深沟槽专项安全施工方案.docx
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深沟槽专项安全施工方案
深沟槽开挖专项方案
第一章编制原则、依据
1.1编制原则
1.1.1、本方案根据“安全第一,预防为主,综合治理”的原则,及我公司施工经验、施工设备及施工技术力量编制。
1.1.2、本方案本着“优化配置、经济实用、安全文明、确保质量工期”的宗旨进行编制。
1.1.3、本方案本着“科学、合理、详尽,具有可操作性、针对性。
”的原则进行编制。
1.2编制依据
国家现行有关市政工程施工及验收规范、标准、技术要求以及省市对市政工程管理的有关规定:
1、《成都市0标段0段》施工图,成都0公司设计。
;
2、成都市0工程岩土工程勘察报告详细勘察(成都市勘察测绘研究院2014.5.19);
3、《成都地区基坑工程安全技术规范》(DB51/T2072-2011)
4、《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)
5、《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T11—98);
6、《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46—2009);
7、《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)
8、《建筑深基坑工程施工安全技术规范》(JGJ311-2013);
9、《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009);
10、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(建质[2009]87号)
11、《成都市建筑工程深基坑施工管理办法》的通知(成建委发[2009]494号)
12、“关于进一步加强我市建筑深基坑安装管理工作的通知”成建安监(2011)22号;
13、“关于进一步加强我市建筑深基坑安装管理的通知”成建安监发(2012)37号;
国家、省、市关于工程施工和验收的法律法规、安全生产、文明施工的有关规定。
第二章工程概况
2.1工程简介
2.1.1项目名称:
成都市0项目桩号0段
2.1.2建设地点:
成都市0
2.1.3建设单位:
成都市0公司
2.1.4设计单位:
成都0设计有限公司
2.1.5施工单位:
成都市0工程有限公司
2.1.6质量要求:
符合国家现行工程施工质量验收标准和相关规范。
2.1.7工期要求:
开工时间:
2015年3月1日,预计竣工时间:
2015年8月31日
2.1.8资金来源:
业主自筹。
2.2工程概况
本标段施工范围为成都市0标段0段DN20输水管道,全长020米。
包括DN20管道工程中的土石方工程、管道安装工程、闸井支墩工程、防腐及阴极保护工程等,桩号00+00为工程起点,属深沟槽专项施工方案。
2.3地勘报告
0工程位于成都市郫县唐昌镇、古城镇、三道堰镇、团结镇、犀浦镇,所处地壳为一稳定核块,西部龙门山褶断带地质活动强烈,但对该地区一般无重大影响,成都市郫县唐昌镇、古城镇、三道堰镇、团结镇、犀浦镇内断裂构造和地震活动较微弱,从地壳稳定性来看,场地属稳定区。
管线区地貌单一,地形相对较平坦,管线走向区地层稳定,除有杂填土和细砂液化外无影响工程稳定性的不良工程地质作用。
管底地基土多为卵石土,局部为细砂和素填土,场地地质构造稳定。
卵石土地基承载力特征值≥180KPa。
管道区内地下水为埋藏于第四系砂卵石层中的孔隙潜水,其主要补给来源为大气降水、河水及区域地下水,通过地下径流、蒸发等方式排泄。
砂、卵石层为主要含水层,具较强渗透性。
