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沟槽土方开挖施工方案
一、工程概况
1、工程简介
本工程为内金川河流域干道污水管道建设工程，本标段为四标段，位于鼓楼区包括江苏路、宁海路、水佐岗、西康路、山西路、宁夏路、虎踞北路（古平岗～水佐岗）七条道路污水管道工程，总长4.192KM，其中管道包括球墨铸铁管、模块检查井砌筑，道路恢复。
2、 周边环境情况
本标段管道施工主要集中在城区，而且施工段较多，路幅宽度最窄路段约5m，为单幅路1车道。道路周围建筑物比较密集，主要为居民住宅、学校、商业楼等，距离沟槽位置5～10m不等。
3、地下管线情况
各路段沟槽沿线需要下穿φ1200雨水管，φ500污水管、φ300煤气管、φ200煤气管等管线，需要事前处理。
4、水文地质条件
场地地下水为孔隙潜水。地下水初见水位埋深0.9～1.1m，稳定水位埋深0.7～0.9m。
各土层渗透性一览表
层号
地层名称
渗透系数（cm/s）
透水性
备注
水平
垂直
1-1
杂填土
（10-3）
透水
不均质
1-2
素填土
（10-4～10-5）
弱透水
欠均质
2-1
淤泥质粉质粘土
8.80*10-6
微透水
欠均质
2-2
粉土夹粉砂
1.79*10-3
透水
欠均质
2-3
淤泥质粉质粘土
1.31*10-6
5.67*10-7
微透水
欠均质
2-4
粉质粘土
6*10-6
微透水
欠均质
2-5
粉土
5*10-5
弱透水
欠均质
5、岩土地质条件
拟建场地为长江漫滩地貌单元，场地原始地形已不存在，沿线地形较平坦。根据沉积时代、成因、状态及其特征，将岩土层划分为2个工程地质层。
工程地质层分布与特征指标一览表
层号
地层名称
颜色
状态
特征描述
分布
状况
1-1
杂填土
杂色
松散
有大量建筑碎石子夹少量粘性土组成，欠均质。
普遍分布
1-2
素填土
灰色
松软
以粉质粘土为主，含少量碎砖石子。局部底部含淤泥质土。不均匀。推积时间小于5年。
普遍分布
2-1
淤泥质粉质粘土
黄灰色～灰色
流塑
上部土层软塑状，含少量腐殖物。无摇振反应，切面无光泽，中等干强度，中等韧性，欠均质。
部分分布
2-2
粉土夹砂土
灰色
稍密～中密
很湿～湿，具水平层理，有薄层粉质粘土夹层。韧性、干强度低，摇振反应中等。
普遍分布
2-3
淤泥质粉质粘土
灰色
流塑，局部软塑
饱和，含腐植物碎屑，有粉土夹层，局部见少量泥核。无摇振反应，切面无光泽。
普遍分布
2-4
粉土
灰色
中密
湿，有粉砂、粉质粘土薄夹层，具水平层理，欠均值。韧性、干强度低，摇振反应中等。
部分分布
二、施工准备
1、施工技术准备
组织技术人员熟悉施工图纸和施工规范，编制施工技术交底书，并向施工班组人员进行全面交底。组织测量人员复核控制桩位，依据设计图纸，计算施工放样资料，利用全站仪和水准仪现场进行测量放样。随着工程进展，施工测量放样应及时、准确到位，满足施工需要。组织技术管理人员计算工程数量，研究施工方案，确定施工机械设备种类及数量。
2、施工机械准备
根据土方开挖工程量及施工节点工期的要求，根据现场土方开挖工程量，随时调整施工机械的安排，拟投入本工程的施工机械准备情况见下表：
主要施工机械设备准备表

