深基坑开挖施工作业指导书

地铁车站深基坑开挖施工作业指导书

1、工程概况

1.1工程简介

×××站为地下三层岛式车站,有效站台中心里程为×××+×××，起点里程为×××+×××，终点里程为×××+×××，全长149.0m，标准段外包宽21.8m，站台宽12.0m，线间距15.0m，采用明挖法施工。围护结构采用地下连续墙加内支撑。

1.2工程地质情况简介

根据地质调查和钻孔揭露，场区表层分布第四系全新统（Q4），其下依次为全新统冲积层（Q4al）、第四系中更新统冲积层（Q2al），第四系残积层（Qel），下伏基岩主要为白垩系神皇山组（Ks）紫红色泥质粉砂岩、偶夹粉砂质泥岩或砾岩。

2、目的

规范施工过程中作业行为，做到管理监控到位，确保深基坑开挖施工安全和质量受控，制定本作业指导书。

3、适应范围

本作业指导书适用于开挖深度30米内，杂填土至中风化泥质粉砂岩无降水条件下的地铁车站明挖深基坑开挖施工。

4、编制依据

4.1×××轨道交通×××标段合同文件，×××站主体围护结构设计图纸；

4.2×××轨道交通×××标段工程详细勘察阶段《岩土工程勘察报告》；

4.3本标段现场调查资料；

4.4我公司在地铁车站施工方面的施工经验和研究成果，及现有的施工管理水平、技术水平、科研水平、机械设备配套能力和资金投入能力。

5、技术标准及要求

5.1本标段×××站主体围护结构设计图纸

5.2《地下工程防水技术规范》(GB50108－2008)；

5.3《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299－1999,2003版)；

5.4《施工现场临时用电安全技术规程》(JGJ46－2005)；

5.5《建设工程施工现场安全资料管理规程》(DB11/383-2006)；

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5.6国家现行有关其他施工及验收规范、规则、质量技术标准，以及×××市在安全文明施工、环境保护、交通组织等方面的规定；

5.7公司有关施工及安全管理等得管理办法及规定。

6、深基坑开挖施工原则及顺序

6.1深基坑开挖原则

1、基坑开挖施工以保证施工和周围环境安全及节点工期为原则。土方开挖的顺序方法必须与设计工况相一致，严格按照时空效应理论，掌握好“分层、分段、分块、对称、限时”五个要点，并遵循“竖向分层、水平分区分段、开挖支撑、先撑后挖、严禁超挖、基坑底垫层要求到设计标高后及时浇注”的原则，确保工程安全质量前提下快速施工，先中间后两侧，确保两侧预留土体护壁。每步开挖所暴露的部分地下连续墙墙体宽度宜控制在3～6米。

2、根据设计，基坑周边堆载标准段地下连续墙墙后超载≤20KPa，端头井处地下连续墙墙后超载≤20KPa。

3、基坑开挖时，其纵横向边坡放坡应根据地质、环境条件采取安全坡度。每步开挖所暴露的部分地下桩体宽度宜控制在3-6米，每层开挖深度控制在2米，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底。钢筋、钢支撑、弃土等堆载应远离基坑顶边线5米以外，防止侧压力过大。根据设计要求，基坑周边堆载不得大于20Kpa。

4、纵向放坡开挖时，应在坡顶外设置截水沟或挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内，防止边坡坍塌。

5、加强明水排放，在基坑开挖后，应及时设置坑内排水沟和集水井，配备潜水泵及时排除集水井里的集水，防止坑底积水。在雨季施工，严格执行雨季施工方案。

6、每一工况挖土及钢支撑的安装时间间隔不得超过8小时，对各道支撑必须采取可靠的支托和连接，防止因围护结构变形和施工撞击而发生支撑脱落。

7、机械挖土时，坑底应保留300mm厚土层用人工挖除整平，防止坑底土扰动。

8、严禁挖土机械碰撞支撑、围护桩，钢支撑顶面严禁堆放、悬挂杂物。

6.2深基坑开挖施工顺序

整个车站基坑土方开挖采用的开挖方式从车站东端向西端开挖，每个施工区- 2 -域内进行分段分层开挖，分段进行车站主体结构浇筑施工，分段长度一般为15米。每段开挖又分层、分块，并限时完成每块的开挖和支撑，根据开挖进程，及时安装钢支撑，并及时对钢支撑施加预加轴力。