卵石土的渗透系数取K=25~35m/d。
孔隙潜水稳定水位埋深3.2~9.3m,相应标高为527.46~586.42m。
,年变化幅度为1.5~2.0m。
地下水主要流向为北西向南东。
场地丰水期正常水位埋深在2.0~3.0m。
场地河水和地下水(孔隙潜水)对混凝土结构具微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
地基土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性;对钢结构具弱腐蚀性。
2.4地理位置
工程地处于沙西线(唐昌-绕城高速)段,其中一标段地理位置(00+00-45+20段)如下):
2.5沟槽周边地面障碍简述:
经现场踏勘,本工程27.5m-35m施工用地范围内地面沿线均存在煤气、通信、房屋、树木、电力障碍,以上地面障碍物施工前房屋、厂房、树木均须进行拆除、移栽,燃气、通信、电力等设施均须改迁至施工用地范围外,对沟槽两侧边坡不会造成荷载影响,同时沟槽开挖时燃气、通信、电力等设施不会存在断裂、倒塌等风险。
第三章施工计划
因业主要求本工程在2015.8.31前完工,工期6个月,每月平均安装长度需约0.9公里,工期较紧。
故拟两个作业面同时施工进行进度及施工机具设备安排。
3.1施工进度计划
本工程基坑开挖、深井降水工期根据现场实际情况编制施工进度计划,以施工总体计划为准。
详下表:
工期
工作内容
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
施工准备
降水井设置
降水
头层沟槽开挖
底层沟槽开挖
管道安装
井室、附属物
现场验收
3.2施工机具设备配置
施工机具设备配置表:
序号
设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
额定
功率
(KW)
生产能力
用于施工部位
备注
1
挖掘机
1.2m3
4台
烟台大宇
2010.5
147
90%
沟槽开挖及回填
2
自卸汽车
10t
12台
东风
2011.4
95%
土方运输
3
装载机
ZL--50
4台
柳工
2010.10
154
90%
平整场地转运土方
4
打夯机
60型
6台
成都
2011.12
15
90%
平整场地沟槽回填
5
吊车
120t
2台
徐州
2012.10
85%
管道安装
6
吊车
50t
2台
徐州
2011.8
90%
管道及阀门安装
7
吊车
25t
2台
长江
2011.8
90%
管道及附件安装
8
手动葫芦
2t
4台
成都
2011.8
管道及阀门安装
9
发电机组
120KW
4台
上柴
2006.10
75
临时用电
10
手动试压泵
1.6MPa
3台
成都
2010.8
管道接口试压
11
电动试压泵
1.6MPa
4台
成都
2010.8
3.5
管道整体试压
12
角向磨光机
φ180
6台
成都
2011.8
1.5
钢管坡口及焊接
13
电烘箱
2台
成都
2008.3
3
钢管焊接
14
电焊机
BX3-300
12台
成都
2012.10
30
钢管焊接
15
千斤顶
32t
4台
上海
2011.7
管道安装及试压
16
千斤顶
10t
4台
上海
2011.5
管道安装及试压
17
对讲机
5对
NOKIA
2011.10
现场联络
18
潜水泵
Dg50
2台
成都
2012.1
0.8
施工降水排水
19
潜水泵
Dg65
10台
成都
2011.8
3
施工降水排水
20
潜水泵
Dg100
8台
成都
2011.10
5
施工降水排水
21
潜水泵
Dg150
20台
成都
2011.8
7.5
施工降水排水
22
户外配电箱
5台
成都
2011.8
临时用电
23
插入式振捣器
HX.19-11
10台
成都
2011.10
