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武汉市地铁二号线循礼门站深基坑专项安全技术施工方案编制：复核：批准：中铁十三局集团武汉市地铁二号线循礼门站项目经理部二零零八年五月深基坑专项安全技术施工方案随着城市建设不断地扩大对地下空间的开发和利用，深基坑支护工程在施工中运用的越来越多，尤其是在地铁的施工中更是广泛运用。在深基坑支护工程中，由于设计不合理，或施工不当，或自然灾害等原因，经常发生基坑坍塌、建筑物及路面塌陷或开裂、基底隆起等等工程事故，直接影响施工进度和工程造价，甚至危及人们的生命财产安全。越来越多的人已认识到，深基坑支护工程是一项风险性工程。作为施工人员，应竭力避免事故的产生。从施工的角度来分析深基坑支护的施工安全问题,并提出解决办法。一、工程概述1、深基坑所处的位置、周边的环境本车站位于武汉市解放大道与京汉大道之间的江汉路上，江汉路北侧为武汉船舶工业公司用地，后面是一栋30层的高层建筑，南侧为地面3层、地下1层砼框架结构的大润发超市，已建成的轻轨一号线江汉路站位于站位的东北角。2、深基坑四周市政道路、管沟、电力电缆和通讯光缆情况江汉路是城市交通主干道，共4条车道：道路交通非常繁忙。本车站站址处地下管线较多，施工期间可采用永久（临时）改移或悬吊等保护措施，减少对车站施工的影响。3、基础类型、基坑开挖深度及其他本站的基础底板采用钢筋混凝土，基坑开挖深度约20.7米。车站开挖前，地下水降至底板以下3米，整个开挖过程为无水作业。起止点桩号为CK10+658.000～CK10+841.000，总长183m，站台为地下两层岛式站台，主体建筑面积为10191.1m2，出入口通道、风道（风亭）建筑面积为3272.2m2，车站总建筑面积约为13463.3m2。4、围护结构本标段围护结构采用主体结构基坑围护结构采用地下连续墙，地下连续墙深度48.5m，。5、支护结构顶板抬高段设置5道支撑其中第一道采用钢筋混凝土支撑，2～5道设置钢支撑，第四道采用双拼设置；盖挖段设5道支撑，第二道采用钢支撑，其它均采用钢筋混凝土支撑；其余段设置4道支撑，第一道采用钢筋混凝土支撑，其它三道为钢支撑，第三道采用双拼支撑。钢支撑均采用直径609mm，壁厚16mm的钢管。为加强基坑的稳定，在5个大的拐角处，设300厚C30混凝土角撑，层数同支撑，上下与钢支撑错开。二、工程地质情况及现场环境1．工程地质依据勘察报告提供资料，拟建场区地势平坦，原始地貌属长江冲积一级阶地。根据钻探揭示及对地层成因、年代的分析，本站地层自上而下描述如下：(1)1杂填土：以混凝土地坪、碎石、砖块等建筑垃圾与生活垃圾、工业废料为主的人工填土，局部底部为原湖、塘、沟、浜内人工堆积的淤泥，工程性能极差。层厚1.1～3.4m。该层主要分布于城区表层。(2)1粘土层：褐色、褐黄色、灰褐色，有光泽反应，切面光滑，呈可塑～软塑状态，层厚3.4～6.3m，本次勘察区段均有分布。(3)2粉质粘土层：褐色、褐黄色、灰褐色，呈可塑状态，局部呈软塑状。仅局部分布于粘土层顶部或底部，与粘土呈渐变关系，层厚0～1.9m。(4)4淤泥质土层：深灰色，有臭味，有机质含量0.6～1.1%，多为软塑状，偶见螺壳碎片，稍有光泽反应，切面光滑，手摇有水析出，呈饱和状态。层厚1.2～3.5m。(5)4粉质粘土、粉土、粉砂互层：灰～灰褐色，粉质粘土呈软～可塑状，粉土、粉砂呈松散～稍密状。各层单层厚度一般约0.3～0.5m。该层在桩号AK10+300～AK11+000段粉细砂单层厚度增加至1m左右。粉质粘土、粉土与粉砂互层是上部粘性土层与下部砂土层之间的过度层，强度较低。该层在本区段均有分布，层厚7.0～13.6m。(6)1粉砂层：与粉细砂呈渐变关系，无明显界线，层厚2.0～3.9m，零星分布。(7)2粉细砂层：灰～青灰色，含有机质及云母，呈饱和、中密状态，下段局部呈密实状态。该层下部夹一层分布稳定的粉质粘土层（4-2a），局部偶夹透镜状粉质粘土或含砾中粗砂，一般厚约1.0m，最大可达4.2m。