地铁高架车站承台施工基坑开挖专项技术方案

下双寨站承台基坑开挖

施

工

专

项

方

案

中铁十五局集团有限公司

西安地铁三号线试验段TJSG-3标项目经理部

   二○一一年六月二十四日

西安地铁三号线试验段TJSG-3标

下双寨站承台基坑开挖施工专项方案

【序】西安地铁三号线试验段TJSG-3标下双寨车站原设计为放坡开挖，因港务西路的修建，基坑开挖不具备放坡条件，故基坑开挖边坡采用土钉墙支护。鉴于基坑开挖深度大于5m,特编制该车站承台基坑开挖施工专项方案。该方案主要介绍双向土钉墙施工的施工工艺、技术要求、施工中注意事项等，以确保车站承台开挖保质、安全、按期完成。

1、编写目的

明确下双寨站承台基坑开挖支护的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范承台基坑开挖施工。

2、编制依据

《西安市地铁三号线一期工程总体设计》

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》

《建筑基坑支护技术规程》

《建筑基坑工程监测技术规范》

《西安地铁三号线一期工程施工图设计系统对土建技术要求》

3、适用范围

适用于西安地铁三号线试验段TJSG-3标下双寨站承台基坑开挖施工。 

4、工程概况

下双寨站位于规划港务西路与规划向东路交叉路口北侧，位于规划港务西路路中绿化带内，呈东西向布设，车站周围现状为农田，场面设计绝对高程375.63～375.78m,实测高程为376.5m 。图中+0.00标高相对与绝对标高为377.200m,车站起点里程YDK47+383.182终点里程YDK47+501.182，车站主体总长度118m,标准段宽度21.6m,车站总建筑高度为22.9m,车站梁下道路净高5.2m,车站设置两个高架天桥出入口，分别位于规划港务西路两侧的道路红线内，天桥结构梁通过车站主体两侧的外伸牛腿连接。下部结构采用钻孔灌注桩，采用钢筋砼框架结构，承台总数量10个。

5、工程地质

车站地质组成自上而下位：人工填土、第四系全新统冲积黄土状土、砂类土、碎石类土、粉质粘土、砂类土和砾石。（见下图）

5.1水文地质

地下水主要分为上层滞水、冲洪积层孔隙水、基岩裂隙水，对车站基坑影响较大的为冲洪积层孔隙水，地下水对钢结构具弱腐蚀性，对混凝土结构具中等腐蚀性。下双寨站地貌处于灞河一级阶地，其浅部主要地层位第四系全新统及晚更新统冲积黄土状土、粉质粘土、砂类土和圆砾、砂类组成，地下水位埋深为14.6～15.74m,稳定水位标高为361.48～362.22m,自北向南水位逐渐抬升，水位与季节、气候、补给及排泄条件有密切的关系，水位会有所上升，枯水期，水位会有所下降，水位年变化幅度为约2.0～3.0m,地下水主要为第四系孔隙潜水，主要赋存于冲积砂类土、碎石土层中，水量较大，地下水补给源主要为地下迳流侧向补给，其次为大气降水，水流向为自东南向西北。

5.2不良地质影响

   拟建场地内分布有较厚的1-1-杂填土、土质不均，成份杂乱，结构松散，工程性能差，施工开挖时应防止局部坍塌。

6、工程数量及材料

   下双寨车站承台钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB235，承台采用C40砼总计2688m3,土方总量约9500m3。承台总数为10个。

7、施工进度计划

7.1主要进度指标分析

本车站明挖顺作段基坑土石方约9500m3，按0.9虚方计算，需出土量约10555m3。根据基坑开挖工作面、开挖设备配备及运输车辆配备情况，本基坑每日土石方出土量约700 m3，计划开挖及支护工期25天。

8、施工工艺及技术要求

8.1 施工工艺选择

本车站承台位于已建港务西路，车站承台结构尺寸为:长×宽×高=12.7×5.5m×1.8m和长×宽×高=12.7×6.5m×1.8m两种，基坑开挖实际深度约为6.3m～6.8m。基坑开挖横向两侧采用土钉墙支护开挖，纵向开挖采用台阶式放坡。               附（承台平面和结构纵剖面图）

注：以上图尺寸以mm计，标高以米计。

8.2施工方法

8.2.1基坑开挖   基坑横断面如下图。开挖方法为：

8.2.1.1桩身混凝土达到一定的强度后进行基坑开挖。基坑开挖前，由测量人员用全站仪放出基坑平面位置，在基坑四个角打上木桩，用白灰撒出承台轮廓线；用水准仪抄平，测出地面标高，根据承台底面标高计算开挖深度约为H=6.3m～6.8m，并按开挖坡比放出地面开挖线，用白灰撒出开挖线。采用人工配合挖掘机断面放坡开挖。

