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高新四路站基坑开挖及支护专项施工方案.doc

（4）关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知（建质[2009]87号）；

（19）《岩土锚杆（索）技术规程》（CECS22：2005）；

（24）西安市现行有关施工、安全、质量、工程验收等方面的规范、标准、法规天津市城市黑臭水体治理技术导则（天津市住房和城乡建设委员会发布2018年8月），以及西安地区在安全文明施工、环境保护、交通组织方面的规定；

（25）我单位多年从事类似工程所积累的施工经验、成熟的施工工艺；

（26）我单位现有的施工机械设备及施工技术力量。

1、严格遵守施工程序，保证重点，统筹安排基坑开挖。

2、积极应用新材料新技术，不断提高施工技术水平和机械化施工技术，以满足施工进度与施工安全要求。

3、合理地安排施工计划，组织连续、均衡、紧凑的施工。

4、强化施工管理，确保工程质量和施工安全。

5、合理布置施工现场，节约用地，组织文明施工。

6、进行技术经济活动分析，贯彻增产节约方针，降低工程成本。

基坑工程施工安全控制是地铁车站的重点，系统性强，包含了开挖、支撑、结构等许多紧密联系的环节，需综合处理。基坑开挖与支撑架设、锚索施工过程中要严格控制施工参数，以监控量测实现信息化施工管理，确保深基坑工程安全和地铁车站施工的顺利进行。

高新四路位于丰庆路南侧、桃园南路西侧的丰庆公园内，在绿地下方沿南北方向敷设。车站南侧为2层砖混结构的王府花园酒店，东侧为桃园南路，西侧为丰庆湖，北侧为丰庆公园门厅。

本站为地下二层岛式车站，车站长度285.76m，标准段宽度22.0m，站台净宽12.5m、长度118m。车站底板埋深14.86～18.62m，有效站台中心里程处的顶板覆土厚度约1.8m。车站设计里程为YDK28+902.702～YDK29+188.462，中心里程为YDK29+104.487。车站施工工期为2016年3月1日至2018年5月31日，共27个月。

车站设5个出入口（其中两个预留），设风亭三组。车站除跨桃园南路过街通道采用暗挖法施工外，其余均采用明挖顺做法施工。车站两端均为盾构始发区间。

根据本站结构形式、场地地质及周围环境特征，结合深基坑施工设计经验，本车站主体围护结构采用钻孔灌注桩+钢管内支撑与桩锚结合的支护体系。

车站主体结构为现浇钢筋混凝土箱型框架结构，结构外设置外包防水层。本站考虑作为轨排基地，在车站主体线路上方设置两个轨排井。

高新四路车站地处皂河一级阶地，地层稳定，连续性好，无活动断裂等地质构造通过。场地地形较平坦，勘探点地面高程约402.96～405.99m。

根据钻孔揭露，工程场地在勘探深度50m范围内的地层主要为第四系堆积物，即由全新统人工填土（Q4）、冲洪积（Q4）黄土状土、中砂，上更新统残积（Q3）古土壤、冲积（Q3）粉质黏土、中砂和中更新统冲湖积（Q2）粉质黏土、中砂组成。

场地地下水属潜水类型。水位埋深11.80～15.80m之m，相应标高介于390.11～392.85m。为了保证车站主体结构的正常施工，水位应降至站体主体结构开挖面以下不小于1.0m。

丰庆公园人工水体（吉祥湖）位于车站西侧相距约40.0m，水域面积近56亩，水深0.8～1.2m，其湖水来源为中水管道注水。丰庆湖湖底及侧壁采用防水混凝土进行了防渗处理，结合抽水试验成果显示，丰庆湖地表水与周边的地下水目前不存在水力联系。调查期间测得现状水面高程402.46m。

本站区内地下水属潜水类型，埋深11.50～15.20m，相应高程389.45～392.82m。地下水位年变幅按2m考虑。车站抗浮设计水位标高按401m计。

本地区潜水补给来源主要来自地下径流、大气降水入渗、管网渗漏以及园林绿化苗木灌溉入渗补给。潜水的排泄方式为人工开采及大气蒸发。地下水的总体流向与地形一致，由东南流向西北。

