城市排水管道深基坑开挖专项论证方案.docx

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城市排水管道深基坑开挖专项论证方案

排水管槽深基坑施工方案

一.工程概况

本立交工程两条相交道路为南外环路和柳石路，南外环路起终点桩号分别为K0+000和K1+800，柳石路起终点桩号分别为LK0+060和LK1+100。

主线路线全长2840米，匝道全长1825米，立交区内人非混行道全长464米。

本工程道路雨水经雨水口及边沟汇集后，就近排入合流排水干管，最终排入柳江中。

雨水进水口布置：

雨水进水口采用偏沟式雨水进水口（《05S518》第24页～27页）雨水连接管采用d300㎜钢筋混凝土管道，敷设坡度不小于0.01。

雨水进水口位置及标高详见道路专业相关图纸。

管材及接口：

d300㎜～d1000㎜排水管采用

级承插式钢筋混凝土管，管道接口采用柔性橡胶圈接口。

D1200㎜～d1800㎜排水管采用

级平口式钢筋混凝土管，管道接口采用钢丝网水泥砂浆抹带接口。

D2400㎜排水管采用

级平口式钢筋混凝土管，管道接口采用钢丝网水泥砂浆抹带接口。

管道基础：

d500㎜～d1000㎜钢筋混凝土管采用混凝土基础，d300㎜钢筋混凝土雨水连接管、d2400钢筋混凝土管道及横穿机动车道及立交匝道的钢筋混凝土排水管道采用混凝土满包加固。

