层开挖,具体详见第7章6.2节4基坑开挖对周边管线的保护1、 施工组织安排,与产权单位一起对既有情
13、况进行现场调查,确定迁改施工方案、工程数量,并征求相关单位的意见。六、施工总体部署1.施工组织机构设置为安全、优质、按时完成本工程土建施工任务,我们成立项目经理部组织施工。项目经理、总工程师及管理人员均选派有类似工程经验、懂技术会管理的专业人员。项目经理部组织机构图见表6-1。 表6-1 竖井施工管理人员组成情况表2.主要临时生产、生活设施(1)施工围挡及便道根据实际借地情况,本工程围挡分为一期,具体见附件1(6#竖井施工场地布置图)。(2)提升井架设置1套提升龙门架,配备2套8吨电葫芦。(3)临时生产房屋办公用房、住宿用房及监理用房均采用活动装配式房屋结构,生活配套设施用房、生产用房及库房采
14、用砖墙结构。包括办公用房、厨房、浴室、卫生间、空压机房、库房等。房屋布置整齐、紧凑,并满足防火要求。具体位置详见附件1 (4)施工供风竖井施工区均采用集中供风方式供风,竖井场地内设两台20m3/min环保型空压机。施工场地内设空压机房,满足噪声控制要求。 (5) 施工供水从甲方提供的供水点接驳60mm供水管,引至各生产、生活区域。管路每100m设置一个阀门。竖井施工用水以60mm供水管为主管路,施工的工作面采用30mm供水管供水。(6) 施工供电施工用电拟从附近高压线位置引线,在竖井口安装变压器供电,竖井用电由变电站接入,同时备配250kVA的柴油发电机组做为上场初期和施工期间应急备用电源。竖
15、井内施工地段临时用电线路采用橡胶电缆,采用四相五线制,电缆通过埋地管穿到竖井口,特殊情况下需架空时,电线悬挂高度距人行地面不小于2.0m,并安装触电保护器。对各种电气设备和输电线路,由电工日常进行检查维修。(7)通讯设施主要管理人员配备移动电话,施工现场办公室通过甲方提供的电话和通讯线路接口安装电话等通讯设备,施工现场配对讲机数部,供项目负责人及各作业班组联络使用。(8)临时存渣场在施工竖井场地内设临时存碴场,面积为10m*5m,存碴高度2.5m,周围设置当碴板,存碴量为125m3。(9)施工排水施工场地内按不同区域设置排水沟,沿围护结构施工周边设排水沟,排水沟截面为300300mm(宽高),
16、并设置沉淀池,排水沟流水坡度为1%,排水口通向的市政排水系统。施工废水经沉淀处理达标后排入市政排水系统。(10)消防设施在各工区生产区及办公区内,按标准配备消火栓、121灭火器、铁锹、砂堆等。(11)卫生设施在项目部营区和施工队营区各设冲洗式厕所一个,并分别设有洗漱间和淋浴间,定期请环卫部门清理及消毒。(12)洗车槽各施工区域根据环境要求及施工要求设置大门,大门内侧设保安室,门口设洗车槽,洗车槽设蓄水池和沉淀池,以便车辆外出时清洗,确保不带泥上路,不污染城市交通道路。(13)基坑护栏竖井四周设置防护栏杆,高约1.2m,采用42mm钢管制作,管间采用扣件连接,并涂刷成红白相间的警戒色。3.工程进
17、度计划3.1主要工序进度指标表6-2 竖井工序时间及进度指标分析表序号工作名称工时(天)指标分析1施工准备45主要包括管线、借地、临设,人员及设备进场等,施工准备工期为45天。2冠梁施工10圈梁土方开挖,绑轧钢筋和混凝土浇注。3龙门架8安装提升架、电葫芦及雨棚。4竖井开挖及初期锚喷支护60进度均为0.8m左右5竖井底板施工2铺设防水层,浇注防水保护层。6洞门10竖井施工至洞门顶部以下适当位置施工小导管及喷射砼支护。4.资源配置计划4.1机械配置竖井施工配备机械如表6-3所示。表6-3 竖井施工场地用电设备一览表 序号设备名称型号数量功率(kw)总功率(kw)1空压机20m321102202卷扬
