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1、新建貴陽至廣州鐵路新建貴陽至廣州鐵路13標段標段北江特大橋南沙涌段北江特大橋南沙涌段131#、132#墩鋼圍堰工程墩鋼圍堰工程施工方案施工方案目錄目錄一、工程簡介二、自然地理特征三、主要工程數量四、施工方案設計（131#圍堰、132#圍堰、堤身穩定施工）五、施工組織機構六、施工設備七、人力資源八、施工進度計劃九、安全技術措施（圍堰設計、堤身防護設計、堤身監測、基坑監測、安全應急預案）工程簡介工程簡介 北江特大橋為貴廣鐵路線路上的一座特大橋，北江大橋西引橋工程跨越南沙涌河道，該處(130#133#)為（78.25m+128m+78.25m）連續梁。131#墩承臺中心里程為DK782+975.662、5,位于南沙涌河道中。承臺結構形式為兩級承臺，底承臺尺寸：29.7m16.9m5m，加臺尺寸：21.2m7.6m2.5m。承臺頂高程為1.21m；承臺底高程為-6.29m。132#墩承臺中心里程為DK783+103.665,位于南沙涌河岸邊。承臺結構形式為兩級承臺，底承臺尺寸：29.7m16.9m5m，加臺尺寸：21.2m7.6m2.5m。承臺頂高程為5.89m；承臺底高程為-1.110m。平面布置圖及縱斷面圖平面布置圖及縱斷面圖1、南沙涌連續梁橋平面布置圖2、南沙涌連續梁橋縱斷面圖自然地理特征自然地理特征1、氣象條件 北江特大橋西引橋跨越南沙涌河段,處亞熱帶季風地區，具有高溫、雨量充沛、溫度3、和蒸發量較大且年度溫差較小的特點。雨季集中在410 月，以78 月雨量最多。每年1月至3月雨量相對較少，尤其12月雨量最少。2、水文資料 南沙涌河為VII級航道，平時只有極少的小船來往。其百年一遇設計流量Q1%=2169m3/s，百年一遇設計水位H1%=9.97m，百年一遇設計流速V1%=1.07m/s。通過對2008年、2009年南沙涌水文資料的調查發現，南沙涌水位每年高于5m的時間少于20天。河流與線路的法線交角為25。，通航水位為8.17 m，通航凈寬為66 m，下寬83 m，通航凈高5.0 m，側高4.0 m。自然地理特征自然地理特征3、地質情況 131#地質情況自上而下依次為:(3)4、1粉質黏土(水中淤泥)-0.67-5.32m，（3）9-3粗砂-5.32-12.12m,(3)2-1淤泥質黏土-12.21-15.52m,(3)3-2粉質黏土-15.52-20.97m,（3）11細圓礫土-20.97-29.12m,（7）2-2 強風化泥質砂巖（砂巖）-29.12-31.82m,（7）2-3 弱風化泥質砂巖（砂巖）-31.82-37.12m。132#地質情況自上而下依次為:(3)3-2粉質黏土6.61 2.536m，(3)6-2粉砂2.536-5.964m,(3)9-2粗 砂-5.964-10.064m,(3)2-2淤 泥 質 粉 質 黏 土-10.064-12.464m,(35、)3-1粉質黏土-12.464-18.564m,(3)2-2 淤泥質粉質黏土-18.564-20.564m,(3)11-1細圓礫土-20.564-28.065m。(7)2-2 強風化泥質砂巖（砂巖）-28.065-41.867m。主要工程數量主要工程數量 131#墩圍堰采用AU23型長24m的鋼板樁，圍堰平面尺寸為33.2m20.1m，鋼板樁使用量為3600m。132#墩圍堰采用AU23型長15m的鋼板樁，圍堰平面尺寸為33.2m20.1m，鋼板樁使用量為2160m。施工方案設計施工方案設計131#圍堰：工序上，先施工鉆孔樁作業平臺，在平臺上施打鋼板樁圍堰及通道平臺，待樁基完成后，以通道平臺為6、基礎，拆除鉆孔樁作業平臺，基坑進行開挖和支護。