土方开挖及回填施工专项方案

目录

一、工程概况 (1)

二、水文气象和工程地质 (1)

1、气象水文 (1)

2、工程地质 (1)

三、土方工程 (2)

1、土方开挖施工 (2)

2、土方回填施工 (4)

四、土方工程冬雨季施工措施 (7)

1、土方工程冬季施工措施 (7)

2、土方工程雨季施工措施 (7)

五、土方工程机械及人员配置 (7)

六、土方工程质量保证措施 (8)

七、土方工程相关实验要求 (9)

一、工程概况

河南省南水北调受水区新乡供水配套工程包括30～33号4条供水管线，线路总长73.65km，主要采用PCCP、PCP管道输水，其中30号输水管线起点位于郭屯分水口门后进水池，终点位于获嘉县水厂，输水线路长22.94km；31号输水线路起点位于辉县市路固分水口门向辉县第三水厂和辉县第二水厂供水，输水线路全长l.05km，线路中设泵站1座；32号输水线路起点位于新乡市老道井分水口门，终点位于新乡七里营水厂，共布置1条主管道，4条支管道分别向5座水厂供水，输水线路总长48.49km：33号输水管道起点位于温寺门分水口门末端，终点位于翟阳线路西的卫辉市南水北调配套水厂，总长l.17km。

河南省南水北调受水区32号供水管线新乡供水配套工程施工6标位于新乡市境内，起点桩号：GX2+300～GX4+000，全长,1700m，管材为DN3000的PCCP管。沿线共布置各类阀井7座。

二、水文气象和工程地质

1、气象水文

新乡配套工程位于河南省东北部，属温带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。本区多年平均气温为l4.0℃，极端最高气温42℃，极端最低温度-l9.2℃；多年平均风速2.3m/s，一年中，以3、4月份风速最大，9月份风速最小，最大风速达l8.3m/s；最早地面稳定冻结处曰在12月中旬，最晚开始解冻日期在2月中旬，历年最大冻土深度28cm，全年无霜期294d。本区多年平均雨量为572.8mm。降雨特性不仅在年际上变幅大，而且在年内分配上也不均匀，60％～70％集中在汛期，多以暴雨形式出现。

2、工程地质

（1）地形地貌及地层岩性

本工程所在区域为太行山前倾斜平原。该区地形由北向南或西北向向东南倾斜，岩性为砾石、卵石、砂砾石、粗砂、中细砂、亚砂土、亚粘土等，从北向南由粗变细，在冲积扇上部透水性好，渗透系数大于40m/d，为强透水、中透水、弱透水级别，承载力130kpa以上，地下水流向由西北向南，水质良好，矿化度小于1g/L，PH值6.9~7.2。工程区地下水属第四系松散土类孔隙潜水和上第三系裂隙、孔隙水。

（2）地质构造与地震

场区区域上属华北准地台(I)黄淮海坳陷(I2)中南部，新构造分区属华北断陷～隆

起区(Ⅱ)的河北断陷(Ⅱ5)与太行山隆起(Ⅱ3)交接部位。

工程区附近构造断裂主要有汤西断裂、峪河断裂、盘古寺断裂。

根据河南省地震局批复(豫震安评[2012]90号)的《河南省南水北调受水区新乡供水配套工程工程场地地震安全性评价报告》(2012年3月)，本工程场区地震动峰值加速度为0.20g，相应地震基本烈度Ⅷ度。

（3）水文地质条件

1）地下水赋存条件、补给排泄与径流及地下水动态变化

工程区地下水属第四系松散土类孔隙潜水，地下水位高程58.7～62.9m。地下水动态为入渗～迳流开采型，即地下水主要接受大气降水入渗、侧向迳流、灌溉及地表(河、沟、渠等)水入渗补给，排泄方式主要为蒸发、人工开采及侧向迳流。

2）地下水及地表水水质评价

根据水质分析成果显示：该区地下水对混凝土无腐蚀性；对砼中的钢筋及钢结构具弱腐蚀性。

（4）土壤腐蚀性

土壤对钢结构具强腐蚀性；对混凝土具微腐蚀性。

三、土方工程

本标段工程管沟开挖主要为DN3000管径,土方开挖工程主要有管沟土方及阀井土方。

基坑在开挖施工前，向监理和业主核实施工区域内地表及地下管线，以确定地下管线的具体位置，以便施工过中程注意保护，并通知相关单位。在管道施工过程中，供水管道与其它管道交叉时，及时对其它管道进行支撑和保护处理，避免造成被交叉管线损坏。

