广州市轨道交通四号线土建工程土方开挖施工方案

'土方开挖施工方案1概况及特点　　1.1工程概况　　广州市轨道交通四号线大学城专线****土建工程位于***红石山处，在***上即将建成的大学城中环路与岛内中轴线8号路处的十字路口下。由广州市地铁总公司投资兴建，广东省重工建筑设计院设计，广州市****工程有限公司施工。　　（1）工程范围为明挖车站及部分区间，包括七号线（里程QYDK23+264.320～QYDK22+972.5）、七号线区间（里程QYDK22+972～QYDK22+878.5）、四、七号线联络线(里程LCKO+000.000～LCKO+280.124)、四号线车站（里程YDK21+170.0～YDK21+365）、四号线区间（里程YDK21+365.5～YDK21+683.8）土建工程。四号线车站采用三跨单层箱形钢筋砼结构，南侧局部采用四跨单层箱形钢筋砼结构。七号线车站采用二层三跨箱形钢筋砼结构。本工程的基坑较大、较深，尤其是七号线的基坑部分深达20m。本工程围护结构采用放坡结合土钉墙的支护方案，而对四号线两侧盾构吊出井和七号线一侧盾构调头井，为了避免土钉支护影响盾构施工，而采用放坡结合人工挖孔桩加内支撑围护方案。　　（2）本工程现场场地起伏较大，原场地绝对标高10.5m至28.6m，在本工程施工前期，已将场地高出20m部位平整至20m 。本工程基坑开挖土方量约为50万m3，其中车站主体部分约38.5万m3，四号线区间段土方量约7.2万m3，七号线区间段约4.3万m3。土方开挖均采用机械明挖法。　　（3）本工程土方回填工程量较大，土方回填拟采用场内预留部分土方回填。土方回填均采用机械回填。　　1.2工程地质情况　　小谷围站，地形起伏大，地面高程约10.5m～28.6m。根据详勘地质报告揭露的岩土层自上而下有：　　1)〈1〉人工填土，多素填土，少量杂填土，呈灰色，棕红等色，多呈松散状，零星分布。(仅见MDXC2—075孔揭示，厚约2.1m)　　2)〈2-1〉淤泥质土，火少量砂层，深灰色，流塑状，分布不广泛。　　3)〈4-3〉粉质粘土层，褐黄，灰黄等色，稍湿～湿，可塑状为主，局部硬塑～坚硬状，局部含砂粒，厚2.3m～4.8m。　　4)〈5z-1〉可塑残积砂质粘土层，褐红，棕红等色，湿，可塑状，含石英细砾，粘性差，遇水易崩解，厚约1.8m～7.0m。　　5)〈5z-2〉硬塑残积砂质粘性土，褐黄、棕红等色，稍湿，多呈硬塑状，底部过渡为坚硬状，含石英细砾，粘性较差，遇水易软化崩解。厚约2.1m～21.7m。　　6)〈6z〉混合岩全风化带，褐黄，褐红见灰白等色，岩芯呈坚硬土状，手捏易碎，遇水易软化崩解，分布广泛，厚约2m～14.3m。 　　7)〈7z〉混合岩强风化带，褐黄，褐红见灰白等色，强烈风化，风化裂隙发育，岩芯多呈土夹碎块状，手捏易碎，局部夹薄层中风化岩，岩芯破碎，岩质较硬，分布较广泛，厚约1.4m～13.2m。　　8)〈8z〉混合岩中等风化带，黄，褐灰等色，岩石组织结构部分破坏，节理裂隙较发育，岩芯较新鲜，多呈碎块状，局部短柱状，裂隙面且褐色风化膜，锤击声较脆，轻击不易碎，部分钻孔有揭示，厚约0.8m～8.4m。　　9)〈9z〉混合岩微风化带，呈褐红，紫红，砂岩呈青灰，褐红色，结构清晰，少有风化裂隙，岩芯呈柱状，敲击声脆，部分钻孔有揭露，厚为4m～7.3m。　　地质构造简单，未见断裂通过。地下水主要是土层孔隙潜水，基岩裂隙水，富水性较差，透水性弱。　　