明挖隧道深基坑开挖安全专项施工组织方案.docx

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明挖隧道深基坑开挖安全专项施工组织方案

110千伏紫藤输变电工程进线隧道项目二标段

明挖段（K0+967.0至K1+540.0）

明挖隧道深基坑开挖

安全专项施工方案

编制：

审核：

审批：

中建投工程技术有限公司

110千伏紫藤输变电工程进线隧道项目二标段项目部

二零一七年一月

1.3工程地质、水文地质情况6

1.3.2水文地质7

1.3.3其他7

1.4气候条件7

1.编制依据、范围7

1.1编制依据7

1.2编制范围8

3.风险分析8

3.1风险源8

3.2施工风险分析8

3.3施工风险管理组织机构及职责9

3.3.1施工风险管理组织机构9

3.3.2安全风险管理领导小组成员及组织机构各部门职责9

4.3主要工程材料12

7.5隧道垫层施工20

7.6卷材防水层施工20

9.4针对管线断裂或渗漏水风险的施工措施30

9.5针对防止高空坠落等意外事故的安全措施30

11.安全文明施工要求40

11.1文明、环境保护措施40

13.应急预案47

13.5.2边坡失稳的风险50

13.5.3地面开裂、塌陷应急措施50

13.5.4建筑物变形过大应急措施50

13.5.5外界因素受阻应急措施50

后附《场地平面布置图》、《施工进度横道图》

明挖隧道深基坑开挖安全专项施工方案

1.工程概况

1.1工程地理位置

本工程为110千伏电缆隧道工程进线隧道项目二标段明挖隧道，隧道长度573m，施工里程为K0+967-K1+540。

隧道位于郑州中原区中原西路南侧，须水河东侧。

详见图1-1工程平面位置示意图。

起点

明挖隧道573m

图1-1工程平面位置总示意图

1.2工程设计概况

1.2.1设计概况

明挖隧道基坑长度664m，隧道结构尺寸为3.1m（宽）×3.4m（高），隧道净空尺寸为2.5m（宽）×2.8m（高）。

基坑采用放坡开挖，开挖深度8--18m，平均深度12米，边坡坡度为1：

0.5，分为2-3级台阶进行放坡，每6m设置一级边坡，边坡平台宽度为1.5m，边坡采用80mmC20喷射混凝土+锚杆+钢筋网进行边坡支护。

边坡上设置排水沟，基坑底部每30m设置一个集水井。

基坑截面详见图2-1。

对于K1+380-K1+310基坑处于柳沟安置区项目污水池内,该处自然地面距基坑底为10m左右，采用12米长III型拉森钢板桩（宽400mm、高170mm、厚15.5mm）加二道内支撑进行基坑支护，钢板桩之间采用HW250*250*11*11围檩进行连接，围檩与每根拉森钢板桩之间空隙需打入木楔抵紧，直径DN300*10的钢管进行内支撑，第一道支撑距地面1.0m，第二道支撑距明挖隧道结构顶面1.5m，支撑水平间距为5.0m。

基坑截面详见图2-2。

图2-1基坑开挖断面图（12m深）

图2-2钢板桩开挖断面图（10m深）

1.3工程地质、水文地质情况

1.3.1工程地质

沿线主要地层为第四系土层覆盖，根据现场勘探及室内土工试验结果，按各岩土层特征将勘探深度范围内的地层自上而下描述大致如下：

第1层：

素填土，褐黄色、浅黄色，主要成份为粉土、粉砂，局部含碎砖块，为修筑道路、填埋地下管道形成、密实度变化大，由于位于在修路面之下，大部分经数年碾压后，较为密实，局部经过多次或近期开挖回填，比较疏松。

第2层：

粉土、褐黄色、稍湿、中密-密实，上部粘粒含量稍高，见大量灰色条纹或灰绿色团块，俗称“花斑土”；下部粘粒含量低，见大孔隙和白色钙质网纹，含蜗牛壳、铁锰质斑点及零星小姜石。

