深沟槽专项方案

目 录一、编制依据1二、工程概况12.1工程总体概况12.3工程地质概况12.4水文地质概况22.5主要工程量及设计参数3三、主要施工方案33.1施工准备33.2施工工艺及方法33.3稳坡定验算63.4横板撑计算：83.5沟槽降（排）水措施113.6季节性施工措施113.7成品保护12四、环境、职业健康安全管理措施134.1环境管理措施134.2职业健康安全管理措施134.3特别保证措施13一、编制依据1、合肥市杭州路招标文件、施工图；2、给排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；3、埋地聚乙烯排水管道工程技术规程（CECS164：2004）；4、我公司编制的工程质量保证手册、质量体系程序文件；5、现场踏勘资料及标前答疑；6、施工现场所获得的有关资料；二、工程概况2.1工程总体概况杭州路（广西路上海路）施工位于安徽省合肥市滨湖新区，建设内容包括：道路（其中广西路包河大道段包含2+13.667下穿箱涵通道）、排水、给水、电力排管（土建部分）及照明工程等工程。排水工程包括雨水、污水系统，采用雨污分流排水系统，金斗路与杭州路交口西侧新建下穿通道。雨、污水管采用大开挖埋设的方式进行施工。管道采用钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管、钢筋混凝土承插管。2.1.1排水工程设计概况排水工程的设计范围与道路设计范围相同，全长约4.3Km，其中深沟槽段为包河大道至上海路段污水管道，平均埋设6-8m，长约1.7 Km。设计图中坐标系统采用北京坐标系，高程系统采用吴淞高程系。设计图中尺寸，除已注明者外，管径、井径以毫米计，其余以米计。设计图中雨水管渠、污水管所注标高为管渠内底标高。管道定位：排水管渠中心线和检查井的平面定位，除有定位坐标者外，根据管道中心线与道路中心线距离，并与道路中心线平行确定；检查井根据道路里程桩号确定。2.3工程地质概况拟建场地现况主要为市政道路，场地地形基本平坦，沿线工程地质条件较好。拟建场地地层主要为：新建道路地层为压实填土、素填土、杂填土、粉质粘土、粘土及粉土，下伏砂质泥岩；位于既有道路地层其上部为既有道路的0.2m沥青混凝土路面，0.21.2m为水泥稳定碎石及低剂量水稳层，1.2m以下主要地层为填土、粉质粘土、粘土及粉土，下伏砂质泥岩。路基工程全线地基条件较好，遇膨胀土需对填料和路床采取相应的处理措施。2.4水文地质概况拟建场地地下水主要为松散岩类孔隙水及孔隙裂隙水两种类型。孔隙水：该含水岩组主要由第四系上更新统粘土和全新统粉质粘土、粉土组成，前者水位埋深010m，后者水位埋深1.92.9m，主要接受大气降水和河流的补给，次为农业灌溉和部分地表水的补给。主要以径流方式排泄，总体径流方向指向塘西河。孔隙裂隙水：水位埋深1520m，含水层主要为泥质砂岩、泥岩夹泥质砂岩，主要以间接接受大气降水补给。主要以径流方式排泄，总体径流方向指向塘西河。保留现状管线的保护措施：本工程施工开挖前首先对地下管线进行复测，并做好设计保留的现状管线的保护工作，管线施工前取得相关管线产权单位的许可。排水管线施工必须确定设计管线能顺利接入现状管线或现状管线能顺利接入设计管线后施工。施工时严格按分流制把新发现的现状管线及时接入相应的系统，原现状支管均改接入新设计干管，使整个系统能正常运行。设计管线与现状管线交叉时注意现状管线的保护，如遇特殊情况，及时与监理、设计单位联系，合理妥善解决。检查井施工：所有检查井均按有地下水施工,检查井采用钢筋混凝土检查井；雨水管道覆土小于等于4米，污水管道覆土小于等于6米的检查井施工，详见国标排水检查井(06MS2013)，超过此覆土范围的按照水工结构超深井做法。井室壁外0.5米范围内，管顶至路床采用级配碎石分层回填，密实度要求同道路路基，并不得低于95%，每层厚度不大于200mm。在路面或人行道上的检查井井顶标高以实际路面为准，与路面平接，允许偏差为5mm，设置在绿化带上的检查井其井顶标高应高出地面0.05米。所有检查井井盖采用带防盗合页的重型球墨铸铁井盖，井盖与盖座间应采用减震消音措施，减小井盖震动，消除噪音。机动车道下所有检查井井圈均需加固，做法见水工施沥青混凝土路面检查井井圈加固图，技术指标符合合肥市城镇检查井盖技术导则的规定。