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1、 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支护施工方案 1 目目 录录 第一章第一章 工程概况工程概况 .3 第一节 概述3 第二节 工程地质及水文地质3 第一小节 工程地质.3 第二小节 水文地质.4 第三节 工程重难点及对策4 第一小节 工程重难点.4 第二小节 对应技术措施.5 第二章第二章 总总体安排体安排 .5 第一节 施工管理体系组成5 第一小节 施工组织机构.5 第二小节 施工管理人员配备计划.5 第二节 现场平面布置5 第三节 施工计划安排5 第一小节 施工进度计划编制原则.5 第二小节 主要工程工期安排.6 第三章第三章 基坑开挖及基坑开挖及钢钢支撑施工方案支撑施工方案
2、 .6 第一节 基坑开挖总体安排6 第一小节 基坑开挖原则.6 第二小节 准备工作.7 第二节 基坑开挖与钢支撑架设8 第一小节 区段划分.8 第二小节 施工方法.9 第三小节 钢支撑的安装方法和步骤.13 第四小节 基坑开挖与钢支撑施工的技术要求.19 第四章第四章 质质量保量保证证措施措施 .20 第一节 质量保证体系20 第二节 基坑开挖及钢支撑安装质量保证措施22 第一小节 基坑开挖注意事项.22 第二小节 钢支撑安装保证措施.22 第五章第五章 冬、雨季施工措施冬、雨季施工措施.24 第一节 雨季施工措施24 第一小节 雨季施工的准备工作.24 第二小节 雨季施工措施.24 第三小节
3、 安全保证措施.25 第四小节 文明施工措施.26 第二节 冬季施工措施26 第一小节 现场施工措施.26 第二小节 安全保证措施.26 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支护施工方案 2 第六章第六章 安全与文明施工保安全与文明施工保证证措施措施 .27 第一节 安全保证措施27 第一小节 安全保证体系领导小组.27 第二小节 施工管理安全保证措施.27 第三小节 施工过程安全保证措施.28 第四小节 施工机具安全措施.29 第五小节 现场用电管理.29 第六小节 施工现场安全措施.31 第七小节 水泵供电及降水安全措施.32 第二节 文明施工保证措施32 第一小节 文明施工管理
4、体系.32 第二小节 文明施工管理目标及措施.32 第七章第七章 应应急措施急措施 .33 第一节 渗漏处理33 第二节 变形处理34 第三节 流砂及管涌的处理34 第四节 围护结构补强堵漏34 第八章第八章 资资源供源供应计应计划划 .35 第一节 施工机械机具配置35 第二节 人员计划35 第九章第九章 附附图图 .35 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支护施工方案 3 第一章第一章 工程概况工程概况 第一节 概述 地铁三号线津围公路站磨床厂区间明挖隧道及敞开段。设计起点自盾构井 处（右线里程：DK24+014.196），终点至敞开段与高架线分界处（右线里程： DK24+63
5、0.000），全长 748.18m。其中起点至右线里程 DK24+340.450 采用地下连 续墙围护结构；右线里程 DK24+340.450 至右线里程 DK24+590.000 范围内采用 SMW 桩作为围护结构；右线里程 DK24+590.000 至右线里程 DK24+630.000 范围内, 采用双排水泥土搅拌桩作为围护结构。 基坑深从 15.61m 到 9.8m 采用 600mm 厚地下连续墙作为围护结构，采用 5 道4 道钢支撑，采用锁口管柔性接头；9.8m2.13m 深基坑采用 850600SMW 桩作围护结构，内插入 HN7003001224 的 H 型钢，型钢间距分别为 1.