粉细砂层空间分布较连续，一般总厚度24.0～28.0m，埋深约在16.1～46.0m间。(8)3中粗砂层：杂灰色，含云母，饱水，呈中密～密实状态。局部为含少量砾卵石，砾卵石粒径0.5～10cm不等，含量约5～10%，一般呈次圆状～次棱角状，成分多为石英岩。分布较稳定，厚度1.3～6.8m，埋深约在43.7～51.3m间。砾卵石：砾卵石粒径2～10cm不等，最大达15cm，呈次圆状～次棱角状，成分多为石英岩。砾卵石间充填粗砂，密实状。主要分布在桩号AK10+650～AK11+000段，分布不连续，厚度0～5.2m，埋深在46m以下，局部与含砾中粗砂成渐变关系。2．施工区域内及邻近地区地下水情况依据勘察报告提供资料显示，拟建场地地下水有上层滞水和层间承压水两种类型。上层滞水主要赋存于人工填土层中，接受大气降水及地表散水的渗透补给，地下水位不连续，埋深为1.9～2.3m。承压水主要赋存于第四系全新统冲积粉细砂、中粗砂砾石层中，含水层上部为微弱透水的粘性土，顶板埋深5.7～9.2m，含水层厚度一般35～42m，承压水头3.6～4.8m。根据试验结果和本地区工程经验，粉质粘土、粉土与粉砂互层一般具有中等透水性。据水质分析结果，，拟建场地地下水对混凝土结构及其钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。3．场地内和邻近地区地下管道、管线图和有关资料施工前组织专门的管线调查人员，配备管线探测仪对工程影响范围内可能存在的管线进行调查，确定管线的种类、位置、形状、尺寸和接口情况，同时与相关单位协商确定管线的允许变形量或保护标准。本标段地下管线情况见下表9-1：地下管线情况一览表序号管线名称规格数量处理方法位置1电力BH1200*60010KV16/081永久改移江汉路2电力BH1200*8000根129永久改移京汉大道右侧3电力BH1200*8000根21保护京汉大道右侧4电力铜0.38KV1根120临时改移江汉路左侧5自来水砼φ1000106永久改移京汉大道6自来水砼φ800136永久改移江汉路7自来水砼φ80022保护江汉路8自来水钢φ80042永久改移江汉路9煤气φ200142永久改移江汉路右侧10电信光纤BH400*30012/1109永久改移江汉路11电信光纤BH400*30012/136保护江汉路12电信光纤BH400*20024/0185永久改移江汉路13电信光纤BH900*20018/1108永久改移江汉路14军用光纤BH400*2008/2200永久改移江汉路15电信光纤BH800*30024/140m16电信光纤BH800*30024/585m17电信光纤BH800*30024/720m18电信光纤BH600*40024/151m19电信光纤BH400*1004/451m20电信光纤BH200*2004/322m21排水砼φ1000111m22排水砼φ50010m23变压器XGW-121g24路灯11g25信号灯9g26架空电力线10KV73m27电线杆3g28电信线杆2g29排水砼φ30050m30排水砼φ100070m31自来水铸铁φ100112m32自来水铸铁140060m33自来水铸铁φ60090m34电力BH1700X65030m35不明管线342m36路灯钢φ50240m37信号灯BH160X80230m38电力钢φ2031m39自来水钢φ5013m40自来水铸铁φ30025m4．邻近的原有建筑、构筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载及上部结构现状江汉路北侧为武汉船舶工业公司用地，后面是一栋30层的高层建筑，基础为桩基础，南侧为地面3层、地下1层砼框架结构的大润发超市，基础为箱式基础，已建成的轻轨一号线江汉路站位于站位的东北角。5．深基坑四周道路的距离及车辆载重情况基坑所处的位置为江汉路，宽度约20米，双向4车道。靠近道路两侧的车道为公交车道，其他车道为机动车道。晚上有大吨位的施工车辆经过，最大载重量约50-60吨。