高新四路站无控制性管线，车站地处丰庆公园内，现探明有污水管道、消防中水管各一根，给水管一根，电缆六根，燃气管一根；除燃气管分布在车站基坑范围外其余管线均已改迁，竣工后恢复；在车站主体钻孔桩施工前对下表中管线全部改迁、保护完毕。管线分布及处理方式见下表。

本站位于丰庆路南侧、桃园南路西侧的丰庆公园内，场地内种植有景观苗木及草坪，游人休息长廊纵穿场地。车站南侧为王府花园酒店（地上砖混结构2层，筏板基础），酒店距主体基坑最小近距34m；东侧为桃园南路，西侧为丰庆湖（丰庆公园人工水体位于车站西侧相距约40m，水深0.8～1.2m）；北侧为丰庆公园东门门厅（地上一层，地基换填处理，条形基础），与车站围护结构最小静距5.8m。

高新四路站位于丰庆公园内，施工前需要进行苗木迁移，根据相关苗木迁移和管线改迁计划，2016年4月已经开始临建工程施工，2016年5月9日开始主体结构基坑围护结构施工，2016年8月31日前完成全部围护结构，其中降水、冠梁施工穿插在围护桩的施工过程中，围护桩完成一段，冠梁施工一段。

车站主体基坑开挖计划2016年8月15日开始进行，基坑开挖纵向按20m左右一段，共20段。考虑节点工期，基坑由北端向南端方向开挖，按每天出土1000方的进度指标，工期约6个月。车站主体结构封顶时间为2017年8月31日。根据总体工期要求，车站北端于2017年5月31日提供盾构施工场地，车站南端于2017年9月30日前提供盾构施工场地。车站主体的节点工期为：

1）根据工程特点、工期要求和现场环境条件等因素，对本工程进行统筹安排、合理规划，对资源进行动态调配，施工进度协调一致，保证工程优质高效完成。

2）根据业主要求关键节点工期情况，车站按照先扩大端后标准段的顺序组织施工，集中各种优势资源，确保车站两端盾构按时始发。

具体施工流程如下图所示。

根据本基坑开挖的特点及总体施工进度安排，进行相应的机械、人员配置，基坑开挖时选用大型机械、水泵及劳动力配备如下：

根据总体施工进度要求和拟投入的开挖机械设备，在施工期间拟配备足够管理和生产人员，具体配备见下表。

4.1重难点分析及相应对策

4.1.1深基坑施工的安全与稳定

本车站全长285.76m，基坑开挖深度约为15m～17.44m，扩大端基坑宽为26.00m，标准段基坑宽为22.0m。车站设3道钢管支撑，轨排井段设4道锚索，深基坑施工的安全与稳定是施工的关键问题。

（1）深基坑的稳定问题

基坑开挖施工将是施工风险最大的工序，特别是对于本标段工程，由于工程规模大、基坑深，加上施工工期、工程与水文地质、周边建（构）筑物保护等的要求，施工中多工作面施工对基坑稳定性的控制、周围管线、建筑物的保护等较为困难，易引起工程事故，需制定专门的技术方案加以保证。

2）土方开挖前，邀请专家对深基坑施工方案进行评审。制定基坑开挖关键节点验收制度，施工中严格执行，经确认满足开挖条件后，方能开挖。

3）制定专项围护结构施工方案，根据地质条件，合理选择施工设备，配备专业施工队伍施工。施工中控制好钻孔桩的垂直度，确保施工质量。

5）合理设置开挖纵坡，总纵坡坡度为1:8，分层开挖坡度为1：0.75，平台宽度控制在4～6m，尽可能加大平台长度；坑内及纵坡平台设集水坑及时抽水；雨雪等特殊天气或需搁置时间较长时，纵坡采取覆盖等防护措施；坡顶严禁堆载，在坡顶或坡面增设监测点。

