地铁出入线深基坑土方开挖支护及降水施工方案

地铁出入线深基坑土方开挖支护及降水施工方案第1章深基坑施工方案编制的依据、范围、原则1.1编制依据1、XX地铁1号线续建工程土建5标段工程相关设计资料、合同文件、招标文件及投标文件；2、盾构段隧道结构施工图（2/1/D08/B/J08/WOO/QT/00600/B）；3、《XX地铁1号线续建工程出入段线（原XX西站站）岩土工程勘察报告》（详细勘察阶段）（2006年7月）、现场调查资料及我公司在深基坑施工方面的丰富经验；4、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《XX地区建筑深基坑支护技术规范》（SJG05-96）、《XX地区地基处理技术规范》（SJG04-96）、«建设工程安全生产管理条理»、《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》（建质〔2004〕213号）、XX地铁[2007]298号文、XX地铁[2007]299号文、其他国家及XX省、XX市有关规范、规程和规定；5、我公司在XX、XX、XX、XX地铁施工方面的施工经验和研究成果及现有的施工管理水平、技术水平、机械设备配套能力以及资金投入能力。1.2编制范围出入段线左、右线基坑降水、排水；基坑土方开挖和回填；深基坑监测等。1.3编制原则1、确保工程安全的原则根据工程地质、水文地质及周边环境的特点，结合区间明挖及车站明挖的施工特点，使用可靠成熟的工法和技术，做好信息化施工，确保工程安全。2、确保工期实现的原则优化施工组织，合理安排区间土方开挖的施工顺序，加强工序衔接，合理安排土方开挖顺序，及时进行边坡保护，采取操作性强的技术措施，确保关键工期的实现。3、确保工程质量的原则确立对质量终身负责的观念，完善质保体系，严格过程控制，精益求精，确保优质工程。4、勇于技术创新的原则在做好各项技术工作的基础上，及时总结提高，加大科研投入，研究、推广新技术，勇于创新。工程概况1.4工程地质1、地形地貌及既有建筑物和管线XX地铁1号线续建工程出入段线明挖段位于XX市XX区与XX区交界地，双界河南侧，XX铁路西侧。南侧为高填方场地，北侧侧为河道及水沟。本区间所在地区为海冲积平原，场地为规划填海用地，现已基本填筑完成，地形基本平坦，地面高程5.19～8.6m。本场地无市政地下管线分布。2、场地地层概述本区间所在场地地质构造主要表现为燕山期花岗岩岩浆侵入作用，花岗岩在风化作用下形成残积层，上部沉积海积淤泥、海冲积的粘性土层和砂层，地表为人工素填土。本车站范围内上覆第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、海积层（Q4m）、海冲积层（Q4m+al）、残积层（Qel），下伏燕山期花岗岩（γ53），主要地层概述如下：（1）第四系全新统人工堆积杂填土、素填土，海积淤泥，海冲积粉质粘土、粘土、粉土、粉砂、中砂、粗砂，下为残积砂质粘性土、粘性土。（2）燕山期花岗岩：中粗粒结构，块状构造，主要成分为石英、长石、云母，按风化程度可分为全风化岩、强风化岩、中等风化岩。3、场地水文地下水位埋深0.0～4.0m，水位高程1.44～5.36m，水位变幅0.5～2.0m。地下水总的径流方向为由东南向西北。地下水的排泄途径主要是蒸发。补给来源主要是大气降水。4、岩土分层及其岩性特征根据岩土的时代成因及其工程特征，本场地的地层分为5主层17个亚层，各地层分布、接触关系详见地质柱状图、工程地质纵断面图。（1）第四系全新统人工堆积层（Q4ml）按填土填料成分不同分为①1素填土、①2素填土、①3素填土和①5杂填土4个亚层。①1素填土：褐黄色、褐红色、肉红色、灰褐色，主要成分为粘性土，坚硬～可塑，含少量碎石和砖块，偶见块石，厚0.80～6.30m，层底深度1.20～10.70m，层底高程-5.63～3.98m。分布于场地大部分。①2素填土：主要成分为砾砂，灰褐色、褐红色、褐黄色、青灰色，松散，饱和，含少量砖块、碎石和粘性土。