王顶堤站深基坑开挖施工方案精编版

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1、天津地下铁道二期工程3号线第三合同段王顶堤站 深基坑施工方案 二00八年三月,一、编制依据,天津市地下铁道二期工程3号线第三合同段招标文件； 天津市地下铁道二期工程3号线王顶堤站相关设计文件； 地下铁道工程施工及验收规范（GB502291999）； 天津地下铁道建设公司相关文件； 施工现场的详细调查； 地铁3号线华苑站及其它类似工程相关经验。,1、工程范围,二、工程概况,2、设计概况,车站主体采用二柱三跨双层框构，地下岛式站台，站厅在地下一层，站台在地下二层，线间距为15m，站台宽12m，车站标准段总宽20.651m。车站结构标准段横向柱网尺寸为7.025m+5.35m+7.075m，纵向柱间

2、距一般为8m。该站覆土厚约为4.0m，基坑最大开挖深度19.667m。车站设有四个出入口，两座风机房，其中北侧一、二号出入口预留。车站建筑总平面见下图1。,王顶堤站位于迎水道以南110中学一侧、苑西路与苑中路之间，周围有居住区，建筑最高为6层。车站的起迄里程为：DK5+110.2DK5+298.9，中心里程DK5+186，全长188.7m。工程施工范围为车站范围内全部土建工程的施工及交通组织等。,车站标准段结构尺寸分别为：顶板800mm、中板400mm、底板900mm、侧墙600mm、顶板梁1000mm1600mm、中板梁900mm900mm、底板梁1000mm2100mm、柱800mm900

3、mm、800mm1000mm。 车站基坑等级：车站西侧距明圆里居民楼较近，最近约为17m，设计基坑安全等级为级。 车站采用明挖顺作法施工，标准段为二柱三跨双层钢筋混凝土框架结构。 王顶堤站基坑开挖支撑布置和围护结构平面及横剖面见图2、3。,围护结构及钢支撑横断面图,标准段横断面图,端头井横断面图,车站的围护结构 车站主体围护结构采用地下连续墙作为基坑的围护结构，墙厚800mm，设计外放量为110mm，地下连续墙作为主体结构侧墙的一部分，与内衬墙组成复合式结构。地下连续墙深度分两种，西端头井及标准段处墙长31.25米，东端头井墙长32.25米。墙体混凝土为C30S6抗渗混凝土。,地基加固 车站主

4、体围护结构采用地下连续墙，同时在盾构井的起终点里程外侧进行土体加固，端头井围护结构的阴角处也进行土体加固，加固形式采用水泥搅拌桩及高压旋喷桩。搅拌桩桩径分为700mm、800mm两种，桩间距为450mm、550mm。同时水泥土搅拌桩与地下连续墙之间施工一排高压旋喷桩，以保证水泥土加固区域与地下连续墙密贴。加固区域具体见图4。,支撑体系 采用60012和60016钢管支撑，标准段设5道，端头井设6道。在端头井和部分标准段位置处钢支撑长度较大时，设40212工具柱竖向约束钢支撑。,3、地形地貌 车站位于南开区迎水道与苑中路、苑西路交口处，南侧为原110中学，现已拆迁。北侧为南开大学校园，近距离内无

5、建筑物。西侧为明圆里居住小区，最高建筑6层，距基坑最近距离约17米。,4、管线概况 车站主体结构范围内，地上有电力电杆，通讯电杆，通讯塔，交通标志和各种树木；地下管线埋设较多。分别有雨水管、污水管、电信管、热力管等，地下管线具体数量见下表，平面位置见图5。,主要管线动迁数量表,5、工程地质 车站场地地层有第四系全新统人工填土层、第陆相层、第海相层、第陆相层、第陆相层，岩性主要为杂填土、粉质粘土、粉土及淤泥质粉质粘土。 地表普遍分布第四系全新统人工填土层，岩性为杂填土及素填土，土质不均，结构松散，密实程度差。 第陆相层，岩性为粉质粘土、工程性质尚好。 第海相层岩性为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土

