土方开挖施工准备.doc

土方开挖施工准备
1 技术准备工作
(1) 及时复核甲方提供的平面坐标控制点及水准基准点，发现问题随时沟通。
(2) 检查图纸和资料是否齐全，核对平面定位和标高，检查图纸相互之间有无错误和矛盾之处。
(3) 仔细查阅图纸，把相关问题解决在施工前，做到工作重点明确。
(4) 查阅地质勘察报告，搞清土层性状及场地内水文地质情况。
(5) 熟悉设计内容和技术要求，充分了解工程规模、特点和质量要求。
(6) 施工前，将设计意图层层交底，确保各级施工人员充分了解工程特点。
(7) 提前制定基坑降水开挖施工方案，绘制基坑土方开挖图，确定开挖路线、顺序、边坡坡度、出土路线等。
2 场地及外围准备工作
(1) 调查周边道路、地下管网线路、障碍物情况，形成书面资料指导施工。
(2) 与交通、城建、市政、市容、环保等政府相关部门联系，尽快办理渣土外运手续，落实弃土场地。
(3) 管线拆改、支吊保护全部完成或落实好开挖过程中的加固保护措施。
(4) 对施工场地及车辆行走路线作出必要的规划，对软土不适于车辆行走的地段采取相应措施进行垫碎石、渣土、钢板或地面硬化处理。
(5) 由于受交通所限，本工程出土时间主要在夜间，所以要配备足够的夜间照明设备。卸土场地、运土道路及其它危险地段也要安装必要的散光灯和警戒灯。
(6) 所有材料、设备、运输作业机械必须进场到位,水、电必须接通。
(7) 机械设备进行维护检查、试运转，使处于良好的工作状态。
3 主要施工机械计算选择
(1) 第一阶段土方开挖（整体明挖）
该阶段土方施工分段示意图如图3.4.2-4，共划分为3个施工区域，平行挖土施工。经计算，Ⅰ-Ⅰ区土方约为12.0万方、Ⅰ-Ⅱ区土方约为12.0万方、Ⅰ-Ⅲ区土方约为3.0万方。
1) Ⅰ-Ⅰ区土方需用机械量计算
根据进度计划安排，挖土持续时间为70天，每天的开挖量为1714 m3，确定采用KOTO820型挖掘机（斗容量1m3），反铲时最大挖深5.80米，台班产量350～550 m3。
计算挖土机需用数量：
N1=Q/PdTmKt
其中：N1——挖土机需用台数；Q——土方量（m3）；Pd——挖土机台班产量，取500m3；T——工期；m——每天工作班数，取三班制；Kt——时间利用系数，一般为0.8～0.85，本例取0.8；
N1=120000/500×70×3×0.8=1.42(台)，取2台；
该计算数量为装车出土挖掘机数量，槽内土方倒运的挖掘机另计2台。
计算自卸车需用数量：
根据土方运距及周边交通情况分析，12T自卸汽车平均运输能力为：130m3/台班·辆
本工程每日土方运输量为：120000/70=1714m3，
则，自卸车数N2=1714/（130*1.5）=9辆,本例出土时间主要为晚上，按照日均1.5台班考虑。
根据上述计算结果，共需配置12t自卸汽车9辆，可满足施工要求。
2) Ⅰ-Ⅱ区土方需用机械量计算
该区段在平面位置划分上，与Ⅰ-Ⅰ区完全相同，计算结果同上，即：
需要4台挖掘机、9台12t自卸翻斗车。
3) Ⅰ-Ⅲ区土方需用机械量计算
根据进度计划安排，由于第一阶段土方总工期为70天，考虑该区土方量较小，且该区场地狭小，该区土方计划使用2台（1台倒土、1台装车）挖掘机，持续时间为30天，每天的开挖量为1000m3，确定采用KOTO820型挖掘机（斗容量1m3），反铲时最大挖深5.80米，台班产量350～550 m3。