该层土干强度低，韧性低，无光泽反应，加水后摇振反应中等。

本层分布基本稳定，层厚5.8-7.0mm，层底埋深6.4-9.2m。

第3层：

粉土，褐黄色、稍湿、中密、粘粒含量高，似粉质粘土，肉眼可见孔隙，偶见黑色结核状斑点。

该层土干强度中等，，韧性中等，无光泽反应，加水后摇振反应中等。

本层分布基本稳定，层后2.9-4.1m，层底埋深9.7-12.5m。

第4层：

黄褐色，湿，中密-密实，砂质含量高，见黄绿色条纹或环斑，含少量姜石。

层间夹粉砂薄层或透镜体，呈密实状态，其成份以长石和石英为主，为选性与磨圆度均不好，见白色云母碎片。

该层土干强度低，韧性低，无光泽反应，摇振反应中等。

本层分布稳定，层厚4.0-6.4m，层底埋深为14.0-17.8m。

1.3.2水文地质

本场地地下水水位埋深34.0m左右，地下水位高程为100.0m左右，属孔隙潜水类型。

根据区域资料，地下水位年变幅2.0-3.0m。

场地近3-5年最高水位埋深30.0m，最高水位高程102.0m。

地基土对混凝土结构具有微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。

1.3.3其他：

根据《中国地震动参数区划图》GB18306，场地处于地震动峰值加速度0.15g区，相应地震基本烈度为VII度，设计地震分组为第二组，场地土类型中软场地土，建筑场地类别为III类。

拟建场地为进行建设的一般场地。

拟建场地周围地形平坦，场地及其附近地表无不良地质作用，但地基内存在有因挖填各种管线造成浅部有虚填土及老冲沟等不良因素，设计及施工时应考虑其影响。

拟建隧道区间沿线有人工填土层，为杂填土，土质不均，工程性质差，填土厚度较大，高度为5.4-7.6m。

1.4气候条件

郑州市属于温带气候区，全年平均气温为14.3℃，年最高气温43℃，年最低气温-17.9℃，平均气压：

夏季992.3hpa、冬季1013.3hpa，全年平均降雨量632.4mm，一日最大降雨量189.4mm，全年最大积雪深度23.0cm，最深冻土层270mm，本区主导风向夏季以南风、东南风为主；冬季以东北风为主，全年主导风向夏季以南风、东南风为主，冬季以东北风为主，全年主导风向为东北风NE，频率为10％，极大风速为27.7m/s。

1.编制依据、范围

1.1编制依据

1、《混凝土结构工程施工质量验收规范》

2、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》

3、《建筑基坑支护技术规程》

4、《建筑工程施工质量验收统一标准》

5、《混凝土外加剂应用技术规范》

6、《城市轨道交通技术规范》

7、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》。

9、《国家电网公司施工项目部标准化工作手册110（66）千伏线路工程分册》（2010版）。

10、《城市电力电缆线路设计技术规定》DL/T5221-2005。

11、《电缆沟及电缆线路建设改造标准汇编》2004年4月。

12、管线综合图纸和电缆隧道设计图纸。

13、项目管理实施规划（施工组织设计）。

1.2编制范围

本方案适用于110千伏紫藤输变电工程进线隧道项目二标段深基坑开挖施工。

3.风险分析

3.1风险源

工作井基坑土方开挖过程中风险源包括自身风险和环境风险，具体情况见表3-1。

表3-1风险源工程统计表

序号

风险名称

安全

等级

基本情况描述

保护措施

变形控制标准

一

自身风险

二级

深基坑

1.土方开挖做到“快开挖，快支护”原则。

2.施工时，做好边坡支护及基坑防排水工作。

3.