管沟开挖采用机械与人工相结合，以机械为主的施工工艺。开挖管沟时，注意检查其断面尺寸是否准确，沟底是否平直、无塌方、无积水、无各种油类及杂物，转角符合设计要求。

1、土方开挖施工

（1）工艺流程

测量放线→表层土清理→管沟土方开挖→人工清底→土方运输及堆存

（2）操作工艺

管沟开口线由测量人员放出白灰线，由施工技术人员向开挖土方作业队对边坡坡

度、底宽、挖深、弃土位置及安全要求进行技术交底。开挖时按白灰线及技术交底要求由上至下开挖。

在农田地区开挖管沟时，将表层复耕土单独开挖，单独堆放，并防护，以备恢复地形地貌。表层土清理按0.5m深或实际土层开挖，开挖采用推土机清运，装载机堆存。

在非农田地区开挖时，对于表层的松散坍塌体、石渣混合料、老房基等小型构筑物（单位体积小于0.7m3）及路面（单位体积小于0.7m3）等，可采用挖掘机直接开挖的表面体，直接采用挖掘机开挖，利用自卸汽车或装载机运输到监理指定位置。

用机械开挖，人工配合清底,管沟边坡依据设计边线和现场实际土质情况及挖深确定。管沟土方开挖采用挖掘机开挖，开挖堆放在管沟右侧，推土机推运，挖掘机或装载机配合进行堆存。开挖自上而下分层开挖，每层挖深按2.0m左右控制。

在开挖沟槽底部水流方向的右侧，开挖一条排水沟，宽度为1M，平均深度为0.5M，每隔15M挖一个集水坑，尺寸为1.5M×1.5M×1.5M，以利于雨季沟槽排水，防止雨水将基槽浸泡。

机械开挖距基底0.2m时，由人工开挖至设计高程并整平，不得对地基扰动。如果超挖，则需用中、粗砂回填至管沟设计高程并夯实。

（3）开挖注意事项及相关规定

1）开挖前，修筑施工便道，便于施工机械行走；

2）开挖从上至下分层分段依次进行，严禁自下而上或反坡开挖，施工中随时做成一定的坡势，以利排水；

3）开挖管沟时，根据土质及挖深确定管沟的边坡，在水文地质条件不良地段，管沟边坡试挖确定；

4）在农田地区开挖管沟时，将地表层熟土和底层生土分层堆放。先将表层0.3m厚土层单独堆放，以备恢复地形地貌；

5）临时堆存土离管沟上口边缘1.5m，为防止雨水流入在管沟端头,堆小土堤,高度0.5m，宽度以1m为宜；

6）管沟开挖时，各级施工负责人及质安人员要加强现场巡视，密切注意周围土体的变形情况及涌水、涌砂、或出现淤泥层，发现问题立即停止开挖，待项目部告知监理工程师协调处理后，方可继续进行开挖作业；

7）如果管沟开挖后,当天不能安装管道，保留20厘米不挖到底，于第二天或安装管道前开挖；

8）雨期施工时，做好防雨措施及雨水排除措施，防止泡槽；

9）槽底开挖时，管道两侧各预留0.6m工作面，开挖坡度根据深度和土质按有关施工验收规范决定；

10）管沟开挖时，管沟两侧土方堆放不影响边坡稳定以保障施工安全；

11）管沟开挖至设计标高后经监理检验合格后方可进行下一步工序施工；

12）管沟开挖出现与设计条件不符的不良地基，及时通知有关各方协商处理；

13）开挖后的管沟平整，坡度符合设计要求，偏差在规范允许范围内；

14）槽底出现超挖和扰动情况时，按规范要求及时处理；

15）管沟开挖保证基槽不致失稳出现塌方，当有可能发生这类情况，且开挖放坡受限制和土方转运有困难时，采用适当的方式支撑边坡防护。

2、土方回填施工

土方回填包括管沟土方回填、阀井土方回填。回填前，先通过现场试验确定合理的压实机具、填料含水量控制范围，铺土厚度及压实遍数等参数，并报监理工程师批准后，方可实施。施工时严格按试验确定的参数组织施工。

土方回填根据各回填部位的施工进度安排及时组织施工，回填从最低洼部位开始，按水平分层向上铺土填筑，不得顺斜坡填筑。施工时做到相邻的分段作业面均衡上升，以减少施工接缝，严禁从高处向下倾到，并严格控制填筑料的填筑位置和填筑厚度。回填时，不同种类的土必须分类分层填筑，不应混杂，优良土填在上层。如段与段之间不可避免出现高差，以斜坡相接并按规定要求处理。

（1）回填施工方法

管沟回填是管道工程中十分重要的工序，由于在管道的强度、稳定及风度设计中考虑了土壤弹性抗力的作用，故回填土回填的质量好坏直接影响管道的设计安全度，因此要求施工中高度重视回填土质量，尤其是管道胸腔的回填更应高度重视。

管沟土方回填采用分区域分方式进行夯填：

R1.50 4.70

.