8.2.1.2 基坑开挖横向两侧采用土钉墙支护开挖，两侧横坡为1：0.1；纵向开挖采用放坡开挖,纵坡两侧采用1:0.75放坡开挖。当露出一个或几个桩头后，由测量人员测出桩顶高程，根据基底高程、基底垫层厚度C15（10cm）计算还需要开挖的深度，牢记基底预留30cm人工清底。在基坑开挖线边缘处设置横向挡水设施。  

8.2.1.3 车站开挖纵向从①轴向⑩轴方向，即由南向北依次分层台阶式开挖（如下图），开挖3.5m后进行第一次土钉支护。支护完毕达到强度后，进行第二次开挖。开挖土方量弃堆至⑥～⑩轴原地面。

8.2.2基坑两侧防护   基坑两侧采用土钉墙支护，土钉墙支护构造如下图。其要求、施工顺序、注意事项为：

8.2.2.1支护要求：土钉墙墙面坡度为1∶0.1,土钉必须和面层有效连接，应设置加强钢筋等构造措施；土钉的长度为6m,横向间距为1.2m，竖向间距为1.3m,钢筋采用Φ25Ⅱ级钢；注浆材料为M10水泥砂浆；坡面喷射C20砼厚度为

8cm；坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。基坑4m以下范围内砂层、砾层采用注浆φ40注浆花管，间距1.2m。

8.2.2.2土钉墙施工顺序：按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志；喷射第一次层混凝土；钻孔安设土钉、注浆，安设连接件；绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土；设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。

8.2.2.3土钉墙施工注意事项：

（1）上层土钉注浆体喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。基坑开挖和土钉钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差宜为±20mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。

（2）喷射混凝土作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不小于40mm。喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6～1.0m.

喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为3～7h;

（3）喷射混凝土面层中的钢筋网铺设须在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不宜小于20mm;第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。钢筋网与土钉应连接牢固。

（4）土钉注浆材料选用水泥砂浆；水泥砂浆配合比宜为1:1～1:2（重量比），水灰比宜为0.38～0.45；水泥砂浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥砂浆应在出凝前用完。

（5）注浆作业前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路；注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管，土钉钢筋应设定位支架。

（6）土钉成孔施工应符合下列规定

8.3.1各类回填土使用前，分别取样测定其最大干容重和最佳含水量，并做压实试验，确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实度等参数。回填在最佳含水量时填筑。若采用不同类土回填时，按土类有规则地分层25cm～30cm铺填，将透水性大的土层放在透水性较小的土层之下，不得混填。

8.3.2基坑回填分层摊平，采用夯实机夯实；回填标高不一致时，从低处逐层填压；回填至港务西路底基层标高时，采用灰土回填夯实，确保港务西路路基的稳定性。

8.3.3特别是回填至承台之间土层时，①～⑤轴回填至电缆槽底板垫层底，（底板垫层15cm）, ⑥～⑩轴回填至消防水池底板垫层底（底板垫层15cm）。确保每层的密实度，确保结构消防水池底板结构稳定性。

8.4基坑防、排水

8.4.1根据地质分析，基坑施工时只受雨水影响，应防止雨水进入基坑。采取措施为：在基坑四周设置围挡、排水沟；在基坑底部四周设置排水沟、集水坑，并由专人负责用抽水机排除基坑积水，严禁积水浸泡基坑。

8.4.2建立开挖过程中基坑排水系统，底部随开挖推进随时设置集水坑，配备足够数量的水泵在雨后及时进行抽排水。

8.4.3配备足够数量的篷布，在下雨时对进入基坑道路及土方开挖面进行覆盖，以保证雨后道路及开挖面土方的干燥。

9、基坑监测

根据下双寨站基坑周边环境条件和工程不良地质条件，并参考《建筑基坑工程监测技术规范》，将基坑工程安全等级确定为二级。本基坑采用科学先进、准确可靠的监测手段，以便及时反馈信息指导施工，确保周围路基稳定性、基坑开挖的安全性。监测分为顶部水平位移监测和顶部竖向位移监测，监测点沿基坑周边布置，即在周边中部、阳角处布置监测点。坡顶水平位移和沉降观测位移限值24mm,报警值16mm。监测点布置在基坑顶部，间距15~20米，每侧测点不少于3个。

