株洲市二水厂提质改造工程支护方案.doc

株洲市二水厂提质改造工程深基坑边坡支护
施
工
方
案
湖南省第五工程有限公司
2011年01月10日
目录
一、编制依据
二、工程概况
三、施工准备和施工部署
四、主要施工方法及方案
五、施工质量保证措施
六、质量目标、质量保证体系
七、安全生产措施
八、文明施工措施
九、应急救援预案
十、劳动力安排
十一、主要机具使用安排
十二、主要工程量汇总
一、编制依据
1、本工程设计施工图纸；
2、本工程场地地质勘察报告
1、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；
2、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001；
3、《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；
4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002；
5、《建筑地基基础工程质量验收规范》GB50202-2002；
6、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-86）；
7、《施工现场安全生产保证体系》DBJ08-903-2003
8、现场踏勘所掌握的环境资料；
二. 工程概况
工程名称：株洲市二水厂提质改造工程
工程地点：株洲市石峰区沿江北路176号
设计单位：湖南省地质工程勘察院
株洲市二水厂厂内。

厂区位于石峰山鞍部位置，东西两侧为石峰山峰，南侧约500m为湘江。

本工程合同工期为330日历天，项目投资约2919万元。

质量标准：根据国家或专业的质量检验评定标准，工程竣工验收时达到合格工程标准。

1、场地岩土工程地质条件
根据株洲市幅1：50000区域地质构造图，场地范围西侧靠山体附近有一条正断层，大致呈南北走向，倾向东，倾角约60°。

该断层在场地西侧，为非活动性断裂，对拟建场地没有影响。

依据钻探结果，场地地层按成份、结构、物理力学性质及成因分为五层，自上而下分为素填土、粉质粘土、强风化砂岩、中风化砂岩。

现分述如下：素填土：褐色，稍密-中密，稍湿，主要成分为粘性土，含少量的砂岩碎石，粒径一般1~5CM,棱角状，堆填时间超过30年，固结性较好。

表层0.2M 为砼地面。

该层在场地范围内广泛分布，大多为以前厂区建设时回填土，厚度不均，厚度0.5~5.1米，平均1.85米。

粉质粘土：黄褐色，硬塑，稍湿，主要成分为粘性土，含10~20%砂岩碎石，粒径一般2~5CM,最大可达10 CM，棱角状，刀切面较光滑，干强度中等，韧性中等，无遥振反应。

主要分布在折板絮凝、平流沉淀及斜管沉淀池附近。

强风化砂岩：灰黑色，具原岩结构，裂隙极发育，岩芯多呈土块状，少量碎块状，手可折断，属极软岩，岩体基本质量等级为V类。

该层在主要分布在折板絮凝、平流沉淀及斜管沉淀池，厚度0.50~2.80，平均1.58M.
中风化砂岩：灰黑色，砂质结构，泥质胶结，中厚层状，裂隙发育，岩
芯多呈短柱状，碎块状，少量长柱状，岩石质量指标RQD＞70，属较软岩，岩体基本质量等级为IV类。