1.3土方工程特点　　1）开挖困难。由于本工程为四号线和七号线交汇换乘站，四、七号线车站主体、区间及联络线，使得本工程基坑基底标高较为复杂，并且采用放坡、超前钢管、注浆锚杆、预应力锚杆相结合的支护方案，基坑开挖时，需要进行逐层土钉、锚杆和喷锚网同步搭接施工，而且土方一次性开挖不能过深，以上因素给土方施工空间带来较大局限。　　2） 施工工期紧。由于四号线和七号线明挖区间要求在2004年3月底移交，四号线南端盾构吊出井必须在2004年1月底完成移交给盾构吊出，四号线北端盾构吊出井和七号线西端盾构调头井须于2004年3月底移交使用。由于盾构井均采用的人工挖孔桩支护桩才刚开始施工，为确保人工挖孔桩施工安全，须待人工挖孔围护施工完成后再开挖该部位的土方，故要按期完成上述各段的施工任务，工期非常紧张。本工程支护结构采用土钉墙支护，并设有预应力锚索，土方开挖须按支护设计图分层分段施工，并待预应力锚索张拉后方可进行下一层土方施工，制约土方施工的工期，加上本工程车站主体部分基坑土方量约38.5万m3，需在明年三月底全部完成，工作量大，工期紧。　　3）施工排水困难。车站范围位于山坡上，部分位于谷地，场地内尚无排水管网，给土方施工带来较大的困难。　　根据本工程土方工程的特点，我项目部在施工中将投入充足挖运机械和人力，合理组织、科学穿插，并采取有效的降、排水和赶工措施，以保证土方开挖的顺利进行以及如期的完成。　　1.4现场施工条件　　（1）清除基坑范围内障碍物，修建施工场地范围内运输便道。　　（2）基坑周围设好排水沟、引水渠，确保施工范围内的雨水、地下潜水有组织的排放，确保基坑开挖顺利进行。　　（3）按工程监测要求，配合作好各种不同类型的测点布置，并测设各测点的初始数据。　　（4）根据地质及水文地质资料，作好地面排水地下排水、降水措施。　　（5）已根据需要安装夜间施工照明设施，在危险地段设置明显标志。 　　（6）在机械施工无法作业的部位和修整边坡坡度、清理槽底等，均配备人工进行。　　（7）熟悉图纸和施工方案，已做好技术交底。　　2施工部署和施工方法　　2.1施工部署　　本车站业主要求四号线明挖区间及七号线明挖区间的施工场地于2004年3月底移交大学城建设指挥部，四号线车站、七号线车站、联络线及其余的风亭、出入口要在2004年8月份全部完成。故根据上述要求和现场条件以及工程实际情况，计划将本工程土方开挖划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区，四号线南端明挖区间为Ⅰ区，七号线明挖区间为Ⅱ区，四、七号线车站、出入口及风亭等附属结构为Ⅲ区。由于本工程工期较紧，故开工伊始便在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区同时开挖，Ⅲ区中的附属结构，由于其底面标高基本同车站站厅层标高，故附属结构的土方开挖及基坑支护施工，选择在车站主体结构施工完成后进行。　　本工程采用全封闭明挖法，开挖总体思路是：1）Ⅰ区四号线明挖区间土方开挖，为保证该区域的人工挖孔支护桩能不受挖土方影响而连续施工，计划在该区域保留20m暂不开挖，然后从该端开始向车站方向分层分段退挖，每段约10m，放坡段每层深度约1.5m，锚杆（索）段每层深约1.2m。留出的20m待盾构井的支护桩施工完毕后，马上插入施工，使用挖土机接驳法结合垂直吊运土方法将该区域挖完并用履带起重机将挖土机吊上来。