9.1基坑顶部水平位移监测

9.1.1测点布置  

监测点水平间距不宜大于20米，每边监测点数不宜少于3个。水平和竖向位移监测点宜为共用点，监测点宜设置在基坑坡顶上。

9.1.2监测方法

采用极坐标法测量原理，在测点周围每次使用两固定控制点，一个设站，一个作为后视点，正、倒镜测出施工坐标取平均值，基坑开挖前所测成果作为初始值，两次测量成果从轴距中可直观地看出：相对上次轴距小时产生位移；本次与前次测得差值为本次变化量，日常监测值与初始值的差值为累计变化量。

9.2基坑顶部竖向位移监测

    水准基点控制网布设的基本原则采用分级，首先根据基坑监测点分布情况，布设首级控制网（起始、闭合于水准基点），观测首级控制点高程；其次，布设二级水准网（起始、闭合于首级控制点），观测各沉降点高程。首级控制和二级控制布设成附合路线或闭合路线均可，具体采用那种路线，根据观测点分布情况决定。在布设水准控制路线时，为确保前后视距差满足二级精度要求，同时满足变形监测“四定”要求（测站固定、仪器固定、人员固定、观测路线固定），在布设的同时量测出每次仪器的安置位置，并用红油漆在地面做出标记。

基坑须布设至少3个基准点。基准点均应位于施工影响区以外相对稳定的地区，点位要深埋，其位置应方便由基准点向监测点引测；工作基点应选在稳定且方便变形监测点的观测的位置。同时，在施工期间，采用有效措施，确保基准点和工作基点的正常使用；监测期间，定期检查工作基点的稳定性。

9.3监测频率取值

监测项目的监测频率应综合考虑基坑类别、基坑及地下工程的不同施工阶段以及周边环境、自然条件的变化和当地经验确定。当监测值相对稳定时，可适当降低监测频率。

现场仪器监测的监测频率

9.4监测的数据分析与信息反馈

9.4.1监控量测结果的整理

每次测量后，将原始记录存入计算机监测管理系统进行统一管理，并及时以图表形式作直观的反映，对于位移、变形速度变化和加速度的变化，自动预警，提出相应的参考措施、对策。

9.4.2监控量测结果的分析反馈

随着施工的进度，监测工作在工程期间穿插进行。为了能够保证施工的安全性，做到监控能时时指导施工，应及时将处理数据反馈给技术人员，制定报表制度。监控量测资料按照图表格式进行整理，凡在当天监测得到的数据，应当天处理完毕，并及时反馈给施工单位的技术人员。采取预警控制法结合变形速率进行安全信息反馈，凡监测数据超过预警值或超过规范时，监测人员应在当天的报表中标注出来，及时向技术主管部门进行汇报。每周将本周的报表进行处理，进行一次汇总，做成成果表进行周报。

对每项量测，总变形量应在允许范围之内，且不大于预留变形量，否则采取必要措施，以减小变形量。

10、安全生产事故应急预案

10.1总则

依据《中华人民共和全生产法》、《建设工程安全生产管理条例》等相关法律、法规，特制定本应急预案。

说明项目部应急救援组织具有资源和运作的方法，以处理项目部可能发生的各种紧急情况，实施在发生重大生产安全事故时的救援工作，尽量减少事故的危害，保障项目员工和周边居民的人身健康和安全、项目财产安全和周边单位财产安全。

制定应急预案，建立和保持应急准备状态的职责属于项目经理。项目经理负责预案的分发，保证预案和实施程序每年进行审查和修订。项目副经理负责应急人员的培训管理以确保具有充足的应急反应能力。项目总工程师负责保证进行充分演习。所有项目员工都有义务执行预案中各自的职责。

10.2范围和适用性

本应急救援预案适用于西安地铁三号线试验段TJSG-3标车站基坑施工发生以下重大事故和突发事故时的应急救援： 基坑周边地表沉降超预警值；基坑土钉围护结构流砂；坑底隆起；基坑周边坍塌；大型机械设备（吊车、挖机）倒塌等。

10.3应急救援组织机构

为实施在发生重大生产安全事故时的救援工作，尽量减少事故的危害，保障项目员工和周边居民的人身健康和安全、项目财产安全和周边单位财产安全。特成立应急救援组织机构，并明确各自的职责。