收敛10mm

二

环境风险

1

基坑旁土堆

二级

K1+042-K0+967基坑南侧土堆，最小距离基坑为10m，土堆高度10m。

1.提前清理土堆，避免堆载过大造成基坑变形甚至坍塌。

2.加强监控量测，做到信息化施工。

沉降10mm

2

二级

K1+380-K1+310基坑处于柳沟安置区项目污水池内。

1、提前降水及钢板桩+支撑支护，避免开挖造成基坑变形甚至坍塌。

2、加强监控量测，做到信息化施工。

收敛10mm

3.2施工风险分析

根据以往明挖基坑施工经验，明挖基坑施工阶段主要存在以下风险。

表3-2施工中可能出现的施工安全风险统计表

序号

风险项目

风险出现的可能性

风险出现的后果

1

地质风险

有

雨雪水浸泡、冲涮边坡背后土体，造成边坡荷载增大或空鼓，边坡支护受力不均而变形或坍塌

2

施工用电

可能

造成人员伤亡

3

高空坠物

可能

4

机械伤害

可能

3.3施工风险管理组织机构及职责

3.3.1施工风险管理组织机构

项目部成立由项目经理担任安全风险管理小组组长，由项目总工、安全总监、生产副经理担任副组长，项目部各职能部门负责人为成员的安全风险管理小组。

3.3.2安全风险管理领导小组成员及组织机构各部门职责

（1）组长职责

项目经理是应急救援领导小组的第一负责人，担任组长，在项目应急救援工作中全面负责，为应急救援总指挥，其主要职责：

1）总体掌控安全风险管理工作；

2）确定安全风险管理总体目标、风险承受度，批准重大安全风险管理解决方案；

3）了解和掌握各项重大风险及其风险现状，做出有效控制风险的决策；

4）批准重大决策、重大风险、重大事件和重要业务流程的判断标准或判断机制；

5）领导督促安全风险管理小组成员做好安全风险管理的各项工作；

6）向上级单位通报安全风险管理工作进展。

（2）副组长职责

协助组长负责应急救援的具体指挥工作：

1）在应急救援工作中提供总体技术支持，负责组织制订应急救援方案并指导和监督实施运行；

2）负责现场组织、指挥应急救援工作，为救援现场人力、物力、财力资源的总调度；

3）负责在事故应急过程中组织对受伤人员的疏散，组织应急救援技术方案的具体实施；

4）做好人员的思想动员和事故后的思想教育工作。

必要时，负责组织党、团员突击队参与救援抢险；

5）统一配置风险管理资源；对跨部门和业务经营部门的风险管理工作进行组织协调；

6）督导项目风险管理学习培训；

7）指导、监督有关部门开展风险管理工作。

（3）物资部、设备部职责

1）在进行本项目设备物资管理的同时，为安全生产做好物资设备方面的工作；

2）重要劳动防护用品的采购和使用必须符合国家标准和有关规定，执行本系统重要劳动防护用品定点使用管理规定；

3）定期检查劳动安全防护用品的使用情况，对于不符合安全要求、过期的安全防护用品及时予以淘汰、更换；

4）建立安全防护用品发放使用台账，动态跟踪，及时反馈安全防护用品的信息。

根据各自的职能履行相关的风险评估与管理职责。

（4）安质部职责

1）施工期间风险评估与管理的归口管理部门。

负责实施风险评估与管理工作；

2）检查督促各项目部风险处理措施的落实情况；

3）监督、协调各工区处理风险评估与管理工作中的有关问题；

4）对施工阶段风险实时监测，定期反馈，随时与相关部门沟通；

5）根据风险监测结果，调整风险处理措施。

（5）工程部职责

1）参与项目风险等级评估；

2）提出项目风险应对措施和对策；

3）依据项目风险识别报告、项目风险等级评估、项目风险响应计划等资料制定详细研究施工技术方案，综合考虑安全、技术、环保、经济等要素，不断优化施工方案，使项目风险降到最低，尽量规避或消除施工风险，减少损失；