5

PCCP

.

2

D

1

.

H

DN3000管线回填横断面示意图(单位m)

Ⅰ区：人工土弧基础，填土压实度不小于75%，自管道底部到粗砂垫层，采用铁锹喂土并捣实，不影响蛙夯施工的区域，采用蛙式打夯机夯实。

Ⅱ区：填土压实度不小于95%，管侧至开挖边坡部分，能够大型机械压实的，采用推土机或振动碾压密实，工作面小位置采用蛙式打夯机夯实，不适用蛙夯的管边，采用人工捣实。

Ⅲ区：即原状土回填，填土压实度不小于90%。对于有表面复耕要求的区域，进行复耕土回填。预留高度0.5m复耕层，采用原表层复耕土回填，推土机推平，不夯实，稍高于原地面，作为自然沉实补偿之用；当修筑道路时，满足道路路基压实度要求。采用推土机或振动碾压密实，

Ⅳ区：管道垂直方向至管顶1m范围内，填土压实度为85±2%。采用人工配合蛙式打夯机夯实。

土方回填，每100m～200m管道安装及水压试验完成后，同时临近镇墩、阀井混凝土强度达到设计强度的75%，方可进行管道外沟槽回填。回填完成后多余开挖土方运至监理工程师指定位置弃土。

土方运输采用推土机或装载机推运，人工配合挖掘机平整。部分阀井土方采用挖掘机装自卸汽车运输至回填点，推土机推运至工作面。

管沟分段回填，管两侧同时进行，回填分层夯实，每层夯实厚度0.25m，采用蛙式打夯机或轻型压路机碾压密实，严禁单侧回填。

在管道水平中心线管径外0.5m内的填土层，采用人工填细土夯实。管道两侧同时

进行施工，直到管顶0.5m以上时，在不损坏管道的情况下，方可采用蛙式打夯机进行夯实。

（2）回填注意事项

1）管顶垂直方向0.5m以内的回填土不得使用重锤或机械夯实。雨季施工经常检查土的含水量，快铺土、快夯实，防止松土淋雨；

2）管道铺设符合设计要求后、清除管沟内的砖、石、木块等杂物后，回填土工作及时进行、水压试验前除接口外管道两侧及管顶以上高度不小于0.5m，水压试验合格后，及时回填剩余部分填土；

3）回填土料中不得含有淤泥、饱和土、垃圾等杂物及对管道有严重腐蚀性的土，不得含碎砖、石块及直径大于0.1m的硬土块；

4）保证管沟内排水畅通、管沟内无积水；回填土的含水量按土类和压实工具控制在最佳含水量附近；

5）根据一层虚铺厚度的用量将回填土运入槽内，入槽时不得从高处直接倒入，以免损伤管道表面防腐层；

6）管腔两侧填土对称运入和夯填，并分层夯实，不得使管道发生位移和损伤，每层填土虚铺厚度不大于0.3m；

7）管道与槽底之间的三角区按管腔要求填实；

8）为避免出现管道变形，管沟底至混凝土管顶0.5m范围内的填土采用小型振动碾分层碾压，距离管道0.3m范围内采用人工夯实；

9）夯填时夯夯相连，采用机械碾压时，重叠的宽度不得小于0.2m，分段回填时，相邻段的高差梯形搭接，不得漏夯；

10）管道两侧填土对称均匀上升，高差不得大于0.3m；

11）分段回填、压实时，相邻段的接茬为梯形，其价差不超过2个填筑层，接茬处的压实重叠至少0.6m，不漏压；

12）每填一层都及时检查管道的涂层、保护层，出现损伤，及时修补；

13）阀井及镇墩周围回填时，符合以下要求：

①与管沟回填同时进行，不能同时进行时，留台阶形接茬；

②沿井室中心对称进行，不得漏压；

③回填材料压实后与井壁紧贴。

14）新建管道与其他管道或地下建筑物交叉部位回填符合要求的压实度，并使回填

材料与被支撑管道紧贴。

（3）回填质量检验

首先针对每一种回填材料进行最大干密度、压实相对密度或压实干密度的测试，当材料级配或塑性有明显改变时，进行补充试验。在管道回填过程中，按照管道的各个回填分区进行回填密度现场取样试验。首次取样试验低于要求标准时可以补试，但补试不满足要求则判定为不合格。试验可采用环刀法（对细粒土）或灌水（沙）法（对粗粒土）。当具有针对不同土类的充分可靠的对比资料时，采用核子密度法、贯入法等其他方法。试验取样的位置、数量以及试验的频次见相关规范的有关规定。