厚2.10～5.90m，层顶高程3.47～4.86m，层底高程-1.48～2.36m。①3素填土：主要成分为碎石，灰褐色、黄褐色、杂色，松散，饱和，碎石成分为粗粒花岗岩，一般粒径在20mm～80mm，呈棱角状，充填砂和粘性土。厚1.30～5.20m，层顶高程1.39～5.44m，层底高程-2.01～1.80m。①5杂填土：杂色，稍湿至饱和，松散。粘性土混碎石、砂、建筑垃圾和生活垃圾。厚1.00～7.00m，层顶高程0.22～5.36m，层底高程-2.98～3.69m。（2）第四系全新统海积层（Q4m）②1淤泥：深灰、灰色、灰黑色、黑色、灰褐色，流塑，含有机质及少量贝壳，具臭味。具高压缩性。厚1.00～7.80m，平均厚度4.56m，层顶埋深0.00～10.70m，层顶高程-5.63～2.49m。（3）第四系全新统海冲积层（Q4m+al）按照颗粒级配或塑性指数可分为③4粘土、③5粉质粘土、③6粉土、③7粉砂、③9中砂、③10粗砂和③11砾砂7个亚层。③4粘土：褐红色、灰白色、褐红色、褐黄色，软塑～坚硬，含有少量砂。呈透镜体分布。厚1.80～4.90m。层顶高程-5.84～-3.63m，层底高程-9.88～-6.48m。③5粉质粘土：深灰色、灰白色、褐红色、褐黄色，软塑～坚硬，含少量砂。厚0.70～5.80m。层顶高程-8.94～-2.71m，层底高程-11.59～-5.04m。③6粉土：灰白色夹褐红色，稍湿，密实。厚1.50m。层顶埋深8.70m，层顶高程-7.86m。③7粉砂：褐黄色、灰白色，饱和，稍密。厚0.50～2.40m。层顶高程-7.76～-6.48m，层底高程-10.16～-6.98m。③9中砂：灰褐色、灰黑色、褐黄色，松散～密实，饱和，含粘性土。呈透镜体分布。厚0.70～3.20m，层顶高程-7.16～-3.56m，层底高程-9.36～-6.24m。③10粗砂：褐黄色、灰白色、灰褐色，稍密～中密，饱和，局部含粘性土，呈透镜体状分布，厚0.60～2.00m，层顶高程-9.14～-5.04m，层底高程-10.74～-5.74m。③11砾砂：褐色，松散，饱和。夹粘性土薄层。厚1.40m。层顶埋深11.60m，层顶高程-6.19m。（4）残积层（Qel）由花岗岩风化残积形成，按照其大于2mm颗粒含量（％）可分为⑥2砂质粘性土及⑥3粘性土2个亚层。⑥2砂质粘性土：肉红色、褐黄色、褐红色、灰褐色、黄褐色、灰白色，可塑～坚硬。厚1.10～17.80m，层顶埋深7.20～31.80m，层顶高程-26.41～-4.71m。⑥3粘性土：褐红色、褐黄色、黄褐色、灰白色、灰褐色，可塑～坚硬。厚1.60～12.90m，层顶埋深10.00～23.70m，层顶高程-18.23～-5.31m。（5）燕山期花岗岩（γ53）褐红、褐黄、肉红、浅灰、黄褐、黄色，中粗粒结构，块状构造，主要成分为石英、长石、云母，按风化程度可分为⑦1全风化花岗岩、⑦2强风化花岗岩和⑦3中等风化花岗岩3个亚层，分述如下：⑦1全风化花岗岩：岩体呈土状及土夹砂状，除石英外，各种矿物均已经风化为粘土。厚2.00～13.50m，层顶埋深14.50～28.80m，层顶高程-26.48～-10.24m。⑦2强风化花岗岩：岩体呈土夹砂砾、碎块状，长石风化成砂砾状。厚3.80～11.20m，层顶埋深16.50～31.50m，层顶高程-29.3～-12.74m。⑦3中等风化花岗岩：岩体呈块状、短柱状，局部呈土夹砂砾、碎块状。最大揭示厚度6.6m。5、工程地质分析（1）工程地质水文条件复杂，淤泥层厚本标段位于海积平原，上覆第四系填土、海积淤泥，海冲积粘性土、砂层、残积层，下伏风化花岗岩岩体。素填土、杂填土、残积土及全、强风化岩土质不均，呈坚硬～流塑状态，有球状风化残留体存在，容易引起不均匀沉陷，施工开挖容易坍塌，属较不稳定土体。根据踏勘资料和现场实际情况，前海站及鲤～新区间出入线表层为抛石挤淤填筑，许多大石块处于地表杂填土层及淤泥层中，给后序的围护结构施工带来很大的困难。