施工方案設計施工方案設計131#圍堰：施工設備上，QVY70履帶吊配90kw型振動錘進行鋼板樁插打作業，高壓水槍配合吸泥泵和挖泥船進行基坑開挖作業，通道平臺上40t龍門吊配合安裝圍囹和支撐。樁基施工完畢后，拆除鉆孔樁作業平臺，采用高壓水槍配合吸泥泵和挖泥船進行基坑開挖作業，同時利用40t龍門吊上通道平臺安裝圍囹和支撐。施工方案設計施工方案設計131#圍堰：封底砼采用干封工藝，封底砼厚度0.5m；鋼板樁出現局部漏水，棉絮、麻絨等填充封堵。鋼板樁圍堰使用及拆除：承臺、墩身施工期間，當存在支撐位置與結構物相沖突時，圍堰用臨時支撐（等剛度、強度）代替原支撐7、，確保開挖與回填拆除工序步驟上相逆；待墩身施工完畢后，保持基坑內外整體受力平衡，再拆除最后圍囹支撐及鋼板樁拔除。施工方案設計施工方案設計131#圍堰施工流程圖：施工方案設計施工方案設計131#圍堰開挖及支護系統施工：利用水泵抽水至+3.3m，40t龍門吊安裝第一層圍囹和內支撐（安裝標高+4.3m），樁頭鑿至+3.5m。施工方案設計施工方案設計131#圍堰開挖及支護系統施工：利用水泵抽水至+1.3m，40t龍門吊安裝第二層圍囹和支撐（安裝標高+2.3m），樁頭鑿至+1.5m。施工方案設計施工方案設計131#圍堰開挖及支護系統施工：安排施工人員利用高壓水槍和吸泥泵，將基坑開挖至-1.6m，40t龍8、門吊安裝第三層圍囹和支撐（安裝標高-0.6m），樁頭鑿至-1.4m。施工方案設計施工方案設計131#圍堰開挖及支護系統施工：安排施工人員利用高壓水槍和吸泥泵，將基坑開挖至-4.3m，40t龍門吊安裝第四層圍囹和支撐（安裝標高-3.3m），樁頭鑿至-4.1m。施工方案設計施工方案設計131#圍堰開挖及支護系統施工：開挖至承臺底50cm處后、進行清底后快速澆筑封底砼。基坑四周設置排水溝、并在基坑四個角設置集水井，用四臺水泵將集水井中的積水抽出。施工方案設計施工方案設計131#圍堰使用及圍堰拆除施工：施工第一層底承臺（承臺厚度2.5m），待強后拆除模板,向承臺基坑內填砂。施工方案設計施工方案設計139、1#圍堰使用及圍堰拆除施工：利用40t龍門吊拆除第四道支撐，施工第二層底承臺（承臺厚度2.5m），待強后拆除模板,向承臺基坑內填砂。施工方案設計施工方案設計131#圍堰使用及圍堰拆除施工：利用40t龍門吊拆除第三道支撐，施工加臺（承臺厚度2.5m），待強后拆除模板,向承臺基坑內填砂。施工方案設計施工方案設計131#圍堰使用及圍堰拆除施工：向承臺基坑內填砂至原地面標高，拆除第二道支撐及第一層道支撐的鋼管橫向支撐和八字撐，角撐不拆（拆除前橫向支撐位置先安裝臨時斜撐，斜撐至承臺上，以替代拆除掉的支撐），墩身施工。施工方案設計施工方案設計131#圍堰使用及圍堰拆除施工：墩身施工完畢，向圍堰內灌水，水位10、升至+1.8m，利用40t龍門吊拆除第二道支撐。向圍堰內灌水，水位升至+3.8m，利用40t龍門吊拆除第一道支撐。向圍堰內灌水，水位升至基坑外水位高度，保證基坑內外水壓力相等，利用40t龍門吊吊振動錘拔鋼板樁。施工方案設計施工方案設計132#圍堰：132#墩深基坑位于南沙涌堤身上，因其位置的特殊性，有三個因素必須考慮：一是鉆孔樁施工過程中，有可能會擾動堤身土體；二是深基坑靠河道一側土壓力小于靠堤側的土壓力，基坑存在整體向河道中滑移的可能性；三是基坑開挖后，會影響堤身的穩定性。為消除不利因素，提出以下施工方案：先打鋼板樁圍堰，再進行樁基施工，盡量減小對堤身土體的擾動；于堤身坡腳1m遠處打設鋼板樁11、連續墻，以保持在基坑開挖過程中堤身的穩定；鋼板樁連續墻與深基坑之間的區域，下挖2m，減小深基坑兩側土壓力差提高深基坑的整體穩定性。