6）基坑开挖到地面以下6m处起，至地下结构的内衬墙施作到离地面6m处止实行24小时巡视值班制度，一旦发现异常及时有效处置；做好应急预案，准备充足的应急队伍、物资、设备，发生事故，及时救援。

7）实施信息化施工，根据监测数据及时调整施工方案，并采取切实可行的对策措施；必要时，增设监测项目或监测点位，加大监测频率。

8）及时施加和复加轴力，在较长钢支撑采取两端均安装活络头的措施，避免由于钢支撑过长引起的预加轴力损失。

9）对于端头井部位基坑宽度较大区域，采用掏槽方式开挖，先开挖基坑中部土方，最后再挖除两侧土方，最大限度地发挥土体的被动土压力，抑制围护结构的变形。

4.1.2车站施工风险大，监控量测内容多

车站采用明挖法施工，基坑开挖深度深，跨度大，稳定性差；基坑周边丰庆公园东门建筑物、施工范围旁地下管线种类多，防护复杂；风险类型多，须加强安全风险意识，加大监控量测力度。

1）施工过程中加强监测，用信息化指导施工，及时采取有效的防护措施，确保坑内土体、围护结构、周边建筑物等的稳定。

3）施工准备期间对车站施工区域内的地下管线进行认真详细的调查，确切掌握各管线的准确要素（埋深、来源、走向、管径和管材等）。采用物探仪或地面开槽进行未知管线的探测，在正式施工前采用人工开挖探沟，避免大型机械开挖时造成的管线破坏。

4）临时道路系统,施工前对自身需要的交通路状况进行核算，根据核算结果确定临时路面结构能否满足交通荷载要求，保证临时路面具有足够的承载能力。

4.1.3结构防水施工

1）本工程结构防水工程主要有车站混凝土结构自防水，结构顶板、底板及侧墙卷材外包防水，诱导缝、施工缝和变形缝防水施工等。

2）从材料源头进行控制，确保防水混凝土质量，杜绝不合格混凝土进场。

3）施工中严格控制防水混凝土施工工艺，采取分段、分层浇注，以减少砼的一次浇注量，控制砼的温度应力和砼的收缩量，高度重视砼的振捣，保证砼的匀质性和密实度。加强防水砼终凝后的养护，消除砼早期干缩裂纹。侧墙混凝土脱模后及时进行养护，并用薄膜封闭砼表面，顶板采用洒水、铺设麻袋进行养护。

4）注重诱导缝、施工缝的防水措施。诱导缝、施工缝防水施工严格按设计图施工，除严把材料质量关外，施工中采取有效措施严格控制现场施工质量。

5）外防水层施工中我们将从防水材料和施工工艺上采取有效措施严防防水施工的质量通病，如“在潮湿基面上施工，以致基面与防水层之间粘接不紧密而出现空鼓现象”、“基面未修凿平整或有尖锐突出物未清理干净”、“防水层厚度不够或不均匀”、“防水层中存在汽泡”、“防水层接头不紧密”、“防水层收口不严密”等。

车站基坑开挖正直西安市汛期，因此做好雨季防涝工作是保证安全施工的重点也是难点。

施工现场考虑雨季的影响，凡有可能积水的区域，应事先填筑平整。防止大雨来临，导致场地内积水影响施工。

对基坑四周排水沟及时进行检查，对排水不通畅部位及时进行处理，保证下雨期间雨水正常排入集水井。

基坑四周设置不低于硬化路面30cm的挡水墙，保证雨水不流入基坑。

车站钢支撑围檩标高与锚索围檩标高不在同一水平面上，因此两者无法形成封闭，容易导致受力不均，极易形成安全隐患。因此处理钢支撑及锚索围檩端头受力不均是施工的重点。

采用在钻孔桩内打入膨胀螺栓，预埋C25钢筋及钢板处理围檩堵头节点问题，具体做法见下图。

4.2工程难点分析及对策

4.2.1钻孔灌注桩穿越复杂地层，施工难度大

本工程基坑采用钻孔灌注桩围护，围护最大设计桩长为24.74m。根据地质资料揭露，钻孔桩穿越杂填土、湿陷性黄土状图、古土壤、粉质粘土等，地层复杂。因而如何确保钻孔桩成桩质量是本工程施工的技术难点。