四、土方工程冬雨季施工措施

1、土方工程冬季施工措施

（1）冬季挖土时作好各项准备，做到连续施工；

（2）施工运输机械和行驶道路采取防滑措施，保证施工安全。

2、土方工程雨季施工措施

（1）雨前及时压实作业面，并做成中央凸起向两侧微倾；

（2）日降雨量大于50mm时，停止填筑施工；

（3）粘性土填筑面在下雨时禁止一切车辆和行人通行；

（4）雨后恢复施工，填筑面经晾晒、复压处理，必要时对表层再次进行清理，并待填筑面含水量调整至合格范围，才能复工；

（5）雨季停工前，土体表面采用铁锹喂土并捣实，设置松土保护层，复工前予以清除。

五、土方工程机械及人员配置

土方工程机械设备计划表

土方工程人员投入计划表

六、土方工程质量保证措施

1、按图纸要求仔细放样，土方开挖后的坡度符合设计要求，避免因边坡过陡造成塌陷，为保证边坡质量，反铲紧靠坡线开挖，以确保边坡平整度，避免欠挖和超挖现象出现；

2、开挖并完成清理后，及时恢复桩号、结构尺寸、高程等，并作出醒目的标记；

3、在基坑边坡顶设置截水沟，基坑内设置排水沟和集水井，及时做好排水工作，以防基坑积水、浸泡、软化；

4、开挖过程中，始终保持设计边坡线逐层开挖，避免开挖过程中因临时边坡过陡造成坍方，同时，加强边坡稳定性的观察；

5、土方填筑前，进行填筑碾压试验，以保证其达到最佳压实效果，在土方填筑过程中，随时观测基础沉陷情况；

6、土方填筑质量检查与取样试验，按照招标技术规范及其它有关规定执行。施工中加强现场质量控制，并根据现场实际及时调整有关施工参数，确保质量；

7、土方填筑施工过程中，工地试验员及时按照土工试验有关规定取样试验，确保填土干密度指标达到设计要求，如发现达不到要求时，即予返工处理；

8、雨季填筑施工时，对土料场采取有效措施，尽量减少雨后停工时间；雨前及时

压实作业面，并做成中央凸起向两侧微倾，雨后施工时，采取翻晒、复压土料等措施确保填筑料的含水量最佳；填筑时，在压实层表面做成斜坡形式以利排水，必要时对表层再次进行清理，并待质检合格后及时复工。

七、土方工程相关实验要求

回填土料满足设计要求，回填施工前需测定土的含水量，如含水量大，需进行晾晒，降低含水量。如含水量小，需人工洒水，增加含水量，保证含水量接近最优含水量。合格后方能作为填料进行回填施工，对于软弱层，根据设计要求进行换填处理后再进行施工。

开工后，根据地形条件，修筑临时施工道路，利用反铲挖掘机配合自卸汽车按照先高后低的原则分层分段进行开挖，将开挖土料分别运至备料区及弃料区。当边坡及底部开挖接近设计高程时，预留0.2m保护层，采用人工开挖。

土方明挖从上至下分层分段依次进行，严禁自下而上或反坡开挖，施工中随时作成一定的坡势，以利排水，开挖过程中避免边坡稳定范围形成积水；不允许在开挖范围的上侧弃土，在边坡上部堆置弃土时确保开挖边坡的稳定，并经监理人批准。使用机械开挖土方时，实际施工的边坡坡度适当留有修坡余量，再用人工修整，满足施工图纸要求的坡度和平整度。在工程实施过程中，根据土方明挖及基础准备所揭示的地质特性，需要对施工图纸所示的开挖线作修改时，按监理人签发的设计修改图执行，因施工需要变更施工图纸所示的开挖线，报送监理人批准后，方可实施。

做好排水工作，在场地周围设置截水沟、排水沟、疏通原有排水泄洪系统，保证场地不积水。