翻车机室开挖施工方案.docx
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翻车机室开挖施工方案.docx
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翻车机室开挖施工方案
第一章工程概况
1工程位置
开封火电厂2×600MW扩建工程建设场地位于开封京源发电有限责任公司老厂东部。
扩建场地西侧为开封京源发电有限责任公司老厂,东侧为开竖窄轨铁路的末端站,北侧为开兰河及老厂运煤道路,南侧为310国道。
翻车机室位于扩建工程的西北角,建好后的翻车机室将与外运铁路相通,厂内通过翻车机室、输煤地道、转运站、输煤栈桥等将煤运至煤仓间,是输煤系统的龙头。
2地下结构特征及边界条件
翻车机室基坑呈矩形,长27m,宽22.2m,基础底标高-21.6m;运煤栈桥为一坡道,总长104m,宽约10m,从西至东逐渐抬高,西侧约50m范围基底标高为-15.0~-12.0m。
地面标高按-1.2m,基坑开挖最深约20.4m。
翻车机室西侧为老围墙、青年路和现有铁路,西北角围墙处在翻车机室轮廓线内,距铁路中心线14m。
北侧为老围墙和老厂运煤道路,距道路内边线最窄处为35m。
3水文地质条件
1
厂区地下水主要由上部潜水和下部承压水组成。
20m深度范围内地下水类型为潜水,潜水层0~20m范围内分布粉土与粉质粘土互层,属透水层与弱透水层间隔分布,潜水初见地下水位为0.8~2.3m,年变幅0.5~1.0m;20~35m为细砂,属强透水层。
4工程地质条件
拟建工程所在地貌单元为黄河冲积平原。
与支护降水有关的岩土工程条件自上而下描述如下:
层①粉土,褐黄色为主,含云母、铁锰质斑点;中密,湿;高压缩性。
该层厚度0.9~2.0m,层底埋深0.9~2.0m,层底标高68.26~69.35m。
层②粉质粘土,浅黄色为主,含云母、铁质;流塑状态;高压缩性。
该层厚度0.7~3.6m,层底埋深2.3~5.1m,层底标高65.22~68.00m。
层③粉土,褐黄、灰黄色,含铁质、锰质结核;中密,很湿;中等(偏高)压缩性。
该层厚度0.5~2.9m,层底埋深4.0~6.3m,层底标高63.97~66.40m。
层④粉质粘土,褐黄、灰黄色,含铁质、锰质;软塑状态;高压缩性。
该层厚度0.7~4.5m,层底埋深6.6~8.5m,层底标高61.66~63.77m。
层⑤粉土,灰黄、灰色,含铁质、云母;中密,湿;中等压缩性。
该层厚度0.8~3.4m,层底埋深8.3~10.2m,层底标高60.08~61.94m。
层⑥粉质粘土,灰色为主,含铁质、锰质结核;软塑状态;高压缩性。
该层厚度0.5~2.5m,层底埋深9.2~11.5m,层底标高58.80~61.09m。
层⑦粉土,灰色为主,含铁质、锰质;中密,湿;中等压缩性。
该层厚度1.0~4.0m,层底埋深12.0~13.9m,层底标高56.25~58.43m。
层⑧粉土,灰色、灰黄色,含铁质、锰质结核;中密,湿;高压缩性。
该层厚度0.4~1.8m,层底埋深12.8~14.8m,层底标高55.35~57.47m。
层⑨粉土,灰黄色,含云母、铁质斑点;中密,湿;中等压缩性。
局部夹薄层粘土。
该层厚度1.2~4.8m,层底埋深15.0~18.2m,层底标高52.20~55.30m。
层⑩粉质粘土,黑色,灰黑色,含炭质、有机质;流塑状态;高压缩性。
局部为中密~稍密的粉土。
该层厚度0.5~1.8m,层底埋深17.2~20.0m,层底标高50.40~53.12m。
层⑾粉土,灰白、灰黄色,含云母、铁质,见小姜石;密实,湿;中等压缩性。
该层厚度0.8~2.7m,层底埋深18.5~22.7m,层底标高47.70~51.94m。
层⑿粉土,灰黄色,含云母、铁质,见小姜石(含量10~20%,粒径0.5~5.0cm);密实,稍湿;中等压缩性。
该层厚度0.5~2.6m,层底埋深20.0~22.0m,层底标高48.50~50.40m。
层⑿1粉土,灰黄色,含云母、铁质;中密,很湿;高压缩性。
该层厚度0.5~1.9m,层底埋深19.3~24.6m,层底标高45.80~51.12m。
该层位于层⑿粉土的上部。
层⒀细砂,灰黄、黄色,主要成分为石英,分选较差,粘粒含量不均匀;密实,饱和;低压缩性。
该层厚度8.5~14.4m,层底埋深30.0~35.1m,层底标高35.20~40.34m。
5场地土重度及抗剪强度指标
根据勘测报告,结合区域地质资料,场地土的重度及抗剪强度指标如下表:
层号
岩土名称
平均厚度(m)
层底标高
重度r(kN/m3)
粘聚力c(kPa)
内摩擦角ф(度)
1
粉土
1.0
68.26~69.35m
19.9
11
18
2
粉质粘土
2.1
65.22~68.00m
19.2
17
16