基础采用C25砼。

窨井盖座采用新型非玻璃钢复合材料盖座。

本工程中地质基本为粘土，夹杂有建筑垃圾，管道基坑开挖深度较深，特别是D2400管道开挖深度最大的地方达8.6米。

二.施工方案

根据工程的具体情况，为确保施工安全，拟采用先明挖3～4m后，再打入钢板桩，将钢板桩顶部用钢管构件对撑，然后在钢板桩的保护下向下垂直开挖的方法进行施工。

见下面的断面开挖示意图。

上部台阶每侧留2.0m的工作平台，考虑了10kN/m2的均布荷载作用。

下部基坑每侧留1.0m的作业空间。

当地下水位高于坑底或有雨水汇集时，设排水沟和集水井。

根据计算资料，考虑到可能出现的一些不利情况，钢板桩采用沿管沟纵向单侧每米插打4根22号工字钢，钢板桩入土深度不小于2.2m。

支撑用φ200mm钢管，每米2根。

钢板桩与钢管撑间设22号工字钢作横梁。

三.钢板桩强度验算

有关尺寸如下图示，计算参数如下：

土的容重γ=18kN/m3,土的内摩擦角φ=33°,土与钢板桩间的摩擦角δ=1/3φ，钢板桩顶部平台有10kN/m2均布荷载作用。

1.各点土压力强度计算

均布荷载q0折合土压力高度h0=10/18=0.56m

AE段主动土压力系数

EBC段主动土压力系数

各段主动土压力强度为

qE=γ（0.56+1.3+1.01）*0.2948=15.23kN/m2

qB=γ（5.0-1.3）*0.8387=55.86kN/m2

qC=γ（5.0-1.3+2.2）*0.8387=89.07kN/m2

被动土压力系数

C点的被动土压力强度为

pC=γ*2.2*4.98=197.21kN/m2

2.钢板桩入土深度的验算

土压力分三部分计算

①AEFS部分N1=（10+15.23）*（1.3+1.01）*0.5=29.14kN

②ECGF部分N2=（15.23+89.07）*（2.69+2.2）*0.5=255.01kN

③BCH部分

N3=0.5*197.21*2.2=216.93kN

ΣMA=N1（2.31-1.08）+N2（5+2.2-1.87）-N3（5+2.2-0.73）

=29.14*1.23+255.01*5.33-216.93*6.47=-8.5kNm（可）

3.求T

ΣH=T+N3-N1-N2=0

T=N1+N2-N3=29.14+255.01-216.93=67.22kN

4.求Mmax的位置

令E点以下Z为Mmax处,此处必是Q=0,即QZ=T-N1-NZ=0

Z点的主动土压力强度为qz=15.23+18*0.8387*Z=15.23+15.1*Z

Nz=15.23*Z+0.5*15.1*Z*Z=15.23Z+7.548Z2

于是67.22-29.14-（15.23Z+7.548Z2）=0

整理得一元二次方程式Z2+2.02Z-5.05=0

解方程并取正值得Z=1.45m

也就是说Mmax处距钢板桩顶A点为2.31+1.45=3.76m

5.Mmax计算

Mmax=-TA（2.31+Z）+N1（1.08+Z）+0.5*15.23*Z2+1/6*15.1Z3

=-67.22*3.76+29.14*2.53+16.01+7.67

=-155.35kNm

6.钢板桩强度校核

选用22a工字钢,其WX=309.6cm3,每根工字钢的容许承载力为〔M〕=49.5kNm,按每m布置4根计算,可满足Mmax＜〔M〕要求。

四.施工顺序及机具设备

1.施工顺序

2.机具设备

机具设备及劳力安排如下表

序号

名称

型号

数量

单位

1

挖机

1m3

2

台

2

自卸汽车

10吨

4

辆

3

抽水泵

10KW

2

台

4

钢板桩

22#工字钢

60

吨

5

装载机

500

1

台

6

推土机（履带式）

功率75KW

1

台

7

振动压路机

工作质量18t

2

台

8

夯实机电动

夯击能力20～62Nm

2

台

9

柴油打桩机

冲击质量5t以内

1

台

10

履带式起重机

提升质量30t

1

台

11

普工

10

人

12

砼工

6

人

13

模板工

5

人

14

钢筋工

5

人

15

瓦工

8

人

16

五.施工组织及技术措施

（1）施工放样

各道工序均要测量放样，测量放样直接影响各工序施工，必须仔细精确。

临时水准点必须设置在不受施工影响的固定构筑物上，妥善保护，临时水准点必须闭合。

管道中心线及转折点均设攀线桩，妥善保护。

测量放样由专人负责校对，原始资料妥善保管。

如发生管线标高冲突或地下障碍物，立即向建设单位汇报，商讨措施。

根据设计图纸中提供的管道设计坐标，用全站仪定出中心桩，报监理工程师验收，验收合格后，根据基坑开挖的深度，计算出基坑上口的开挖宽度，然后用白石灰将沟槽开挖的边线撒出来。

开挖就按白灰线进行。

（2）第一层沟槽开挖

根据管道中心线控制桩和沟槽宽度用白灰放出沟槽边线。

根据放样宽度开挖沟槽，深度用坡度板控制。

坡度板是控制中线、掌握管道设计高程的基本标志，每隔10～15m埋设一块坡度板。

根据白灰线位置组织挖机进行开挖，第一层开挖深度取2～4米，放坡开挖坡度1：

1.54，挖土时应配专人负责指挥，一机配一人，应特别注意周边土体的稳定性。

如发现土体有裂隙或移动应立即停止开挖，采取措施进行防护再进行开挖。

沟槽边缘除了停放必要的工程机械外，严禁在沟槽边堆土，沟槽所挖土方全部用斗容量（1.5m3内）装载机全部外运至合理位置堆放，待管道安装完成做好闭水试验后，再用自卸车运回回填。

挖至事先确定的第一层开挖深度后，应停止开挖，用全站仪再次恢复管道的中心线，确定开挖面，同样也是用白灰线撒出。

（3）打入钢板桩

钢板桩采用22号工字钢，长度约8米，根据实际需要确定。

用柴油打桩机人工配合打入钢板桩。

控制钢板桩的入土深度不少于2.2m。

打桩时钢板桩顶部戴钢帽，同时要做到横平竖直；当发现板桩入土过慢，桩锤回弹过大，应查明原因，处理后方可继续施打；打桩前应查明地下管线或底下构筑物，必要时将管线外露，采取保护后再打设钢板桩。