考虑本基坑开挖深度：盾构井段约为28.4米，标准段开挖深度约为27.674米，采用分阶段开挖，每层开挖深度控制在2米，分层开挖每一层底面标高为不低于支撑底面50cm，或设计基坑底标高以上20cm，严禁超挖，以确保基坑的安全。钢支撑的安装和预应力的施加须控制在预定的时间以内。垫层施工应快速及时，确保基底及时封闭。施工中动态坡度控制在1：2.5，层间留设台阶，平台宽度为4－6米，使总开挖坡度控制为1：3，以保证边坡稳定。

开挖顺序：从车站东端向西端开挖，每一段先开挖中间土体再开挖两侧，同时安排凿除上层土体中地下连续墙突出部位混凝土，减少基坑暴露时间。开挖应保持均匀、平衡、对称开挖，以使土体开挖过程中和开挖后应力释放均匀，保证基坑的安全。科学地利用土体自身控制位移的潜力，尽量减少每步开挖无支撑的暴露时间，降低基坑的位移和变形。为减少开挖过程中的土体扰动范围，最大限度减少基坑周边土体位移量和差异位移量，在临近坑底时，使用小型挖掘机结合人工修土方式，分块、对称、平衡地开挖；加强对支撑体系轴力和地下连续墙体桩顶位移的观测，及时调整开挖进度及作业面，从而保证地表沉降及桩体水平位移变化值均在允许范围内。挖至坑底后分段挖土、平整，及时浇注混凝土垫层，严格控制基坑暴露时间。

7、深基坑开挖方法

7.1开挖准备

（1）基坑围护结构已经达到设计强度。

（2）已经备足排除基坑积水的抽水设备。

（3）降水工作、排水路管布设已满足开挖要求。

（4）开挖前弃土场地、钢筋加工、钢支撑堆放场地已落实规划好。

（5）交通导行措施已经得到实施。

（6）基坑四周排水沟已经修好，并能够正常使用。

（7）根据基坑开挖进展情况，做好基坑临边防护，在基坑四周搭设强度符合要求、高度不低于1.20m的防护栏杆，护栏外侧挂设绿色密目安全网（不小于2000目）封闭，防止物体打击、高空坠落等不安全因素的发生。

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7.2开挖及钢支撑架设

深基坑开挖及钢支撑架设施工顺序图见图1。

序号图示说明

第一道砼支撑第一次开挖面1.基坑开挖前10天进行基坑降水；

2.采用明挖法进行车站主体基坑开1

挖；开挖至第一道混凝土支撑底部施做3. 混凝土支撑临时格构

第一道砼支．采用明挖法进行车站主体基坑第二道钢支挖．掏槽开挖至第二道支撑以下位第二次开挖时，采用汽车吊架设第二道钢管支撑2

及时施加预应力．对基坑开挖采用中间掏槽开挖，早架设钢管支撑，以保证基坑围护结的安全临

时格构

第一道砼支1采用明挖法进行车站主体基坑冠第二道钢支挖第三道钢支掏槽开挖至第三道支撑以下位2时，采用汽车吊架设第三道钢管支撑第三次开挖3

及时施加预应力对基坑开挖采用中间掏槽开挖，3早架设钢管支撑，以保证基坑围护结的安全临时格构

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第一道砼支撑采用明挖法进行车站主体基坑开1.第二道钢支撑挖；第三道钢支撑掏槽开挖至第四道支撑以下位置2.第四道钢支撑时，采用汽车吊架设第四道钢管支撑；4