6、2m 和 1.8m。采用 3 道2 道钢支撑不等；小于 2.13m 深基坑采用 850600 双排水泥 搅拌桩围护结构。 围护结构墙、桩底标高为渐变标高，从-25.61 m -2.43m。 基坑变形控制保护等级为二级，即地面最大沉降量0.2%H，围护墙最大水 平位移0.3%H，且50mm。（H 为基坑开挖深度） 第二节 工程地质及水文地质 第一小节 工程地质 根据天津地下铁道二期工程 3 补充初步勘察岩土工程勘察报告，本工程 勘察揭露地层最大深度为 32.0m,地层层序自上而下依次为： 第层为人工回填土，厚约 1.02.6m ； 第层为第一陆相层，主要为1 粉质粘土，软塑流塑 ； 第层为第一海
7、相层，包括1 粉砂层和5 淤泥质粉质粘土层，粉砂呈中 密状，泥质粉质粘土呈软塑流塑，工程性质较差 ； 第层为第二陆相层的湖沼相沉积层，主要为 1 粉质粘土层； 第层为第二陆相层的河床河漫滩相沉积层，主要为粘土层和粉质粘土 层，呈可塑状； 第层为第三陆相层，主要包括3 粘土层2 粉土层9 细砂层8 粉砂 层，本层工程性质及抗震性能较好，可做桩、墙持力层。 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支护施工方案 4 第二小节 水文地质 本工程场地内表层地下水类型为第四系孔隙潜水及上层滞水，赋存于第陆 相层以下粉砂及粉土中的地下水具有微承压性，为微承压水。 潜水存在于人工填土层层、第陆相层层及第
8、海相层层中。该层水 以第层陆相层层的湖泊相沉积层为隔水底板，1 杂填土、2 粉土、4 粉 砂为主要含水地层。潜水地下水位埋藏较浅，勘测期间地下埋深 0.752.9m，（高程-0.161.07m）。潜水主要依靠大气降水补给，其水位变化 受季节影响明显。高水位期出现在雨季后期的 9 月份，低水位出现在干旱少雨的 45 月份。潜水位年变化幅度的多年平均值约 0.80m。 微承压水以第陆相层的湖沼相沉积1 粉质粘土、4 淤泥质粉质粘土为 隔水顶板，地铁工程影响范围内承压水主要赋存于第、第陆相层的2、2 粉土及9 细砂内。微承压水稳定水位稍低于潜水位，埋深一般为 1.02.6m。 场地内地下水位较高，含
9、水层呈层状分布，在垂直方向具有不均匀性。 第三节 工程重难点及对策 第一小节 工程重难点 1、充分考虑地下承压水影响 依据设计提供的本工程范围内的地质情况，施工场地范围内分布有微承压含 水层，基坑开挖过程中极可能发生渗流破坏现象。因此，在开挖前，要充分了解 各地层水文情况，为防止基坑土体发生“底鼓”破坏，要求在基坑开挖降水方案 要求的深度前启动深层降压井进行降压。 2、土方开挖量大 本工程基坑 M1M14 段最大开挖宽度为 20.3m，最大开挖深度为 13.73m；盾 构井段开挖宽度为 22.5m，开挖深度为 15.61m。基坑开挖长度 748.18m,土方开挖 量约为 109425m3。 3
10、、基坑支护安全要求高 天津地区地下水位高、土体含水量大。基坑围护结构和钢支撑作为支撑结 构，承受全部的水土压力及活荷载产生的侧压力。因此基坑支护结构的安全是决 定本工程能否安全施工的关键。 第二小节 对应技术措施 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支护施工方案 5 1、对于承压水，开工前按要求打承压井，观测井，结合工程地质勘探报 告，进行抽水试验，根据试验结果，经设计、监理、施工、业主等各方面共同研 究，对降水井点的布置、构造、数量、降水指标、降水监测等各项内容制定切实 可行的降水措施。 2、根据“时空效应”理论组织施工，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层 开挖、严禁超挖”的原则，制
11、定合理的开挖及钢支撑施工方案。 3、根据本工程地理位置及周边环境的特点，土方开挖过程中，将会引起地 表、周边建筑物及管线等的不均匀沉降，做好土方开挖过程中的监测工作，是后 期各项工序顺利进行的有力保证。 第二章第二章 总体安排总体安排 第一节 施工管理体系组成 为保证工程施工环节顺利进行，项目部成立专项施工管理领导小组，以项目 部副经理为总负责，对各工序施工进行整体规划管理，项目总工负责施工过程中 的技术工作。同时从现场施工管理、施工放线、安全检查、机械设备校验、文明 施工等各环节设专项负责人进行落实，保证土方开挖施工顺利进行。 第一小节 施工组织机构 项目组织机构框图如下图： 项目经理 徐炳