序号
号
机械设备名称
型号
规格
数量
(台)
国别
产地
制造
年份
备注
1.
卡特挖掘机
CAT320
4
美国
2002

2.
皮轮挖掘机
Pc330
7
日本
2003年

3.
斯泰尔自卸车
20T
20
南京
01～04年

4.
撒水车
PA-40
4
南京
2000年

3、施工管理体系准备
为保证土方开挖顺利进行，我项目部组织了一批有经验的施工管理人员专门负责隧道土方开挖施工，其管理流程图及管理人员附表见下所示：

项目经理

项目总工
项目副经理

施工技术室
施工班组

抢修队
清洁队
安全组
协调组
驾驶班
机械班

施工管理人员配置表

根据我部现场施工情况及土方开挖情况，计划配备一下劳动力，以满足现场施工要求：
劳动力计划表

4、对外协调方面
积极主动与市政平台、公安交通管理、城市环保、区市政管养、水、电、燃气等管理部门取得联系，办理有关施工证件及手续，缴纳有关费用，确定弃碴场地及土石方车辆在城市道路中的运行路线，保证正常施工。
5、修建车辆清洗台
为避免运土车辆土方外运时污染市区道路，在施工现场汽车进出出口处，修建临时清洗台，对车辆的轮胎进行清洁，不允许运土车辆将泥土等污染物带到市区道路上。
6、管线保护措施
（1）、与沟槽走向平行的管线
此部分管线主要是沿线雨水管或雨合流管，这些雨水管或原合流管与沟槽平面重合。严重阻碍隧道的正常施工，在土方开挖时必须移位。
（2）、横穿沟槽的管线
这些管线埋深较浅，如此段沟槽开挖较宽，可以采用支架吊挂的措施进行保护。支护桩紧贴这些管线施工，不必进行改线处理。
（3）、沿线雨水支管
由于沿线沟槽在收水井与雨水管道之间的位置，由于施工期间正处冬季，为确保道路不会发生大面积积水现象，所有横向雨水支管都要进行保护。

管道支护剖面图

7、沉降观测
监测是对工程施工质量及其安全性用相对精确之数值解释表达的一种定量方法和有效手段，是对工程设计经验安全系数的动态诠释，是保证工程顺利完成的必需条件。深沟槽开挖对周围建筑、地表都有着一定的影响，这就需要施工者及时了解影响的程度。要根据监测数据，来指导土方开挖。
我部安排了深沟槽段周边建筑物水平位移监测，支撑轴力监测，地下水位监测，周边地表、周边建筑物监测。每日一测，及时了解相关信息，确保基坑稳定安全。
三、土方开挖施工方案
1、土方开挖原则
在管道开挖过程中管道埋设深度在2～4米左右，深度超过4米深，地下水位高且为流沙土，并有塌方迹象，在此情况下时采用密扣钢板桩及木桩进行支护施工；形式如下图：（1）挖土采用人机配合法施工，当挖掘机挖至槽底时应预留30cm的原状土，采用人工清底，如遇有特殊情况应及时与监理和设计联系，商议解决办法。（开槽断面示意如下图所示）。

（2）基坑开挖后，应及时进行排板支撑，撑杠水平距离≯2.5m，垂直距离为1.0~1.5m，最后一道应比基面高20cm，下管前替撑应比管顶高出20厘米。
（3）支撑时每块立木必须支两根撑杠，如属临时点撑，立木上部应用扒锯钉牢，防止转动脱落。
（4）支撑材料中的撑板采用5厘米木撑板，15*15方木做立木，撑杠采用65毫米无缝钢管撑杠，金属撑杠角插入钢管内的长度不小于20厘米。
（5）土方的堆放和弃运
非压力管道开槽时，堆土距槽边3.0m以外，堆土高度不得超过1.5m。尽量及时用运输车外运不得堆积现场。
（6）开挖至设计管沟底后，可在管沟槽底的一侧做一排水小沟收集管沟底的积水并用泵抽出管沟；雨季施工时，为防止管沟底土壤受水浸泡，预留人工整平的20.0cm一层的土体应待下一工序进入前方予挖除。
（7）基坑开挖后，应对基坑底部原状土进行检查，合格后才能进行基础的施工。如基底土质及地层情况与设计不符时，则应检查判定其地基容许承载力能否满足设计要求，当达不到设计要求时，须与设计人员洽商确定处理方法。
2、沟槽开挖施工流程图
施工准备→圆木或槽钢施工→土体开挖→开挖至隧道底标高→基底土人工处理→转入下一循环施工→土方开挖结束。
施工准备

钢板桩支护施工

钢管支撑施工

土方开挖

转入下一循环

3、土方开挖施工方案
⑴、本标段七条路（江苏路、宁海路、水佐岗、西康路、山西路、宁夏路、虎踞北路）宽不等。每条路段平均挖深3.5米左右，如土质较好，可按规范根据管径及现场场地情况放坡开挖，挖一节管长度时，就进入下一道工序直至沟槽回填夯实，再继续往后开挖。遇路段开挖深度达4m深，地下水位高且为流沙土，并有塌方迹象，在此情况下时采用密扣钢板桩支护外加轻型井点降水施工，长、短臂挖掘机配合作业。

土方开挖示意图

⑵、由于此路段为主城区主要干道，白天车流量大，为不妨碍交通的通畅，我部只能在夜间进行围挡土方开挖施工，管道铺设二灰砂回填，沥青摊铺沟槽，如果施工过程中遇到难以解决的问题，无法回填，且又亮了不得不恢复交通，在这种情况下白天用钢板铺设，配合使用减速条，确保车辆的正常通行。

