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武汉市轨道交通27号线一期BT项目第二标段竖井基坑开挖与支护结构专项施工方案中煤三建武汉市轨道交通27号线一期BT项目第二标段项目经理部第二分部汇报内容一、工程概况三、施工重难点四、施工部署与计划五、施工方法与技术措施六、施工监测与信息化二、设计方案说明七、施工危险源辨识与应急预案九、施工质量及安全保证措施十、季节性施工措施八、文明施工及环境保护措施一、工程概况纸坊大街站~地铁小镇站区间工程位置图本区间线路出纸坊大街站后向南行进，而后以700m平面曲线拐向东南向，后沿东南向行至地铁小镇站。线路下穿青龙山区、青龙山国家森林公园及少量居民区。纸坊大街站~地铁小镇站区间下穿青龙山，场地地形陡峭，采用矿山法施工，根据总体工筹安排，为满足施工需要，考虑周边交通及管线情况，在既有现状道路青龙路附近设置一座临时施工1#竖井；在孙家湾村庄附近设置一座临时施工2#竖井。两竖井均位于区间正线上方，竖井与区间正线垂直相交。1#竖井及通道中心里程为左DK45+328.933（右DK45+333.689）；基坑占地面积1#、2#分别为132㎡，1#竖井基坑开挖深度为49.21m，2#竖井基坑开挖深度为26.05m。1.1工程基本情况1.2周边环境调查建构筑物名称与基坑相对位置对基坑施工影响现状民用自住房2#竖井南侧约5.7m（右线正上方）距离基坑较近，基坑开挖过程中要加强监测,如有数据异常，及时采取补偿注浆措施。胜利线电杆位于基坑的东南角，距基坑东侧围护结构最近距离为7～10m距离基坑较近，基坑开挖过程中要加强监测,如有数据异常，及时采取补偿注浆措施。建构筑物名称与基坑相对位置对基坑施工影响现状泄洪沟渠距离竖井南侧约30米距离基坑较远，对施工影响较小，加强监测环山绿道距离竖井北侧20米左右距离基坑较近，基坑开挖过程中要加强监测,如有数据异常，及时采取补偿注浆措施1.3工程地质1#竖井地层特征一览根据钻孔揭露，竖井底层从上到下依次为：种植土、粉质粘土、红粘土夹碎石、红粘土、中等风化灰岩、溶洞、微风化灰岩、竖井底板处为微风化灰岩。2#竖井地层特征一览不良地质与特殊性岩土竖井所处地段不良地质现象主要为岩溶，特殊性岩土主要为人工填土、红黏土。①岩溶：场地大部分地段分布有可溶性灰岩，埋藏深度在地面下8～59m。第一类为溶洞，其内基本未充填，钻进中掉钻，多漏水，透水性中等，工程性质差；第二类为岩溶充填物，其内多由粘性土、碎石等半充岩，溶蚀孔洞发育，局部溶孔呈蜂窝状，洞径一般不大，岩体仍具有一定强度，但完整性较差，透水性～中等，工程性质较中微风化基岩大幅度降低，对工程有较大不利影响。②人工填土：厚度0.5～6.8m不等，成分复杂，结构疏密不均，透水性及力学性能差异较大，对工程有一定的影响1#竖井场区人工堆填主要分布在起点～右ZK44+480及右ZK45+270～右ZK45+700段；2#竖井场区人工堆填主要分布在起点～右ZK44+480及右ZK45+270～右ZK45+700段。③红黏土：主要分布在灰岩分布区，多呈硬塑状，局部呈可塑～软塑状，含5～10％的碎石，粒径0.2～2cm，个别达5cm，厚0～28.4m不等，红黏土层具有吸水膨胀软化、失水收缩开裂等不良工程特性，其不均匀分布有碎石，碎石成分主要为石英砂岩，硬度大，对施工不利，还可能造成土体流失、地基不均匀沉降等，对工程影响较大。1.4水文地质（1）地表水及地下水赋存状况及类型场区地表水系主要分布在青龙水库及沿线水塘中，地下水主要有上层滞水、基岩裂隙水和岩溶水。上层滞水主要赋存于人工填土层中，埋深浅，无统一自由水面。基岩裂隙水主要赋存于粉砂质泥岩、砂岩、石英砂岩中，水头高，水量较小～一般，流量较稳定。岩溶水为本段主要富水单元，承压水头高，水量相对较丰；管道则易发生较大涌水，岩溶水对区间暗挖工程影响较大。（2）地下水补给、径流及排泄特征本区间工程下穿青龙山，青龙山地势较高，基岩埋深较浅，入渗条件好，接受大气降水补给后，侧向径流给场区地下水，径流条件较好，并向周边青龙水库、向阳水库等低洼处排泄。