施工方案設計施工方案設計132#圍堰平面布置圖：施工方案設計施工方案設計132#圍堰縱斷面圖圖：施工方案設計施工方案設計132#圍堰施工流程圖：組織機構施工設備人力資源施工進度計劃安全技術措施（圍堰設計）通過對2008年、2009年南沙涌水文資料的調查發現，南沙涌水位每年高于5m的時間少于20天，因此，將施工水位定于+4.5m，可保證承臺、墩身的施工工期要求；此外，經過反復計算，在+4.5m的施工水位情況下，正好可以完全發揮AU23型鋼板的性能，若施工水位再高，AU12、23型鋼板樁圍堰的施工工藝將不符合本工程要求。施工水位確定：施工水位確定：安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計：131#墩鋼板樁圍堰，板樁長24m，鋼板樁頂高程為+5.0m，即高出最高水位0.5m，樁底標高為-19.0m高程，所穿越的土層分別為淤泥層、粗砂層、淤泥質黏土層、粉質黏土層。各土層性質見地質柱狀圖安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計：土層參數取值表安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計：安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計：安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計：鋼板樁牌號選用SY295，即屈服強度13、為295MPa。鋼板樁材料參數表圍檁及支撐材料表安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計：在鋼板樁圍堰支護設計中，按施工過程進行如下幾個工況的計算：工況一：已安裝第一道圍檁及支撐，圍堰內抽水至+1.3m；工況二：已安裝兩道圍檁及支撐，圍堰內開挖抽水至-1.6m；工況三：已安裝三道圍檁及支撐，圍堰內開挖抽水至-4.3m；工況四：已安裝四道圍檁及支撐，圍堰內開挖抽水至-6.8m。安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計：鋼板樁計算采用廣東省水利科學研究院深基坑計算軟件進行計算（水土合算）。各工況的計算結果匯總于下表。安全技術措施（圍堰設計）131#墩圍堰設計：墩圍堰設計14、：圍檁及內支撐計算采用MIDAS-CIVIL軟件進行計算。各層圍檁及內支撐的計算結果匯總于下表采用的是承載能力極限狀態法，荷載分項系數1.2，結構重要性系數1.0，A3鋼抗彎設計值為215MPa。安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：131#墩鋼板樁圍堰，板樁長15m，鋼板樁頂高程為+7.1m，高出地面0.5m，樁底標高為-7.91m高程，所穿越的土層分別為粉質粘土層、粉砂層、粗砂層。安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：鋼板樁牌號選用SY295，15、即屈服強度為295MPa。鋼板樁材料參數表圍檁及支撐材料表安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：計算工況（考慮65t履帶吊在基坑邊上作業）在鋼板樁圍堰支護設計中，按施工過程進行如下幾個工況的計算：工況一：已安裝第一道圍囹及支撐（標高為+6.6m），基坑開挖至+3.6m標高處；工況二：已安裝第一道和第二道圍囹及支撐（標高為+4.6m），基坑開挖至+0.89m標高處；工況三：已安裝第一道、第二道和第三道圍囹及支撐（標高為+1.89m），基坑開挖至-1.61m標高處；工況四：施工完第一層底承臺，基坑內回填砂至+1.39m，拆除第三道圍囹及支撐，保留第一道和第二都圍囹及支撐；工況五：16、施工完第二層底承臺，基坑內回填砂至+3.89m，拆除第一道和第二道圍囹及支撐。