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冰雪大世界站主体基坑开挖与支护施工方案

一、开挖与支护工程概况

本合同段承担哈尔滨市轨道交通2号线一期工程土建施工项目四标段施工任务：包括一站一区间，分别是冰雪大世界站、世茂大道站～冰雪大世界站区间隧道（下穿松花江）。

冰雪大世界站设于松北大道与银河大街地道桥交叉口西南侧，站址位于绿地下方，跨银河大街地道桥沿西北向东南方向敷设。车站站址周边以公园、旅游景点为主，建筑环境状况较好，建设条件较为适宜。车站小里程端有现状冰雪大世界两层建筑，为两层混凝土小楼及简易工棚，在车站施工前拆除；车站中部与银河大街地道桥U型段相交，地道桥U型段车站施工期间拆除，施工完成后还建。

车站总长470.1m，标准段宽19.8米，盾构加宽段宽23.6米，为12.5m岛式站台地下二层车站（北段局部140米为一层），标准段底板埋深约为18.9m，顶板覆土约4m。车站共设4个出入口，三个风亭，分三期施工，车站主体及附属均采用明挖法施工。主体基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙，接头采用“十”字钢板。本站小里程端盾构端头井作为盾构始发井。

围护结构采用连续墙+混凝土支撑+钢支撑支护DBJ／T 61-67-2011标准下载，支撑设置情况如下：

标准段：采用一道钢筋混凝土支撑+二道钢支撑+一道换撑；

停车线段：采用一道钢筋混凝土支撑+三道钢支撑+一道换撑；

地道桥段：采用一道钢筋混凝土支撑+三道钢支撑+一道换撑；

小里程盾构段：采用一道钢筋混凝土支撑+四道钢支撑+两道换撑；

大里程盾构段：采用一道钢筋混凝土支撑+三道钢支撑+一道换撑。

1.2、工程地质及水文地质情况

1.2.1、工程地质情况

开挖土层自上而下依次为：

1.2.2、水文概况

本标段地下水可分为地表水、孔隙潜水、承压水。

在城市内河、湖泊等零星分布，水量丰富，地表水接受大气降水补给，其水量具明显季节性变化，雨季水丰，旱季少水。

孔隙潜水，主要分布于第四系全新统粉细砂、中砂、粗砾砂中，厚度不均，地层富水性好，透水性强。补给方式主要有大气降水入渗，地表水入渗，灌溉水入渗及区域外的侧向径流补给，其中，大气降水入渗为主要补给来源。丰水季节短时期内，湖水、河水等地地表水对地下水也有一定的补给作用。就地蒸发、泄入地表水体以及人工开采，是地下水的主要排泄途径。

承压水主要分布在第四系下更新统东深井组粗砾砂、角砾层中，含水层厚度变化较大，且分布不均、富水性好、水量较大，透永性强。承压水主要接受侧向迳流补给，亦以侧向迳流排泄为主，水位变化影响较小。其余土层属于微透水层，为相对隔水层。此外，场地底部基岩存在少量的基岩裂隙水。底部基岩主要为白垩纪嫩江组(K1n)泥岩、粉砂质泥岩，岩层构造裂隙的发育程度总体较差，裂隙不甚发育，多为闭合状或被充填，富水性较差，含水微弱，一般单井涌水量小于l00m3/d。

二、编制说明、依据及原则

本方案是在已审批的测量方案、监测方案的基础上，根据本车站土建特点，结合我公司施工实力和完成类似工程的施工经验、施工技术、机具设备配套能力等方面因素。按照规范、设计文件及业主管理文件编制而成。