12、喜 项目总工程师 王永明 项目书记 陈 侠 安全经理 杨天亮 生产经理钱 玉红 王 丹 计划预算部 刘 文 武 财 务 部 董金奎 安全质量部 李兴华 综合办公室 雷修宇 物资设备部 支晓飞 工程技术部 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 5 第二小节 施工管理人员配备计划 管理人员配备计划表 表 11 序号类别人数负 责 内 容 1 项目经理 1 项目主管，协调各项工作 2 项目书记 1 负责现场文明施工 3 项目副经理 4 负责施工生产、安全及质量 4 项目总工程师 1 分管施工技术 5 预算成本员 1 项目预算及成本 6 技术员、测量员 1 现场技术、测量工作
13、 7 施工员 2 安排班组施工，落实安全、质量和进度 8 质量员 2 现场质量监督、检查 9 实验员 1 试件制作、送检 10 安全员 1 现场安全施工监督 11 材料员 1 材料购置及验收 12 机管员（兼） 1 现场机械设备及用电检查与管理 13 消防员（兼） 1 现场消防监督 14 取样员（兼） 1 现场取样工作 第二节 现场平面布置 工程主体结构全长 748.18m，施工期间布设二台 10 吨龙门吊用于钢支撑 的吊装。钢筋加工区、木工区及各类材料堆放区等，沿主体结构方向布 置。（平面布置祥附图一）。 第三节 施工计划安排 第一小节 施工进度计划编制原则 1、本着先重点后一般、全面组织平
14、行流水作业的原则，结合本标段工程实 物量的分布情况,合理安排工期，以响应业主对本标段工程的工期要求。 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 6 2、针对本工程特点，充分考虑技术及组织间歇时间，科学安排工序衔接， 确保工程施工的连续、均衡性。 3、切实做好施工协调配合工作，确保工程顺利进行。 4、考虑冬、雨季施工影响，通过资源调配，满足总体工期要求。 第二小节 主要工程工期安排 由于本工程施工区间较长，在施工区间还必须进行交通疏导，因此将整个 施工区间划分为三个施工区段。 第一施工区段为：右线里程 DK24014.196右线里程 DK24+155，本段土 方量约为 41
15、817m3；第二施工区段为：右线里程 DK24255右线里程 DK24630，本段土方量约为 46354m3；第三施工区段为：右线里程 DK24+155 右线里程 DK24255，本段土方量约为 21254m3。 工期及进度安排如下： 第一施工区、第三施工区基坑每天平均出土量：前期 600m3，后期 400m3。 考虑了施工影响因素后，第一施工区工期为 90 天，第三施工区工期为 45 天。 第二施工区基坑开挖深度越来越浅，相应每天开挖方量就变得很大，开挖 方量前期 850m3,后期 650m3。考虑了施工影响因素后，第二施工区工期为 65 天 结合工期和有关道路管制的要求，组织 15 台 1
16、5t 自卸汽车运输，装载机装 土。 第三章第三章 基坑开挖及钢支撑施工方案基坑开挖及钢支撑施工方案 第一节 基坑开挖总体安排 第一小节 基坑开挖原则 1、施工过程中严格遵循“分段、分层、快速开挖、快速支撑、快速施工、 先撑后挖”的原则，充分利用时空效应，减少变形量。 2、基坑开挖前 15 天开始降水，降水井降水深度为基坑开挖深度下 0.51.0m，保证基坑内没有明水的条件下开挖土方。开挖必须在围护结构、墙 顶冠梁、坑外加固达到设计强度后方可进行。 3、基坑分层开挖土方，按设计位置及时架设钢支撑，做到先撑后挖，直至 坑底。 4、挖至基坑底后，及时施作接地、垫层、防水层，尽快转入主体混凝土结 中煤
17、第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 7 构的施工，尽量减小基坑基底的暴露时间。 5、施工过程中，加强监测工作，监测数据应及时处理并及时反馈，做到信 息化施工。 6、采用机械开挖方式时，挖土机械和车辆不得直接在钢支撑上行走操作， 严禁挖土机械碰撞钢支撑、井点管、围护墙（桩）。作用在钢支撑顶面的荷载 不得大于 1KPa/m2，钢支撑顶面严禁堆放杂物。 7、土方开挖顺序必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、 分层开挖、严禁超挖”的原则。 第二小节 准备工作 2.1 施工准备工作 土方工程施工应严格按照设计规定的技术标准、地质资料、周围建筑物、 地上、地下管线等资料