1）建立分工职责明确的工程质量管理体系，选择有经验的施工队伍施工。

2）施工前组织技术员熟悉设计图纸，分析施工中难点和关键点，并对各班组做好施工交底工作，施工过程中加强自检，严格遵守隐蔽工程验收制度，确保施工质量。

3）针对该地区地质特征，施工前进行成孔试验，选择合理的施工设备和施工工艺，为后续施工作准备。

4）注意控制好成孔速度，不宜过快。成孔完成后，抓紧下放钢筋笼等后续工作施工，尽早浇筑混凝土，注重砼浇筑中资源配备，确保混凝土连续施工。

4.2.2基坑离周边建筑物距离近

车站位于丰庆公园内。主体基坑距丰庆公园东门门厅最小近距5.8m，因而施工过程中需要采取措施进行保护，确保建筑物的安全。

2）根据周边建筑物的特点，为更加有效的保护周边建筑物，减小施工对建筑物产生的影响，必要时对周边建筑物基础进行注浆加固，减小基坑开挖期间引起的地面沉降。

3）基坑内土方开挖过程中，严格控制坑外土体变形，防止引起建筑物的变形沉降。

4）加强围护位移、周边构筑物沉降变形等的监测，对每天的监测报告进行分析；如地表变形超过报警值或周边建筑物沉降有突变等现象，采用应急方法对该建筑物基础进行适当加固，运用信息化管理模式，确保该建筑物的安全。

5）根据现场实际情况、相关规范、设计要求及各个管线单位的交底要求严格制定监测点的位移沉降报警值，如超过报警值，则应向专业公司和有关部门报告，并采取积极有效的技术措施，确保地下管线的安全。

车站场地建设主要以满足车站施工的临时基础建设为主。场地规划办公区活动板房9间，位于车站南端，靠围挡边设置，钢筋加工棚位于车站附属3号出入口处，主施工便道8m宽，位于车站西侧，辅助便道5m，位于车站东侧。另车站设砂石料存放区、网喷料搅拌区1处，位于车站4号出入口处，同时在车站东南侧设置模板脚手架堆放区一处。施工场地平面布置详见附图。

4.3.1场地布置原则

（1）满足施工要求，场内道路畅通，运输方便，各种材料能按计划分期分批进场，充分利用场地；

（2）现场布置紧凑，减少施工用地，严格遵守业主和西安市文明施工的有关规定；

（3）材料尽量靠近使用地点，减少二次搬运，钢支撑等材料设置在远离基坑的地方。

电气设备的带电体连接要牢固且不得外露；所有正常不带电的金属外壳都应牢固进行接地。

施工现场用Ф100mm供水管引至施工现场作为施工用水和生活用水。根据工程用水情况，场区设多处施工水源点，施工现场用水用橡胶管接出，管径Ф25mm，供开挖施工用水。水管线路及用水设施符合国家及西安市的有关规定。

在基坑四周设置多盏照明大灯，作为夜间施工的照明。同时，沿场内道路及各加工点、施工点设置多盏碘钨灯，保证夜间施工有足够的亮度。

4.3.6洗车台及沉淀池

在出入施工现场大门处设置洗车台，并设置三级淀池，冲洗的水及场地水均通过排水沟进入沉淀池，经三级沉淀后排入临近市政雨水管网。

基坑围护：基坑开挖采取分层、分段开挖，围护结构为钻孔灌注桩，支护结构采用钢管支撑和锚索两种形式；钢管支撑在地面拼装，吊车吊装就位，千斤顶施加预应力；锚索根据围护结构图钻孔、下放钢绞线、注浆、千斤顶张拉施加预应力。