第四次开挖面及时施加预应力。对基坑开挖采用中间掏槽开挖，尽3.早架设钢管支撑，以保证基坑围护结构的安全。临时格构柱

第一道砼支撑采用明挖法进行车站主体基坑开1第二道钢支挖第三道钢支掏槽开挖至第五道支撑以下

位2第四道钢支时，采用汽车吊架设第五道钢管支撑5

及时施加预应力第五道钢支对基坑开挖采用中间掏槽开挖，3第五次开挖早架设钢管支撑，以保证基坑围护结的安全临时格构

第一道砼支第二道钢支采用明挖法进行车站主体基坑1第三道钢支挖第四道钢支6

向下开挖到车站主体基坑底后，第五道钢支时施作综合接地网及纵横向排水盲沟第六次开挖及时浇筑混凝土垫层临时格构

土方开挖及钢支撑架设施工顺序1

基坑分层分段开挖顺序及开挖步骤7.3

）基坑开挖分段开挖，每段根据具体区段采用从西端向东端开挖；（1 2）基坑从上而下分层开挖，随开挖随架设钢支撑。（）基坑开挖时纵向放坡由于挖掘机操作工艺的要求而挖成台阶形，台阶（3施工中采用中部超3∶左右的纵坡。左右。长度4m～6m但总的土坡还是要控制1 以加强土体的稳定。前挖土方式，并充分利用时空效应岩层采用液压破碎锤开挖；土方采用挖掘机分层分块接力倒运至地面；4（）- 5 -

开挖出的土碴由自卸汽车运至弃渣场。

7.4基坑开挖及出土方法

土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。分层开挖的每一层开挖面标高不低于该层支撑的底面或设计基坑底标高。

（1）先用挖掘机沿基坑四周开挖，然后把小型挖掘机吊入斜支撑中间三角区，小型挖掘机把土倒运到基坑南侧，另一台挖掘机在基坑外接力装车。

（2）土方采用短臂挖掘机及长臂挖掘机直接开挖、出土，自卸车运输。开挖及出土方法见图2。

（3）基底岩层拟采用液压破碎锤破除，挖掘机接力倒运至基坑外。

（4）基坑开挖时纵向放坡由于挖掘机操作工艺的要求而挖成台阶形，台阶长度4m～6m左右。但总的土坡还是要控制1∶3左右的纵坡。

（5）碴土由挖掘机挖装至自卸汽车，运输至弃土场。

（6）开挖时每挖一层，及时架设本层钢支撑，然后向下继续开挖。

（7）端头井的开挖，首先撑好标准段内的对撑，再挖斜撑范围内的土方，最后挖除坑内的其余土方。斜撑范围内的土方，自基坑角点沿垂直于斜撑方向向基坑内分层、分段、限时地开挖并架设支撑。对长度较大的斜撑，先挖中间再挖两端。（8）基底严格控制最后一次开挖，控制超挖。

（9）为确保基坑稳定，垫层施作完7天之内将钢筋砼底板浇筑完毕。

（10）开挖过程中设专人及时绘制地质素描图，当基底地层与设计不符时，及时与设计、监理单位沟通、共同处理。

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围护结钢支基坑开挖方

围横撑

1、采用挖掘机分层分块接力挖运装车外运。说明：、基坑南侧的长臂挖掘机开挖及出土；2 、中间的小挖掘机开挖大挖掘机够不着开挖的中部土方或倒运土方。3 2 深基坑开挖及出土方法图）设排水沟，渗水及雨水及时抽排走。由于南方天气多变，时有暴雨，11（备足排水设备，做好预警工作，确保基坑安全。）开挖过程中，按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测，以反馈（12 信息指导施工。- 7 -