安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：鋼板樁計算采用理正深基坑軟件進行計算（水土合算）。各工況的計算結果匯總于下表。安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：圍檁及內支撐計算采用MIDAS-CIVIL軟件進行計算。采用的是承載能力極限狀態法，荷載分項系數1.2，結構重要性系數1.0，A3鋼抗彎設計值為215MPa。圍檁及內支撐鉸接約束布置圖 安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：模型邊界條件設置圖 安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：第一道圍檁及支17、撐組合應力圖安全技術措施（圍堰設計）132#墩圍堰設計：墩圍堰設計：第三道圍檁及支撐組合應力圖安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護設計：為保持堤身的整體穩定，于堤身坡腳1m遠處打設鋼板樁擋墻，采用AU23型鋼板樁，單根樁長5m；擋墻上設雙拼10#槽鋼做圍囹，間隔6m用25鋼筋斜拉至堤身上，用鋼管固定。安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護設計：地質條件：安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護設計：鋼板樁及堤身穩定采用理正深基坑軟件計算，計算模型如下圖所示：安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護設計：計算工況及結果：安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護18、設計：整體穩定驗算：計算方法：瑞典條分法應力狀態：總應力法條分法中的土條寬度:0.40m滑裂面數據整體穩定安全系數 Ks=2.594圓弧半徑(m)R=17.730圓心坐標X(m)X=3.079圓心坐標Y(m)Y=13.526安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護設計：抗傾覆安全系數:Mp被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩,對于內支撐支點力由內支撐抗壓力 決定;對于錨桿或錨索，支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。Ma主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。注意：錨固力計算依據錨桿實際錨固長度計算。Ks=9.445=1.200,滿足規范要求。安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護設計19、：抗隆起驗算：Prandtl(普朗德爾)公式(Ks=1.11.2)，注：安全系數取自建筑基坑工程技術規范YB 9258-97(冶金部):Ks=7.912=1.1,滿足規范要求。安全技術措施（堤身穩定）堤身防護設計：堤身防護設計：嵌固深度計算過程：按建筑基坑支護技術規程 JGJ 120-99懸臂式支護結構計算嵌固深度hd值，規范公式如下 hpEpj-0haEai=0 =1.200，0=1.000 hp=0.000m，Epj=-0.000 kPa ha=0.000m，Eai=0.000 kPa 得到hd=0.000m，hd采用值為：4.000m 當前嵌固深度為：0.000m。