1.5
砼振捣
24
搅拌机
JD350
2台
成都
2011.6
5.5
砼搅拌
25
台钻
Z512
3台
成都
2011.8
0.75
加工
26
砂轮切割机
C356
3台
成都
2010.8
1.5
加工切割
27
手推车
10部
2011.12
砼或小件运输
28
手动液压压接钳
SYB-16-240
2把
成都
2011.12
临时用电线路
第四章专项施工方案
根据设计文件,本工程采用D2640*20螺旋缝埋弧焊钢管及PCCP。
DN2600钢管共约4896m,单根长12m,重约15.5吨,连接方式为焊接;DN2600PCCP共约13916m,单根长6m,重约25吨,连接方式为承插式。
深沟槽开挖深度为5-8.4m之间,土质多为砂夹卵石层,根据现场实际土质情况和“岩土工程勘察报告”推荐的放坡系数,并参照《给水排水管道施工及验收规范》(GB50268—2008)规定确定原则上放坡系数采用1:
0.67,遇特殊障碍放坡适当放缓或采取喷锚护壁对边坡进行加固。
钢管施工工艺流程
PCCP施工工艺流程
4.1基坑开挖、回填方案
4.1.1作业面布置
开工前根据施工图和放线控制桩测量确定管道中心线和附属构筑物的位置,核对临时水准点的高程,施放挖槽边线、堆土、堆料界限及临时便道的范围。
根据管位距离沙西线边沟距离的不同,共设置两种施工作业面,具体如下:
农田段施工作业面示意图
道路段施工作业面示意图
4.1.2施工程序
测量放样→沟槽开挖放样→揭表层耕植土→沟槽开挖
4.1.3施工方法
(1)测量放样
①建立施工测量控制网
施工中采用全站仪进行施工控制测量,另外配置水准仪、经纬仪进行施工放样测量。
开工,首先根据测量单位提供的测量基准点及其基本资料和数据,与监理人共同进行复核测量,以检测测量单位提供的基准点(线)的测量精度,并复核其资料和数据的准确性。
校对无误后,按国家测绘标准和本工程的施工精度要求,测设用于本工程施工的测量控制网。
②控制点的保护和复测
本工程测量的关键任务是管道轴线的控制。
在施工中,必须保护好基准点、基准线和水准点及自行增设的控制网点。
平面控制网和高程控制网建立后,定期进行复测。
若在使用过程中发现控制点有位移迹象时,应及时复测。
为了保证测量放线的准确、稳定和连续性,可采取以下控制措施:
A临时水准点和管道轴线控制桩设置在便于观测且牢固的建筑物上,并且要有备份控制点,并对之采取保护措施。
防止损毁。
开槽敷设管道的沿线临时水准点,每200m不宜少于一个,对于中心线控制桩,应在开挖区域以外适当距离布设引桩,以利于中心桩的控制和恢复。
B对中心线控制桩和开挖边桩做出醒目标记,如桩顶涂黑涂红、插上小红旗等,以防止中桩和边桩遭受破坏,增加测量的额外工作量,另外边桩的保护也可增加工区的规范性。
C施工测量的允许偏差应符合下表:
项目
允许偏差
水准测量
高程闭合差
平地
±20
(mm)
山地
±6
(mm)
导线测量方位角闭合差
±40
(″)
导线测量相对闭合差
1/3000
直接丈量测距两次较差
1/5000
注:
L为水准测量闭合路线的长度(Km),n为水准或导线测量的测站数。
(2)沟槽开挖放样
利用保留中桩拉线、撒灰,放样开挖边线,准备进行沟槽开挖。
(3)揭表层耕植土
挖土机开挖地面下0.8m耕植土,堆至沟槽侧(沟槽外5.5米),堆积高度不得大于1.5m,由于施工现场有限,无法完全堆放耕植土,故多余耕植土全部外运,因施工场地附近无弃土场地,只能选择不同的弃土场地,综合运距20km。
4.1.4沟槽开挖
(1)施工前应采取措施防止地面水流入沟槽内,避免塌方或管基基土遭到破坏。
基坑开挖前,必须保证地下水降至基坑坑底以下500mm,严禁带水开挖。
降水严格按照深井降水施工方案施工。