计算挖土机需用数量：根据场地狭窄及土方量小的特点，需投入2台KOTO820挖掘机，挖掘机数量验算如下：
N1=Q/PdTmKt
其中：N1——挖土机需用台数；Q——土方量（M3）；Pd——挖土机台班产量，取500m3；T——工期；m——每天工作班数，取三班制；Kt——时间利用系数，一般为0.8～0.85，本例取0.8；
N1=30000/500×30×3×0.8=0.83(台)，取1台；
该计算数量为装车出土挖掘机数量，槽内土方倒运的挖掘机另计1台。
计算自卸车需用数量：
根据土方运距及周边交通情况分析，12T自卸汽车平均运输能力为：130m3/台班·辆
本工程每日土方运输量为1000m3，
则，自卸车数N2=1000/（129×1.5）=6（辆）,本例出土时间主要为晚上，按照日均1.5台班考虑。
可满足计划工期要求。
综上所述，第一阶段明挖施工期间，机械总需用量汇总为：KOTO820挖掘机10台，长臂挖掘机3台，12T自卸车24辆。
(2) 地铁四号线盖挖段
本工程地铁四号线设计选定开挖方式为盖挖，挖土方量达到14万方。根据我公司制定的工期计划，盖挖逆做施工需要在4各月内全部做完，其中挖土施工占用3个月时间。为此，需要在工程段划分及出土机械效率入手采取措施，确保技术质量目标及工期目标的实现。
本工程已经选定的出土口见图3.4.2-5，共划分为5个施工段，设置5个出土孔（出土口在有条件的情况下可借用滚梯口、电梯口、通风口等）。结合我单位类似工程的施工经验，本工程四号线出土孔Ⅰ、出土孔Ⅱ、出土孔Ⅲ使用抓斗桥式起重机垂直出土，出土孔Ⅳ、出土孔Ⅴ使用1台克令吊（配抓斗）出土。出土口计划出土量如下：
四号线负二层每口日均出土方量取400m3。
四号线负三层每口日均出土方量取300m3。
四号线盖挖部分为二层多跨结构，负二层挖土方量经计算约为66000m3, 负三层挖土方量经计算约为74000m3,则工期验算如下：
实际工期=66000÷(5×400)+74000÷(5*300)
=33+49.3=82.3天＜90天
符合工期要求。
在施工段划分及工期验算均满足要求的前提下，根据出土口合理配备挖土机械及运输机械如下：
1) 挖掘机：根据挖掘机台班产量及施工经验，平均400m3的出土量需布置2台0.3m3小型挖掘机，按每个出土孔内布置两台挖掘机共布置10台，加上地面上卸土、装车用4台，共计需要配备该型号挖掘机14台。
2) 水平运输车辆：每个出土口平均出土约400m3，由于结构顶板上不允许车辆落位和行走。计划使用2m3自卸翻斗车，沿四号线旁换乘区底板行走，实现安全的水平运输。2m3自卸翻斗车日均场内运输方量以200m3计算，则高峰期施工共需要车辆为：
1m3自卸翻斗车数=2000/200=10辆。可以满足计划工期要求。
另外，小翻斗车将土方运至现场临时存土区后，需要挖掘机装车、大型翻斗车将土运出场外，挖掘机采用KATO820（台班产量500m3）、运输车采用12t自卸车(台班产量130m3)，需用数量计算如下：
KATO820挖掘机：2个存土区，配备2台。
12t自卸车：2000/130*3=6辆。
3) 出土进料口配套设置：
四号线盖挖段土方提升系统采用可水平移动的自卸抓斗，抓斗的斗容量为3m3,共配置3套提升系统，每套提升系统设计日出土能力最大为800立方，提升系统技术参数如表3.4.4-2所示。
表3.4.4-2 提升系统主要参数
机构项目
主提升机
负提升机
小车行走机构
起重能力
10t/3m3
5t

