事故处理池土方开挖施工方案

九华冶炼厂10t/a锌冶炼工程雨水收集池、雨水调节池、事故应急池、熔铸沉淀池、
污水处理站土方开挖施工方案
一、工程概况
九华冶炼厂10t/a锌冶炼工程雨水收集池、雨水调节池、事故应急池、熔铸沉淀池、污水处理站分布于九华冶炼厂厂区内，共计11座，分别是：雨水收集池6座（1#、2#、3#、4#、5#和6#）、雨水调节池1座（1500m3）、事故应急池2座（1#和2#）、熔铸沉淀池1座和污水处理站1座。

以上各水池均为钢筋砼结构，池体及柱砼强度等级为C25，抗渗标号P6，水池内外壁及支柱均采用20mm厚的 1:2防水水泥砂浆抹面。

雨水收集池、雨水调节池和事故应急池的柱、通风帽、检修孔、盖板、钢梯、洞口加强等做法选自水道专业图集05S804，水池配筋也参见水道专业图集05S804，并作相应调整。

具体各池体概况见下表：
污水处理站由综合池、综合机房和调节池三个子项组成，事故处理池、综合水池、调节池均为钢筋混凝土结构，综合机房为砖混结构，以上四子项均为桩基。

事
故处理池±0.000标高相对于黄海高程17.700m，综合水池、调节池、综合机房±0.000标高相对于黄海高程17.600m，施工现场我公司已将场地标高剥至黄海高程17.600m。

由施工图可知各子项垫层平面尺寸和垫层底标高如下表所示：
以上各子项之间的平面位置关系如附图一所示。

考虑预留200㎜厚人工清基，以上四子项实际机械挖土标高为垫层以上200㎜位置。

二、工程地质情况及现场环境
从铜陵有色金地勘察有限公司编制的《岩土工程勘察报告》来看，第一层为素填土层，第二层为粉质粘土层，第三层为粉质粘土层。

其中第一层土质为可塑，局部软塑，湿，顶部松散，该层以粘性土为主，含少量石子和圆砾，该层层厚4.000～6.900m，层底标高9.33m～12.21m。

第二层土为可塑，湿，干强度低，低韧性，该层层厚0.50～6.50m，层顶埋深6.00～8.90m，层底标高3.84m～11.39m。

第三层土为硬塑，稍湿，干强度中等，中等韧性，该层层厚2.00～5.50m，层顶埋深7.00～11.20m，层底标高3.63m～6.38m。

依据勘察报告显示地下水稳定水位埋深为2.10～5.90m，主要赋存于素填土土层中，属上层滞水，水量不大，受大气降水和附近沟溪水补给。

事故处理池底板坐落在第二层和第三层，综合池、调节池和综合机房基底坐落在第一层，故在土方开挖过程中要考虑第一层内的滞水层排水。

经过现场踏勘，施工场地较为开阔，但距离事故处理池○1轴线3m和距离○B行线4m两处十五冶已将ø400给水管埋设到位，底标高为黄海高程16.50m，且事故处理池○1轴线距离厂区道路边5.50m，具体位置见附图3所示，故在土方开挖过程中要考虑给水管的临时支撑，且处在事故处理池外围的厂区道路要在事故处理池土方回填后开始施工。

三、编制依据
施工图纸
《岩土工程勘察报告》
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—99）
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《建筑施工高处作业安全技术规程》（JGJ80—91）
《建筑工程安全生产管理条例》
现场情况
四、施工部署
本次基础土方施工按照业主要求分两个施工段进行，即调节池、综合水池、综合机房先施工，待其施工完后再施工事故处理池。

在施工污水处理站时，综合池、综合机房土方开挖一次性机械开挖，调节池土方开挖时分台阶两次施工，如图2所示，综合池和综合机房一次性开挖至设计标高。

在开挖综合机房和综合水池土方后，考虑到后期事故处理池土方施工边坡稳定，应在综合机房和综合水池○1轴线旁施工水泥土搅拌桩挡墙，具体布置见图5。

由于事故处理池设计优化图纸一直未到施工现场，按照业主要求，污水处理站施工完后，开始开挖事故处理池土方，在事故处理池土方开挖前，考虑到十五冶施工的给水管的支护，我公司建议业主施工20根ø400的混凝土旋挖桩（具体位置及标高见图3），确保给水管在土方施工中得到有效保护。

给水管得到有效支撑后，事故处理池土方施工分台阶两次施工，台阶设在-2.450m位置宽度2m，两次放坡均按1：1进行放坡，详见图1。

按照总图布置，事故处理池○1轴线距离厂区道路边仅5.500m，由于事故处理池
土方施工放台阶开挖，基坑边坡位于道路中间，故建议此段道路待事故处理池土方回填后再施工。