(2)本工程深沟槽深度为5-8.4m之间,土质多为砂夹卵石层,根据现场实际土质情况和“岩土工程勘察报告”推荐的放坡系数,并参照《给水排水管道施工及验收规范》(GB50268—2008)规定确定原则上放坡系数采用1:
0.67,因征地范围有限,沟槽边坡只能按1:
0.67放坡系数实施。
若遇特殊地质或距既有建筑物影响较近的情况,经参建各方共同确定是否采取喷锚护壁或其他加固方案。
(3)根据现场踏勘及土质情况,因沟槽较深,为保证安全,本工程拟打算对开挖深度在5m及以上深沟槽采取台阶式分两层开挖:
第一层开挖管顶设计标高位置后设置1m平台,第二层开挖至设计槽底高。
同时在开挖至回填时间段派专人对沟槽两边的自然地貌情况进行巡查(查询是否有倾斜、垮塌等异常情况发生,若发现异常情况第一时间通知沟槽内施工人员撤离沟槽,同时对道路上的车辆采取分流控制,并及时通知设计、业主、监理到施工现场制订处理措施)。
沟槽开挖示意图如下:
(4)机械开挖时,槽底留30厘米土层厚度,由人工找平至设计槽底高程;沟槽一侧作为临时堆土场,临时堆土高度不超过1.5米,且距槽口边沿不小于0.8米,沟槽另一侧作为作业面;管道基础放在未被扰动的原状土层上,如果管道基础无法避免在回填土或者松软土质时,则应与设计单位或监理单位协商在槽底采取相应处理措施(换填连砂石并夯实)。
(5)土方开挖时作成一定的坡度以利泄水,并不得在影响边坡稳定的范围内积水;如果地下水位较高或者遇积水时采用明沟排水结合抽水措施进行降水。
4.1.5管道基础施工
(1)管道持力层置于坚实的原状土层上,设计要求地基承载力特征值R≥130KPa。
砂基铺设详下图:
DN2600钢、PCCP管砂基铺设示意图
(2)在施工过程中,基底如果遇到扰动土,其深度在150mm以内,用连砂石换填夯实后表面找平,换填压实度不小于95%,特殊情况用素砼进行换土,使之满足设计要求。
(3)管道放入管沟前,沟底若有≥50mm的卵石或有≥25mm砾石进行人工清除,以免应力集中损坏管道。
(4)如在施工过程中遇到承载力小于130KPa土质时尽快通知设计单位及业主、监理会商,作如下处理:
①管基松软土深度在1米以内,先将其挖除,然后天然级配砂石灰土或砂粘类土分层压实回填,压实度不小于95%。
②沟底若遇到流沙、淤泥、岩石等不良地基。
软弱地基的深度≥150mm情况时,采取回填0.5m厚砂卵石垫层加固措施,使其达到设计要求。
具体措施应征得设计单位同意,签署并制订有关技术文件,在监理工程师监理下实施。
4.1.6管沟回填
(1)沟槽回填土时,严禁在管道周围200mm范围内回填土中混入卵石或砖块。
沟槽回填从管底基础部位开始到管顶以上500mm范围内,采用人工回填;管顶500mm以上部位,用机械从管道轴线两侧同时夯实;每层回填高度不大于200mm;回填土不得含有机物以及大于50mm的砖、石等硬块;回填土含水量控制在最佳含水率±2%范围内。
管道回填至设计高程时,在12-24小时内测量并记录管道变形率,管道变形率应不超过2%。
(2)为确保给水管道安全运行必须特别重视管道基础及沟槽回填质量的控制,加强施工监控和选用适当的回填机具设备,采用各种有效措施,加强检测手段,设专人负责管道基础及沟槽回填工作的自检和检查。
(3)沟槽回填在管道隐蔽工程验收合格后进行,回填前将沟槽底杂物清理干净,沟槽底不得积水,严禁带水回填;管道回填采用有效措施确保管道不发生位移或损伤。
(4)沟槽回填土的密实度要求不得低于下图数值
沟槽回填示意图
4.2基坑降水施工方案
4.2.1降水设计方案
(1)确定降水方式
本工程管道区内地下水为埋藏于第四系砂卵石层中的孔隙潜水,其主要补给来源为大气降水、河水及区域地下水,通过地下径流、蒸发等方式排泄。
砂、卵石层为主要含水层,具较强渗透性。
根据本工程降水时间集中、水位降深及排水量大的特点,明排和轻型井点的方法,均不能满足明挖施工作业的要求,惟有采用深井点降水方法,才能有效防止基坑底部土体隆起或突涌的发生,确保施工时作业安全,不发生冒水冒砂,保证基坑防水效果,减少对周边环境的影响。