6、为主，粉质粘土夹有大量粉土薄层，工程性质较差。,第陆相层上部为糊沼相沉积层，该层厚度较小，工程性质较差；下部为河床河漫滩相沉积层，以可塑状粉质粘土为主，夹粉土，含姜石及贝壳，底部出现“混粒土”。该层土质较密实，为良好的持力层。 第陆相层由粉土、粉砂、粉质粘土组成，含姜石。本层工程性质及抗震性较好。 车站主体结构基底位于2粉土层和4粉砂层上。 本站基底砂层很厚，围护结构墙底已穿越4和4粉砂层，且一部分围护结构墙底已接近4粉砂层。 车站场地地质柱状图如下：,具体地质状况如下表1：,6、水文地质 根据地质勘察报告王顶堤站下的地层情况，按其水文地质特性，地下水类型分为两类：潜水型与微承压水型。 潜水含

7、水层 孔隙潜水存在于层人工杂填土及第、第层粉质粘土中，该水层以第-1层、第-1层的粉质粘土为相对隔水板。 孔隙潜水埋藏较浅，勘测期间水位埋深约为0.42.1m（高程2.30.85m）。潜水主要依靠大气降水入渗和地表水体入渗补给，水位具有明显的丰、枯水期变化，受季节影响明显，高水位期出现在雨季后期的9月份，低水位期出现在干旱少雨的45月份，水位年变化幅度的平均值约0.8m。,自地表以下至30m范围内自上至下为杂填土、粉质粘土、粘土、粉土相间，均为弱透水性地层。粉质粘土地层的平均渗透系数K=0.03m/d；粘性土平均渗透系数为0.005m/d；粉土地层的渗透系数K=0.5m/d。 微承压含水层 微

8、承压含水层主要分布在2、4、2、4、2、4的粉土、粉砂层中，以-1粉质粘土、-1粉质粘土为相对隔水顶板。微承压含水层厚度较大，分布相对稳定。微承压水水位受季节影响不大，水位变化幅度小。该微承压水接受上层潜水的越流补给，同时以渗透方式补给深层地下水。勘测期间微承压水水位埋深为2.576.16m。,表2：主要工程数量表,7、主要工程数量 王顶堤路车站主体结构基坑工程主要工程数量见表2。,1、质量目标 确保本工程达到优良标准，创建海河杯，合格率达到100%，优良率达到90%以上。 2、安全目标 安全生产遵照天津地铁工程文明施工标准及管理规定和天津地铁工程建设安全生产管理规定的管理制度，严格遵守国家、

9、铁道部和天津市颁布有关安全生产及文明施工的规定。对本工程的安全目标制定如下：,三、管理目标,消灭职工因工重伤以上的伤亡事故，无管线、机械设备、压力容器等重大事故，无重大交通事故，轻伤率控制在1以内。 通过天津市施工现场安全生产保证体系认证，考评达到优良级。 达到天津市市级安全标准化工地，市级文明工地的要求。,3、工期目标 目前王顶堤站正在进行管线切改等前期工作，计划4月中旬开始地下连续墙施工，7月下旬开始土方开挖，8月上旬开始施工主体结构，年内完成主体结构80%，具体安排见表3：,表3：节点工期表,四、主要施工机械设备,主要施工机械设备表4。,五、临时工程,1、平面布置,2、施工临时便道、场地

10、硬化 施工围蔽内场地全部硬化。沿基坑周边设5m宽、20cm厚C20混凝土便道，其余地方均采用C20素混凝土进行硬化处理，硬化厚度为10cm。 3、现场临时排水 出入工地的大门口处均设洗车槽、沉淀池，进出车辆特别是土方运输车辆须经过清洗后方可上路。生产区内沿基坑周边的施工便道内侧设排水沟（2030cm），每隔30m设一集水井（606060cm），排水沟坡度为2，最后汇集在三级沉淀池经沉淀后排向城市污水井。,六、深基坑开挖方案,王顶堤站深基坑开挖方案及各项工艺均是针对天津地区特有的地下水及软弱土，以减少基坑及周围地层变形为核心，运用“时空效应”理论制定的。 基坑开挖在地下连续墙围护结构、地基加固施

11、工完毕和降水后实施。,1、王顶堤站基坑施工流程,2、降水（压）井布置 根据降水目的、水文地质条件与基坑开挖的深度等因素，对基坑内地下水的出水量进行了计算以及对基坑底的稳定性进行了验算，确定降水、降压抽水井的数量。根据图纸提供水文、地质条件及华苑站降水施工经验，降水井有效降水面积按200m2设计，王顶堤站基坑面积为4012 m2，主体结构基坑内布置23口降水井。,降水井 井口：井口要高出地面，采用优质粘土封闭。 井径：直径为705 mm。 滤水管：采用400/300水泥砾石滤水管，井口下3m外包一层100-150g/m2针刺无纺布。 填砾料：从井底向上至地表下1m均回填3-7毫米滤料。 井深：基