10．3.1 应急救援组织机构成员职责

10．3.2 应急救援组织机构以应急救援领导小组为基础，成立应急反应指挥部，下设应急处理工作小组，应急处理技术组、应急处理监测组、应急处理物资设备组、应急处理保卫组。应急处理工作组24小时值班，接到应急通知迅速组织应急处理组、应急处理突击队赶到现场进行抢险救援。应急处理组织机构见下图。

a、应急救援工作小组

组  长：由项目经理高明星担任

副组长：由项目副经理陈辉担任

成员：林瑞峰、安芳军、王艳英、刘朗、代祥

职责：负责现场的应急救援工作的指导、协调。

b、应急处理技术小组

组  长：由项目总工郑文飞担任

副组长：由项目工程部安房军担任

职责：担负重大生产安全事故发生后的技术处理，从技术方面提供处理意见。

c、应急处理监测小组

组长：由负责测量队长张占森担任

成员：张亚伟、吕涛、刘金锁

职责：担负重大生产安全事故发生后的监测工作。

d、应急处理物资设备组

组长：由物资设备部刘朗担任

成员：刘春燕、王建平、郝庆霞

职责：担负重大生产安全事故发生后的物资设备的供应。

e、应急处理保卫小组

组长：由安质环保王艳英担任

成员：由工地保安人员组成

职责：负责对受安全威胁的人员进行疏散到安全地带，确保无受安全威胁的人员后，再对受安全威胁的财产实施转移，转移至安全地带。

f、应急处理突击队

队长：由副经理耿志担任

突击队员：由各班组长、突击队、义务消防队队员组成

职责：担负施工现场各类重大事故的处置任务

g、医疗救护队

队长：由综合办公室主任黄婷婷担任(需经过相关医疗救护培训)

成员：相关医疗救护的人员担任

职责：负责紧急情况下受伤人员的初步救护工作。

h、义务消防队

队长：由安质环保王艳英担任

成员：经过消防相关知识、灭火器材使用培训的人员组成

职责：负责本项目各工地可能出现的初次火灾的扑救

说明：应急救援领导小组和应急处理组织机构中相关人员如发生变动，由变动后重新担任此岗位的人员担任，并对其相应的职责负责。

10.4各级安全管理人员职责

10.4.1项目经理安全生产职责：

10.4.1.1认真贯彻和落实国家、地方颁布的有关安全生产方针、、法规以及公司的各项安全生产管理制度。

10.4.1.2结合项目特点，提出其有针对性的要求严格履行安全考核指标和安全生产奖励办法。

10.4.1.3认真落实施工组织设计中安全技术管理的各项措施，严格执行安全技术措施审批制度，施工项目安全交底制度和设施、设备交接验收使用制度。组织每月一次安全生产检查，每月至少主持召开一次安全会议，分析安全生产状况，研究制定相应措施。

10.4.1.4保证本项目安全生产投入有效实施，督保、检查本项目的安全生产工作，及时消除安全生产事故隐患，组织制定并实施本项目的生产安全事故应急救援预案。发生事故，保护好现场，及时上报，并认真吸取教训。

10.4.2项目副经理安全生产职责：

10.4.2.1在本单位的第一责任人的领导下，组织制定出保证实现安全目标的具体措施，并组织落实。

10.4.2.2必须经常听取本工区安全部门的工作汇报，支持他们的工作。对重大安全问题提交本单位安委会进行讨论，作出决定，使国家、省、市有关劳动保规定在本单位得以全面贯彻执行。

10.4.2.3定期召开安全生产工作会议，检查布置安全工作。

10.4.2.4组织开展安全活动和组织安全检查，督促重大安全隐患的整改。

10.4.2.5组织安全教育和考核工作。

10.4.3项目总工程师安全生产职责：

10.4.3.1认真贯彻和执行国家、地方颁布得有关安全生产、文明施工、法律、法规以及公司制定的各项安全生产管理制度。对项目的劳动保护和安全生产的技术工作负总的责任。

10.4.3.2组织编制和审批施工组织设计（或施工方案）和采用新技术、新工艺、新设备相应的安全技术措施。

10.4.3.3负责提出改善劳动条件的项目和实施措施，并付诸实施。

10.4.3.4组织安全技术教育，有计划的对各类人员进行安全技术培训考核工作。

10.4.3.5及时解决施工中的安全技术问题。

10.4.3.6参加重大伤亡事故的分析，提出技术鉴定意见和改进措施。

10.4.3.7总结推广安全生产先进经验和科技成果。

10.4.4项目工程安全生产职责：

10.4.4.1严格按照国家和行业有关安全技术规范、规程、标准合理组织施工生产，落实实施性施工组织设计，贯彻项目部各项安全规章制度，并对技术部的安全措施进行审核，针对现场实际情况提出改进意见。