4）实施项目风险应急预案。

（6）财务部职责

1）依据项目风险识别报告、项目风险等级评估、项目风险响应计划等资料制定风险预算；

2）综合整体预算方案，研究单项项目风险及其相互之间的预算关系，优化设计预算方案；

3）通过项目风险预算方案，评估其对项目带来的财务管理影响。

（7）工经部职责

1）把项目风险成本纳入到项目成本管理体系，通过对风险成本的分析，评估其对项目成本的影响；

2）根据项目风险的控制效果，调整成本计划，重新分析风险成本的可控性，对后续的项目风险控制作出指导。

（8）办公室职责

1）从办公室日常工作入手，做好安全生产方面的医疗保证和后勤保证工作，为安全生产做好后勤保障方面的工作。

熟悉各职能部门的安全生产职责，熟悉国家有关安全的方针政策法规；

2）协助领导贯彻上级有关安全生产指示，及时做好有关安全风险管理文件的报送和传达；

3）组织检查落实干部值班制度；

4）做好部门人员的日常安全和教育，提高安全意识；

5）加强对项目部车辆、生活区、办公区、食堂经常性安全检查，防范安全事故的发生；

6）及时提供和保存有关安全生产文明施工、水保环保方面的档案、文件资料，为安全生产服务。

4.施工准备

4.1技术准备

（1）认真学习有关基坑边坡支护、临边防护和土方开挖施工的各项规范与规定，熟悉图纸，确保现场施工能够准确地按照图纸、方案实施。

为保证质量，采取挂牌施工，责任到人，设专职质检员现场监督检查。

（2）对施工图纸已进行设计交底，并编制基坑开挖施工方案，经审批后向工区管理人员和作业工班进行书面技术交底和口头交底。

（3）技术、质量和材料管理人员，认真验证进场材料的性能，型号及其规格等是否符合要求，试验人员及时按规定取样送验，不合格材料严禁进场。

4.2场地平整

施工场地为中原西路南侧已拆迁村庄及林地，场地内有2个大土堆（高15m左右），需进行清理后方可进行基坑开挖施工。

4.3主要工程材料

主要材料有钢筋、砂、碎石、速凝剂、混凝土、防水卷材、砖等。

具体数量详见主要材料数量表：

4-1主要材料数量表

序号

材料

单位

数量

备注

1

钢筋

t

664.646

2

C20喷射混凝土

m3

1898.5

3

C40P6混凝土

m3

2484

4

C20混凝土

m3

28.65

5

C15混凝土

m3

218.387

6

防水卷材

m2

8939.3

7

砖

m3

467.594

（1）边坡防护需要准备的材料

1）喷射混凝土

喷射混凝土为C20喷射混凝土。

2）钢材

钢筋：

HPB300、HRB400；Φ6.5、Φ22。

3）焊条

钢材焊接采用E50型系列焊条，焊条的性能需符合国家现行标准规定。

（3）隧道结构所需材料

1）钢筋：

HPB300、HRB400其性能和质量必须符合国家现行标准和行业标准的规定，并应有各项性能的质量证明书或检验报告；

2）混凝土

垫层混凝土：

C15、结构混凝土：

C40P6、人行步道混凝土：

C20。

3）防水卷材

三元乙丙防水卷材1.5mm厚。

5.施工安排

5.1劳动组织及职责分工

基坑开挖拟投入的人员见表5-1。

表5-1拟投入人员表

序号

职务

人数

备注

1

工区主任

1

负责本次施工的全面现场协调和指挥

2

工区技术主管

1

负责监督现场施工按方案实施，为现场施工提供技术支持

3

技术、质检人员

2

负责现场值班，控制施工过程中的方案、交底落实和质量控制

4

专职安全员

2

主要负责现场的安全控制

5

测量人员

3

负责现场的施工量测

6

网喷人员

6

负责随着基坑的开挖及时施作网喷支护

7

杂工

2

负责现场的清理，材料运输等

8

合计

17

9

合计

17

5.2机械设备

基坑开挖及支护过程中拟投入的机械设备详见表5-2。

表5-2拟投入的主要机械设备表

序号

机械名称

规格型号

额定功率（kw）或容量（m3）吨位（t）

数量（台）

1

反铲挖掘机

PC220

2

2

自卸车

载重20T

10

3

空压机

20m3

1

4

交流弧电焊机

BX1-500

45KW

4

5

风镐

C11-A

1.5m3

4

6

喷浆机

5m3/h

1

7

水泵

扬程15m

2

5.3工期安排

基坑开挖平均深度为12m，长573m，共计约69187m3。

基坑开挖分层分段进行，根据施工计划，日开挖量约2300m3。

5.4施工场地布置

施工场地围挡采用2.5m彩钢板施做施工围挡，在围挡上安装喷淋设施并设置警示标识。

沿基坑北侧侧设置施工便道，便道宽5米。

6.工程重、难点及相应的应对措施

6.1工程重、难点

结合本工程开挖及支护的施工内容、周边环境、工程水文地质等特点，施工的主要重、难点有：

（1）自身基坑开挖深度大，最深达到14m。

（2）基坑两侧存在堆载，基坑稳定和基坑安全是本工程的难点和重点。

（3）监控量测频率及反馈做到信息化施工是深基坑施工的重点。

6.2应对措施

（1）根据基坑深度，提前做好技术准备工作：

A.在基坑施工前，做好技术交底工作，将基坑开挖宽度、坡度、分层深度、平台高度、边坡支护方式等技术指标和质量标准，向全体施工人员进行详细技术交底，使全体施工人员熟悉并掌握基坑开挖作业要点和注意事项。