该层在场地内广泛分布，均未揭穿，揭露厚度2.6~9.2米。

2、场地水文地质条件
场地水文地质条件简单，地下水活动不强烈。

在组成场地的各岩土层中，素填土含一定量的上层水；粉质粘土为相对隔水层，含水量贫乏；下伏强风化砂岩和中风化砂岩含少量裂隙水。

地下水的补给来源主要为大气降水。

3、基坑设计及施工状况
A、基坑设计
1）永久性山体支护，将山体进行开挖放坡处理，支护属永久性工程，该边坡类型为岩质边坡，安全等级为二级。

主要采用放坡与设置格构梁+锚杆（索）相结合的支护型式。

根据边坡的放坡率和高度设置格构梁+锚杆（索），锚杆按2×2米间距布置,长12～17米，节点设全长黏结型锚杆。

格构梁内与坡面采用混凝土喷射，格构梁截面尺寸为300*300。

锚杆锚固体直径为130，锚杆下倾角度为15°，锚固体强度等级为M25.
边坡支护坡脚设0.5×0.5 m排水沟,坡顶设置0.3 m×0.3m的截水沟,。

坡顶与坡脚排水沟排向场外。

2）、临时性基坑支护，基坑侧壁安全等级为二级。

土钉墙厚度80，土钉墙固体强度等级为M20，墙面泄水孔孔径50，水平与竖向间距为3m,每处泄水孔管长200，外露墙面100，土钉墙喷射混凝土面板强度等级为C20，土钉长度6~8m不等，土钉入射下倾角为15°，据基坑深度与岩土条件不同，共设计两种类型锚杆，锚杆下倾角度为15°，长度分部为18m与16m.同一标高的锚头采用槽钢连接。

B、施工状况：
针对施工4M左右基坑施工方法：在已施工的基坑中，搭设双排架手架平台，为钻孔设备提供操作面，严格控制架手架的稳定性，自上而下打设锚杆，然后各段均采用土钉＋挂网喷浆支护。

将上部施工完毕后，在进行下部基坑开挖。

在土方开挖施工时，需按照第1层挖至第一排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后，开挖土钉工作面以外第2层土方；第2层挖至第二排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后，开挖土钉工作面以外第3层土方；然后逐层开挖至设计基底标高。

支护施工应与土方开挖密切配合,以达到保证安全的基础上充分利用场地，降低造价，缩短工期的目的。

每层土方开挖先挖、排基坑四周的土方，首先为支护结构施工创造有利条件，然后进行基坑中间部位的土方施工，此时土方、支护可同时施工互不影响。

待支护完毕后，再补挖该部分预留土方，使整个工程平稳有序的进行，以达到土方与支护施工的最佳配合状态。

三、施工准备和施工部署
基坑支护是深基坑施工的安全保证，及整个施工能按连续、有条不紊地进行是非常重要。

要使施工顺利进行，保工期、保安全、保质量地完成任务，首先必须配备足够的材料及机械设备，并进行合理的人员配置与分工，工地成立以项目负责人为核心的项目经理部，实行项目负责人全权负责制。

1、根据本工程施工特点，整个工程的重点是安全、质量、工期。

重点是保证锚杆(索)的抗拔力、格构梁的稳定性。

主要对策：针对本工程的特点，我们制定了以下对策：
1）、加强管理解决施工中难题。

2）、建立完善的安全、质量保证体系及措施；
3）、全面推行施工质量过程控制措施，施工中，将全面推行施工质量过程控制，切实抓好每道施工工序的质量，以工作质量来保证工程质量，每道工序都要有施工记录和监督记录；
4）、进行针对性强，严密的监控量测，把工程施工过程中的地层、支护结构和周围环境的动态变化始终置于可控状态。

2、施工顺序
四、主要施工方法及方案
（一）、施工测量
施工测量是整个工程的施工基础，测量偏差将会给后序施工带来严重的后果，因此必须严格控制好测量精度。

1、测量控制点的移交
在基础开挖前，必须将原业主提供的控制点：S1426、S1422、S1421、S1420与施工现场控制点之间进行复核无误后。

复核精度满足测量规范要求方可使用，否则应重新从甲方提供的控制点，引入施工现场。

2、平面控制：
依据建设单位提供的测量控制点坐标值、总图中提供的池体外壁坐标和构成物施工蓝图等制定放线方案，然后采用全站仪将各基坑点放置在施工场地内。

3、土方开挖定位控制
土方开挖前，根据土方开挖线与主控轴的关系，测放出土方开挖坡顶线和坡底线，用白灰线撒出，坡底线同时需在边坡外挖土施工，区外设控制桩，以便随时校核。