为方便以后水池实物施工时人员上下，在○1轴线/○A行线拐角处用钢管搭设
2.0 m宽马道，具体见图4。

五、施工组织机构
1、组织强有力的项目班子，选派思想好、业务精、能力强、善合作、服务好的管理人员进入项目管理班子。

建立健全项目经理、技术、工长、材料、机械等岗位责任制，由项目部定期对各专业进行考核，项目部主要组成人员见下表。

2、强化激励与约束机制，制定业绩评比，奖罚办法，定时组织项目经理部管理人员人会议，检查工作质量。

3、每天下午召开由工长主持的班后碰头会，对次日的工作进行协调安排。

4、用工管理，选派组织能力强，技术水平高，能打硬仗的作业队伍，树立连续作战的精神，确保工期的按时完成。

项目部主要管理人员组成表
六、主要施工方法
1、施工顺序：水泥土搅拌桩→综合池、综合机房土方→调节池土方,待以上子项土方回填后，施工φ400mm旋挖桩加固给水管，然后施工事故处理池土方。

2、基坑开挖程序：施工前准备→测量定位→放灰线→基坑开挖、土方外运→基坑排水→边坡修复→整平→人工清理。

3、土方施工：
3.1污水处理站有三个子项：综合池、综合机房及调节池，基坑依次从○1线～○6线开挖，采用1m3反铲挖土机挖土，其中综合池、综合机房一次性机械开挖，综合池开挖至设计标高-2.250m，综合机房开挖至设计标高-1.800m，调节池分两次机械开挖，第一层开挖至-2.000m，待综合池、综合机房机械挖至标高后，在一层坡角放行走平台2000mm，进行第二层开挖，挖至设计标高-
4.550m，随挖随支护，边坡坡度（详见附图2）；基坑底分别预留200mm土层，用人工开挖和修整，防止坑底土扰动。

综合池、调节池基坑内设置集水井、明沟排水（位置见附图2），综合池、调节池垫层边工作面为1500m，综合机房垫层工作面300mm，土方开挖详见附图2。

3.2事故处理池：
（1）该工程为深基坑大开挖，基坑开挖时在坡顶5m范围内不得堆载，且分两层两块开挖。

（2）土方开挖计划横向以中线为界为两块，分两层进行开挖，第一层开挖至设计标高-2.450m，第二层开挖至设计垫层底标高以上200㎜处，边坡坡度均为1：1。

（3）反铲挖掘机先从Ⅰ区域沿○B行作之字移动退行开挖，整个第一层挖完后，再从Ⅰ块区域开挖第二层，在第一层坡角留置行走平台，宽度为2000mm，坑底坡角与垫层边留置工作面1500mm，待Ⅰ块区域施工完后，紧接着挖Ⅱ区域土方；为保护坡角的稳定，基坑的支护在地基土质薄弱处及地下渗水处采用编织袋装粘土堆砌成
重力式挡墙，挡墙底宽700mm，采用编织袋顶构砌法，堆砌高度约1000mm（具体由土质情况定）。

土方开挖过程中，为方便机械进出及土方外运，在○A行中间处修筑坡度为15％～20％坡道，坡道宽4000mm，其上铺500mm厚毛石垫层，坑上与厂区道路之间修筑一条4000mm宽出土通道，其上亦铺500mm厚毛石垫层，土方开挖详见附图4。

（4）土方开挖至距离设计底标高1m左右时复核开挖位置，确定其正确后继续开挖至底标高预留200㎜厚，开挖过程中要安排测量工和放线工跟踪用水准仪测量标高，以确保不出现超挖现象。

3.3 基坑排水
基坑排水采用明沟排除施工期间的雨水和基坑内渗水，污水处理站在基坑底设置集水井、排水沟，事故处理池在基坑顶、基坑底均设置集水井、排水沟，具体做法：断面为300㎜×300㎜的排水沟，基坑坑底周边按附图2、4设置直径1000㎜，深1000㎜的集水井，集水坑周边采用120㎜厚MU10红砖干垒护边，100㎜厚C10砼垫层；事故处理池基坑坡顶设6座直径1000㎜，深2000㎜的集水井，集水井周边亦采用120㎜厚MU10红砖干垒护边，每个集水井之间设置断面为500㎜×500㎜的排水沟，排水沟坡度为1%～3%，每个集水井配置一台φ100mm潜水泵抽水，将水排至坡顶排水沟，再经坡顶排水沟排至集水井；基坑坡顶集水井和排水沟在土方施工前施工完，以防止地表雨水流入坑内和施工作业面的集水无法排出。