18、精心组织。 1、土方开挖前做好土体加固 根据本工程所处位置具有粉砂弱承压水层，施工前对基坑内自然地面下至 基坑底板之间厚度的土体，用超前降水法固结土体；对围护结构的阴角用高压 旋喷桩进行加固；对需要进行抽条加固的区段，提前进行加固，待加固达到设 计强度后才能进行基坑开挖。 2、准备足够的钢支撑 开挖前需先检验带有活动接头的钢支撑、钢支撑配件、施加钢支撑预应力 的 千斤顶装置（带有观测预应力值的仪表）等安装钢支撑所必须的器具，合格 后方可投入使用，并分类临时存放于钢支撑堆放场。严防安装钢支撑时，因缺 少钢支撑及配件而延误支撑时间，需准备一定数量的支撑及配件备用，并准备 足够的钢围檩。 3、地下管
19、线的监控与保护 根据平行于基坑围护结构外侧地下管道的管材、接头型式、埋深等条件， 在开挖前设计并敷设好围护结构外侧管道，地基土不均匀沉降观测点和调整管 道地基沉降量的跟踪注浆管及注浆装置。开挖前备好所有注浆材料和设备，以 在管道沉降量和各相邻测量线段沉降差大于控制值时，及时跟踪注浆，调整管 道地基沉降曲线。 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 8 4、基坑周边排水 沿基坑四周做临时排水沟，将基坑内的地下水排入地面临时排水沟内，地 面临时排水沟与市政排水管网相接。 5、土方运输工具及弃土运输线路 基坑土方开挖 ，分阶段进行，在土方开挖前应对运输机械及出土路线作 好详细
20、布署。 6、基坑照明 在基坑开挖进行中，在基坑中间布置一排照明线路，灯具间距 6m，照明线 为 24mm2橡胶绝缘电缆。 7、开挖土方前，应对桩钻孔取芯检验，要求 28 天的无侧限抗压强度应为 1.01.2Mpa 方可进行土方开挖 。 2.2 基坑开挖前的验收 1、完成对施工人员及管理人员的技术交底及安全交底。 2、施工方案通过专家评审；基坑开挖专项方案通过审批；应急预案内容已 落实到现场。 3、对围护结构及冠梁的验收要满足设计强度要求，地基处理符合设计要求。 4、降潜水、降承压水已满足设计要求，施工现场坑外排水措施已落实。 5、基坑周围的构筑物、管线等保护措施已落实。 6、根据设计要求，参照
21、监测方案对周边建筑物、管线及基坑布置监测控制 点，且已测取初始值。 7、基坑开挖、支护的机械、材料已落实到现场。 2.3 施工安排 本工程每施工区配备 1m3挖掘机 2 台、长臂挖掘机 2 台、0.3m3小型挖掘机 4 台，装载机 2 台，以保证基坑开挖施工的需要。 根据每层开挖土体位置，在开挖第一层时采用 1m3挖掘机，快速进行挖土； 小型挖掘机可以穿越在基坑下面，挖掘支撑下部和角落的土体，形成立体开挖 作业，缩短挖土时间。 第二节 基坑开挖与钢支撑架设 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 9 第一小节 区段划分 1.1 施工区划分 根据工程特点及周边环境需要，将
22、本工程划分为三个施工区。第一施工区 为：右 DK24014.196右 DK24+155，土方量约 41817m3；第二施工区为：右 DK24255右 DK24630，土方量 46354m3；第三施工区为：右 DK24+155右 DK24255，土方量约 21254m3。 根据交通疏导的需要，第三施工区两端需做放坡处理，为防止基坑内泛浆 及积水，在放坡段挂网喷射混凝土，厚度不小于 100mm，内附 66 钢筋网片， 坡面做排水沟，坑底做集水坑，在本施工区两端用两排高压旋喷桩加固止水， 在旋喷桩外 2m 处做截水沟截留地表水（见附图二）。 1.2 开挖分段说明 根据本工程施工特点和结构施工要求，将
23、基坑开挖施工分段、分层、分块 划分 。根据施工缝和变形缝进行施工段划分，共分 41 个施工段（见附图三）。 第二小节 施工方法 2.1 基坑开挖方法 2.1.1 纵向施工顺序 在第一施工区具备施工条件时，从第一施工区两端向中间进行基坑开挖； 然后，在第二施工区具备施工条件时，从第二施工区两端向中间进行基坑开挖； 因为交通疏导的原因，需在第二施工区施工完成后再次改变交通疏导后，才能 施工第三施工区。 土方开挖顺序： 为保证施工进度、控制工程质量和安全，基坑土方开挖主要采用机械开挖， 人工配合清底、修坡。开挖时严格按“时空效应”理论方法进行施工，开挖的 顺序、方法必须与设计要求相一致，并遵循“开槽
24、支撑、先撑后挖、分层开挖、 严禁超挖”的原则。 土方开挖时，弃土堆放应远离基坑顶边线 20m 以外或及时外运弃土。 考虑基坑最大开挖深度超过 15m，应采取分段 ，分层对称基坑开挖时，其 纵向边坡放坡应根据地质、环境条件取开挖时的安全坡度，保证纵坡坡度不大 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 10 于 1：1.5，做好纵坡上的明沟排水。必须分层、分块进行，不得超挖。严禁在 一个工况下，一次开挖到底。 第三、四、五层开挖过程中，每小块长度不大于 3m，分层开挖中每一层开 挖底面标高为支撑下 50cm 以内或设计基坑底标高以上 30cm，严禁超挖。在基 坑开挖中充分利用
