昆明路工作井支护专项施工方案140505

昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案1目录目录..................................................................1第一章编制说明及依据..................................................2一、编制说明........................................................2二、编制依据........................................................2第二章工程概况及地质条件...............................................3一、工程概况........................................................3二、工程地质水文条件................................................3第三章工作井及接收井支护方式的选择.....................................4第四章工作井设计计算...................................................8第五章工作井及接收井施工技术方案......................................12一、工作井及接收井支护设计.........................................12二、施工工艺流程...................................................13三、工序施工方法...................................................14四、施作工作井底板.................................................16五、注意事项.......................................................17第六章顶管施工技术方案................................................17一、顶力计算与后背设计.............................................17二、主要设备的选择.................................................19三、施工技术方案...................................................21四、沉降观测.......................................................25五、工期...........................................................28第七章技术质量保证措施................................................29第八章安全施工保证措施...............................................29一、安全施工一般要求...............................................29二、特殊过程安全要求...............................................31三、安全应急预案...................................................31昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案2第一章编制说明及依据一、编制说明根据《建设工程安全生产管理条例》和建设部建质【2009】87号文件《危险性较大的工程安全专项方案编制及专家论证审查办法》的要求，开挖深度超过5米（含5米）的基坑开挖、支护工程必须由施工企业组织专家组对编制的安全专项方案进行认证审查。由我司承建的昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程涉及的深度大于5米的工作井和接收井各有1座，分别为J7和J8井，根据我公司《专项方案编制管理规定》，本方案已由项目技术负责人组织相关技术人员编制，公司技术质量部进行审核、完善，并经公司主管工程师审批，现提请专家组对本方案进行认证审查，以便我部修订完善后实施。二、编制依据1、《昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程施工图》2、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建制【2009】87号文）3、《建设工程安全生产管理条例》国务院令第393号4、本工程《施工组织设计》5、本工程地质勘察报告及现场障碍物调查情况6、《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》（JGJ167—2009）7、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）8、《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246-2008）9、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-200210、《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）11、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案312、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）13、《地下建筑工程逆作法技术规范》JGJ165-2010第二章工程概况及地质条件一、工程概况昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程（以下简称为本工程），本工程管道敷设在昆明路路中心线以北47米处，呈东西走向，全线地形较平坦，全长1454m。