4、旋挖桩
用于加固十五冶施工的给水管的支护，桩顶标高施工至-1.500m。

○1线给水管设置12根旋挖桩，○J行给水管处设置8根旋挖桩，桩有效长度为12m，两根并排布置，桩心距1400mm。

当事故处理池土方开挖至给水管处时，应加固给水管道，在
旋挖桩顶至给水管底用工字钢支撑管道（详见附图3）。

具体施工方法详见专项施
工方案。

七、边坡支护
事故处理池基坑自然地面至垫层底实际深度6.900m为深基坑，土方施工过程中为防止基坑边坡受雨水冲刷及地表水下泄而产生溜坡现象，应采取在边坡上铺塑料薄膜或彩条布，在坡顶上用编织袋装粘土作挡水土坝及利用坡角挡墙压住薄膜或彩条布，同时在土中插适当锚筋予以固定，坡顶挡水坝应远离坡顶边缘1000mm以上。

靠近污水处理站一侧，由于事故处理池和综合池轴线尺寸仅为11.000m，且污水处理站先施工，为防止综合池○1线处土方发生坍塌、基础被破坏，则在此侧边坡需采取加固措施。

1、基坑支护方案的选择及分析
根据该工程场地情况和地质条件，基坑开挖提出了以下三种挡土方案进行比较。

（1）内支撑钢板桩方案，
旋挖桩刚度较好，施工工期短，但桩与桩之间有空隙，本工程地下水位较高，不能满足挡水要求，且造价很高。

（2）人工挖孔桩方案
人工挖孔桩支护方案具有刚度大、稳定性好，但人工挖孔桩与桩之间有空隙，本工程地下水位较高，不能满足挡水要求，并且人工挖孔桩工期长。

（3）水泥土深层搅拌桩支护方案
深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合，制成水泥土桩，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕，对任何平面都适用。

深层搅拌水泥土桩具有无噪音、无振动、无污染、工效高及成本低等优点。

对三个方案进行比较，由于深层搅拌水泥土桩的刚度大、挡土及挡水性能好、造价低等特点，比其他方案有明显优势，故被采用。

2、水泥土搅拌桩的设计
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99及《建筑施工》第四版计算。

⑴嵌固深度计算
h0=n0h
土层固结快剪粘聚力系数
δ=c/rh=8/18×4.95=0.09
依据《建筑基坑支护技术规程》）JGJ120-99及本工程《岩土工程勘察报告》，粘聚力c取8 KN/m2，土的重度r取18KN/m3，土的内摩擦φ角取150
根据φ，δ查表6-68得n0＝0.605
则嵌固深度为：h0=n0h＝0.605×4.95＝2.995m
一级基坑重要性参数r0取1.10，则嵌固深度设计值h d为
h d=1.10h0=1.10×2.995=3.295m取3.3 m
⑵水平荷载及抗力计算
①水平荷载
K ai=tg2(450-φ/2)= tg2(450-150/2)=0.59
OO/截面处：
бaik=бrk+б0k+б1k=q0=20KN/m2
e/aik=бaik K ai-2c√K ai=20×0.59-2×8×√0.59=-0.49 KN/m2
AA/截面处：
бaik=бrk+б0k+б1k=r mi z i+q0=18×4.95+20=109.1 KN/m2
e//aik=бaik K ai-2c√K ai=109.1×0.59-2×8×√0.59=52.079 KN/m2
z0=0.49/(52.079+0.49)×4.95=0.046m
∵z0很小，近似取z0＝0
E a1=1/2e//aik h=1/2×52.079×4.95=128.9KN/m
h a1=1/3h+h d=1/3×4.95+3.3=4.95m
E a2=e//aik h d=52.079×3.3=171.86KN/m
h a2=1/2h d=1/2×3.3=1.65m
∑E ai= E a1+E a2=128.9+171.86=300.76KN/m
h a= (E a1h a1+E a1h a1)/=∑E a=(128.9×4.95+171.86×1.65)/300.76=3.06m
②水平拉力
K pi= tg2(450+φ/2)= tg2(450+150/2)=1.7
AA/截面处：
бpik=0
e/pik=2c√K pi=2×8×√1.7=20.9KN/m2
E p1=e/pik h d=20.9×3.3=69KN/m
h p1=1/2h d=1/2×3.3=1.65m
BB/截面处：
бpik= r mi z i=18×3.3=59.4KN/m2
e//pik=бpik K pi=59.4×1.7=101KN/m2
E p2=1/2e//pik h d=1/2×101×3.3=166.65KN/m
h p2=1/3h d=1/3×3.3=1.1m
∑E pj= E p1+E p2=69+166.65=235.65KN/m
h p= (E p1h p1+ E p2h p2)/∑E p=(69×1.65+166.65×1.1)/235.65=1.26m
⑶墙体厚度
b=√2×(1.2r0h a∑E ai - h p∑E pj)/【rcs (h+h d)】
=√2×【1.2×(1.2×1.1×3.06×300.76-1.26×235.65)】/【19×(4.95+3.3) =3.4m
采用Ø600水泥土搅拌桩，搭接200mm,格栅式布置，按表b-71取b=3.4m,共设置8排，水泥土搅拌桩挡墙长36600 mm，具体位置及大样形式见图5。