三、支护施工工序及施工方法1、围护结构施工本标段围护结构采用抓槽机施工。先施工船舶广场侧的地连墙，后施工大福源侧地连墙。起吊钢筋笼采用扁担起吊法，吊装钢筋笼250吨履带吊为主吊，100吨履带吊为幅吊，采用多点起吊。2、钢管支撑系统的施工本工程车站主体施工，基坑内设钢管支撑系统。标准结构段内支撑设置四道钢管支撑及围囹；轻轨影响段设置三道混凝土支撑，将便桥加强军用梁作为第一道支撑；顶板抬高段设置五道钢支撑，钢管支撑水平间距2～4米左右。采用25t的汽车吊进行支撑的吊装。起吊中支撑两端均应系上缆绳，由作业人员牵拉保持起吊中支撑的平衡。每开挖土方至设计标高，及时架设钢支撑系统，按照随挖随撑的原则进行施工。四、深基坑施工1．深基坑开挖深基坑开挖深度不大的采取大型挖掘机直接开挖，开挖深度较大的采取挖掘机接力开挖的方式开挖，开挖到基底无法用机械开挖的少量土方，采用人工清理后吊车吊出基坑。本工程采用顺做施工，在施工基坑时，基坑外设置临时排水沟，临时排水沟的出口与城市地下排水管道连通，便于雨季的地表水尽量通过临时边沟导流到城市地下管道排出，以免影响基坑安全。进入地面以下施工时，深基坑四周设流水槽和集水坑，便于将基坑内的积水排出坑外。2．开挖监控2.1监测目的本标段周边环境比较复杂，通过信息施工，及时了解施工中围岩及支护结构的状态，并及时反馈到设计与施工中去，以确保地下施工和周围建（构）筑物安全。作为信息化施工的最基本工作，监测工作显得非常重要。车站和区间施工监测的主要目的如下：1、通过监测了解车站开挖周围土体在施工过程中的动态，明确工程施工对原始地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。2、通过监测了解围护桩及支撑的受力变形情况，并确定其稳定性。3、通过监测了解施工方法的实施效果，并对其进行实用性评价。及时反馈信息，调整相应的开挖，支护参数。4、通过监测，收集数据，为以后的工程设计，施工及规范修改提供参考和积累经验。2.2监测原则变形测量工作应从施工前开始，直至结构稳定终止。变形测量中应遵守下列规定：1、测量前应对施工现场工程岩土变化和支护工程的状况进行查看并作简明记录。2、分步施工时，每步应有完整连续的观测数据。3、雨后、地震等对变形体产生显著影响时应增加观测频率。4、根据变形体的变形趋势，变形体趋于稳定期间可延长观测频率，急剧变动期间应缩短观测频率。5、对每个单元变形体进行测量时采用相同的观测线路和观测方法，使用同一仪器和设备，并应固定观测人员。在进行监测工作之前一定要对周围的环境作一个详细的调查，必要时可以拍照、录象或请公证处公证，避免一些不必要的麻烦。2.3监测项目及控制基准针对车站的技术特点和周遍环境，布设较完善的监测网络，包括地表监测与坑内监测。监测项目见下：监控量测项目序号测量项目监测仪器测点布置及要求1连续墙水平位移经纬仪共约布置22个测点，测点平均间距20m布置2地表沉降经纬仪水准仪3土体侧向变形测斜管测斜仪分别布置在14个断面上，同一孔测点间距0.5m。4支撑轴力轴力计或应变仪钢支撑在支撑靠近端头处布置。支撑轴力布置在11个断面上，其它地方酌情布设。5地下水位水位管水位仪共布置10个测孔平均间距40m布置。6地面建筑物沉降倾斜经纬仪水准仪2倍基坑深度范围的建筑物均为监测的对象，每个建筑物上布置不少于3点。7地面建筑裂缝裂缝测量仪2倍基坑深度范围的建筑物均为监测的对象，每个建筑物游标卡尺上布置不少于3点。8钢筋应力钢筋计9墙身变形测斜管测斜仪共设置22个测点，测斜管须在墙中心处预埋，底部达到基底面以下8米，顶部预留出冠梁的高度。灌注混凝土时，需注意对测斜管的保护，并保证其铅垂向下。10立柱沉降水准仪不少于立柱总数的20%。11基底隆起水准仪在基底开挖面中部布置，共设置有6个测点。根据规范、设计及其他相关资料，确定监测控制标准见下表：监测控制量测频率及控制标准序号测量项目位置或监测对象最小精度警戒值监测频率1连续墙顶水平位移连续墙上端部1mm32mm1次/7天,开挖期间1次/3天2土体侧向位移靠近围护结构的周边土体1mm32mm1次/7天,开挖