18、机JK-2211223通风机MFA230604砼喷射机PZ-5B42.5105液压锻钎机PY2-12T27.5156注浆泵BW2000/150410407钢筋弯曲机GQW-3212.22.28钢筋调直机GT4-101339钢筋切断机GQ40A13310交流电焊机BX1-3003216311搅拌机15.55.512电葫芦2133913潜水泵WQ45.52214水泥砂浆搅拌机NRJ411A15.55.515洞内照明353516场地照明15154.2劳动力计划表6-4基坑开挖施工人员组织情况序号人员组成人数人员名称1钢筋工10经过安全教育及岗前培训人员2电焊工5持有特种作业证人员3模板工6经过安全教
19、育及岗前培训人员4砼 工6经过安全教育及岗前培训人员5电 工2持有特种作业证人员6挖掘机司机4持有特种作业证人员7杂 工20经过安全教育及岗前培训人员合计53七、竖井开挖及支护方法竖井施工工艺流程见下图:测量放线旋喷桩施工冠梁土方开挖冠梁钢筋绑扎、混凝土浇筑立井架竖井土方开挖安装钢格栅、钢筋网喷射混凝土二次衬砌竖井底板施工横通道施工。竖井冠梁土方开挖使用PC220型挖掘机挖土,人工修整壁面,商品混凝土罐车送混凝土直接入模。井身段土方采用人工使用风镐挖土,开挖的深度为0.4m,开挖后及时支护,封闭支护系统,初期支护采用初喷混凝土+钢筋网+格栅钢架+锚管+复喷混凝土的联合支护体系,二次支护采用20
20、cm厚的C25模筑混凝土。井身采用竖井井架+电动葫芦提升作为物料运输系统。开挖横通道时,以小导管注浆作为超前预支护,采用台阶法施工,格栅间距0.5m,横通道开口处前三榀格栅密排布置。横通道开挖完成后绑扎加强环及开洞加强环梁钢筋,钢筋与横通道支撑错开布置,喷射C25喷射混凝土。完成整个加强环及开洞加强环梁后方可破除横通道开洞处格栅、开挖区间正洞,区间正洞洞口处前三榀格栅密排布置,施工横通道为临时结构,不设置防水层。地面使用ZL50装载机装土,12m3东方奔驰自卸车外运土方。2基坑降水施工由于地下水对围护结构的施工无太大的影响,故不考虑基坑外降水,只设基坑内降水。基坑内降水的目的是降低基坑内地下水
21、的水位标高,便于土方开挖。2.1基坑降水布置基坑降水拟采用管井井点降水方法,降水井孔径为700mm,井管直径为400mm,滤水层厚度150mm。井结构见图7-1降水井立面图。 图7-1降水井立面图2.2降水井施工2.2.1施工工艺流程降水井施工工艺流程见图7-2。2.2.2施工方法降水井成孔降水井成孔选用钢绳式冲击钻机。先根据降水井施工孔位埋设孔口护筒,护筒内径应比钻头直径大200mm,深度要穿越松土层。之后冲孔钻机就位,冲锤中心对准护筒中心,要求偏差不大于20mm。冲孔开始时,先低锤(小冲程)密击,并及时加入粘土泥浆护壁,泥浆密度和冲程可按下表选用,使孔壁挤压密实,直至孔深达护筒下34m后才
22、加快速度,加大冲程,将锤提高至1.52.0m以上,转入正常连续冲击,在造孔时及时将孔内残碴排出孔外,以免孔内残碴太多,出现埋钻现象。冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。如遇较好粘土层,亦可采取孔内造浆护壁,方法是在孔内注满清水,通过上下冲击使之成泥浆护壁。加强排碴并定时补浆,直至设计深度。排碴方法优先选用泥浆循环法,并通过检查排碴效果、情况适时调整,如因孔深循环泥浆的压力和流量难以达到预期排碴效果时选用抽碴筒法排碴。钻孔試 抽 水降水井正常工作填砾洗井安装潜水泵分段切除钢筋笼施工准备井点测量定位挖井口、安护筒钻机就位回填井底砂垫层吊放钢筋笼封井钢筋笼制作图7-2 降水井施工工艺流程钻孔过程中每12
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