3）土方运输：基坑土方主要采用挖掘机直接挖土装车+接力倒运的方式，剩余部分人工配合吊车进行出土。

4）现场排水：基坑和基底的周边设排水沟，集中至集水井内用水泵排出；地表水和雨水通过基坑周边的地表排水沟进行排放，确保基坑周边和基坑内的排水畅通。

测量放线→安设护筒→配制浆液→钻机就位→钻孔→成孔检查→清孔→吊放钢筋笼→安放导管→水下混凝土浇筑。

根据设计图纸提供的桩号，利用全站仪现场进行桩位精确放样，放出钻孔桩的轴线位置，在桩中心位置钉以木桩，并设护桩，放线后由主管技术人员复核，施工中护桩妥善看管，不得位移和丢失，并在放线时测好地面标高。

护筒采用5mm厚钢板卷整体制成，单节高度为1.5～2.0m，内径大于桩头直径200mm，两端用10mm钢板焊成法兰盘，使护筒保持圆筒状且不变形，护筒顶端宜开设1个溢浆口，并焊有吊环。

护筒埋设定位时，护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于50mm，倾斜度应不大于0.5%。护筒顶高出地面0.3m，护筒下端外侧应采用黏土填实，其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。

车站钻孔桩施工不用专门配置泥浆，采用专用化学浆液保证钻进正常进行不塌孔，钻孔过程中始终保持浆液面高于地下水位。

钻机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。用测量仪器将护桩点引到孔口的护筒壁外，形成十字交叉来进行钻机的定位。

为防止钻孔桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成塌孔，影响临桩的成孔质量，钻孔桩施工采取跳孔法施作，确保成孔质量。

施工顺序：12345678

钻孔完成浇筑混凝土前对孔位要加以保护，并且上面用木板覆盖，四周用栏杆及警戒带加以维护，防止不安全事故的发生。

成孔达到设计高程后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度、沉渣厚度等进行检查，不合格时采取措施处理。孔径、倾斜度采用探笼进行检查，合格后方可清孔。探笼长4m，直径1m，端头做成圆锥形。

检测标准：孔深、孔径不小于设计规定，钻孔倾斜度误差不大于1%，沉渣厚度符合设计要求，桩位误差不大于50mm。用测深绳测量孔深及沉渣厚度。沉渣厚度不超过10cm。

孔径控制：钻进遇有含石块较多的土层，或含水量较大的软塑粘土层时，必须防止钻杆晃动引起孔径扩大，致使孔壁附着扰动土和孔底增加回落土。

成孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久使钻渣沉淀增多，造成清孔工作困难甚至坍孔。

采用换浆法清孔。清孔时，应及时向孔内注入清水，保持孔内水位，防止塌孔；不得用加深孔底深度的方式代替清孔；在吊入钢筋骨架及导管后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内浆液性能指标和孔底沉淀厚度，超过规定应进行第二次清孔；清孔后应在最短时间内灌注混凝土。

钢筋笼采用吊车吊装，双吊点起吊，吊点位置设在加强箍筋处。清孔后立即吊放钢筋笼，并灌注水下混凝土。钢筋笼采用一次吊装，对正位置后下放至设计标高，最后将最上面的挂环插入钢管，并将钢管插入在护筒吊环内，以防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮。吊入钢筋骨架时，应对准孔位轻放、慢放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。

1）导管采用内径200mm的钢导管，导管的分节长度视工艺要求确定，接头采用双螺纹丝扣快速接头。

2）导管安放前应计算导管的孔深和导管的总长度，底节导管一般为4～6m长，标准节一般为2～3m，上部可放置2～3根1.0m的短节，用于调节导管的总长度，导管下端距孔底尺寸保证控制在30～50cm以内。

3）导管对接过程中要加密封圈，防止漏水，并上紧丝扣；导管安放时应保证导管在孔中的位置居中，防止碰撞钢筋笼骨架。首斗灌注必须加隔水塞，未加隔水塞不得灌注。

4）导管提升时应防止挂住钢筋笼，下放过程中必须保证导管从成孔中心线竖直下放。

5）导管使用前应试拼、试压，试水压力不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍，确保导管在灌注混凝土的全过程不漏气不漏水。