当土方分层开挖时，应计算并用白灰线撒出每层开挖的坡底线。

4、高程控制
利用建设单位提供的测量控制点引测若干场内高程点作为控制高程的依据。

本工程高程控制的主要是边坡顶和边坡底标高控制。

（二）、施工监控测量
施工监测是指对边坡工程施工的主要手段，也是保证边坡安全的主要措施，因此，在施工中必须对边坡周边的变形进行控制和现场监测，利用监测结果指导施工，确保边坡及周边设施、人员的安全。

1、测点布置
本工程应重点对西侧山体边坡进行监测，建议在西侧山坡部位设立三
处观测点，其中回收水池西边坡一处，另外DN1800排水管基坑西侧山体边坡上设置两处。

3、施工期间监测实施与信息反馈
施工监测由专人负责，按确定的频率定期进行。

监测人员每三天向现场技术负责人报送监测结果，并进行数据分析，并根据监测结果及时调整土方开挖顺序，必要时应放慢开挖速度；现场周边每天在施工期间派专人巡视，卸土必须采取坑外卸载；开挖时如边坡发生变形时坑底回填部分土方或砂包，采取坑底注浆等加固措施，待边坡变形稳定后再开挖土方；及时联系监理和设计单位要求进行加密或加长锚杆；在现场预备必要的堵漏设备和材料，以及砂包、钢管、水玻璃和木材以备急用。

当发现异常时，应立即停止作业，迅速撤离施工人员并采了紧急措施，同时立即上报公司领导和现场业主、监理、设计等部门。

观测工作主要放在基坑施工时间段，观测周期以3天左右为宜，根据边坡变形情况，观测间隔时间可灵活调整。

工程竣工后可根据边坡变形情况后延一至二周时间，变形观测资料应及时呈报建设方。

（三）、基坑开挖防坡（具体详见土方开挖施工方案）
根据设计施工图、地质勘察报告，各构筑物基坑四周均采用放坡，视土质按规范确定：老回填土1:1，粉质粘土1:0.75，强风化岩1:0.5，中风化岩1:0.33。

1、基坑开挖边线定位
基坑施工开挖边线放线测量工作应根据建设单位提供的红线定位图和边坡施工蓝图进行定位。

施工前由测量人员根据设计图纸进行检查核对测量基
线及标高基准点，确认准确无误后方可施工，并按要求填写《工程定位测量记录》，有关部门履行签字手续。

2、土方开挖
第1层挖至第一排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后，开挖土钉工作面以外第2层土方；第2层挖至第二排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后，开挖土钉工作面以外第3层土方；第3层挖至第三排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后，开挖土钉工作面以外第4层土方，第4层挖至第三排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后，第5层挖至第三排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后，第6层挖至第三排土钉标高下0.5m，预留出土钉施工工作面（土钉作业面宽4m）后。

支护施工应与土方开挖密切配合,以达在保证安全的基础上充分利用场地，降低造价，缩短工期的目的。

每层土方开挖先挖、排基坑四周的土方，首先为支护结构施工创造有利条件，然后进行基坑中间部位的土方施工，此时土方、支护可同时施工互不影响。

待支护完毕后，再补挖该部分预留土方，使整个工程平稳有序的进行，以达到土方与支护施工的最佳配合状态。

土方外运以主坡道为主，施工后期使用副坡道，副坡道根据施工现场实际情况设置在已完成支护施工的坑壁部位，使用副坡道时应全力进行主坡道部位的支护结构施工，最后清理副坡道的土方，完成整个工程。

（四）、土钉墙的施工方法
1、施工顺序：
土层锚杆施工程序为（水作业钻进法）：土方开挖→测量、放线定位→钻
机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→打开水源→钻孔→提出内钻杆→冲洗→钻至设计深度→反复提内钻杆→插钢筋（或钢绞线）→压力灌浆→养护→裸露主筋防锈→（上横梁）→（焊锚具）→（张拉）→（锁定）。

2、成孔机具设备和方法
设计要求锚杆钻孔直径为130mm。

土层锚杆的成孔机具设备，采用改装的普通地质钻机成孔，即用一轻便斜钻架代替原来的垂直钻架，使用的钻具是在钻杆前端安套管，在它的前端四周镶合金片的环形钻头，并设置导向架，每钻进一节套管再接长一节，直至预计深度。