25、“时空效应” ，每 36m 宽度，每开挖层厚度土体的开挖及 钢支撑的安装和预应力的施加控制时间不得超过 1620 小时。垫层施工应快速 及时，确保基坑安全。 2.1.2 基坑开挖流程 基坑开挖至第一道钢支撑下 0.5m安装第一道钢支撑继续开挖至第二道 钢支撑下 0.5m安装第二道钢支撑继续开挖至第三道钢支撑下 0.5m安装第 三道钢支撑继续开挖至第四道钢支撑下 0.5m安装第四道钢支撑继续开挖 至基底，进行基底处理，埋设接地网。 具体流程如下图： 第一步：挖掘机开挖至第一 道设计支撑位置以下0.5米 第二步：挖掘机下至第一道 开挖面开挖掘进通道 0.9 0.9 第四步：开挖第一道支撑以下 的土
26、体至第二道支撑下0.5m。 第三步：架设第一道支撑 0.9 0.9 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 11 第五步：挖掘机继续开挖掘 进第二道支撑下通道 第六步：支设第二道支撑 0.9 0.9 0.9 第七步：第三、第四道钢支撑（如有）架设步骤如上； 开挖第三或第四道钢支撑下凹槽土体至基地以上 0.3m 的位置。 第八步:开挖凹槽两侧的土体 至基底以上0.3米的位置 0.9 第九步:人工开挖基底以 上0.3m土方至设计基底标高 0.9 图 21 土方开挖流程图 2.1.3 盾构井土方开挖 首先撑好标准段两根钢支撑，再挖斜撑范围内的土方，最后挖除坑内的其 余土方。自
27、基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分块、限时地开挖并安 装钢支撑。盾构井部位第一层，采用大型挖机，按斜撑的垂直方向后退开挖， 边开挖边安装斜撑，第二层及以下部分的边角部位，采用 0.3m3小型挖机和人 工开挖倒运土方，喂给挖掘机出土，其余部位与标准段开挖方法相同。开挖顺 序如图 22。 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 12 图 22 盾构井开挖顺序 2.1.4 标准段土方开挖（以四道钢支撑为例） （1）将一台挖掘机设置在基坑顶部，负责开挖第一层钢支撑和第二层钢支 撑位置的土方，开挖到设计标高后及时架设第一层钢支撑。 （2）另一台挖掘机设置在第二层钢支撑底面标
28、高处，负责开挖并倒运第三 层钢支撑位置土方，开挖到第二道钢支撑设计标高后及时架设第二层钢支撑。 （3）架设第三层钢支撑后开挖第四层钢支撑以下的土方，采用人工开挖和 挖掘机开挖相结合。 （4）开挖到标高位置后架设完第四道钢支撑，并开挖第四道钢支撑下土方， 坑底 30cm 厚土为由人工扦土，并及时铺设垫层。 两道、三道钢支撑的基坑开挖方法如上（开挖方法见附图四）。 2.2 土方开挖基本要求 1、土方开挖采用从上至下，分层分段开挖，严格遵守先撑后挖的原则，分 部开挖到钢支撑位置后至架设钢支撑时间不超过 8 小时，为安全起见，在土方 开挖过程中，按照设计要求进行放坡，确保土方开挖安全进行。 2、基坑开
29、挖采用分段、分层开挖，分段长度在 15m 左右，分层高度按照钢 支撑垂直间距确定，每步开挖深度为钢支撑下 0.5m。基坑开挖过程中应特别注 意边坡的稳定，边坡坡度为 1：1.5。 3、土方开挖施工与测量监测紧密配合，一旦钢支撑轴力不规则变化，围护 结构倾斜或位移，水位井水位变化速率较大，立即停止施工且通知设计与业主 研究对策，隐患处理完毕后方可继续施工。土方开挖时，在离开挖段最近的区 域设置钢支撑存放、拼装区，以满足及时钢支撑的要求，并减少场内二次倒运。 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 13 4、土方开挖主要以挖掘机施工为主，细部采用人工开挖。第一步采用 1m3
30、 挖掘机开挖，开挖至第一道钢支撑设计标高以下 0.5m，每挖出一片围护结构位 置的土方立即架设钢支撑并施加预应力；然后进行第二步土方开挖，开挖至第 二道钢支撑设计标高以下 0.5m 后及时架设钢支撑并施加预应力；第二步以下土 方开挖，采用 1 台 0.5m3小挖掘机配合 1 台 1m3挖掘机，逐层从钢支撑间隙中直 接取土，直至基坑设计底标高以上 30cm 后由人工开挖至基底。基坑开挖时严禁 超挖和扰动坑底土体。 5、在基坑开挖施工时，在基坑底两侧开挖排水沟，深度为挖土面以下 30cm，避免基底受水浸泡，如发现围护结构渗漏现象，及时堵漏，防止水渗入 基坑。 6、在挖掘机挖不到的死角，采用人工挖土