若是下钢筋笼后出现孔底沉淀厚度超标，则安装好导管后进行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成桩质量。

浇筑前应再次核对钢筋笼标高、导管下端距孔底尺寸、孔深，泥浆沉淀厚度，孔壁有无坍塌现象等，如不符要求，应经处理后方可开始灌注。

首批混凝土入孔后，混凝土应连续灌注，不得中断，且混凝土面高于导管下端不小于1m，以后灌注时，导管埋入混凝土的长度控制在2～6m之间。

混凝土的坍落度一般为180～220mm，浇筑前应检查其坍落度是否符合要求，严禁向混凝土里面加水。

导管提升过程保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。

为防止钢筋笼上升，当混凝土浇筑在钢筋笼底上下1m之间时，应放慢砼灌注速度。

为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上超灌0.5m。

钢护筒在灌注结束、砼初凝前拔出。

灌注前务必确保钢丝绳套在导管上，杜绝不套钢丝绳直接浇筑的情况，避免导管坠落掉入桩内引起断桩。

本工程在基坑施工便道外侧0.3*0.3m的排水沟，防止雨季外界雨水或地表水流入基坑坑内，影响深基坑的安全，排水沟位置在围挡四周距围挡0.3m处设置。排水沟采用砖砌，里外均用砂浆抹面，沟内设置1%流水坡度，雨水及基坑内的抽水均流入排水沟。在基坑周边设置挡土（兼挡水）墙，在潮汛来临之时能更好的起到排水作用，挡水墙高出地面300mm，以防止地表水流入基坑内。

本车站基坑地下水采取坑内集水明排的方法，排水沟和集水坑布置在基坑边距围护桩净距3m以外，横纵向连通QX／T 31-2018 气象建设项目竣工验收规范，排水沟截面尺寸为宽度300mm，深度400mm，纵向每40m设置一个临时集水坑，排水沟集水汇入集水坑，通过水泵排入基坑周边排水明沟，经三级沉淀后排入市政雨水管道。排水沟底面比挖土面低0.3～0.4m，集水坑底面比沟底面低1m以上，集水坑四周做好临边防护措施。

做好基坑内排水应急措施，配备发电机组以预防临时用电停电，并准备充足的潜水泵，以便及时排出基坑内降水。

5.3.2基坑降水方案

车站基坑外布置降水井35口,沿周边均匀布置，基坑开挖深度17.1m，局部深度17.6m，地下水位平均埋深11.75m，中心点降水后水位深度（自地表面算起）19.1m以下。单井设计降深深度为（自地表面算起）30m以下。

沿车站结构周边布置Φ800mm降水井35口，其中两端头共12口（B1～B6、B18～B23）降水井井深37m，其余车站中间区域共23口降水井井深35m，具体位置根据现场情况可进行调整；车站周边设Φ800mm观测井4口（BG1～BG4），井深35m。

井点测量定位→挖井口→安护筒钻机就位→钻孔→清孔→吊放井管→回填井管与孔壁间的砾石过滤层→洗井→井管内下水泵、安装抽水控制电路→试抽水降水井正常工作→降水完毕后封井恢复原地面。

根据设计的井位及现场实际情况，准确定出各井位置，并做好标记。

定位完成后，设置护筒以防孔口塌方，埋设护筒要求垂直，护筒应高出原地面20～50cm，外围用粘土填实，防止泥浆返出孔外，孔斜误差不超过1%。采用锅锥钻进成孔，孔径800mm。

钻进前测量好钻具总长，精确计算机上余尺，控制钻进深度，钻进中不宜使用泥浆护壁DG／TJ08-2083-2018标准下载，影响以后降水井出水效果。适合注水进入井孔，提高水头。终孔深度达到后，对孔内自造浆用清水抽换，同时保持孔内液面高度。