12、坑底以下5m。 降水井的结构及过滤器的安装部位见图8。,潜水降水布置示意图,潜水降水井详图,承压减水降压井详图,降压井 降压井结构基本同降水井，但要求必须将下部微承压水层与上部潜水层分开，因而在上部结构上井管使用的材质不同。 井口：井口要高出地面，采用优质粘土封闭。 井径：705 mm。 滤水管：采用400/300水泥砾石滤水管，外裹一层100-150g/m2针刺无纺布；井管采用不透水的水泥管。 填料：在透水的水泥砾石滤水管周围回填滤料，上部水泥管周围采用粘土球回填，在井口处回填优质粘土，形成封闭。 井深：井深约43m，井深以必须穿透微承压水层为准则。具体每口井的深度以地质报告为依据进行设计。

13、,3、降水运行 降水运行 降水在基坑开挖前15天进行，做到能及时降低基坑内的地下水位。 降水井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间由短至长，对于出水量较大的井每天开泵抽水的次数相应要增多。 降压井可在基坑开挖到设计要求时开始抽水，以降低下部承压水头，保证施工时基坑底板的稳定。 降水运行过程中，做好各井的水位观测工作，及时掌握承压含水层水头的变化情况。 在降低下部承压水头的降水运行过程中，当承压水头降至设计要求时，可适当调整降压井的抽水量或调整降压井的运行数量来控制承压水水头的下降幅度，以减少因降水而引起的地面沉降。,降水运行期间，现场实行24小时值班制，值班人员要认真做好各项质量记录，做到准确齐全。

14、降水运行过程中对降水运行的记录，及时分析整理，绘制各种必要图表，以合理指导降水工作，提高降水运行的效果。降水运行记录每天提交一份，对停抽的井及时测量水位，每天12次。 降水运行的注意事项 做好基坑内明排水准备工作，以备基坑开挖时遇降雨能及时将基坑内的积水抽干。 降水运行阶段要经常检查泵的工作状态，一旦发现不正常时及时换泵并修复。,4、基坑开挖与支护 基坑土方开挖与支撑的施工质量是关系基坑工程成败的一大关键。它是在前期条件（基坑围护、土体加固、基坑降水）成熟下进行的，同时又是后续工程（车站主体结构）施工的前提条件。因此，根据本工程实际情况，运用“时空效应”理论，做好机械设备的选型与配备，以期达到

15、最高质量、最快速度和对环境影响最小的目标。 5、时空效应理论的应用 针对本工程所在地区工程地质软弱土流变性特点，结合本单位在类似工程中的施工经验，根据“时空效应”理论和地下铁道施工及验收规范（GB50299-1999）的要求，对王顶堤站的基坑围护和开挖过程中的时空效应，进行了认真分析，明确了以严格控制基坑变形，保持稳定为首目的，以严格控制土体开挖卸载后自由暴露时间为主要,施工参数，采用加固部分主动土压力区土体、适当降水提高土体抗剪强度和注意做好基坑排水等综合措施，达到控制基坑周边地层位移、保护环境、安全施工的目的。 根据本工程基坑规模、几何尺寸，围护墙体及支撑结构体系的布置，按照“时空效应”规

16、律，采用分层、分块、对称、平衡开挖和支撑的顺序，并确定各工序的时限，施工参数如下： 开挖分层的层数：标准段n6，端头井n7； 每层分部开挖的数量：V190520m3 分部开挖的时间限制：Tc1214h； 分部开挖后完成支撑的时间限制：Ts8h； 每部开挖的宽度B和高度H：B6m，H钢支撑层距1.524.1m； 每部开挖卸载后无支撑暴露时间：Tr2022h； 钢支撑预加轴力：N计算轴力的约50，具体数据如表5：,表5：钢支撑设计轴力和预加轴力表,注：东端头井与西端头井预加轴力基本一致,6、施工准备 根据现场实际情况，合理布置施工场地，落实一个可供35辆土方车停车的待车场地，进行车辆进入施工现场的调配。 在土方开挖前进行一次土方开挖技术交底，使参加人员做好思想统一，交底清楚，目标明确，严格遵循“阶梯式”开挖施工顺序