钢板铺设示意图
5、计划施工原则
本着施工多少开挖多少回填多少的原则施工。
6、沟槽降水、排水措施
沟槽内降水情况视施工现场开挖情况确定，如果水系丰富，且为流沙层则采用轻型井点降水。为将对周边环境影响降至最低，轻型井点降水采用坑内降水，水位降至开挖标高以下1m即可。
（1）、轻型井点降水措施：利用7.5KW高压水泵，通过软管与一根特制的Φ40钢管相连，钢管端部设有喷水孔，由两名操作工人手持钢管在集水管位置上下抽动，直至成孔。冲孔时注意冲水管垂直插入水中，并做左右上下摆动，成孔后立即拔出Φ40冲水管，插入井点管，坍塌，集水管放入完成后，向孔内灌入少量粗砂，保证流水畅通。
每根井点管埋设完成后应检查其渗水性能。检查方法为：在正常情况下，井点口应有地下水向外冒出；否则从井点管口向管内灌清水，看管内水下渗情况，如果下渗越快，说明该管质量优良。
然后铺设Φ100集水钢管，集水管与井点水管之间的连接采用L=1.2m，Φ40的橡胶软管连接，两头用铁丝拧紧，外涂抹黄泥，以防漏气，最后连接真空水泵进行试抽。
井点降水在使用时，要求不间断的连续抽水，真空泵旁侧必须配有备用发电机，一但停电，立即要进行恢复，否则可能造成基坑大面积坍塌，井点降水的正常规律是“先大后小，先混后清”原则应立即检查纠正，在降水过程中，要派专人观测水的流量，对井点系统的维护观察。
（2）、排水措施
沟槽内大量积水，利用水泵抽水，排入临近的原合流检查井中
（3）、降水注意事项
保证在抽水期间不停电。因为抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，井点管的滤网易于阻塞，出水混浊，同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。
在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。
真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指数，现场设专人经常观测，若抽水过程中发现真空度不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除。
在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用高压水反复冲洗处理。
如粘土层较厚，沉管速度会较慢，如超过常规沉管时间时，可采取增大水泵压力，大约在1.O-1.4Mpa，但不要超过1.5Mpa。
五、交通保证措施
为了车辆畅通无阻，项目部成立专门的交通组织机构，除管好下属各工区车辆以外，并配合业主及当地交管部门，做好交通组织工作。具体做到以下几点：
1、施工场地采取全封闭隔离措施，工地出入口位置经交通主管部门审批同意后决定，主要出入口设置交通指令标志和警示灯，保证车辆和行人的安全。
2、为了减少对市区交通的影响，土方外运尽量安排在夜间进行。
3、施工期间，进出工地的车辆和人员严格遵守交通法规，服从交通管理部门的指令和管理。
4、设立专职人员负责指挥车辆进出工地，维持交通秩序。
5、接受交通管理部门和建设单位的监督检查，发现影响交通的问题，立即进行整改。
六、工期保证措施
1、合理安排开挖顺序，一有工作面立即调配机械，进行开挖施工。
2、提前做好沟槽开挖时的地下降水和地表排水，以及开挖沟槽内排水的措施。
3、投入足够的挖土机械、运输设备及相应人力资源，确保按计划完成施工任务。
4、加强与有关单位的联系和密切配合，采取有效措施，确保车辆弃土通道的顺畅，并合理组织外运。
5、弃土场要满足本工程隧道基坑土方外运的要求，同时配备相应的配套设施，保证土方开挖顺利进行。
6、掌握天气变化情况，及时收集气象信息，配备各种应急防护设施和材料，确保施工总进度的实现。
七、质量保证措施
1、实行创优目标管理，强化质量意识，确保工程质量。
2、认真执行、实施质量保证体系,实行项目经理、技术主管质量负责制，施工技术员岗位责任制。
3、施工前对参与本工程施工的现场的施工队长、技术人员、班组长直至班组成员进行层层技术交底和质量交底，明确各道工序的施工要领及质量要求。
4、加强沟槽开挖支护体系跟踪变形监测，当变形接近警戒值时，根据监测结果调整施工方法或参数。确保隧道基坑土方开挖期间以及隧道主体结构施工期间，基坑体系、周边建筑、地下管网的安全与稳定。