设计管径DN900，管材选用焊接钢管。沿线有一条新铺道路（J7-J8段），根据政府规定，新铺道路三年之内不能开挖，我单位拟采用d3000mmⅢ级钢筋混凝土钢承口管顶管施工作为套管，长度50m，埋深11m～11.5m。其余管段均采用开槽施工。检查井采用9600×4700mm矩形钢筋混凝土检查井，混凝土强度C30，抗渗等级S6，抗冻等级F150。二、工程地质水文条件根据西安市勘察测绘院提供的勘察报告，顶管段标高位于皂河二级阶地。皂河二级阶地地层主要由①杂填土、②-1黄土状粉质粘土、②黄土、③古土壤、④粉质粘土等构成，各层地基土岩性如下：①杂填土（Q4ml），灰褐色，夹少量砖块，结构松散，土质不均匀，分布不均匀。层厚0.5-6.5m。昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案4②-1黄土状粉质粘土（Q4al+p1），褐黄色，土质均匀，孔隙发育，大孔结构明显，具有湿陷性，硬塑状态，中压缩性。层厚1.6-4.1m，层底埋深4.1-6.2m。②-2黄土（Q32eol）：褐黄色，土质均匀，孔隙发育，大孔结构明显，具有湿陷性，湿陷性轻微，可塑状态，中压缩性。层厚3.8-9.2m，层底埋深10.0-13.7m。③古土壤（Q3lel）：褐红色，地裂缝标志层，土质均匀，孔隙较发育。可塑状态，中压缩性。层厚1.0-3.9m，层底埋深15.2-17.8m④粉质粘土（Q3al+p1），褐色~黄褐色，土质均匀，可塑状态，中压缩性，最大揭露厚度13.8m（28号孔，孔深30.0m）。2地下水根据地勘报告，勘察期间，沿线勘察深度范围内地下水埋深为12.3～14.5m。第三章工作井及接收井支护方式的选择目前在湿陷性黄土地质条件下，广泛采用的工作井支护方式主要有钢筋混凝土逆作法支护、沉井支护、板撑支护等。为贯彻技术先进、安全适用、经济合理、确保质量的国家技术经济政策，结合施工图要求、本工程施工特点及结构计算，制定了三套施工方案。具体如下：方案一：采用板撑密支撑支护。方案二：采用圆形钢筋混凝土沉井支护方案三：采用矩形钢筋混凝土护壁，逆作法施工。昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案5方案比选：一、顶管工作井板撑支护结构计算书1、撑木计算根据地勘报告，本项目地下主要为黄土层和粉质粘土层。R=18.9KN/m3ρ=22。支撑结构：垂直挡土板（密板撑）-水平撑土板-圆撑木（上下间距1.5米，水平间距2.5米）（1）水平挡土板抗弯强度计算基坑在h=8米处对水平板的主动土压力PaPa=r×h×tg2(45-μ/2)=18.9×8×0.45=68KN/m2水平板规格b×d=30×10cm红松TC130型板材在8米处作用水平板荷载为q1=Pa×bq1=68×0.3=20.4KN/m水平板承受的最大弯矩按两距连续梁计算跨距2.5mMmax=0.07×q1×L12=0.07×20.4×2.52=8.925KN·M水平板截面抵抗矩W=1/6×b×d2=1/6×0.3×0.12=5×10-4m3水平板抗弯强度f=Mmax/W=8.925×103/5×10-4=17.85MPa水平板抗变强度设计值fm=13MPa（建筑施工模板安全技术规范JGJ-2008）∴f＞fm不满足（2）垂直挡板抗弯强度计算昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案6水平板规格b×d=30×10cm红松TC130型板材垂直间距1.5m主动土压力Pa’=r×h×tg2(45-μ/2)=18.9×8×0.45=68KN/m2垂直板上荷载q2=68×0.3=20.4KN/m垂直板最大弯矩按简支梁考虑Mmax=1/8×q2×L12=0.07×20.4×1.52=5.74KN·M垂直板截面抵抗矩W=1/6×b×d2=1/6×0.3×0.12=5×10-4m3垂直板抗弯强度f=Mmax/W=5.74×103/5×10-4=11.5MPa垂直板抗变强度设计值fm=13MPa∴f＜fm满足2、撑木强度计算（1）支点反力计算撑木规格L0=4md=0.2m的原木材质为TC13B型木料水平板在8m处主动土压力Pa=68KN/m2撑木上下垂直间距为1.5m水平板荷载为q2=Pa×1.5=102KN/mRa=1/2×q2×L1=1/2×102×2.5=127.5KN（2）撑木长细比及轴心受压稳定系数计算λ=L0/i（λ-长细比L0-撑木长度i-撑木截面回转半径i=d/4=0.05）λ=4/0.05=80＜91故φ=1/［1+（λ/65）2］=1/［1+（80/65）2］=0.398（3）撑木轴心压力计算轴心压力N=φ×A0×fm昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案7N-轴心压力A0-撑木面积fm-顺纹抗压强度设计值fm=10MPaφ-撑木轴心受压稳定系数N=0.398×π/4×0.2×10=125KN＜127.5KN∴不满足结论：板撑支护存在安全隐患，适用于深度较浅的基坑支护。二、沉井施工的优、缺点沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。是先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。(1)优点①埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；②沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水结构物，下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工；③沉井施工时对邻近建筑物影响较小。(2)缺点①施工期较长；②施工技术要求高；③施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。昆明路市政热力管道改造（汽改水）工程深基坑支护及顶管专项施工方案8比选结果：通过板撑支护结构计算书计算结果可知，撑板支护存在不安全稳定性，沉井施工对施工技术要求高，工期较长。钢筋混凝土护壁逆作法支护形式施工工艺成熟，较沉井施工更简单，易操作。其基本施工原理是：利用土体自身结构强度和稳定性，自上而下分层开挖土体，在井内分层浇筑钢筋混凝土，并在一定高度设置水平横撑完成工作井支护。因此，我司建议采用方案三，矩形钢筋混凝土护壁，逆作法施工。在顶管和热力