作好安全交底工作，明确危险源，作好安全预控预案，根据危险源制订安全施工措施。

B.制定监测方案，并严格按照监测方案进行布点、监测，在基坑开挖前完成各监测项目的初始值采集。

C.切实落实机械设备和土方外运工作及土方运输过程行驶道路环境保护工作。

D.做好围护桩成桩质量，确保基坑开挖安全可行。

（2）基坑及堆载区安全措施

在基坑工程施工期间，对基坑边坡防护体系、基坑周边堆载物进行变形监测，为施工提供及时有效监测信息，指导施工，采取必要的措施，确保施工安全和减少对环境的影响。

A、对基坑施工期间基坑变形和其影响范围内的环境变形、被保护对象的变形以及其它与施工有关的项目或量值进行测量，以及时和全面地反映它们的变化情况。

（3）基坑支撑保护

A.开挖前，提前对作业班组在作业有可能遇到的安全问题及应对措施进行技术和安全技术交底培训，培训合格后，方可作业。

B.基坑开挖时，必须配有信号工和安全员现场盯控。

信号工和安全员必须培训合格后，方可上岗。

C.工区值班人员应跟随作业队现场指导，发现问题并及时告知作业人员，避免以小变大。

（4）监测频率及信息反馈

A.在基坑围护施工、基坑开挖及结构施工期间，应根据现场具体施工工况及监测变形情况合理安排好各施工工况下的监测频率，以更合理地为工程施工提供有力的信息支持。

在监测数据变化速率突然增大时，应及时对监测数据进行复核，确认后应对异常监测点适当提高监测频率。

在完成基坑开挖且变形趋于稳定的情况下，可以适当减少监测频率。

在出现以下情况时应加密监测频率：

①施工进度加快，大面积开挖施工。

②监测值出现波动或异常或监测值接近警戒值。

③当有危险事故征兆时，需进行连续监测。

B.监测控制指标

根据相关规范和设计要求，拟定监测警戒值。

C.监测技术成果

现场量测数据应实时分析，及时提交监测技术成果报告：

主要有工程险情预警报告（含联系单）、日报表、周报表、月报表、总结报告。

每阶段监测报表整理完成后应及时报送。

日报于每日下午16：

00前，应分别报送至项目部、监理部等相关单位；周报应于每周四下午16：

00前，分别报送至项目部、监理部等相关单位；月报应于每月25日下午16：

00前，分别报送至项目部、监理部等相关单位；总结报告应在工程监测结束后15日内报送至项目部、监理部等相关单位。

D.预警管理等级及响应

根据现场量测的分析成果，按照监控控制标准制定监测预警管理等级和应对措施。

7.施工方法和措施

7.1总体施工方案

进场后，由隧道起点向小里程方向进行开挖，首先进行开挖范围放线施工，然后根据开挖范围开挖第一层土方开挖，然后施做边坡防护，并在边坡防护施工过程中预留排水沟，同时施做临边防护；到达平台高度时进行边坡平台施工，第一层土方开挖并防护完成50m后同步进行第二层土方开挖支护，后续第三层连续施工直至基坑开挖完成。