一般在5～9月降水量丰富，地下水位高，水量较大，10～4月降水较少，地下水水位较低，水量相对较小，具有明显的动态特征。（3）岩土层富水性及渗透性覆盖层中，人工填土、粉质粘土、红黏土、含碎石黏性土富水程度低；角砾、碎石层富水程度高；强～中等风化基岩及构造挤压揉皱带富水程度一般，微风化岩富水程度低，灰岩溶洞、不完全充填物及岩溶化灰岩富水程度较高。二、设计方案说明2.1支护设计概况1#竖井基坑支撑体系参数表2#竖井基坑支撑体系参数表1#、2#基坑属深基坑作业,且中间支撑较多，需要安排多台挖机连续倒运出土，现场施工中应分段施做，避免基坑开挖后暴露时间过长，影响基坑稳定性。结合基坑工程施工顺序及特点，采取的基坑开挖原则为：1、基坑开挖必须遵循时空效应，采取纵向分段，竖向分层，由上而下，随撑随挖，严禁超挖的原则施工。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。2、现场施工采用井下小型挖机台阶式连续倒运土方，最后剩余土方采取起重机械垂直运输。3、围岩硬度较大时：采用液压破碎锤掘进，在条件允许时采用钻爆法掘进。在采用钻爆法掘进时，采取有效的减振爆破措施，保护开挖爆破效果、竖井结构不被破坏，以及控制爆破对既有建筑物的影响，同时严格控制部分明挖基坑施工时的爆破震动、爆破飞石及冲击波。因此在进行爆破施工时要采用弱爆破、微振动控制爆破技术、分次爆破，减小爆破对房屋的影响。4、随工程开挖的进展情况，及时开展监控量测工作，在基坑开挖前做好初始值的测定，开挖过程中按照监测频率要求及时准确的进行监测，并做好原始数据记录，当监测值超过警戒值应及时上报监理，业主及相关部门，对发生的超值点进行标识，及时采取措施，防止监测值超过设计最大值现象。2.2设计方案的施工要求1#、2#竖井基坑开挖宽度较大，土方开挖严格遵循“时空效应”理论，按照“整体分层、纵向分段、竖向分层、挖机同步退挖作业、先撑后挖、限时平衡、对称”的原则进行开挖。作业面配备两台PC200挖掘机，进行接力后退式开挖。当开挖深度较浅时，土方开挖采用挖掘机直接开挖并装车外运，取土存在困难时，1#竖井改用龙门吊吊挂7m³吊斗进行出土，四台CX55小型挖机在基坑内配合，2#竖井改用桥式起重机吊挂7m³吊斗进行出土，四台CX55小型挖机在基坑内配合。在区间隧道施工完毕后，竖井进行回填处理。临时施工竖井回填前，应将竖井内积水、杂物清理干净。回填前应分别取样测定回填土最大干容重和最佳含水量并作压实试验，确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。回填或碾压前应洒水湿润，施工竖井采用普通土回填。三、施工重难点3.1基坑开挖重点1、确保基坑周边建筑物安全与稳定是本工程的重点（1）1#井临近建筑物有东侧两层混凝土建筑，距离施工竖井37m左右；东侧既有围墙，距施工竖井19.1m左右；东北方向有青龙路距离施工竖井14.5m，在基坑开挖的过程中要确保周边建筑物及道路的安全。（2）2#竖井临近构筑物为孙家湾居民住房，距离施工竖井5.7m左右。环山公路距离施工竖井5m；在基坑开挖的过程中要确保周边建筑物及道路的安全。主要对策①明确并制定各类环境的安全控制值，并设警戒值。②进行针对性强的严密的监控量测，当监测数据达到警戒值或超过警戒值时，停止施工，修正支护参数后方能继续施工。工程施工过程中地层、支护结构和周围环境的动态变化始终置于可控状态。③施工过程中始终贯穿以“防塌、防沉”为核心的技术指导原则，把施工引起的地表沉降控制在规定允许值内，将施工过程中可能存在的塌方隐患降至最低，杜绝塌方事故的发生。④针对不同的环境特征制定针对性较强的、相对完善的防护措施。如采取注浆加固地层、管井降水等。2、做好施工场地排水和基坑内排水工作是基坑开挖的重点在基坑开挖的过程中，地表水和地下水对基坑开挖安全有着重大的影响，在工程开工前，按施工组织设计做好施工场地排水和基坑内排水工作，以避免场地大量积水、基坑开挖时地表雨水和滞水大量渗入，造成基坑泡水，破坏边坡稳定，影响施工安全和基础工程质量。