施工方法详见专项施工方案。

八、质量保证措施
1、建立工程质量保证体系
在全面熟悉施工图，充分领会设计意图的前提下，建立以公司质量管理委员会为首的质量保证体系，全面控制施工的项目的工程质量。

（见下页下图）
2、按照公司质量岗位责任制建立项目部质量管理体系，明确所有与工程质量有关人员的职责和权限。

3、基坑开挖过程中,做到跟踪检查,防止出现超挖现象。

九、安全保证措施
1、施工现场应严格执行《安全生产规定》和各有关安全生产文件，健全和落实工程安全责任制，切实做好“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，做到安全生产和文明施工。

进入施工现场应认真学习并执行各项规章制度。

公司安委会协调公司部门与项目间的关系，监督施工中安全防范措施的实施，并按照安全管理体系建立相应的安全责任制。

2、现场施工人员必须进行技术交底，并持证作业，挂牌负责，定机定人操作。

3、开挖应严格按要求放坡，操作时应随时注意边坡的稳定情况，发现问题及时加强处理。

4、基坑施工监测：为了保证基坑支护结构在挖土和水池结构施工期间的稳定，确保周围建筑物、地下管线和周边道路的安全，对此期间的施工过程实行专人监测，监测内容有：（1）支护结构顶部的水平位移；（2）土体变形，包括道路和地下管线的变形；（3）土体测斜；（4）基坑内侧不同深度的水平位移；（5）裂缝。

5、机械行驶道路应平整、坚实；必要时，底部应铺设枕木、钢板或路基箱垫道。

6、机械施工区域禁止无关人员进入场地内。

挖掘机工作回转半径范围内不得站人或进行其他作业。

挖掘机卸土，应在整机停稳后进行，不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶不越过；装土时任何人不得停留在装土车上。

7、夜间作业，机上及工作地点必须有充足的照明设施，在危险地段设置明显的警示标志和护栏，且应在护栏上设置红灯警示。

8、基坑四周采用48×3.5钢管连接做护栏，护栏距离坑边1.2m，立杆打入土层中深600㎜以上，基脚用C15素砼浇实，间距2m，高1.2m，上下用涂有黄黑色漆的钢管连接，并用密目网封闭。

9、专职安全员根据本工程施工特点，结合安全生产制度和有关规定，经常进行现场检查督促整改，如发现严重的不安全情况时，有权指令停止施工，并立即报告项目经理，经处理后方可继续施工。

10、施工现场夜间施工时，必须确保足够亮度的夜间照明灯光，现场电工加强值班巡视及时修复损坏的灯，确保施工部位的需要。

11、工程施工过程中，专职安全监督人员须经常检查工作面的安全设施，杜绝、消灭有关的违章行为。

12、施工现场任何人严禁擅自拆除施工现场围护的栏杆、安全防护设施和施工现场安全标志；如需拆除，须由项目负责人会同技术人员商议后，并采取相应措施后方可由专业工种进行操作。

13、按国家技术监督局现行《施工机械安全操作规程》和有关部门规定，加强施工现场人员与机械的施工安全管理。

14、上班前应进行现场安全隐患的清除，工作时要集中精力，严禁吵闹，下班前应进行施工区域清扫及清除存在潜在的安全隐患。

15、在施工区域出入口按标准设置安全标识，合理布置现场各种临时设施，材料的储存、堆放点，实施现场标准化动态管理，确保整个现场在有序的条件下组织施工。

16、施工现场材料、构件、设备、易燃物品、交通道路、厂区排水规划应保证安全通道畅通，推行标准化作业。

现场大临施设总体布置必须与道路相结合，避免冲突、影响总体的施工进度。

推行标准化作业，施工现场保持整洁，排水畅通，无积水。

保持进出道路畅通。

17、施工区域重点关键部位，一方面需做好安全生产、消防安全等方面警标、宣传及布置相应的设施器材之外，同时必须加强有关文明标化施工的宣传、标识及相应的配套设施。

十、成品保护措施
1、开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩，防止被挖土和运土机械设备碰撞、行驶破坏。

2、基坑坡顶周边地面、坑底周边及坑底中部设置的排水沟应向集水井方向设置坡度，基坑中央场地也应有一定坡度，以防雨水浸泡基坑。

3、夜间施工应设足够的照明，防止地基、边坡超挖。

十一、投入本工程的机械设备一览表。