场地普遍分布有较厚的（2～12m）海积的淤泥，具有孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低等特点，具触变性、流变性和不均匀性，属不稳定土体，施工中易产生侧向滑动，导致基坑侧壁围护结构的失稳和位移，淤泥层开挖及钢支撑的及时架设是重点。场地普遍存在海冲积的饱和砂层，富水性大，结构松散，属较不稳定土体，透水性强，施工中易发生坍塌、涌水、涌砂、管涌、基底涌水等现象。饱和状态下花岗岩残积土、全风化岩土质不均，属较不稳定土体，受施工扰动，强度骤降，渗透性增大，围护桩施工易发生桩底涌泥、涌砂等危害，也极易造成基坑侧壁失稳，基坑底板隆起变形，翻浆冒泥，涌水等危害。（2）地下水水位高、水源丰富，潮汐水对工程有较大影响。本标段地处前海湾填海区，地下水埋深较浅，水源丰富，潮汐水对底下水位有较大影响。标段范围内的含水层主要是砂层，与双界河河水及海水有水力联系，结构松散，自稳性差，施工中易发生坍塌、涌水、涌砂等现象。地下水的浸泡会使岩土抗剪强度降低，变形加大，易造成基坑变形、失稳、坍塌。在施工过程中，随着地下水向基坑的涌出，砂土中细颗粒也随水流失，造成砂层结构更加松散，渗透性加强，地下水和细颗粒土流失加剧，作为透水性差的花岗岩残积土和全风化岩的透水性加强。基坑开挖后，具承压性的强风化岩中地下水会通过残积土和全风化岩以越流的形式向基坑内渗透，加大基坑出水量，给施工带来困难。基坑开挖引起基坑内外水头差加大，易引起基坑隆起、管涌等不良现象。1.5工程简介本工程包括出入段线右线，里程为LYSK0+412.310~LYSK0+944.543，基坑总长532.233m，基坑宽51m～9m，基坑深约13.5m；出入段线左线，里程程为LZSK0+780.000~LZSK0+897.224，基坑总长为117.224m，基坑款为51~9m，基坑所处地层条件较差，在填土层下即为淤泥、砂层，另外本基坑地下水位埋深浅，在淤泥层中降、排水难度大。具体参数详见基坑设计图纸（2/1/D08/B/J08/WOO/QT/00603/B～2/1/D08/B/J08/WOO/QT/00612/B）。1.6土方开挖实施的重点与难点及对策1.6.1控制围护体系的稳定及基坑降排水、淤泥开挖是工程施工的一项重点，也是难点本标段地处海积平原，上覆第四系素填土、人工堆积素填土、海积淤泥较厚（2至14米）、海积粘土、海冲积粗砂、中砂、砾砂，下为花岗岩残积砾质粘性土、砂质粘性土、粘性土，下伏燕山期花岗岩，全风化～微风化。车站基坑深度较深，地下水埋深较浅，工程地质水文条件复杂，有特殊土和不良地质，特别是淤泥层较厚，地下水丰富。含水层主要为砂层，结构松散，自稳性差，透水性强，随着基坑降水的进行。淤泥层较厚的区段，不但基坑挖泥困难，挖机易下陷，需采取特殊措施。基坑开挖使用的机械设备是否合理，抽排水措施是否有效、变形控制是否及时等诸多因素是保证明挖结构施工安全的技术核心。根据我公司多年的经验，在施工中采取以下主要对策：1、认真做好基坑工程施工过程中地下水的处理在基坑工程施工过程中对地下水的处理以引导、降排为主。开挖过程中设置坑底排水沟和集水井，使地下水位降至开挖面以下至少0.5m，然后将沟内积水汇集至抽水点，使用抽水设备将基坑内地下水排走，保证开挖面上无水作业。4、基坑开挖时采取的措施基坑开挖阶段，注意避免基底因浸水而导致的地层力学性能的下降及可能产生的软化，基坑开挖时采取预加固措施，注意完善雨季施工时的防水、排水措施，最后一点是尽可能快地封闭基坑底板。1.6.2测量、监测是本工程的重点加强监控量测工作，把基坑工程施工过程中其地层和围护结构的动态变化始终纳入可控的管理系统之中。开挖支撑施工严格按时空理论进行，在施工这些特殊部位时安排专人巡视。对策：1、建立施工测量小组。测量的人员和仪器必须有绝对的保证和相对的稳定。所有参加测量的人员都必须持证上岗，并且建立各测量人员的岗位负责制。测量仪器必须定期校核和控制在