套管可以拔出或作为拉杆留在孔内，可适应于各种土层。

水作业钻进法，施工时在钻杆外设有套管，钻出的泥渣用水冲刷出孔，至水流不浑浊为止。

本法把成孔过程中的钻进、出渣、清孔等工序一次完成，可防止塌孔，不留残土；适用于各种软硬土层，特别适于有地下水或土的含水率大及有流砂的土层，但施工现场积水较多。

成孔质量是保证锚杆质量的关键，要求孔壁垂直，不得塌陷和松动。

钻孔施工注意事项：
①钻锚杆孔前，应根据设计要求和围岩情况，定出孔位，做出标记。

②锚杆孔距的允许偏差为150mm，预应力锚杆孔距的允许偏差为200mm。

③锚杆孔深应符合下列要求：水泥砂浆锚杆孔深允许偏差宜为50mm。

④锚杆孔径应符合下列要求：水泥砂浆锚杆孔径大于杆体直径15mm。

3、拉杆安设
1）、锚杆安装前应做好下列检查工作：
①锚杆原材料型号、规格、品种，以及锚杆各部件质量和技术性能应符合设计要求；
②锚杆孔位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求；
③孔内积水和岩粉应吹洗干净。

2）、对于不稳定的岩质边坡，应随边坡自上而下开挖、边坡设锚杆。

拉杆按其结构构造，由专人制作，要求顺直。

钻完后尽快地安设拉杆，以防止钻孔坍陷。

拉杆使用前要除锈。

拉杆焊接可采用对焊，亦可在工地用两根帮条焊焊接，帮条长度不小于4d0（d0—锚杆钢筋直径），一般焊缝高不小于7～8mm，焊缝宽不小于16mm。

孔口附近拉杆钢筋应事先涂一层防锈漆，并用两层沥青玻璃布包扎做好防锈层。

成孔后即可将制作好的通长的钢拉杆插入管尖的锥形孔内。

为将拉杆安置于钻孔的中心，防止非锚固段产生过大的挠度和插入孔时不搅动孔壁，并保证拉杆有足够厚度的水泥浆保护层，通常在拉杆表面上设置定位器。

定位器的间距为2m左右，插入拉杆时应将灌浆管与拉杆绑在一起同时插入孔内，放至距孔底保持50cm，一般要求清孔后，立即插入锚杆，插入时将拉杆有定位支架的一面向下方。

如钻孔时使用套管，则在插入钢筋拉杆后将套管拔出。

在灌浆前将钻管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体。

4、灌浆
1）、水泥素浆锚杆的原材料及素浆配合比应符合下列要求：
①锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油；
②宜采用中细砂，粒径不应大于2.5mm，使用前应过筛；
③素浆配合比：水泥比砂宜为1：1～1：2（重量比），水灰比宜为0.38～
0.45。

2）、素浆应拌和均匀，随拌随用。

一次拌和的素浆应在初凝前用完，并严防石块、杂物混入。

3）、注浆作业应遵守下列规定：
①注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆罐及其管路；
②注浆时，注浆管应插至距孔底50～100mm，随素浆的注入缓慢匀速拔出；杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注。

4）、杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95%。

锚杆安装后，不得随意敲击。

灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序，必须认真进行，并做好记录。

灌浆材料用纯水泥浆，水泥采用P.O42.5普通水泥，水灰比为0.5，其流动度要适合泵送，为防止泌水、干缩和降低水灰比，可掺加0.3%的木质素磺酸钙，可考虑掺早强剂。