（4）安装横梁和钢管支撑

安装时，横梁与钢板桩之间的缝应采用木板垫实，横梁、横撑与钢板桩连接牢固。

（5）继续开挖

①做好横向支撑后，再继续向下开挖，挖机挖出的土方放置沟槽边缘，由停放在沟槽边缘的装载机马上运置合理的位置进行堆放，

②开挖时挖机操作人员应小心操作，严禁碰到钢板桩的横向支撑。

另外由专人负责观察钢板桩是否有位移或弯曲现象，如发现应立即通知挖机操作人员停止开挖，并采取措施进行支撑后再进行开挖。

③沟槽的一侧有机具（如挖机）停放时，施工机具设备停放的位置必须平稳，大、中型施工机械距离沟槽边应根据设备的自重、沟槽深度、沟槽支撑的形式和土质情况，经工地技术负责人计算确定安全距离。

离沟槽边距离不得小于0.80M。

基坑开挖完成后，应尽快进行下道工序的施工，如不能及时进行施工，应预留一层200~300㎜的土层，在进行下道工序前挖去，以避免底土遭受扰动，降低承载力。

（6）清理沟槽基底

机械开挖在可以一次性挖到位的，尽量一次性到位，槽底下30CM土体由人工修平，严禁超挖，若发现有超挖现象，则采用宕渣回填或天然级配砂石回填。

②修整槽底的同时做好明水的排除。

如遇地下水高于沟槽底及汛期采用轻型井点降水措施降低地下水位至基底0.5米以下,至沟槽回填完成。

③基坑开挖完成后，应尽快施工下道工序，严禁基坑在外暴露时间过长。

（7）报监理工程师验收

沟槽开挖完成人工修平后，对沟槽中线、标高进行自检，自检合格后再报监理工程师验收，验收合格后进入下一道工序，管道基础浇筑、管道安装、窨井砌筑等。

六.施工安全措施

1.应遵循由上而下、分层开挖的顺序，以避免破坏坡脚，引起滑坡。

2.做好地面排水措施，防止流入场地和基坑内，扰动地基。

3.进入工地一定要戴硬质反光安全帽，操作工必须手戴防护手套，电工戴电工专用绝缘手套。

4..用机械开挖时，应设专人盯测，以防坑底和坑侧超挖。

坑底的控制标高应比设计坑底标高高出200~300mm，留作人工开挖。

5.对设内支撑的基坑，在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位置及深度上要保持对称，防止基坑结构承受偏载。

基坑开挖应分层进行，高差不宜过大。

6.基坑底面不能暴露时间过长。

基坑开挖中间间歇间过长，变形会随着时间不断增加。

这种情况下，应考虑增加支护结构的强度。

7.多台挖掘机在同一作业面机械开挖，挖掘机间距应大于10米；多台挖掘机在不同台阶同时开挖，应验算边坡稳定；上下台阶挖掘机前后应相距30米以上，挖掘机离下部边坡应有一定的安全距离，以免造成翻车事故。

8.在有支撑的基坑中挖土时，必须防止碰坏支撑；在坑沟边使用机械挖土时，应计算支撑强度，危险地段应加强支撑。

要经常、特别是雨后必须检查土壁和支撑的稳定情况，不得将土及其他物件堆在支撑上。

9.机械施工区域禁止无关人员进入场地内。

挖掘机工作回转半径范围内不得站人或进行其他作业。

挖掘时，装载机卸土应待整机停稳后进行，不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过；装土时任何人不得停留在装土车上。

10.挖掘机行走和自卸汽车卸土时，必须注意架空电线，不得在架空输电线路下工作；如在架空输电线一侧工作时，垂直与水平净距离分别不得小于2.5m和4~6m（110~220KV时）。