(2)设计参数
根据地勘报告,勘察期为平水期,实测地下稳定水位埋深3.2~9.3m,地下水变化幅度为1.5~2.0m,场地地下水渗透系数为25~35m/d,取k=30m/d。
拟挖沟槽开挖深度为8.0m,降至沟槽下0.5m,地下水静止水位按-3.0m计算,基坑开挖沟槽宽度按16m计算;考虑场地渗透性较好,降水井按潜水完整井计算,则相关的设计参数分别为:
1、基本参数取值
地下水静止水位:
HO=3.0m
潜水含水层厚度:
H=20.0m
基坑水位降深:
S=8+0.5-2.5=5.5m(沟槽挖深按8m考虑)
渗透系数:
K=30m/d
管井半径:
rs=φ/2=0.3/2=0.15m(降水井半径)
影响半径:
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)(附录F.0.7条)
基坑等效半径:
r0=0.29(a+b)
=0.29×(350+16)
=106.14m
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)(附录F.0.6条)
式中:
a为基坑长350米,b为基坑宽16米(沟槽按同步开挖350米考虑,挖深按8m考虑)。
2、降水设计
基坑涌水量Q《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)(附录F.0.1条)远离边界时:
=14168.41m³/d
式中:
K—渗透系数;H—含水层厚度;S—降深;R—影响半径;r0—等效半径。
单井出水量
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)(8.3.4条),单井出水量:
=120×π×0.15×5×3.107
=878.55m³/d
式中:
rs—过滤器半径(m);l—过滤器进水部分长度(m);k—含水层渗透系数(m/d)。
考虑群井中每个井的出水量相互影响,根据以往施工经验,实际的单井出水量约为设计计算的80%,故最终单井出水量为q=702.84m³/d。
由于QS30-54/3-7.5潜水泵降水能力为30m³/h,每天降水量为720m³/d>q=702.84m³/d,因此,降水井井内采用该型号潜水泵抽水。
4、井数量、井距的确定
降水井数量计算(根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)(8.3.3条),降水井数量可按下式确定):
式中:
Q—基坑总涌水量;q为单井允许最大进水量(m³/d)。
5、管井深度:
依据JGJ/T111-98《建筑与市政降水工程技术规范》(6.3.2条),井点管深度为:
HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6
式中:
HW—降水井深度
HW1—基坑深度,取8m
HW2—降水水位距离基坑底要求的深度,取0.5m
HW3—水力坡度作用基坑中心所需增加的深度。
由于基坑等效半径r0=106.14m,按照降水井分布周围的水力坡度i为1/15,如降水井需影响到基坑中心,所需的降水管井深度HW3=r×i=7.08。
代入上式:
HW=22.5m
综上所述,本工程降水管井为直径300mm的无砂混凝土管,管井深度为22.5米,井间距为20米,抽水水泵采用功率7.5kw,扬程不小于30米,抽水管径为75mm,排水主管径采用150mm钢管。
4.2.2降水施工
(1)降水井结构
降水井采用“一径成孔,一道管柱,一种管径”的结构,即:
孔径开孔至终孔为Φ600mm,井管内径300mm,外径360mm的钢筋混凝管,其上部12.5m为死管,中部5m为滤水管,底部3m为沉砂管。