3
粉土
1.7
63.97~66.40m
19.1
13
19
4
粉质粘土
2.6
61.66~63.77m
18.6
16
16
5
粉土
2.1
60.08~61.94m
19.5
15
22
6
粉质粘土
1.5
58.80~61.09m
19.3
13
18
7
粉土
2.5
56.25~58.43m
19.8
15
22
8
粉土
1.1
55.35~57.47m
20.0
14
18
9
粉土
3.0
52.20~55.30m
19.4
16
20
10
粉质粘土
1.2
50.40~53.12m
19.5
18
14
11
粉土
1.7
47.70~51.94m
20.2
16
23
12
粉土
1.6
45.80~51.12m
20.9
17
24
13
粉土
1.2
35.20~40.34m
21.2
11
18
14
细砂
15.0
35.20~40.34
20.3
3
28
第二章设计原则及总体思路
1设计原则
1.1确保工程施工安全的原则;
1.2做到经济合理、降低工程造价的原则;
1.3保证西侧铁路安全、北侧运煤道路畅通的原则;
1.4有利于塔吊安装,方便钢筋模板等吊装的原则;
1.5有利于基坑周边交通、混凝土水平运输和垂直运输便利的原则;
1.6方便施工、加快施工进度的原则。
2总体思路
基坑西、南侧支护,东、北侧放坡、护坡开挖;开挖结合输煤地道进行,并利用其作为开挖、出渣施工道路;东南向布置塔机;利用西、南侧作为混凝土水平垂直运输的场地。
施工顺序:
降水-支护-开挖-护坡。
第三章设计依据、基坑等级及安全等级
1设计依据
1.1开封火电厂2×600WM扩建工程总平面布置图;
1.2现场施工条件;
1.3河南省电力勘测设计院提交的《开封火电厂2×600MW机组扩建工程岩土工程勘测报告》;
1.4《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
1.5《建筑基坑工程技术规范》(YB9258-97);
1.6《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99);
1.7《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98);
1.8《岩土层锚杆(索)技术规程》(CECS22-2005);
1.9《土层锚杆设计与施工规程》(CECS22-90);
1.10《基坑土钉支护技术规程》(CECS一96:
97);
1.11中国建筑工业出版社《建筑施工手册》(第四版);
1.12《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);
1.13《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)。
2基坑等级及基坑侧壁安全等级
2.1基坑等级
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》,本基坑开挖深度大于10m,且可能有地下文物,属一级基坑。
基坑变形的监控值按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002执行。
2.2安全等级
根据《建筑基坑支护技术规程》,JGJ120-99规定,基坑侧壁的安全等级分为三级,为确保西侧铁路安全和南侧交通,西、南侧基坑侧壁的安全等级为一级,其他侧基坑侧壁的安全等级为二级。
第四章施工平面布置
1临建设施布置
1.1拌和楼布置
拌和楼利用现有JS1000和JS750拌和楼进行集中供料,锚索、土钉砂浆在现场布置一台0.35m3搅拌机。
1.2生活生产用房布置
翻车机室及1#输煤地道支护降水开挖由专业施工队承担施工,该队生活用房租用厂外民用房;生产临时用房侧布置在翻车机室南侧地段,修建临时钢筋加工厂两间,及布置钢筋和施工机具存放场地。
1.3用电布置
接口为1#箱变,采用70mm2铝芯电缆地敷,在翻车机室南侧布置二级配电箱1个。
在各施工点布置三级配电箱。
2施工道路布置
翻车机室结合1#输煤地道开挖,利用1#输煤地道作为出渣道路,道路随翻车机室的下降而下降,当坡度较陡时,在翻车机室开挖基坑内设多级平台,利用平台倒运装车出渣。
基坑外老青年路、北侧运煤道路、B=656路、A=1260路为外围施工道路。
3施工排水
排水一是排走管井内的地下水,二是排走地表水和基坑内积水,可采用分层临沟积水井排水法,即在基坑开挖线外、马道外侧基坑基底边线挖排水沟,并设置积水井。
基坑开挖线外的排水沟尽可能和外围管井结合,马道和基坑内的水用水泵抽至地表外围的排水沟内。
4堆料场布置
堆料场布置在翻车机室北侧围墙内,今后作回填之用。
施工平面布置见下图:
第五章管理组织机构及主要管理人员
1管理组织机构
项目部设六部一室,翻车机室支护、降水、开挖为专业施工队,管理组织机构图如下:
项目经理
项目总工程师
副经理
环保部
质量管理部
综合办公室
商
务
部
工程技术部
安
全
监察
部
机电物
资
部
测
量
组
试
验
室
财务室
资料室
专业施工队
降水施工组
支护施工组
开挖施工组
2主要管理人员
主要管理人员见下表:
姓名
现任职务
职称
岗位资质
职责
金伟
项目经理
高级经济师
一级项目经理
全面负责
张红卫
项目副经理
工程师
二级项目经理
负责生产
王进
项目副经理
工程师
工程师
负责安全、环保
朱德富
项目总工
高级工程师
工程师
负责技术、质量
刘剑峰
工程部部长
工程师
工程师
负责技术
李金波
质保部长
工程师
工程师
负责质量
汪波
商务部长
经济师
经济师
负责商务
费梦良
安全监察部长
安全工程师
安全工程师
负责安全、环保
夏海峰
测量组组长
测量员
测量专工
负责测量
许元奇
试验室主任
试验员
试验专工
负责材料取样、送检、试验
罗 丁
资料室主任
工程师
档案管理
负责工程档案、资料、信息
李小龙
专业队长
工程师
工程师
负责现场施工
第六章主要施工方案及施工方法
1主要施工方案
1.1基坑支护方案
按照设计原则及设计依据,考虑本工程现状及需要着重解决的问题,根据本工程基坑的具体情况,采用的支护方式有:
(1)水泥土桩复合土钉墙支护;
(2)桩锚联合支护;
(3)超前微型桩复合土钉墙支护;
(4)土钉墙支护;
结合开封目前较成熟的作业设备方法,根据本工程地质条件、环境条件、施工顺序和施工期间可能的气候条件,经过多位专家集体分析和论证及理论计算和分析,从安全、经济、工效几方面考虑:
场地西侧有铁路和道路,放坡受限制,且对基坑变形和安全性能要求较高,确定采用桩锚联合支护;同时为解决施工场地的问题,对场地南侧亦采用桩锚联合支护。
其它各地段较开阔,可采用放坡后的土钉墙支护,但考虑到翻车机室开挖较深,15米下有流塑状土,蠕变性较强,故在二级开挖台阶处增设一排超前微型桩,采取超强微型桩复合土钉墙支护方案。
1.2基坑降水方案
根据本场地水文地质条件,拟建场地在钻探深度范围内,地下水为潜水类型。
勘探期间,地下水初见水位埋深为0.8~2.4m,其相应标高为67.93~69.27m。
本基坑开挖深度最深在自然地面以下20.4m左右。
在降水实施过程中,首先要保证将基坑里的水位降至基坑底标高0.5~1.0m以下,其次保证降水在达到设计要求的同时,控制水位降深和降水速率,减少降水对周边环境的影响。
根据本工程场地环境、工程地质水文地质条件、建筑物基础埋深情况及本地区经验,为减少降水对周围环境的影响,针对本工程特点,决定采用管井降水方案。
布井原则:
(1)充分考虑该地段水文地质条件,计算基坑涌水量。
(2)在满足水量和基坑降水要求前提下,布设合理的降水井。
(3)必须确保基坑开挖和基础施工不受影响。
2主要施工方法
2.1土钉墙施工
2.1.1土钉墙支护设计参数
按照规范利用理正软件对土钉墙支护结构抗拉、内部稳定、外部稳定性验算,安全系数均满足规范要求。
计算土钉参数见下表:
基坑4-4剖面(深度按20.4m考虑)
排号
埋置深度
土钉长度
钢筋配置
水平间距
倾角
成孔直径
第一排
1.2m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第二排
2.7m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第三排
4.2m
12m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第四排
5.7m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第五排
7.0m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第六排
8.3m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第七排
9.6m
12m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第八排
10.9m
13.5m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第九排
12.2m
12m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第十排
13.5m
12m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第十一排