管渠选材与接口：管径小于DN600，雨水口连接管D300管道采用承插口钢筋砼管（II级），其余雨、污水管道采用聚乙烯塑钢缠绕管，接口采用卡箍式弹性连接，管材符合埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管CJ/T 225-2011产品标准的规定,环刚度要求12.5kN/m，D大于600，管材符合国标GB/T11836-2009混凝土和钢筋混凝土排水管的要求，采用橡胶圈接口；新建下穿通道采用钢筋混凝土箱涵。2.5主要工程量及设计参数雨水/污水工程主要工程数量及设计参数表序号项目单位数量设计参数1雨水工程波纹管m2347DN500DN600，钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管，环刚度12.5kN/m2混凝土管m5527DN300-DN2000，钢筋混凝土承插管（II级）3箱涵m42BXH=5500X3200钢筋混凝土箱涵4进出水口处85检查井座80矩形混凝土检查井6检查井座101圆形混凝土检查井7污水工程波纹管m4332DN500，钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管，环刚度12.5kN/m8检查井座170圆形混凝土检查井三、主要施工方案3.1施工准备根据现场情况合理确定施工人员及机械数量，项目部及时做好针对性安全技术交底工作。3.2施工工艺及方法沟槽开挖施工工艺清基 定位放线 沟槽开挖 边坡修整 人工清底。1、深沟槽施工1）、沟槽开挖主要施工方法： 清基：采用挖掘机配合推土机进行清表。轴线定位：采用全站仪定位后撒白灰线控制。根据各井点坐标采用全站仪进行精确定位放样。确定上口开挖线：根据地质勘探报告对应井段的土质类别，采取不同的放坡系数，结合开挖深度，计算出上口开挖线，再撒白灰线控制。确定沟槽底宽：参照标准图集04S516 04S520。确定沟槽的开挖边坡：根据相关规范，按坡顶有动载考虑，填筑土、重粉质壤土为III类土开挖，坡比为1：1；老黄土、粉质粘土、粘土为IV类土，开挖坡比为1:1。上面有淤泥或局部软土层的可扩大开挖范围，提前清理挖除至板土，再根据土质类别放坡。土方卸载：若施工场地允许，对于大于5m以上的深沟槽，都可提前对上面土方进行分层卸载，一次卸载深度机械开挖不超过3m，人工开挖不超过2m，余下的由挖掘机一次性挖到位（预留1020cm由人工进行清底）。卸载范围：以机械开挖6m深的500PE塑料管道、III类土质开挖为例：上口开挖宽度=1.8+3*1*2+2*3+3*1*2=19.8m。见下面开挖断面示意图（注：沟槽两侧分别设置3m宽的操作平台，一是为了挖掘机继续下挖，二是作为临时施工便道）。 开挖断面图堆土方法及余方弃置：1）、上面有淤泥或局部软弱土层的提前清理干净后，由自卸车运至指定弃土场；2）、提前卸载的合格土方用自卸车运至指定的地点备用；2）、卸载后开挖出的合格土方堆放在沟槽两侧，且距上口开挖线每边不小于1m，留作沟槽回填所需。多余的土方及不合格的土方均外弃至指定地点。4）、堆土高度：土方平整、压实后以不大于1.5m为宜。不能堆放的土应随挖随运走。高压线下严禁堆土。边坡修整：分层按坡度要求做出坡度线，每隔3m左右做出一条，进行修坡。机械开挖时随时开挖随时人工修坡。人工清底：人工清底按照设计图纸和测量的中线、边线进行。严格按标高拉线清底找平，不得破坏原状土，确保基槽尺寸、标高符合设计要求，机械开挖配合人工清底。2、沟槽支护：本标段所有能在开挖前提前进行土方卸载的，均先进行卸载，卸载后一次性开挖深度不超过5m且土质类别是类土或类土的，可不考虑沟槽支护，局部地段超过5m或受施工场地、附近建筑物影响不能提前卸载的或土质较差的、类土，必须进行沟槽支护。沟槽支护应根据沟槽的土质、地下水位、开槽深度、地面荷载、周边环境等因素进行方案设计。沟槽支护结构是保证沟槽正常施工的重要临时措施，根据本工程特点采用木支撑结构，下列情况下应采用支护： 1、沟槽土壁不稳定，并在槽边土的破坏棱柱体范围内可能有荷载作用；或施工期间可能遇到雨水冲刷时；2、有地下水或流砂时；3、采用放坡开挖工程量太大，不经济；或受施工场地及邻近建筑物的影响不能采用安全的放坡角施工时；4、为了保证邻近建筑物或构筑物的安全；或因沟槽较深，为保证施工安全时；5、采用顶入法施工时。