10.4.4.2现场旁站技术人员或值班人员对施工现场的安全负责，要及时发现安全隐患并加以改正，制止违章指挥和违章作业，把事故隐患消灭在萌芽状态。严格按照施工方案的技术交底组织施工，对工序转换和隐蔽工程实施检查验收，确保合理的施工作业程序和优良的工程质量。现场发现安全事故时值班人员要及时上报。

10.4.4.3对本工程所采购的原材料、半成品、机具设备的质量进行检验和实验，并对其应用的安全性能负责。

10.4.4.4参加项目部组织的安全检查评比活动，对本部门人员实行安全管理和教育，并对其业务范围内的安全工作负责。

10.5应急物资

10.5.1必备的器材：发电照明器材、水泵、切割工具等。

10.5.2必备的设备：抢险工程车、挖掘机、汽车吊、注浆设备等。

10.5.3可调动设备：破碎锤、液压剪、空压机等。

10.5.4必备的工具：铁锹、镐、切割剪、倒链、撬棍、千斤顶、吊索具等。

10.5.5抢险材料：编织袋、沙袋等。

10.6报警系统和通告程序

西安市工伤事故急救特色医院清单

说明重大生产安全事故基本情况和已采取了些什么措施，以便救援人员事先做好急救准备。

讲清楚事故发生的具体位置。

说明报救者单位、姓名（或事故地）的电话，以便救护车（消防车、警车）找不到地方时随时电话联系。

获取进一步信息，确认联系人的姓名和电话号码。

通完话后派出人员在现场外等候接应，同时清楚现场道路上的障碍，以便救护车辆能及时进行救护。

10.7应急处理程序

10.8安全事故应急处理及风险预防措施

10.8.1、基坑周边地表沉降超预警值的抢险及预防

10.8.1.1抢险措施：停止土方开挖施工；清理基坑周边超载；对变形处基坑周边进行普通注浆加固。

10.8.1.2 预防措施：基坑开挖过程中严格按设计确定的施工参数施工，做好锚杆和喷锚工作；履行材料进场报验制度，以保证防护均为合格品；施工过程中，基坑周边2米范围内不得有任何堆载，2米范围外地面超载不大于20KPa。

10.8.2坑底隆起的抢险及预防

10.8.2.1抢险措施：停止基坑开挖施工；对基坑隆起位置进行回填，并对基底以下土层进行注浆加固处理；增加降水井数量，对基坑隆起位置进行降水处理。

10.8.2.2预防措施：按照设计要求保证降水井数量，并随着土方开挖进度及时进行降水工作；做好基坑周边防排水设施，对坑内雨水及时进行抽排；开挖至基底后，及时进行清底和承台的施工。

11、安全、文明、环保措施

11.1安全措施

11.1.1施工现场设专职安全员，施工员，工段兼职安全员组成的群众结合的安全施工保证体系，严格执行安全规定，戴好安全帽、不准穿拖鞋的规定。

11.1.2基坑的四周应用安全网进行维护，并设有安全警示牌，夜间要有照明警示措施。

11.1.3对事故易发部位进行重点控制，防患于未然。

11.1.4严格执行电器安全操作规程，经常安排有关人员对整个施工现场的电器设备进行安全检查，值班人员值班时不得离开岗位，确保用电安全。

11.1.5对施工现场不具备安全生产条件，有权建议改进，对违章指挥，强令冒险作业，有权拒绝执行，对危害生命安全和身体健康的行为，有权提出批评、检举和控告。

11.1.6对因违章操作、盲目蛮干或不听指挥而造成本人及他人人身伤害事故和经济损失承担直接责任。

11.2文明施工和环保措施    

11.2.1施工现场要求各类工具、材料按类整齐摆放。要求整洁，无垃圾、等杂物。

11.2.2 钢筋堆放要整齐,割下的内撑要及时转回后场。

11.2.3 注意夜间施工的噪音影响,尽量采用低噪音施工设备。对距离居民区160m以内的工程，则应根据需要限定施工时间。少数高噪音设备尽可能不在夜间施工作业，必须在夜间从事有噪音污染的施工应先通知附近居民,以征得附近居民的理解，如有可能采取限时作业措施。

11.2.4做好当地水系、植被的保护工作，在施工时对路基边坡及时进行防护与植被绿化，施工车辆不得越界行驶，以免碾坏植被、庄稼、乡村道路等。

11.2.5 及时掌握天气的变化情况及当地的汛情，提前做好基坑排水工作。