⑴哈尔滨市轨道交通2号线一期工程土建施工项目四标段招标图纸。

⑵《哈尔滨市轨道交通2号线一期工程冰雪大世界站岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）》

⑷《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）

⑹《冰雪大世界站施工测量方案》

⑻《冰雪大世界站施工监测方案》

⑼《冰雪大世界站施工测量方案》

⑾施工所涉及的适用于车站明挖段的标准、规范、规程以及国家、部委和哈尔滨市有关安全、质量、工程验收等方面的标准及法规文件。

⑴认真贯彻国家有关工程建设的各项方针和政策，严格执行工程建设程序。

⑵严格执行有关设计、施工规范，遵循建筑施工工艺及其技术规律、坚持合理的施工程序和规律。

⑶在充分理解施工图纸及现场条件的基础上采用安全、先进、合理、经济、可行的施工方案。严格控制施工质量、确保施工安全，努力缩短工期，降低工程成本。

⑷应用先进的管理技术，合理计划，统筹安排，突出重点，控制关键工作，实现均衡生产，连续施工。

⑹科学规划施工场地，保证施工全过程对环境破坏最小、占用场地最少，并有较周密的环境保护措施。

⑺施工过程中加强施工管理，确保施工质量，保证现场施工安全、文明施工，保护环境，保证职工身体健康。

冰雪大世界站车站主体长度为470.1米，纵向分为22段，竖向分为层依次开挖。由于受银河大街影响，车站基坑开挖及钢支撑架设分两期施工，一期施工车站南区，长度189m，车站北区130m；二期施工跨银河大街段，长度151.1m。一期土方开挖施工自2016年6月10日开始～2016年10月20日结束，共133天。二期基坑开挖及钢支撑架设施工自2017年6月10日开始～至2017年9月30日结束,共112天。

确保本工程全部工程达到设计标准和国家现行的有关质量验收规范的标准，工程质量等级达到合格，争创黑龙江省优质工程。

⑴杜绝死亡、重伤事故。

⑵杜绝重大交通事故、重大火灾事故，轻伤率控制在8‰以内。

⑶职业病发病率控制在0.5‰以内。

⑷各种变形均控制在允许范围内，地下管线不断不裂；地表建筑物及环境稳定。

3.1.4、文明施工目标

确保荣获黑龙江省“安全文明工地”称号。

3.1.5、环境保护目标

噪音、粉尘不超过国家规定的三级标准，废气、废水（液）、废弃物按行业规定处理。

在围护结构施工前对给、污水管线和地下高压电缆进行改移，同时进行必要的监测。

根据施工图纸要求，在基坑开挖前20天进行降水，降水后水位位于坑底1.0m下，坑外观测孔水位比原地下水位深度不宜大于0.5m。坑外水头需降至地面4m（标高117.000）以下。开挖至坑底，施工底板时，在井点管位置设置底板泄水孔，然后拆除井点管，待车站顶板覆土及内部铺装层施工完成后方可封孔。

项目部将采取下述措施予以控制：

1）、施工现场全部使用砖砌围墙+混凝土基础围蔽，阻截地表水径流进入施工现场；设置的大门可能成为地表水流入现场的通道，因此还需在大门口内侧预备足够的砂包，一旦在大雨暴雨期间场外地表水排泄困难时，堆筑于大门口，阻止场外地表水进入施工现场。