12.夜间作业，机上及工作地点必须有充足的照明设施，在危险地段，应设置明显的警示标志和护栏。

七．深基坑开挖应急预案

（一）预案目的

为了确保本立交桥工程深基坑开挖与围护结构在开挖过程中出现险情后，能迅速地展开抢救工作，最大限度确保施工安全，并减少经济损失，特制定本应急预案。

（二）组织机构及职责

由项目部成立应急响应指挥组，负责指挥及协调工作。

组长：

许俊华

副组长：

邵锡金

成员：

曹国阳唐建亚徐瑞华叶青王群岗

具体分工如下：

1．许俊华负责现场，掌握了解现场的情况，组织抢险。

2．邵锡金根据指挥组的命令，及时布置现场进行抢救。

3．曹国阳、唐建亚负责现场技术指导。

4．徐瑞华、叶青、王群岗负责抢险材料设备的落实、现场实施。

（三）联系电话：

中天公司

项目经理部0772—

许俊华

邵锡金

曹国阳

唐建亚

徐瑞华

（四）可能发生的事件与实施对策

可能事件1：

如钢板桩发生变形或弯曲现象。

实施对策：

应立即停止开挖，对钢板桩进行加固处理，另外边坡附近严禁

堆放材料和弃土，不得停放大型施工机具和车辆。

可能事件2：

钢板桩入土深度不够，发生踢脚失稳现象。

实施对策：

首先应停止基坑开挖，对已经开挖好的基坑进行回填，拆除横向支撑，加大钢板桩的入土深度或增加钢板桩每米打入的数量，重新设立横撑，再重新进行开挖。

可能事件3：

如基坑边坡因降水量过大被雨水冲刷造成边坡坍塌。

实施对策：

首先在基坑边坡外设置30cm高的拦水带，防止地面雨水流向边坡及基坑内，如果雨量较大，可用雨布将边坡进行覆盖。

同时在基坑内挖集水井及排水沟，用至少4台水泵将基坑内的水抽掉。

并且仓库内配备足够数量的水泵，突降大雨时立即起动备用水泵抽水，并安排专人不间断观察基坑的稳定情况。

可能事件4：

如果发生基坑坍塌事故。

实施对策：

如发生基坑坍塌事故，发现事故的人员首先应大声呼喊，所有基坑内的人员及机械设备应迅速的撤离，边坡外严禁站人和停放机械设备，并马上报告现场安全员，由安全员向项目经理汇报情况后。

由项目经理组织人员立即对坍塌的基坑采取围护及加固措施。

可能事件5：

如基坑开挖过程中出现地下水。

实施对策：

如基坑开挖过程中出现地下水，首先应在基坑内挖好集水坑及排水沟，用水泵抽水。

如地下水量较大可采用井点降水方法将地下水降至基坑底面标高以下50cm后再开挖。

（五）发生事故的应急救援程序

1、发生轻伤以上事故后，应首先将人员和设备转移到安全地带，立即清点作业人员数量，进行抢救，同时电话通知项目部。

如发生土方坍塌事故，应观察边坡稳定情况，卸除边坡不稳定的土方，加强支护强度或采取其他支护方法。

2、项目部接到报告后，迅速通知各相关人员参加现场救援，以尽可能缩小事故影响及损失为原则。

同时在整个抢救过程中，负责现场通讯和对外联系。

并根据事故性质及趋势，向有关部门汇报，寻求社会紧急救援。

3、应急救援人员到达现场后，首先查明现场有没有伤亡人员，并以最快速度将他们救离现场，交由急救中心的医务人员或急送医院救治。

4、积极配合政府的事故调查工作，开展事故调查处理和善后工作。

5、成立事故调查组，查清事故原因，按“四不放过”原则及有关处理规定，对事故责任人进行处罚。

6、事故处理结束后，项目部应及时组织人员进行抢修，及早恢复生产施工，减少损失。

（六）预防措施

1、为防止发生塌方事故或防止二次塌方事故，项目部投入专项资金，购买塌方应急设备和器材。

、医疗器材：

担架、氧气袋、塑料袋、小药箱；

、抢救工具：

一般工地常备工具即基本满足使用；

、通讯器材：

电话、手机、对讲机、报警器；

、交通工具：

工地常备一辆值班面包车；

2、定期对救援队员进行安全知识的培训，以增强安全意识，提高业务水平。

3、进行预防事故的宣传，增强各级人员的安全意识。

4、基坑开挖时应设专人在基坑周围进行巡视，发现土体有裂缝等现象，应立即停止开挖。