水泥浆液的抗压强度应大于20Mpa，塑性流动时间应在22s以下，可用时间为30～60min。

为加快凝固，提高早期强度，可掺速凝剂，但使用时要拌均匀，整个浇注过程须在4min内结束。

灌浆方法一次灌浆法用压浆泵将水泥浆经胶管（或用1根φ30mm左右的钢管作灌浆管）压入拉杆管内，再由拉杆管端注入锚孔，管端保持高于底150mm。

灌注压力一般为0.4Mpa左右。

随着水泥浆的灌入，应逐步将灌管向外拔出直至孔口，在拔管过程中应保证管口始终埋在砂浆内。

压力不宜过大，以免吹散溶液或浆体。

待浆液或砂浆回流到孔口时，用水泥袋纸等捣入孔内，再用湿粘土封堵孔口，并严密捣实，再以0.4～0.6Mpa的压力进行补灌，稳压数分钟即告完成。

对预应力锚索杆注浆压力不低于2.0Mpa。

灌浆压力对土层锚杆的承载力有较大影响，因锚杆的锚固能力和锚固体外围土层的抗剪强度直接相关，如施工灌浆工艺好，灌浆压力能大大提高，可有效地改善周围土层性能，锚固能力也可会大大提高。

5、质量要求
1）、土钉墙支护工程施工前应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备如挖掘机、钻机、压浆泵、搅拌机等应能正常运转。

2）、一般情况下，应遵循分段开挖、分段支护的原则，不宜按一次挖到底再行支护的方式施工。

3）、施工中应对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量。

4）、每段支护体施工完后，应检查坡顶或坡面位移，坡顶沉降及周围环境变化，如有异常情况应采取措施，恢复正常后方可继续施工。

5）、锚杆或土钉墙支护工程质量检验应符合下表的规定。

锚杆或土钉墙支护工程质量检验标准
6、土层锚杆的检验
锚固体浆体强度检验用试块数量每30根锚杆不应少于1组，每组试块应不少于6个。

建设方可视施工质量情况抽检3根锚杆做坑拉试验，锚杆抗承载力设计值为100KN。

（五）、钢筋网喷射混凝土施工
1、原材料
1）、应优先选用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级不应低于42.5Mpa。

2）、应采用坚硬耐久的中砂，细度模数宜大于2.5。

3）、应采用坚硬耐久的卵石或碎石，粒径不宜大于15mm；当使用碱速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石材。

喷射混凝土用的骨料级配宜控制在表所给的范围内。

喷射混凝土骨料通过各筛径的累计重量百分数（%）
4）、水：砼用水采用饮用水。

5）、外加剂应采用符合质量要求的外加剂，掺外加剂后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。

在使用速凝剂前，应做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，初凝不应大于5min，终凝不应大于10min；在采用其他类型的外加剂或几种外加剂复合使用时，也应做相应的性能试验和使用效果试验。

当工程需要采用外掺料时，掺量应通过试验确定，加外掺料后的喷射混凝土性能必须满足设计要求。

6）、配合比：砼配合比按设计要求为水泥：砂：石=1：2：2。

各配合比应经试验室设计，施工按设计配合比。

2、施工机具
1）、干法喷射混凝土机的性能应符合下列要求：
①密封性能良好，输料连续均匀；
②生产能力（混合料）为3～5m³/h，允许骨料最大粒径为25mm；
③混凝土输料距离，水平不小于100m，垂直不小于30m；
2）、选用的空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求；当工程需要选用单台空压机工作时，其排风量不应小于9 m³/min；压风进入喷射机前，必须进行油水分离。

3）、混合料的搅拌宜采用强制式搅拌机。

4）、输料管应能承受0.8Mpa以上的压力，并应有良好的耐磨性能。

5）、干法喷射砼施工供水设施应保证喷头处的水压为0.15-0.20Mpa。

3、喷射前的准备工作
1）、喷射作业现场，应做好下列准备工作：
①拆除作业面障碍物、清除开挖面的浮石和墙脚的岩渣、堆积物；
②用高压风水冲洗受喷面；对遇水易潮湿、泥化的岩层，则应用压风清扫岩面；
③埋设控制喷射混凝土厚度的标志；
④作业区应有良好的通风和足够的照明装置。