14.8m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第十二排
16.1m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第十三排
17.2m
12m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第十四排
18.5m
6m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第十五排
19.8m
6m
1ф18
1.5m
10°
100mm
基坑5-5剖面(深度按11.0m考虑)
排号
埋置深度
土钉长度
钢筋配置
水平间距
倾角
成孔直径
第一排
1.2m
6m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第二排
2.7m
8m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第三排
4.2m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第四排
5.7m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第五排
7.1m
8m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第六排
8.5m
8m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第七排
9.9m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
基坑6-6剖面(深度按9.0m考虑)
排号
埋置深度
土钉长度
钢筋配置
水平间距
倾角
成孔直径
第一排
1.0m
6m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第二排
2.4m
6m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第三排
3.8m
9m
1ф18
1.5m
10°
100mm
第四排
5.2m
6m
1ф18
1.5m
10°
100mm
注:
由于栈道处基坑深度逐渐变浅,对于深度不为9m和6m的地段,按照上表设计土钉,相应在底部增加一排长6.0m的和减少一排土钉既可。
具体变更在确保安全的条件下,可根据现场实际情况共同协商调整。
2.1.2土钉墙施工方法:
(1)土钉墙施工流程
分层分段→修坡→成孔→安装土钉→注浆→遍网→焊加强筋→喷射砼→开挖支护下一层(段)。
(2)土钉造孔要求
A分层分段开挖,每层开挖深度不得大于单排设计深度。
对开挖出的边坡进行人工修整,确保边坡的平整度。
对土钉位置作出标记。
B采用人工成孔,成孔直径100mm,孔深宜大于设计孔深10cm,成孔倾角5~15o。
(3)土钉制作安装
A边坡土钉钢筋采用ф18HRB335,详见附图。
B土钉杆接头应采用焊接的搭接接头,焊接必须符合规范要求。
C土钉杆体应沿土钉轴线方向每隔2.0米左右设置一个居中支架,居中支架采用φ6.5钢筋制做,并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接。
D土钉孔造好后应尽快放置土钉,土钉放入前应认真检查杆体质量。
(4)注浆
A根据本工程条件注浆采用水泥净浆,水泥采用P.032.5级普通硅酸盐水泥,加早强剂水玻璃。
B注浆液水灰比为0.40~0.55。
C注浆应从孔底开始灌填,当孔口有浆液流出并加压稳定后,方可停止注浆。
(5)编扎钢筋网
A钢筋网采用φ6.5调直钢筋,双向间距均为250mm。
B根据作业面层分层、分段铺设钢筋网,钢筋网之间的连接可采用搭接,搭接长度不小于一个网格边长且不易小于200mm,或采用点焊,并随壁面随坡就势铺设。
C钢筋网铺设好后,应在其上面焊接加强筋,使土钉、钢筋网、加强筋连成一体。
(6)喷射混凝土
A喷射混凝土采用P.032.5级普通硅酸盐水泥,砂子采用中砂,且砂的含水率宜控制在5~7%,石子应用坚硬、耐久的碎石,其最大粒径一般不应大于10mm。
B喷射混凝土的面层强度C20,配合比一般采用水泥:
砂:
碎石重量比为1:
2:
2,水灰比为0.40~0.50,加早强剂水玻璃。
2.2超前微型桩设计参数及施工方法
超前微型桩主要在翻车机室放坡的二级台阶处施工,桩径100~120mm,桩长12.0米,间距1.0米,内置钢管直径48mm,壁厚不小于2.5mm。
钢管外填充碎石,粒径0.5~1.0cm,水泥采用P.032.5,水灰比0.8左右,孔底注浆反压。
具体布置见平面图。
2.3桩锚联合支护施工