因此，做好施工场地排水和基坑内排水工作是基坑开挖的重点。主要对策：①主要采用明排降水措施，在基坑底部距离基坑边脚200mm处预留下口宽300mm、上口宽400mm，深300mm的排水沟，排水坡度为2%，在基坑四角设置800mm×800mm×1000mm集水井一个，每个集水井内放置一台Ф100潜水泵，地下渗涌水、雨水可通过排水沟汇集到集水井处，然后用水泵将积水抽至坑上截水沟。经过泥沙沉淀的积水最后经管道排入市政雨水系统。为保护基坑土方开挖过程中的安全，基坑排水贯穿基坑施工始终。②纵向阶梯式放坡开挖时，应在坡顶设置挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外积水流入坑内。③基坑基坑两侧的观测井同时也是应急抽水井，开挖过程中经常对观测井进行检查和维护，确保降水、排水系统的正常运行。降排水示意图3、做好围护结构施工质量和旋喷桩及桩间喷锚止水工作防止开挖时桩间涌水、涌泥是基坑开挖的重点在基坑开挖的过程中，桩间涌水、涌泥对基坑开挖安全有着重大的影响，基坑开挖前需对围护结构质量进行检测，确保基坑开挖安全。主要对策：①基坑开挖前应对围护结构质量检测合格后进行开挖，并准备好相应涌水、涌泥应急物资。②基坑开挖时，每开挖1.5米需要进行桩间喷锚，喷锚过程中应严格控制其喷锚质量，防止漏水。③基坑开挖过程中，如桩间出现涌水、涌沙，应及时采取排水，对涌水、涌沙的部位进行封堵、注浆，保证开挖安全。4、做好溶洞处理是基坑稳定的重点本区间工程地质复杂，根据超前钻探地质资料，1#竖井、2#竖井基坑四周分布有小溶洞，已采取注浆处理。施工过程中如何处理遇到岩溶洞是基坑开挖安全的难点。主要对策：①竖井开挖至灰岩层时应采用地质雷达等物探手段探明坑底岩溶发育情况，对异常情况进行超前验证和处理，满足设计要求方可下挖；②竖井锚杆施工时兼做探查溶洞作用，发现遗漏溶洞及时进行注浆处理。③针对岩溶裂隙水采取集水明排的方式处理；④溶洞处理遵循“先深后浅、先大后小”的顺序处理；⑤对岩溶水治理采取注浆堵水方案、泄水洞方案、堆积体加固堵水方案。3.2基坑开挖难点1、保证明挖基坑稳定是1#、2#竖井施工控制的难点1#、2#竖井基坑两侧为施工场地内临时道路、基坑附近存在建筑物、公路，保证基坑稳定及1#、2#竖井周边环境安全是基坑施工控制的重点。基坑上部支护形式采用钻孔灌注桩+旋喷桩+钢筋混凝土支撑+环框梁；竖井下部支护由砂浆锚杆、钢筋网、喷射混凝土、型钢钢架组成联合支护体系。为此，需采取如下措施，保证基坑施工的安全和稳定。（1）加强质量控制管理，基坑开挖、支护施工严格按照设计图纸和施工方案执行，确保每一道工序的施工质量。（2）加强监控量测。严格按照第三方监控量测方案对竖井基坑及周围建筑物、管线等的布点项目、频率进行监测，保证施工数据的真实、可靠，及时反馈监测结果，使其对基坑施工具备严格的指导意义。（3）编制基坑施工应急预案，做好应急准备，储备充足的应急物资，一旦发生基坑变形，能按照预定的应急预案迅速组织处理，控制基坑变形，避免基坑失稳。（4）做好降排水工作，保证基坑开挖及主体施工过程中的无水作业。2、地表沉降、桩身变形是基坑开挖施工控制的难点本工程施工影响范围内分布有各种类型的建（构）筑物和道路。在基坑开挖破坏土体平衡后，地层将进行重新固结，存在必然的地表沉降，加强施工过程控制，严格控制地表沉降是本合同段工程施工控制的重点。对此，拟采取如下对策：（1）控制基坑围护桩质量，确保基坑稳定。（2）基坑开挖后加强对地表和围护桩的监测，利用监测成果来指导施工。（3）切实做好施工准备与筹划，加强机械设备的维修保养，确保基坑开挖及支护安全、连续、快速进行施工。3、确保各种管线和构（建）筑物安全基坑周边建筑物多，且建筑物、道路距离基坑较近，需要进行建筑物、道路沉降监测。为确保周边建筑和道路的安全，需对其加强监控量测。四、施工部署与计划项目经理总工程师木工班组项目副经理技术质量室测量室施工室材料设备室财务室综合办公室合