31、装入土斗，用龙门吊配合吊出基 坑。 7、第三施工区段两端需做放坡处理，为防止基坑内泛浆及积水，在放坡段 挂网喷射混凝土，厚度不小于 100mm，内附 66 钢筋网片，坑底做集水坑。在 本施工区两端用两排高压旋喷桩加固止水，在旋喷桩外 2m 处做截水沟截留地表 水。 8、人员上下基坑的钢梯具体要求如下： （1）钢梯加工严格按图纸尺寸进行； （2）钢梯吊装时，应派人统一指挥，确保安全； （3）钢梯就位后，应与预埋螺栓焊牢，防止走梯滑动； （4）钢梯栏杆与槽钢焊接应牢固、可靠； （5）栏杆应涂黑黄油漆作安全标志； （6）栏杆四周应挂防护网。 （祥见附图五） 第三小节 钢支撑的安装方法和步骤 3.1
32、钢支撑材料与规格选用 本工程基坑钢支撑系统采用 609，壁厚 16mm 的钢管支撑，钢支撑一端固 定，一端接活接头，用钢楔块顶紧。钢支撑分为标准节和活接头两种形式。根 据本工程基坑结构特点、基坑宽度及现有钢材情况，施工现场拟采用长度分别 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 14 为 6m、5m、4.5m、4m、3m、2m、1.5m、0.2m、0.3m 标准节，活接头长度 1.45m。 根据土方开挖进度提前在拼装场按钢支撑编号及设计长度进行拼装备用。 施工斜撑前准备好支座（钢垫箱），一旦工作面出来能及时投入安装。 3.2 千斤顶的选用 采用 QYS-80 型特制体积小
33、、重量轻、高压（50MPa）千斤顶对钢支撑钢管 施加预应力，行程 200mm,每组最大顶力 160 吨，两个千斤顶一组，现场准备两 组。 3.3 钢围檩架设 1、当土方开挖至各层围檩设计标高时，在钢围檩下面相应位置用冲击钻钻 孔打入 22 膨胀螺栓，然后利用膨胀螺栓固定钢托架。 2、在围护结构上精确定出钢围檩中心位置，然后把型钢钢托架首先铆到围 护桩上，再进行吊装钢围檩。钢围檩就位时应缓慢放在钢支架上，不得有冲击 现象，钢围檩就位后要平整、稳固，安放好后要把固定钢围檩的钓钩旋紧，防 止脱落。钢围檩与 H 型钢要有可靠的连接。钢围檩与围护结构之间应用细石混 凝土填实且达到要求强度时才能施加预应力
34、（其接点构造见附图六）。 3.4 支撑安装 及时安装支撑对围护基坑稳定、防止围护结构位移变形有着极其重要的意 义，故基坑围护体系的稳定与否，对本工程的施工及周围环境安全至关重要。 此外，支撑体系中底板混凝土垫层的支撑防护作用不容忽视，因此基坑开挖后 必须迅速封底。 按进度计划要求准备足够数量的支撑；以便按“时空效应理论”及时安装 支撑和施加预应力。根据土方开挖进度要求，提前备好支撑钢管和配件，将支 撑钢管试装配到设计长度，每层、每段土方开挖前先开槽安装钢支撑，然后开 挖土方，并施加预应力。第一、二层每小段开挖完成，同时安装两根支撑，第 三层及以下部分，每段土方开挖时，每根钢支撑紧跟开挖面，随挖
35、随撑。 在地面进行支撑预拼接以检查支撑的平直度，其两端中心连线的偏差控制 在 20mm 以内。每根支撑预拼到设计长度，每根总长度（活络端缩进时）比围护 结构净距小 1030cm，用龙门吊整体起吊摆放，支撑起吊后两端由人工牵引， 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 15 以维持支撑的基本稳定。 支撑位置的土方开挖后，凿除覆盖在地墙预埋钢板上的混凝土，整平此处 地墙表面，安装支撑托架。用吊车将支撑整体吊装就位，同时用千斤顶及时准 确地按设计要求施加预应力，将支撑顶紧，支撑端头与地墙的缝隙用细石混凝 土填塞，防止支撑因局部受力过大而失稳。完成后定时观测预应力损失，及时 复
36、加预应力。 每榀支撑安装时，采用两台 QYS-80 千斤顶对挡土结构施加预应力，千斤顶 必须附有压力表，在使用前必须经试验室进行标定。两台必须同步施加预顶力， 达到设计值后，塞紧钢楔块后才能拆除千斤顶。 1、支撑安装工艺流程 钢支撑安装程序见图 23。 钢支撑 冠梁 609钢管 牛腿 千斤顶,对称设置共2台 预应力千斤顶前支座 墙 续 连 地 下 千斤顶后支座 609钢支撑 支座 千斤顶,对称设置共2台 预应力千斤顶前支座 千斤顶后支座 直撑安装示意图1 直撑安装示意图2 支撑吊装示意图 钢支撑 用快硬砂浆填塞 M S W 桩 图 23 钢支撑安装程序示意图 2、直撑安装 中煤第三建设集团 明