孔、管之间填入5~20mm直径的砾石过滤层。
井身结构图
(2)降水井布置
降水井的布置是保证降水效果的一个重要环节。
本次降水工程井点的布置一般间距为20m,基于本沟槽形状呈梯形,基坑内外侧补给源大小不一。
因此,对于补给源较大的基坑降水井间距加密布置或更换水泵,其余各降水井间距均为20m;降水井距基坑周边距离为1.0m。
同时在施工中利用收集到的有关水文地质资料,抽水试验成果再作适当调整。
(3)凿井机械及施工方法
凿井采用CZ-22型钻机,鱼尾型钻头,泥浆及钢质护筒联合护壁,冲击成孔。
成井时要求井孔应圆整垂直,开孔直径600mm,终孔直径550mm。
井管焊接牢固,安装垂直。
填砾石采用规格5~20mm砾石,填至距地面3m左右,洗井过程中及时加填砾石,洗井结束后填入粘土封井。
洗井采用活塞和空压机联合洗井,每井活塞洗井不少于两次,每次提拉活塞不少于2小时,空压机洗井不少于2个台班,确保洗井质量,达到出水含砂率小于1/20000要求。
(4)抽水设备选择
根据计算结果和设计降深,降水时建议选择QS型潜水泵,所有井选用流量25m³/h,扬程不小于30m。
4.2.3降水、排水施工
(1)工序
定孔位、设备安装、材料进场→安装验收、开孔钻进、检测孔井质量及验收→下置井管、填砾→洗井→单井质量验收→安装水泵、布设电缆及铺设排水系统及沉砂池→抽降水→检测降水效果。
(2)施工
1)成孔:
钻机就位安装后,核对井位,确认无误后,人工开挖0.5~1.0m深埋设护壁管,管径应大于650mm。
采用CZ—22型冲击钻机,泥浆护壁,冲击钻进成孔。
成孔孔径550~600mm。
2)成井:
成孔后及时换浆,并吊装井管,井管对接采用电焊焊接牢固,安装垂直。
3)填砾:
井管与钻孔间隙填入规格5~20mm砾石滤料,填至地面6m左右,经洗井密实后补填砾石料及填入粘土封闭。
4)洗井:
成井后,采用空压机、活塞交替洗井,以排出护壁泥浆,疏通水路。
5)修沉砂池:
修在距离基坑边缘2.0m以外的地面上,用砖砌成型,内抹高标号砂浆层防水。
6)安装排水管道:
排水管道采用铁管,沿基坑边缘布置,管道接头用橡胶垫防水。
7)检查井深:
采用皮尺对井深进行检查。
8)安装配电装置:
降水工程电路全部采用合格电缆连接,作到一机一闸,并配漏电开关。
照明和设备用电必须分开架设,做到布置安全、合理、美观。
9)下泵:
降水井施工完毕后每口井均下置QJ25的深水潜水泵,潜水泵扬程30m,出水管(扬水管)直径为80mm,水泵下置深度为15~17m,泵底距井底≥50cm。
根据场地出水情况和降深,原则上采用先小泵后大泵。
另外为保证降水效果和不影响基坑施工,场地上应至少备用1~2台水泵。
10)抽水:
潜水泵接好电线并检查无误后,进行抽水,抽水过程中根据水量大小及时更换适合流量的潜水泵。
11)排水:
排水至道路边沟内。
4.2.4降水井监测与维护要求
(1)质量技术措施
A井孔允许偏差:
弯曲度≤1°,孔径>550mm,井深误差<1/100,井管与井孔应基本同轴。
B控制钻井冲击高度,冲程为0.5~0.8m,冲击数为40~50次/min。
回次进尺0.5~0.6m,护壁泥浆粘度15~18s,保持冲洗液灌至孔口。
C成孔:
经验收后应及时下置井管、填砾、洗井,避免因晾孔时间过长发生孔内垮塌和孔壁泥皮老化。
D井管下置:
采用直接提吊法下管,井管对接采用对口焊接连接,井管对口后必须检查垂直度,然后四面点焊后焊接缝,连接必须牢固、密封。
下管时注意使井管居于孔正中,保证与井孔基本同轴。
井管安装必须准确到位,切忌井管“悬挂”于井孔内。
E填砾:
井管安装检查完毕,砾石料必须从井管四周均匀填入,不得单边填砾,填入一定数量,经洗井密实后,再不断均匀填入至设计标高后,填
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