速度(m/min)
39
7
40
工作级别
A6
A3
A6
最大起重高度
30
30

电源
380V/50HZ
钢
丝
绳
结构
18NA6X19+FC1700
6WC35
-15.5-170

支数
2
2

工作拉力(KN)
393
129

卷筒直径
Ø500
Ø400
车轮直径Ø300
电
动
机
型号
YZR280S-10/22X47
DZ51-4
YZR160M2-6/7.5
功率(KW)
50
13
7.5
转速(r/min)
583
1380
910
减
速
器
型号
ZQ650-IV-3CA
CDD10-30
ZSC600-VII-2
传动比(I)
23.34
81.2
22.4
中心距(mm)
650

500
制
动
器
型号
YWZ-400/90
CDD10
YWZ-200/25
制动力矩(N.m)
2500
650
200
电磁铁型号
YT1-90

YT1-25
限位开关
LT7-1
断火器
LT10-11
综上所述，地铁四号线盖挖施工期间，机械总需用量汇总为：0.3m3小型挖掘机14台，KATO820挖掘机2台，水平移动的自卸抓斗提升系统7套，2m3自卸翻斗车10辆，12t自卸翻斗车8辆。
(3) 地铁六号线土方开挖
地铁六号线土方开挖为带撑明挖，含两道水平支撑，挖土采用“分层大错台整体退挖”的方式，边撑边挖，先撑后挖，挖土方量约为35110方。六号线计划分为四个施工段流水施工，以方便结构穿插施工，但是对挖土进程来说，施工过程为整体退挖、连续进行。
六号线计划工期为55天，考虑过程中需要安装预应力钢管对撑，有效挖土时间为30天。挖掘机计划采用KOTO820型挖掘机（斗容量1m3），反铲时最大挖深5.80米，台班产量350～550 m3。
1) 计算挖土机需用数量：
N1=Q/PdTmKt
其中：N1——挖土机需用台数；Q——土方量（m3）；Pd——挖土机台班产量，取500m3；T——工期；m——每天工作班数，取三班制；Kt——时间利用系数，一般为0.8～0.85，本例取0.8；
N1=35110/500×30×3×0.8=0.97(台)，取1台；
实际选用1台挖掘机装车，另外2台挖掘机槽内倒土，共3台。
2) 计算自卸车需用数量：
根据土方运距及周边交通情况分析，12T自卸汽车平均运输能力为：130m3/台班·辆
本工程每日土方运输量为1170m3，
1170/（130×1.5）=6（辆）,本例出土时间主要为晚上，按照日均1.5台班考虑。
根据上述计算结果，共需配置12t自卸汽车6辆，可满足计划工期要求。实际施工中，通过提高挖掘机功效、增加翻斗车数量，工期可以进一步提前。
综上所述，六号线明挖施工阶段，机械总需用量汇总为：KOTO820挖掘机3台，长臂挖掘机1台，12T自卸车6辆。
(4) 第三阶段土方开挖（西青下沉道）
西青道下沉段开挖顺序如图3.4.2-6所示，总土方量149491m3。
由于西青道土方开挖为条形开挖，根据工地出土口位置居中偏东的特点，需要由两侧向中间相向开挖。但是，因一标段内道路东半部分土方数量较少，土方开挖完毕后，挖掘机及翻斗车随即转入西半部分施工。另外，西青道基坑开挖宽度为46米，根据KOTO820挖掘机的作业半径考虑，同一横断面上可以同时容纳两台挖掘机同时装车。则挖土全过程中，装土用挖掘机计划为2台，另配2台同型号挖掘机槽内倒土。
一标段西青道土方开挖计划工期为45天，计算每天出土量为3300 m3。同上，12T自卸汽车平均运输能力为：130m3/台班·辆，则12t自卸翻斗车需用量为：
N=3300/（130×1.5）=17（辆），可满足计划工期要求。本例出土时间主要为晚上，按照日均1.5台班考虑。
综上所述，西青道明挖施工期间，机械总需用量汇总为：KOTO820挖掘机4台，12T自卸车17辆。
4 施工机械设备选用表
根据降水井井点平面布置及降水工期要求，以及挖土阶段机械用量计算，本工程一标段降水及土方开挖阶段，机械设备选用如表3.4.4-3所示：
表3.4.4-3机械选用表
序号
设备名称
规格型号
数量
用途
1.
大挖掘机
KATO820
10台
挖土
2.
小挖掘机（0.3m3）
WJ-13
14台
盖挖挖土及装卸
3.
长臂挖掘机（12m）
PC20-400
2台
土方收尾专用（12m）
4.
抓斗桥式起重机
10t/3m3
3套
盖挖出土
5.
克令吊（配抓斗）

1套
盖挖出土
6.
自卸汽车
12t
32辆
土方外运
7.
翻斗车
2m3
10辆
盖挖倒土
8.
经纬仪
DJJ2-2
2台
基坑监控及轴线投放
9.
水准仪
DZS3-1
3台
标高引测
10.
塔尺
5.0m
3支
标高引测
11.
钢卷尺
50m
3把
标高引测/或量距
12.
镝灯
3.5kW
18只
盖挖、现场照明
13.
碘钨灯
1.0kW
10只
辅助照明
14.
照明电箱
/
4个
现场及坑底照明
15.
动力电箱
/
8个
通风抽水用
16.
水泵
250QJ50-30/1
70台
基坑抽水
17.
小电缆
/
若干
移动电源
18.
无齿锯
/
24把
截桩头
19.
空压机
HUZ1-Z-0.12/15
9台
截桩头
20.
排风机
44000 m3/h
5台
盖挖排风
21.
送风机
51000 m3/h
5台
盖挖送风