37、挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 16 支撑安装前先在地面进行预拼接以检查支撑的平直度，其两端中心连线的 偏差度控制在 20mm 以内，经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用，支撑采 用整体一次性吊装到位。支撑安装前先在围护结构上支撑位置进行找平，将预 先加工好的钢牛腿焊接在围护结构的主筋上，再将钢支撑整体吊装到位，然后 用组合千斤顶施加预加轴力。 3、斜撑安装 盾构井拐角处设计采用斜撑。因斜撑与围护结构有一定的夹角，不易直接 安装支撑并施加预应力，斜撑安装前先将斜撑支座和钢垫箱与预埋在地下连续 墙的钢板进行焊接，将斜撑支座连成整体，并将斜撑钢管搁置于钢垫箱的牛腿 钢板上进行支撑安装
38、作业，其安装方法与直撑相同。斜撑支撑轴力根据支撑角 度进行设计检算，确保预应力值满足此墙稳定性要求。斜支撑和地下连续墙的 连接构造必须满足抗剪要求。 4、斜撑支架：盾构井处钢支撑设计为斜向钢支撑，钢支撑角度为 45 度。 为保证钢支撑钢管的端头为直角形式，在钢支撑端头处设三角钢蹬角，（其构 造形式参见下图）。三角钢蹬角与地下连续墙中预埋的钢板满焊。 900 4545 肋筋 锚固螺栓 角钢 900 2cm厚钢板 图 24 斜撑三角支架示意图 3.5、钢支撑的连接 钢支撑拼装采用 M24 螺栓、平垫圈和弹簧垫圈。 3.6 钢支撑架设流程 1、施工冠梁时，在冠梁顶部每排钢支撑两侧各预埋 2 根 22
39、 螺纹钢吊环， 与冠梁钢筋焊接。吊环纵向布置，每对吊环间距 3m，埋入混凝土深度为 30cm， 外露 10cm。 2、开挖土方至钢支撑以下 50cm,制作钢支撑钢板及三角托架、斜撑三角钢 蹬脚及托架，三角钢蹬脚必须与斜撑位置的预埋钢板满焊。 3、用龙门吊将钢支撑吊至托架上，调整钢支撑至最佳位置后，使其就位。 4、两侧各用 2 根 10 圆钢将钢管撑吊在预埋在冠梁上的钢筋环上，进行 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 17 保护。 5、在支撑钢管的活接头一侧，安装两台 QYS-80 千斤顶，施加预应力至支 撑预加轴力值，插入钢楔，将圆钢管固定牢固。 钢支撑架安装程序如
40、下图： 冠梁顶面 冠梁 第1步：做冠梁时预埋临边防护 钢筋和钢支撑吊架钢筋。 大样图 （吊钢支撑） （与围档底座焊接） 600钢支撑 预埋5016螺纹钢， 外露20，锚入30 地连墙 第2步：开挖土方至支撑以下50 制做直撑钢板、斜撑三角钢蹬角及托 架，三角钢蹬角与预埋钢板必须满焊。 预埋钢板 1000100020 冠梁 预埋22螺纹钢， 外露10，锚入30 冠梁 预埋钢板 1000100020 地连墙 第3步：用龙门吊将钢支撑吊至托架上， 调整钢支撑至最佳位置后，将钢管与预 埋钢板点焊，使其就位。 活结头 冠梁 活结头 地连墙 预埋钢板1000100020 直撑80080012 每侧2根 1
41、0钢筋 第4步：两侧各用2根10圆钢将钢管吊在预埋 在冠梁上的钢筋环上，使其牢固。 活节头 预埋钢板 1000100020 冠梁 钢楔 千斤顶 地连墙 第5步：在支撑钢管接活接头一侧架设两台施加 预应力至设计轴力，插入钢楔 ，将圆管固定牢固。 图 25 钢支撑架设流程图 3.7 钢支撑设计轴力及预加轴力 1、本工程各道钢支撑的最大设计轴力在工程施工设计图中已给出，预加轴 力为设计轴力的 3050。 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 18 2、第一道钢支撑在第二道钢支撑架设好以后由于受力体系发生变化，第一 道钢支撑受力变小，为避免发生钢支撑松动脱落现象，准备在冠梁预
42、埋钢环， 钢环兜住第一道钢支撑，防止坠落伤人，且第一道钢支撑施加的应力宜较小， 第二道钢支撑架设好后及时监测第一道钢支撑受力情况，并观测围护结构的变 形情况，如轴力变小应及时对第一道钢支撑二次施加应力。 3、钢支撑预加应力时应根据现场测量的围护结构变形与钢支撑轴力计的数 值的变化，不断总结摸索与调整，随时观测钢支撑内力。 4、刚开始施工的时候宜采用较大的预应力值。在第一次加预应力后 12h 内 观测预应力损失及墙（桩）体水平位移并复加预应力至设计值。当昼夜温差过 大导致钢支撑预应力损失时，应立即在当天低温时段复加预应力至设计值。 5、墙（桩）体水平位移速率超过警戒值时，可适量增加钢支撑轴力以控