2）Ⅱ 区七号线明挖区间开挖处理方法与Ⅰ区相类似,从离盾构井20m处开始向车站方向退挖，先从区间与车站的分界线开始向盾构井方向退挖。3）Ⅲ区车站区域开挖，接上四、七号线明挖区间开挖，从四号线明挖区间与车站交界处和七号线明挖区间与车站交界处两个地方同时开挖，即从车站B端和C端开始向车站D端退挖，采用分段分层开挖的方法施工，端部土方收口设在七号线车站的D端，使用挖土机接驳法结合垂直吊运土方法将该区域挖完并用履带起重机将挖土机吊上地面。土方开挖走向如基坑土方开挖走向示意图所示。　　基坑的土方开挖根据基坑的深度和实际的地质条件进行分层开挖，在整个基坑开挖过程中应做好各项工序的搭接，作到随挖随做支护，以保证基坑支护安全。　　2.2施工方法　　（1）土方开挖施工采用水平分段，垂直分层的方法施工。每段大约10m到15m之间，每层约1.2m深。　　（2）每段土方施工时先在两边需要设置土钉墙的位置挖开一条约1/4基坑宽度的沟槽，提供工作面给土钉、喷锚网插入施工，然后再挖中间的土方。　　（3）土方工程采用退挖分层分段施工，根据施工部署的走向，向出土口退挖。具体施工时，每段端部基坑又分为两个作业面同时挖土，每作业面上均配置一到两台反铲下挖机，一台推土机配合堆土，按流向直接挖至分层面标高，即挖即装车即转运。　　（4） 底层土方施工段采用台阶后退法施工。具体施工时，从各期段端部基坑的远端角开始，分层挖至出土口的土台阶后，呈放射状向该段的出土口方向后退挖土，边挖边传递土方，所挖出的土方经下挖机分级传递至基坑顶面后，直接装车转运至存土场堆放。　　（5）挖土施工时与锚杆施工相互配合，交替进行。在挖至锚杆下部0.2m处，待该层锚杆完成后，才可向下继续开挖。按照此办法分层分段挖至基坑底设计深度以上30cm，再用人工挖整平至基坑底设计深度。　　（6）有超前钢管挡土支护结构的基坑，土方开挖该钢管顶标高土面后，马上插入施工，并且待超前钢管施工注浆完成后，方可进行土方开挖。　　（7）对设有预应力锚杆（索）的土层，需待该土层的支护面喷锚网和预应力杆（索）注浆达七天后并张拉完毕，方可进行下一层土方开挖施工。　　（8）在施工过程中，要注意做好施工降水施工排水的组织及措施。施工降水排水另见有关专题方案。　　（9）土方开挖过程中，派人对挡土支护结构进行配合监测，如发现挡土支护结构有偏移过大的现象，立即采取回填加固等有效措施进行处理，待加固措施完成后，基坑偏移趋于稳定时才能继续进行开挖。机械挖土过程中，配有经验丰富的施工人员现场指挥，切实保护好桩身、超前钢管及锚杆支护系统不受碰撞，及配以一定的人工挖土。　　超前钢管、土钉、锚杆（索）以及喷锚网的施工方法另见相关专题方案。 　　2.3施工机械设备表（略）　　　3各项施工措施　　3.1产品保护措施　　（1）对预应力锚杆（索）头、圈梁、监测控制点和水准点派专人进行跟踪保护，严禁野蛮施工，蓄意破坏。　　（2）土方开挖时做好施工监测工作，防止边坡发生过大的下沉或变形，如变形超过限值，必须采取加固措施。　　（3）施工中如发现有文物、地质（震）部门设置的长期观测点及地下管道等时，将通知监理和甲方处理。　　3.2基坑开挖监测措施　　（1）在施工过程中对维护结构的基坑顶土体和桩顶变形进行监测，通过监测掌握围岩、支护结构、地表的动态，及时预测和反馈，用其成果调整设计，指导施工。变形容许值、预警值按《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）相关规定选取。