依據建筑基坑支護技術規20、程 JGJ 120-99,懸臂式及單點支護結構嵌固深度設計值小于0.3h時，宜取hd=0.3h。嵌固深度取為：1.980m。安全技術措施 由于連續梁橋墩基礎處于南沙涌堤腳，需要開挖深基礎。橋臺位置布置132#墩，基礎為2.5m的鉆孔灌注樁、矩形承臺尺寸為16.929.7m，基坑施工過程改變了地面原有的狀態，對于結構物的地基施加了一定的外力，這就必然會引起地基及其周圍地層的變形。而結構物本身及其基礎，也由于地基的變化及其外部荷載與內部應力的作用而產生變形。所以在施工期間必須嚴密監視結構物的動態，及時、準確地對堤的結構物進行沉降、變形觀測，確保其安全運行。堤身監測：堤身監測：安全技術措施1、監測目21、的 根據現場監測所得數據與預警值進行比較，如果超過某個限值則立即采取措施，防止支護結構、周邊路基、堤土體發生變形破壞。根據監測提供的數據指導現場施工，優化施工組織。2、監測方案 （1）主要監測設備監控設備表堤身監測：堤身監測：安全技術措施（2）工作測點布置 堤頂、坡角，各布置34個測點。編號為S-1S-7，具體布置見測點平面布置圖在離坡角距離0.5m埋設觀測點，間距約為20m。坡頂每間距20m布置一個測點。堤身監測：堤身監測：安全技術措施（3）監測頻率 在測點布置完畢后，取得第1次原始觀測數據。在樁基施工期間，每35天觀測一次。基坑開挖時每天觀測一次。基礎及下部結構全部施工完畢后，再連續觀測322、天，對土體穩定性進行觀測。（4）觀測精度 沉降觀測采用四等水準測量，精度為1.0mm，讀數取位至1mm；位移觀測極坐標法，測距誤差3mm；方向觀測水平角誤差為2.5。堤身監測：堤身監測：安全技術措施3、數據記錄及處理 每次觀測后記錄數據，匯總成下表堤身監測：堤身監測：安全技術措施 如果觀測數據超過預警值時，監測人員應立即向項目總工匯報，項目技術負責人。項目技術負責人要組織相關人員對觀測結果進行討論和分析，分析變形是否過大或是否趨于穩定，及時發現問題并確定是否需采取必要的補救措施。組織技術人員一起進行原因分析，商討和提出解決措施，從而確保基坑邊坡的安全和橋臺、路基土體的穩定。堤身監測：堤身監測：23、安全技術措施4、監測過程要求（1）每次觀測采用相同的觀測方法和觀測線路；（2）觀測期間使用同一儀器，同一人操作，盡量不要更換。5、堤身監測預警值 監測報警值以監測項目的累積變化量和變化速率值兩個值控制。堤身監測：堤身監測：安全技術措施 根據建筑基坑工程技術規范（YB9258-97）有關內容，本基坑保護等級為二級；二級保護標準為地表最大沉降量0.1%H、（或按設計要求），要求非常嚴格。基坑采用信息化施工，在每一開挖段的施工過程中，對圍護結構體系及周邊環境的安全進行監測。根據設計和相關規程的要求，本工程基坑施工監測設置內容：樁體測斜；樁頂位移；樁頂沉降 監測點的布置：各監測項目的測點布設位置及密度24、應與基坑各分項施工順序、被保護對象的位置及特性相配套。同時為綜合掌握基坑的變形狀況，系統了解變形隨時間的變化規律，應注意每一開挖段的施工監測。從本工程的實際出發，根據基坑特點合理布置測點、以滿足工程施工需要。同時，應注重監測斷面的布置，主要了解產生變形的范圍、幅度、方向，為圍護結構體系和周邊環境安全提供全面、準確、及時的監測信息。基坑監測：基坑監測：安全技術措施1、樁體測斜 體測斜孔，確保每一開挖段（約1m）有1組測斜孔。由于測斜所反映的墻體位移是相對于墻頂不動點的相對位移，故須測出墻頂的絕對位移，兩者相比較才能得出墻體縱深方向各點的絕對位移，才能真實的反映施工期間地墻的變形情況；另外，通過多25、點測試墻頂的水平位移，基本上能勾畫出整個基坑施工中引起的位移場分布。墻體測斜埋設方法如下：在鋼板樁內布設PVC測斜管，管深與鋼板樁深度一致。