43、制 变形，但复加后的钢支撑轴力和桩墙弯矩必须满足设计安全要求。 6、各道钢支撑编号见附图三；钢支撑设计与预加轴力见下表。 其中： 盾构井里程：右线里程 DK24+014.196右线里程 DK24+028.696 M1M8 段面里程：右线里程 DK24+028.696右线里程 DK24+295.100 M9M10 段面里程：右线里程 DK24+295.100右线里程 DK24+340.450 M11M12 段面里程：右线里程 DK24+340.450右线里程 DK24+372.000 M13M14 段面里程：右线里程 DK24+372.000右线里程 DK24+590.000 每段面里程内设计轴
44、力与预加轴力相同。 钢支撑编号 段面名称及轴力 第一道 钢支撑 第二道 钢支撑 第三道 钢支撑 第四道 钢支撑 第五道 钢支撑 设计轴力 （KN/m） 21781510269521026 盾构井 预加轴力 （KN/m） 12246458154050 设计轴力 （KN/m） 2207761058885765 M1M8 预加轴力 （KN/m） 9533041031050 设计轴力 （KN/m） 151569342417 M9M10 预加轴力 （KN/m） 5019010050 M11M1 设计轴力 200572371 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 19 明挖隧道及
45、敞开段钢支撑设计与预加轴力表 表 21 3.8 钢支撑拆除 根据设计要求，在地下结构施工过程中，达到拆除条件并经监理确认后， 方可进行钢支撑的拆除。 1、采用四道钢支撑，拆撑、换撑顺序为： a.开挖土体至底板下基坑底面，浇筑混凝土垫层、结构底板、待混凝土强 度达到设计要求后，拆除第四道钢支撑。 b.继续向上浇筑内衬墙至第三道支撑底，待其达到设计强度后，在第三道 钢支撑下 1.2 米换第三撑（即第五道撑） 。 c.继续向上浇筑侧墙、顶板，待其达到设计强度后，覆土并依次拆除第五、 第二、第一道钢支撑，填土恢复路面。 2、采用三道钢支撑，拆撑、换撑顺序为： a.开挖土体至底板下基坑底面，浇筑混凝土垫
46、层、结构底板、待混凝土强 度达到设计要求后，拆除第三道钢支撑。 b.继续向上浇筑内衬墙至第二道支撑底，待其达到设计强度后，在第二道 钢支撑下 1.2 米换第三撑（即第四道撑） 。 c.继续向上浇筑侧墙、顶板，待其达到设计强度后，覆土并依次拆除第四、 第一道钢支撑，填土恢复路面。 3、采用二道钢支撑，拆撑、换撑顺序为： a.开挖土体至底板下基坑底面，浇筑混凝土垫层、结构底板、待混凝土强 度达到设计要求的 8090后，拆除第二道钢支撑（即第三道撑） 。 b.继续向上浇筑侧墙、顶板，待其达到设计强度的 8090后，拆第一道 撑，并回填土拆其余撑。 第四小节 基坑开挖与钢支撑施工的技术要求 1、挖土时
47、采用盆式开挖，先挖中间，后挖两侧，每挖出一根支撑位置，应 （KN/m） 2 预加轴力 （KN/m） 7017050 设计轴力 （KN/m） 200572 M13M1 4 预加轴力 （KN/m） 70170 中煤第三建设集团 明挖段隧道及敞开段基坑开挖及支撑安装施工方案 20 及时安装支撑，待支撑安装好后，再开挖下一段土体。 做到先撑后挖，每层土方放坡 1：1.5，并应对暴露时间较长或可能受暴雨 冲刷的纵坡采用坡面保护措施，严防纵向滑坡。若坑外有需要保护的重要地下 管线或建筑物，也应适当减缓其附近的纵向土坡的坡度 。 2、在开挖中及时测定支撑安装点，其支撑端部的中心位置偏差为：高程 50mm,水
48、平间距100mm。 在开挖每一层每小段的过程中，当开挖出一道支撑的位置时，即按设计要 求在围护桩（墙）上测定出该道支撑两端与围护桩（墙）的接触点，以保证支 撑面与墙面垂直且位置准确，对这些接触点要整平表面、画出标志，并量出两 个相对应的接触点间的支撑长度，以使在地面上预先按实际长度配置支撑。 3、应有专人负责所需的支撑及其长度，并预组装好，以保证安装所需。 4、安装第二道及其以下各道支撑时，在挖好一小段土方后即在 8 小时内安 装完，并按设计要求及时施加支撑预加轴力。对施加支撑预加轴力的千斤顶在 施工前一定要做技术标定，才能使施加的支撑预加轴力准确。对每根施加的预 加轴力值都要记录备查。 5、对盾构井处斜撑的端部支托钢构件必须按设计要求位置牢固地焊接在预 埋件上。 6、开挖过程中务必使土坡坡度不大于安全坡度，每一小段的土方开挖中， 严禁挖成 2 米以上的垂直陡壁或陡坡，以免坍方伤人，同时避免坍方而导致的 横向支撑失稳。 7、开挖最下一道支撑下面的土方时，亦按每 3m 或 6m 一小段分段开挖，16 小时以内挖完。为做到坑底平整，防止局部超挖，在设计坑底标高以上 30cm