当变形值超过时，应立即停止开挖，并通知设计和监理，采取有效措施，确保安全后方可继续施工。　　（2）开挖过程应对支护结构顶的水平位移、预应力锚杆的应力变化、场地范围内的水文进行监测，须满足设计及规范的要求，如发现异常情况时，立即停止开挖，采取有效的加固措施后，确认安全后方可继续进行施工。　　（3）施工过程须对基坑周边的地下水位、水土压力等进行量测。 　　（4）具体监测内容详见监测专项方案。　　3.3工期保证措施　　本工程土石方工程量大，开挖困难，工期紧，为了顺利按期完成本站的工程施工，我司将增加足够的施工机械，不惜成本，计划将土方全部外运，以免因土方在场内转运而影响施工进度。因为土方外运量非常大，故计划安排日夜连续外运土方，并派专人组织指挥交通，处理好出土车流量的问题，以免引起交通混乱和堵塞。　　开挖阶段，统筹指挥好各台挖掘机的施工、锚杆及锚索的施工、喷锚网的施工，避免各机乱挖乱运，引起挖开坏口的情况，合理安排出土口和出土线路，提高挖掘机、运土车的工作效率。　　3.4质量、安全保证措施　　（1）施工前做好管理人员、各班组的安全交底和技术交底工作。　　（2）基坑周围设置钢管护栏，护栏采用水平两道Φ51钢管，钢管立柱间距3.0m。并在明显位置挂安全警示牌。　　（3）机械开挖严禁在高度超过3m或在不稳定土体之下“偷岩”(无坡脚及负坡脚)作业。在挖方边坡上如发现有危岩、孤岩、古滑坡等土体或导致岩(土)体向挖方一侧滑移的软弱夹层、裂隙时，应及时清除和采取相应措施，以防止岩(土)体崩塌与下滑。　　（4）吊运土方时，起吊物下严禁站人。　　（5）加强基坑周围建筑物、基坑和钢支撑的变形监测，遇暴雨等异常情况应加密监测周期。如变形有异常，应立即停工，分析原因，及时采取措施补救。 　　（6）注意施工场内安全用电。　　（7）夜间施工做好照明及安全防护工作。　　（8）施工时推土机一般需要在地下水位0.5m以上推铲土；挖土机一般需要在地下水位0.8m以上挖土，以防机械自重下沉。　　（9）基坑开挖后尽量减少对基土的扰动、基坑底部以上30cm土层采用人工挖土，严禁机械开挖。　　（10）防止施工顺序不合理：土方开挖宜先从低处进行，分层分段依次开挖，形成一定的坡度，以利于排水，严禁大锅底式开挖。。　　（11）在地下水位以上挖土。地质资料反映有细砂及中粗砂层的工程项目，必须有截水和降水等有效防止流砂措施。　　（12）防止基坑边坡不直不平，基底不平，尺寸不足的情况，加强检查，随挖随修，并认真验收。　　3.5现场文明施工措施　　（1）工地内车辆出入口配置高压水枪冲洗，所有驶出现场的车辆必须冲洗干净后才能上路行驶。　　（2）场内不大面积积水，所有泥浆、污水、废水必须经沉淀处理后才能排入排水管道。　　（3）施工前办好施工许可证、余泥渣土排放证、夜间施工许可证、散体物料运输准运输等证件，复印件在施工现场办公室张贴。　　（4）施工垃圾要层层清理，设立垃圾池集中堆放。　　（5）搞好与相关单位的关系，本着“与人为善”的态度，出现纠纷通过组织途径解决，严禁聚众打架。 　　3.6环境保护与卫生　　（1）遵守有关规定并采取措施降低设备噪音，防止噪音污染。　　（2）遵守有关散体物料管理的规定，所有散体物料在排放、运输选择合格车辆进行。　　（3）施工现场内的各类炉灶禁止使用有毒物体作燃料，禁止燃烧各类建筑废料和生活垃圾。　　（4）教育员工，并做好检查监督工作，保持环境卫生，严禁随地大、小便。'