5、机械挖掘至距槽底30cm处停止，剩余土体由人工开挖，严禁超挖扰动原土。
6、做好基坑开挖的降、排水工作，防止在开挖过程中出现涌水、流砂等现象。
八、安全保障措施
1、施工安全管理措施
⑴、严格执行电力公司安监文件，努力做好深基坑开挖施工动态过程中的控制工作。
⑵、严格按照施工设计方案实施施工，严禁在施工作业中随意更改施工方案。
⑶、坚持落实深基坑施工的各项规范及管理制度要求，
⑷、加强日常的安全检查工作，确保各类安全防护措施的可靠与完好，杜绝各类违章作业现象。
⑸、各类管理资料必须分类纳入安全生产保证体系内业台帐。
⑹、对于基坑挖土、基坑支护等关键工序或关键时刻，必须有安全员旁站并及时阻止各类违章现象。
⑺、用电设备必须由电工负责安装、维护和管理，严禁非电工人员随意拆改。
2、施工安全技术措施
沟槽开挖严格按照“时空效应”理论，采用分层分段挖土。土方开挖总体遵循“竖向分层、先支后挖、快速封底”的原则，具体采取施工技术措施如下：
⑴、土方开挖过程中及时做好其它相应支护，封堵渗漏点，并，确保降水、排水系统的正常运转。
⑵、机械开挖的同时辅以人工配合，基坑纵向放坡不得大于安全坡度。
⑶、沟槽开挖后及时设置坑内排水沟和集水井，防止坑底集水。开挖至标高后立即进行基底检查、验收，及时进行封底混凝土垫层施工以及下道工序的施工。
⑷、沟槽开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。
九、突发事故处理措施
由于工程地质、水文地质条件复杂、多样，施工过程中可能会有各种突发事件，针对本工程的具体情况，对可能出现的突发事件采取如下预防和处理措施。
1、如发生钢筋混凝土梁支撑失稳、围护桩抗弯强度不够断裂、墙体滑移、基坑土方超挖引起支护结构损坏。
⑴、应立即停止基坑开挖，在围护桩的外侧减载削坡，内侧边缘堆码草袋及片石，用高压旋喷桩加强围护。
⑵、加设倒拉钢丝绳锚索。
⑶、在施工现场准备足够草袋，装好土。
⑷、围护附近严禁搭建施工临时用房，不得堆放建筑材料和弃土，不得停放大型施工机具和车辆，不得向基坑周边倾倒生活和生产用水。
2、如围护结构严重渗漏。
可用水泥砂浆、防水快凝砂浆以及环氧砂浆等对渗漏部位的表面进行涂抹，粘补，嵌补以及喷浆修补等。对于渗漏量较大，可先采用棉花絮塞紧缝隙，再用水玻理混凝土充填。同时在外侧增设高压旋喷桩帷幕止水。
3、如发生基坑内流土、涌砂、隆土现象。
⑴、可采取快凝的压力注浆法，如采用高压旋喷桩，在水泥浆里加入水玻璃，水玻璃的比例为水泥的四分之一，在灌浆点处要保证地下水基本没流速，不然水泥浆会流失，起不到应有的作用。
⑵、沟槽开挖后马上施工垫层、管道铺设、回填夯实。
⑶、如沟槽内流土，涌砂、隆土严重，应马上回填土，坑外抽水坑内回灌。
4、当出现周围地面及建筑物下沉或倾斜时。
采取加固或拆除已有的建筑物，以确保安全。根据事故发生的原因有针对性的采取回灌或防渗或注浆等加固措施，以稳定地面土体和周围建筑物地基。因此在开挖基坑土方前，在围护桩的外侧设置水位观测孔，必要时灌水以防止地面下沉和建筑物倾斜及开裂。
5、桩间距过大，发生流砂流土，坑周地面开裂塌陷。
应立即停止挖土，采取补桩，桩间加挡土板。
十、安全文明施工保证措施
１、现场施工人员应认真学习并执行好有关安全责任制度、安全教育制度、安全设施验收制度及安全检查制度。进入现场人员应严格遵守安全生产规章制度、安全操作规程和各项安全措施规定，作好各级安全交底，加强安全教育，作好对新工人和零散人员的安全培训交底。
２、加强安全检查，设专职安全人员，对基坑、临边防护等安全关键部位进行经常性的检查，如发现有位移、沉降、局部渗漏的现象，应向项目部报警，待处理后再继续施工。
３、在土方施工过程中，由于出入车辆多，所以在现场出入口派专人指挥，弃土场也由专人负责，挖掘机操作人员必须按操作规程进行施工，汽车驾驶员严格执行和遵守交通法规，按照规定的路线行驶。
４、夜间施工必须有足够的照明。
５、沟槽开挖过程中，沟槽上部周边不得大量堆放材料，以免增加附加荷载。
６、在施工中注意文明施工，每天组织不少于10人对周围环境、道路进行清扫，防止车辆带出的泥土污染市区道路，保证市容卫生整洁。
７、沟槽开挖后，应在沟槽四周设安全护栏。
８、挖机工作运行时，应划出行驶和操作范围，专人指挥，统一信号，不得碰撞支护桩及支撑。