深基坑土方开挖挖掘机倒土施工

深基坑开挖中挖掘机阶梯传递开挖出土 7.5明挖深基坑开挖阶段的防水明挖深基坑开挖阶段防水主抓两个方面：控制围护结构变形及堵漏。、控制围护结构变形方面1通过检算确保钢支撑采取措施减少预应力损失, , 1（）定期校核加力设备轴力施加准确，控制围护结构变形。控制围护结构初期变减少土体暴露时间, , 2（）支撑架设紧随开挖实施形。- 8 -

（3）以周密的施工监测为手段，实行信息化施工，确保基坑开挖过程中的支撑轴力等处于受控状态。

（4）对涌泥流砂现象严密监视，提前进行方案论证及相关应急物资的储备。2、堵漏

（1）仅有少量（轻微）渗漏水的，沿渗水处凿V槽涂刷渗透型结晶材料后，用双快水泥或掺有堵漏灵的防水砂浆抹面处理。

（2）有明显漏水点时，先引流埋管，后做注水溶性聚氨酯浆(或者改性环氧树脂)进行处理。

（3）必要时在围护桩外进行注浆止水。

7.6基坑开挖支撑的安装

7.6.1 支撑体系

×××站采用明挖顺作法施工，采用地下连续墙加钢支撑作为基坑围护支护体系。第一道支撑为混凝土支撑，水平间距9m，主撑断面尺寸为700×1000mm，第二、三、四、五道支撑为钢管支撑，水平间距3m左右，钢支撑直径为φ600，t=16mm，车站中部设置钢管临时立柱，水平间距为9m，与各道支撑纵向连接。横撑布置

应在满足设计要求的前提下尽量避开主体结构立柱，还应结合侧墙、中板、顶板后序工序的施工，力争做到钢支撑一步到位。

为减少围护结构的侧向位移，必须及时设置钢管撑和准确施加预加力，其值按设计预加轴力施加，并应根据现场围护结构的变形、受力监测情况调整实施补加预应力。

7.6.2支撑安装工艺流程

根据土方开挖进度要求，提前备好支撑钢管和配件及其连接件。钢支撑应在地面先进行拼装，每小段土方开挖完成后，立即安装，并施加预应力。每层每段土方开挖时，每根支撑紧跟开挖面，随挖随撑。

支撑定位放线→支撑部位的围护墙表面凿平，并凿出预埋构件→支撑托架焊接→钢围檩安装→支撑拼装（支撑杆采取现场拼装制作，用法兰与螺栓连接拼装）→安放就位→施加预应力→支撑端头锚固→支撑预应力复加。

7.6.3钢支撑架设方法

每节段分层开挖至基坑架设钢支撑底面下500mm后，立即放出支撑位置线，安装托架，安装钢为檩，按所装段宽度拼装成一端固定，一端活动的钢支撑，微- 9 -

调采用特制钢楔。用汽车吊吊放支撑到钢托架上。采用两台油压千斤顶施加钢支撑预加力，在活动端沿支撑两侧对称逐级加压，施加预压力至设计值，当压力表无明显衰减为止，并采用特制定型钢楔锁定钢支撑。斜支撑的架设安装方法与标准段相同，保证在连续墙预埋钢板上焊接的三角钢板座强度可靠、端面与斜支撑轴线垂直，并在斜支撑端头设可靠防滑措施。

龙门吊安装钢支撑

安装好的钢支撑

8、机械、设备和劳动力配置

8.1机械设备配置

×××站深基坑开挖施工机械设备配置见表1。

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表1 ×××站深基坑开挖施工机械设备表

额定生产能国别制造序备注数量功率机械设备名称型号规格力号产地年份 (KW) 日本PC220 5 1 挖掘机 2003 1.0m

3一个工作面

0.7 m 2 长臂挖掘机 2

3土方开挖

1 0.3m 3 小型挖掘机

3土方开挖

扬程基坑排水湖南潜水泵 2004 WQ15-28-3 4 4 3 28m

南京污水泵 40A8-9 基坑排水 4 30kw 5 2003

湖14