2）、喷射作业前，应对机械设备、风、水管路，输料管路和电缆线路等进行全面检查及试运转。

3）、受喷面有滴水、淋水时，喷射前应按下列方法做好治水工作：
①有明显出水点时，可埋设导管排水；
②导水效果不好的含水岩层，可设盲沟排水；
③竖井淋帮水，可设截水圈排水。

4）、采用湿法喷射时，宜备有液态速凝剂，并应检查速凝剂的泵送及计量装置性能。

4、钢筋网喷射混凝土施工
1）、喷射混凝土中钢筋网的铺设要遵守下列规定：
①钢筋使用前应清除污锈；
②钢筋网应与锚杆联结牢固，按设计要求在锚杆端部设Ф14@1500双向加强筋，搭设处采用焊接，焊接长度不小于300.喷射时钢筋不得晃动。

2）、钢筋网喷射混凝土作业应符合下列规定：
钢筋网为Ф8＠200×200，与坡面间距位20，砼保护层厚度不得小于20，
搭接长度不小于300，接头率按50%。

①开始喷射时，应减小喷头与受喷面的距离，并调节喷射角度，以保证钢筋与壁面之间混凝土的密实性；
②喷射中如有脱落的混凝土被钢筋网架住，应及时清除。

5、喷射混凝土强度质量的控制
1）、喷射混凝土的匀质性，可以现场28d龄期喷射混凝土抗压强度的标准差和变异系数，按下表的控制水平表示。

喷射混凝土的匀质性指标
2）、喷射混凝土施工中应达到的平均抗压强度可按下式计算：
fck = fc + S
式中fck—施工阶段喷射混凝土应达到的平均抗压强度（MPa）；
fc—喷射混凝土抗压强度设计值（MPa）
S—标准差（MPa）
质量检查与工程验收
6．预应力锚杆的质量检查应遵守下列规定：
①检查是否有完整的锚杆性能试验与验收试验资料。

②锚杆的性能试验结果应符合规范的规定。

③锚杆的验收试验结果应符合规范的规定。

④长期监测的预应力锚杆的预应力值变化应满足规范的规定。

（六）、格构梁施工（截面尺寸为：300×300）
本工程为永久性边坡支护，位于回收水池西侧山体，山体与基坑高差相差20米。

1、测放格构梁位置
按设计图纸提供的座标定出格构梁详细位置，在边坡上放出具体格构梁槽位置。

2、格构梁施工
1）．在基坑边坡处，搭设双排脚手架，进行平台搭设，方便机械设备施工操作。

2）、人工开挖梁槽土方、修平梁槽，按照设计图纸要求进行施工。

3）．再次将格构梁（井字形）位线放出，按设计图纸注明进行钢筋绑扎，并按照设计图纸规格、尺寸、数量施工。

4)．进行格构梁模板安装工作，按照设计图纸所示的规格尺寸施工。

5)．钢筋及模板分项工程报监理、业主进行隐蔽验收合格后进入砼浇灌工序。

混凝土的强度等级、配合比、原材料符合设计图纸及施工规范要求并进行送检试验合格后方能投入使用。

(七)、季节性施工措施
1、雨季施工准备
1）成立现成雨季领导小组，负责安排、落实管理、检查雨季施工工作。

2）加强组织，有针对性的进行安全教育，提高广大职工的安全意识和警觉性。

3）组织应急突击队，提高快速反应能力。

明确责任，落实到人。

坚持值班制度，遇有险情及时组织力量抢修，并及时与当地政府取得联系。

4）在雨季到来之前，开展检查施工区域、职工住房环境、设备停放地点、材料储存场所是否安全可靠，排水、防水设施是否齐备等。

5）沿坡顶、底四周设置排水沟，并定期检查排水管网及抽水设备的可靠性，提高快速反应能力。

6）做好遮盖防水工作，使任何应避水的材料、产品、半成品免于浸泡淋。