2）、因施工需要留置的一些缺口，则预备足够的砂包，用于封堵地表水。

⑴熟悉和审核施工图纸，组织有关人员进行技术、安全交底。

⑵土方开挖施工方案审批后，根据车站监控量测方案完成监测原始数据的采集。

开工前，对施工场地情况进行详细调查，掌握施工场地范围内需拆迁的建筑物、构筑物。掌握地下管线、电缆或构筑物详细情况，确定改移或保护方案，为顺利开工清除障碍。

3.4、施工现场平面布置

3.4.1、施工场地说明

施工现场总平面的布置将根据相关文明施工规定，针对施工分段的具体情况，对现场平面进行合理安排，做到布置合理、堆放整齐、使用方便，保证施工各阶段的顺利进行。

施工场地主要布置以下几类场地：机械物资存放处、支护材料存放区、周转模具材料存放区、砂石水泥材料存放区、钢筋加工、存放区等。

生产区及生活区按照相关消防法规、条例配备消防栓、灭火器、铁掀等灭火设施。

3.4.3、洗车槽设置

根据环境要求及施工要求设置，门口设洗车槽，洗车槽设蓄水池和沉淀池，以便车辆外出时清洗，确保不带泥上路，不污染城市交通道路。

3.4.4、施工场地平面布置图

根据本项目工程特点，结合周边环境的特点，在车站施工场地布设时兼顾以后盾构施工场地布置，尽量减少二次搬迁和施工用地。

⑴抽调有地铁施工经验的技术、质量、安全、测量、试验等方面人员组成车站工区。

⑵项目部已选派专业土方开挖及钢支撑安拆队伍。

⑶已选择有较强施工组织能力、信誉高、肯吃苦的队伍进行基坑开挖施工，以组织施工人员开始准备基坑支护。劳动力配置见表4.1。

4.2、施工机械、物资准备

根据实际情况进行同类设备调整以保证施工正常进行，施工设备进场配置见表4.2，

表4.2施工设备进场计划表

施工前准备足够以下材料保证工程正常施工，具体材料类型见表4.3

表4.3施工材料计划表

φ609,t=16mm

Φ800,t=16mm

HRB400、HPB300

本车站基坑长470.1米，分两期施工，一期施工车站南区（长度189m）和北区（长度130m），二期施工跨银河大街段（长度151.1m）。南北两区同时由北向南开挖，土方开挖和支撑架设同步进行，做到随挖随撑。土方开挖遵循“时空效应”分层、分段、分块、纵向放坡的原则，分四层台阶开挖，每次开挖至支撑下0.5米处。完成部分冠梁及砼支撑后即开始土方开挖，首先利用挖掘机接力式倒土开挖方法从小里程段开始开挖，地面采用长臂挖机配合，挖至第二道钢支撑底部下0.5米。同时修筑马道，马道宽6米，最大坡度为25%，边坡按照1:1比例放坡，然后用马道由北向南进行开挖。开挖收缩到南端无法马道作业时上层土方用挖机接力开挖，下层土方采用伸缩臂挖掘机进行开挖，一台挖机配合。最后，当剩余土方伸缩臂挖掘机无法作业时采用挖机配合龙门吊或吊车挂土斗提升出土；在基坑下设小型挖掘机、人工辅助开挖及清底，完成所有土方开挖。

图5.1标准作业面机械配置图

5.2、基坑开挖施工流程

开挖工艺流程见图5.2。

图5.2基坑开挖流程图

5.3、施工方法及技术措施

本基坑开挖所采用运土车净高3.5米，设置马道预留高度需大于3.8米。车站由北向南开槽至冠梁，保留马道两侧土体，一期工程在北区南端头、南区中部、南区南端头分别设置马道，将土方运出地面；南区基坑较长，在北端80米具备开挖条件后开始开挖，冠梁施工完成即开始该段马道施工，施工冠梁时在39轴暂缓施工一道混凝土支撑做为马道出地面的出口，待南端头马道启用后用钢支撑补强；一期北区和南区南端头暂缓施工一道混凝土斜撑，在挡土墙、冠梁上预留缺口，做为马道出地面出口；待南区南端头马道启用后即将南区中部出地面段马道废弃，缺失的一道混凝土支撑采用钢支撑补强；一期北区混凝土南端第一道混凝土支撑距基坑较近，需将地下连续墙预留缺口降低到冠梁底1米，便于马道施工，马道无法开挖后，采用C40混凝土进行补强，继续开挖下层土方。

马道平面见图5.3，马道剖面见图5.4，马道纵剖面图如图5.5所示。

根据车站支撑设置情况，本方案依据一道钢筋混凝土支撑+三道钢支撑+一道换撑布置形式为例进行编制（其余支撑设置情况参考此方案），竖向分四层开挖，第一步，用挖机配合长臂挖机开挖到第二道支撑下0.5米后架设钢支撑；第二步，采用先中间后两侧开挖，直至开挖到第三道支撑下0.5米后架设钢支撑；第三、四步，按第二步开至下道支撑下0.5米后架设钢支撑；第五步，开挖到离基底30cm后，用人工清底后立即请地质勘察、设计、监理和业主验槽，确认是否要换填。开挖剖面见图5.6。

5.3.3、纵向开挖分段

基坑纵向开挖按照主体结构分为22个部分（车站南区9个分段，北区6个分段，跨银河大街7个分段），纵向开挖采用临时放坡（坡率为1：1.5），纵向边坡在合适位置预留台阶，开挖时遵循阶梯状开挖施工顺序，每60米开挖到位后，在围护边设一垂直逃生通道。基坑开挖纵向示意图见图5.7。

图5.7基坑开挖纵向示意图

5.3.4、基坑开挖技术要点

⑴土方开挖到各层钢管支撑底部时，及时施作钢管支撑。

⑵基坑开挖必须分段、分层、分区、对称进行。

⑶纵向放坡时，应在坡顶设置截水沟或挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外积水流入坑内。基坑开挖后及时设置坑内排水沟和集水井，防止基坑内积水。