2.3.1桩锚联合支护布置
(1)钻孔灌注桩布置
考虑基坑西侧约14m处为铁路和道路,为确保基坑开挖期间铁路和道路不受影响,决定采用双排桩(外排间隔打双排桩,桩间距1.5~3.0m)方案,基坑南侧采用单排桩,钻孔灌注桩自地表开始施工,桩径1000mm,桩长30.0m,双排桩排间距为2.0m;具体布置详见平面图。
(2)预应力锚索布置
基坑西坡两侧放坡位置设计3排预应力锚索,中间地段设计5排预应力锚索,其主要参数如下:
预应力锚索设计参数一览表(北侧放坡位置)
锚索钻孔
锚索长度
钢绞线
地面下
深度(m)
水平间距(m)
施加预应力
排数
孔深(m)
孔径(mm)
自由段
锚固段
规格
长度(m)
根数
第一排
25
150
7
18
3-7φs15.2
26.0
3
5.6
1.5
150kN
第二排
23
150
6
17
3-7φs15.2
26.0
3
8.4
1.5
150kN
第三排
20
150
5
15
3-7φs15.2
23.0
3
11.2
1.5
100kN
预应力锚索设计参数一览表(中间地段)
锚索钻孔
锚索长度
钢绞线
地面下
深度(m)
水平间距(m)
施加预应力
排数
孔深(m)
孔径(mm)
自由段
锚固段
规格
长度(m)
根数
第一排
26
150
7
19
3-7φs15.2
26.0
3
5.6
1.5
150kN
第二排
26
150
6
20
3-7φs15.2
26.0
3
8.4
1.5
150kN
第三排
23
150
6
17
3-7φs15.2
23.0
3
11.2
1.5
100kN
第四排
21
150
5
16
3-7φs15.2
21.0
3
14.0
1.5
100kN
第五排
19
150
5
14
3-7φs15.2
18.0
3
16.8
1.5
100kN
锚索注浆采用二次劈裂注浆,二次劈裂注浆压力1.2~3MPa。
(3)钢支撑布置
采用直径350,壁厚不小于5的钢管,在施工冠梁时,进行安装固定,具体位置见设计图。
2.3.2结构设计
(1)钻孔灌注桩设计
灌注桩主筋采用20φ22,主筋上部预留600mm伸入冠梁;加强筋采用φ16@2000;箍筋采用φ8@200。
浇注砼的标号为C30。
见附图。
(2)桩顶冠梁设计
双排桩位置采用冠梁连接,冠梁截面尺寸3000×600mm。
单排桩冠梁截面尺寸1000×600mm。
冠梁浇注砼C25,箍筋、加强筋规格见附图。
2.3.3桩锚联合支护施工方法
(1)灌注桩施工
A施工工艺流程
桩位定位
钻机定位
钻进成孔
泥浆循环
第一次清孔
注入新泥浆
浆液
回收
测孔底沉渣
泥浆处理
第二次清孔
钻机移位
废浆外运
废浆排放
测孔底沉渣
制作钢筋笼
安放钢筋笼
混凝土拌制
浇注混凝土
下导管
凿去浮浆
B施工方法
1)桩位确定
依据设计图纸桩位及现场基准控制点,确定纵横基准线及坐标高程,然后标定实地桩位及桩位高程。
2)钻孔
采用SPJ-300型钻机钻孔,正循环跳打作业方法;
泥浆性能指标见表
泥浆的性能指标
项次
项目
性能指标
检验方法
1
比重
1.1~1.5
50000/70000
泥浆比重计
2
粘度
10~25g
漏斗法
3
含砂率
<6%
4
胶体率
>95%
量杯法
5
失水量
30mL/30min
失水量仪
6
泥皮厚度
1~3mm/30min
失水量仪
7
静切力
1min20~30mg/cm2
10min50~100mg/cm2
静切力计
8
稳定性
<0.03g/cm2
9
PH值
7~9
PH试纸
泥浆制备
根据现场土质情况及管井护壁情况,本工程护壁钻孔采用现场料,其配合比应符合下表。
表泥浆配合比单位:
kg
材料名称
水
膨润土
Na2CO3
备注
用量(kg)
100
10
0.3
注意事项
·钻孔泥浆护壁期间,泥浆高出地下水面1.0m以上;
·为防止泥浆稠化,根据情况,在孔口部位适当加入清水,同时,为了增强泥浆悬浮粉粒的能力,泥浆的相对密度控制在1.15~1.25之间,保证孔壁稳定;
·泥浆的维护与管理:
泥浆实行专人管理,钻进中随时测定泥浆池泥浆性能,确保注入泥浆的性能指标满足要求;
·成孔过程中,作好泥浆排放工作。
防止对周围环境造成污染。
孔内排出的泥浆,通过泥浆沟流入泥浆沉淀池,泥浆循环和沉淀的渣土专门安排人工进行打捞,处理后的渣土外运到指定弃渣场。
成孔
·在松软土层中钻进时,根据泥浆补给情况控制钻进速度;
·钻机设置的导向装置;
·桩孔上部孔段钻进时轻压慢转,尽量减小桩孔超径;
·加接钻杆时,先停止钻进,将钻具提离孔底80mm~100mm,维持冲洗液循环1min~2min,以清洗孔底并将管道内的钻渣携出排净,然后停泵加接钻杆。
钻杆连接应拧紧上牢
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