基坑开挖遵循“纵向分段、竖向分层、由上至下、先支后挖”的施工原则，竖向从上到下分层开挖，纵向形成台阶，横向先挖中间土体，后挖两侧土体。

开挖采用反铲挖掘机开挖土方为主，开挖基本成型后人工修整边坡，保证边坡坡度符合设计要求，开挖土方直接用渣土车拉至土方存放，用以后续回填施工。

基坑开挖至基坑垫层以上100mm时，对基坑进行验槽，并采用人工挖除剩余土方，基坑开挖完成后施作主体结构。

7.2基坑开挖前准备工作

（1）场地清理施工并进行文物探测

由业主进行场地清理，清理完成后进行文物探测，若施工区地下未发现文物则进行下一步施工，若发现文物按文物管理部门意见施工。

（2）开挖线放样

地面开挖线放样，并每20m进行地面实测标高测量，并报业主、监理现场确认，确认完成后进行土方施工。

7.3土方开挖施工

7.3.1隧道基底土方开挖

本标段采用分层开挖、分步挖土。

在开挖之前，需对地面进行复测。

根据隧道埋深不同，每一阶开挖深度约为3~4m，装汽车运走，开挖过程中及时挂钢筋网锚喷护壁。

开挖长度达到20m时，至结构底0.5m时，采用人工配合机械开挖，人工清底至设计底高程并浇筑底板垫层。

①清除挖方区域内所有障碍物。

如地上高压、照明、通讯线路、电杆、树木、旧有建筑物及地下排水、煤气、供热管道、电缆、沟渠、基础等，或进行搬迁、改建、改线。

②制定好现场场地平整及基坑开挖施工方案，绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图，确定开挖路线，基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置及土方堆放地点。

③完成测量控制网设置，包括控制基线、轴线和水准基点。

场地平整进行方格网桩的布置和标高测设，计算挖填土方量，对建筑物做好定位轴线的控制测量和校核：

进行土方工程的测量定位放线，并检查复核无误后，作为施工控制的依据。

④在施工区域内做好临时性排水设施，场地向排水沟方向做成不小于0.3%的坡度，使场地不积水，必要时设置截水沟。

⑤完成必须的临时设施，包括生产设施、生活设施及机械进出和土方运输道路、临时供水供电线路。

⑥机械设备运进现场，进行维护检查、试运转、使处于良好的工作状态。

基坑开挖剖面图

基坑开挖平面图

7.4边坡支护及防水

1、边坡支护结构型式：

 基坑边坡支护采用网喷支护加固边坡坡面的防护形式，边坡坡面采用Φ20钢筋锚杆，呈梅花形布置，竖向间距1.5m，纵向间距2m，坡面加挂Φ6.5钢筋网片，网格150mm×150mm钢筋网片，坡面喷射80mm厚C20混凝土。

2、边坡锚杆施工

（1）施工工艺流程如下：

 钢筋下料→找准孔位调整角度→打设锚杆→铺挂Φ6.5钢筋网片→坡面喷射水泥砂浆

（2）主要施工方法：

①杆体制作：

按照设计要求制作锚杆体，保证杆体长度。

 ②锚杆打设

a） 安装锚杆前应检查锚杆，包括长度、自由段部分的处理。

b） 杆体在运输过程中不得扭曲、碰撞，严格保护杆体不受损伤。

c） 安装锚杆时应按照测量放线位置进行打设，打设角度及外漏长度应符合要求。

 （3）质量保证措施 

①锚杆工程所用原材料、钢筋等均应有出厂合格证明，并按规范要求复验合格后方

可使用。

 ②锚杆水平方向孔距误差不应大于100mm，垂直方向孔距误差不应大于50mm，倾

角允许偏差1°。

3、挂钢筋网片施工 

（1）铺挂钢筋网片：

采用坡面加挂Φ6.5网格150mm×150mm钢筋网片，钢筋网片的横向及纵向搭接必须大于150mm，以保证钢筋网片的整体性。

如遇到边坡土方稳定性差，在修整好坡面后，先抹一层水泥砂浆，然后再按正常顺序铺挂钢筋网片。

（2）固定钢筋网片：

采用焊接的方法，将锚杆端部与钢筋网片相焊接，并纵向设置2Φ20mm

钢筋连接锚杆端部，用于加固钢筋网片。

4、边坡喷混凝土施工

（1）为保证钢筋网喷射混凝土质量、减少粉尘、保护作业人员身体健康，喷射砂浆采用湿喷工艺施工，喷射设备选用PZ-5B型湿喷机。

（2）、喷射混凝土为商混，混凝土到场坍落度为80~140mm，在搅拌机内经过充分拌合后，再装入喷射机中与速凝剂一起喷出到受喷面。

喷射完成后