⑷基坑纵横向放坡根据地质、环境条件取开挖时的安全坡度，要求不得陡于1：1。对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用钢丝网水泥喷浆等坡面保护措施，严防纵向滑坡。

⑸土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，每步开挖所暴露的部分地下连续墙体宽度宜控制在3m~6m，每层开挖深度不大于2m，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底；每一工况挖土及钢支撑的安装时间不得超过16~20小时。

⑹基坑开挖时严禁大锅底开挖，开挖至垫层以上0.3m时，应进行基坑验收，并采用人工挖除剩余土方，挖至设计标高后应即时平整基坑，疏干坑内积水，施做泄水盲管及接地网，并及时施作垫层。

⑺施工时严禁挖土机械碰撞支撑、立柱，若无有效措施则必须在钢支撑两端设置防坠落措施，即将钢支撑端头通过钢丝绳与围护结构主筋连接或与地下连续墙上膨胀螺栓连接，钢丝绳与地下连续墙角度不大于45度。

⑻严禁机械在支撑上行走，支撑表面不允许加荷载。

⑼加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。

⑽土方开挖时，弃土堆放应远离基坑顶边线20m以外，并尽快运走。

5.4冠梁与第一道钢筋砼支撑施工

1、连续墙和钻孔桩验收合格后同时施工冠梁和第一道钢筋混凝土支撑。

2、冠梁土方开挖采用单边放坡机械分段开挖，内侧导墙拆除、地下连续墙浮浆人工加风镐凿除。采用C30商品混凝土浇筑。

冠梁与连续墙接触面处理：根据混凝土冠梁的标高设置要求，在墙顶上按标高弹出梁的顶、底标高线，将表面凿毛，并凿出主筋；在凿出的主筋上焊接冠梁的悬吊锚固筋，焊接长度按10d控制。

钢筋混凝土支撑梁的底模（垫层〕施工，可以采用基坑原土填平夯实加覆盖尼龙薄膜，也可用铺模板、浇筑素混凝土垫层、铺设油毛毡等方法。经过测量放线后，绑扎钢筋，然后安装侧模板。要求支模稳固、不变形、不位移，轴线偏差小于3cm。混凝土浇筑采用输送泵泵送，并用振动棒振捣密实。

冠梁与连续墙的连接：将相应标高范围的连续墙部分凿毛，凿出钢筋，锚入冠梁长度按37d控制。

冠梁与支撑梁的连接：支撑梁钢筋伸入冠梁，锚固长度取35d，冠梁与支撑梁混凝土同时浇筑成形。

八字撑与主撑梁的连接：斜撑端头钢筋锚入主撑梁及冠梁35d长度，与主撑一起浇注。

格构柱与混凝土支撑的连接：格构柱与混凝土支撑的连接如图5.8。

粉喷桩施工工艺流程图图5.8格构柱与混凝土支撑的连接

5.4.4、钢筋混凝土支撑的拆除

待结构达到设计强度后，及时进行顶板防水及回填施工，回填高度至混凝土支撑底部，之后用切割机依次将钢筋砼支撑切为碎块，采用龙门吊或汽车吊运至场地外。

本站支撑系统由冠梁、钢支撑、预埋件等组成。支撑采用Φ609，t=16mm钢管支撑，钢管支撑之间用法兰盘、螺栓连接。第一道钢筋砼支撑设在冠梁上，其余各道支撑设置在连续墙预埋件上，预埋件与地下连续墙连接见图5.9和5.10。

图5.9地连墙内斜撑处预埋钢板立面图

图5.10地连墙内对撑处预埋钢板立面图

钢支撑由一个固定端滨州市渤海十八路某道路工程某道路园林绿化施工组织设计，一个活动端和中间段组成。

钢管支撑体系由钢管、三角撑托架及其附属构件组成。第一道钢筋砼支撑与冠梁一起浇筑。第二、三、四道钢支撑通过地下连续墙预埋钢板架设。

按现场测量的基坑宽度，准备好每根支撑钢管，在钢管接头处焊接上连接法兰盘，对接有法兰盘的钢管使用螺栓对角、分等分顺序拧紧，接长至设计长度，接长示意图见图5.11。拼装好的钢支撑应检查其平直度，两端中心连线的偏差度不大于20mm，经检查合格的钢支撑应按部位进行编号，以免用错。