管外徑為70mm，測斜管與樁體“Z”形鋼筋綁扎牢；管內十字滑槽，有一對槽與基坑邊線垂直；上、下端用蓋子封好，接頭部位用膠帶密封；防止泥漿浸入，并做好測點保護。基坑監測：基坑監測：安全技術措施2、樁頂位移、沉降 由于基坑開挖期間小面積大量土方卸載，鋼板樁將產生 縱、橫向的位移變形，對基坑的安全保護是必不可少的監測內容。在圍護結構墻體測斜孔位置旁設樁頂沉降、位移監測點。墻頂位沉降、位移點通常采用圍護墻（或頂圈梁）內埋設沉降標志的方式布設測點，埋設方法如圖。基坑26、監測：基坑監測：安全技術措施3、監測頻率 根據建筑基坑工程技術規范（YB9258-97）有關內容二級基坑監測時間間隔表要求，監測工作自始至終要與施工的進度相結合，監測頻率應與施工的工況相一致，應根據基坑施工的不同階段，合理安排監測頻率。現場監測頻率表現場監測頻率表 各監測項目的測試及測量頻率，根據實際的開挖順序和監測數據變化情況，調整各監測點的實際監測項目和監測頻率滿足工程要求。基坑監測：基坑監測：安全技術措施目的：為防止基坑由于土體失穩、擋土結構破壞、內支撐系統失效而發生重大坍塌事故，為有效的防止出現坍塌事故以及出現坍塌事故后擴大，盡量減少員工的人身傷亡，最大限度減少經濟損失，特制定本預案。27、安全應急預案：安全應急預案：應急響應指揮小組 及職責：組 長：程強 副組長：李剛 成 員：盧書明 張曉東 高燕 黃有堂 顧剛 鄒光祖 李日成 彭遠旭 譚銘 慈 李軍 秦福 楊曉軍 盧昌橋 楊漢強 張樸璞 具體分工如下：（1）組長為事故應急處理小組總指揮，負責應急預案的啟動實施，小組人員分工必要時向上級單位請示啟動上級部門應急預案等。（2）副組長協助組長工作，在組長不在場的情況下行使組長職責，具體負責應急搶險搶救過程的組織和協調以及事后恢復生產。（3）在事故處理過程中，各成員必須無條件服從組長或副組長的安排，積極協助事故應急的處理。安全技術措施可能發生坍塌事故的環節：基坑坑壁上方施工活載過大距坑28、壁較近、造成支護支撐系統承受過大壓力；防護支撐系統設計計算合理但施工中未能嚴格按照防護支撐系統所設計的材料、以及支撐間距布置；由于實際地質情況與設計地質不符、而造成管涌、坑底隆起等。安全應急預案：安全應急預案：預防措施：施工中嚴格控制建筑材料、模板、施工機械、機具或其他物料在基坑周邊堆放的數量和重量，以避免產生過大的集中荷載，造成事故、若無法避免應使這些施工材料機具盡量遠離坑壁、對于挖出的泥土，要按規定棄放，不得隨意沿基坑周邊堆放，更不準堆放在坡頂上，應及時運走;施工過程中必須嚴格按照支護系統的設計進行選材施工、以防用以支護的材料承載能力不夠、造成支撐材料變形導致基坑失穩；基坑施工中要加強基坑29、監控措施、制定合理可行的監測方案,當監測過程中發現監控項目中某一項或幾項超標，應立即停止施工、人員撤離、并采取基坑回填等必要措施。基坑開挖過程中若發現地質條件與計算書中取值不一致，按照實際情況重新核算。安全技術措施應急措施：已經造成基坑垮塌，當事人或最先發現的人員應立即通過對講機、手機或高聲呼喊等方式，報告應急搶險指揮小組，由工區經理負責現場總指揮，啟動應急響應程序。指揮小組接到事故報告后，指揮小組成員應按各自的職責進行人員搶救和現場秩序的維護。如有人員受傷，立即撥打“120”急救中心電話取得聯系，詳細說明事故地點、嚴重程度，并派人到路口接應。在向有關部門電話求救的同時，對受傷人員在現場安全地帶采取可行的應急搶救，如現場包扎止血等措施。防止受傷人員流血過多造成死亡事故發生。對呼吸、心跳停止的傷員予以心臟復蘇。如有人員被掩埋，要采取有效安全防護措施后，組織人員按部位進行人員搶救，盡快解除重物壓迫，減少傷員擠壓綜合證的發生，并將其轉移至安全地方，防止事故發展擴大。在沒有人員受傷的情況下，現場負責人應根據實際情況研究補救措施，在確保人員生命安全的前提下，組織恢復正常施工秩序。安全應急預案：安全應急預案：