下面简要介绍一下本工程采用的几种支护型式及其施工：1.板撑（以横板密撑为例）：板撑适用于深度和宽度都不太大的沟槽。当土质较好，深度不大时（56m），可一挖到底再支撑；当深度较大时（6m以上），可先挖到可能的深度（不支撑短时间能保持稳定的深度），安设支撑，再继续下挖到一定深度，安设第二层支撑。这样循序渐进，直至槽底。这种支撑由挡土板、立木、和水平横撑木组成。施工时注意：立木下端应埋入槽底土中大于0.5m。否则应在下端设水平横撑木。3.3稳坡定验算土方开挖边坡根据规范要求按1：1设置开挖边坡，淤泥层开挖边坡为1：1.5。因本工程土层厚度变化较大，沟槽开挖主要为层淤泥质粉质壤土、1层重粉质壤土，2层重粉质壤土。同时由于地质报告中土层性质有点特殊，内摩擦角从上至下逐渐变小，故对上述三种土质分别进行边坡稳定验算。为便于验算，边坡稳定验算时，假定开挖段为一种土质验算最大开挖高度。根据工程地质报告土层性质见下表。层号（KN/m 3）Ck（Kpa）层耕（植）土18.018.0层淤泥质土、淤泥19.220.016.01层重粉质壤土19.325.014.02层重粉质壤土19.433.513.23层重粉质壤土、粘土19.940.212.0 卸载后平台1）、层淤泥质土、淤泥层最大开挖高度根据建筑施工计算手册挖方放坡最大高度的计算公式为挖方边坡的允许最大高度根据工程地质报告土质性质知，c为20.0 Kpa，为19.2KN/m 3，按边坡计算坡角=arctan(1/1.5)=33.69,为16,根据经验,其值在610范围内,验算时其值取6。故层挖方边坡的允许最大高度=20.074m而本工程分层卸载后一次性开挖深度均4m，远小于边坡的允许最大高度20.074m，开挖边坡稳定。2） 1层重粉质壤土最大开挖高度根据建筑施工计算手册挖方放坡最大高度的计算公式为挖方边坡的允许最大高度根据工程地质报告土质性质知，c为25.0 Kpa，为19.3KN/m 3，按边坡计算坡角=arctan(1/1)=45,为14，故1层重粉质壤土挖方边坡的允许最大高度=24.89m而本工程分层卸载后一次性开挖深度均4m，远小于边坡的允许最大高度24.89m，开挖边坡稳定。3）2层重粉质壤土最大开挖高度根据建筑施工计算手册挖方放坡最大高度的计算公式为挖方边坡的允许最大高度根据工程地质报告土质性质知，c为33.5 Kpa，为19.4KN/m 3，按边坡计算坡角=arctan(1/1)=45,为13.2，故2层重粉质壤土挖方边坡的允许最大高度=31.67m而本工程分层卸载后一次性开挖深度均4m，远小于边坡的允许最大高度31.67m，开挖边坡稳定。3.4横板撑计算：沟槽横板撑的立木间距一般为1.52.0m；水平横撑木间距随立木强度和沟槽内要求的工作空间而定，一般横向与立木相同，竖向1.02.0m；1）挡土板厚度的确定： 挡土板可按受力最大的最下面一块板计算决定。为简化计算用q面=Ea的矩形面荷载计算。设板宽为b，挡土板实际是受荷载为q=q面b的连续梁，一般可按下式计算。 Mmax=ql21/10=q面bl21/10=Eabl21/10W=Mmax/w=6W/b上式中：Mmax挡土板最大弯距； E沟槽底主动土压力值； B 挡土板宽度； l1挡土板计算跨径； W挡土板截面抗弯模量；w木材顺纹容许弯应力，松木取w=12MPa; 挡土板最小厚度。（2）立木截面的确定：立木为承受三角形或梯形荷载的连续梁。为简化计算将各跨梯形或三角形荷载化为均布荷载，并按每根立木所控制的横挡板范围（即立木间距，也即l1）设计其截面。立木计算简图如下：在上图中，12，23，34间为横撑木求间距，也即立木的计算跨径l2。各跨所受均布荷载为： Q12=Ea12*l1=(Ea1+Ea2)/2*l1 Q23=Ea23*l1=(Ea2+Ea3)/2*l1 Q34=Ea34*l1=(Ea3+Ea4)/2*l1当立木各跨计算跨径l2相同时，可直接求得立木受的最大弯矩： Mmax=q34l22/10 （3）水平横撑木的计算：水平横撑木为承受立木支点反力的轴压杆，按两端铰接的轴压构件计算其强度和稳定性。若有不对称的削弱时，应考虑由于截面偏心引起的弯矩，按偏心受压构件计算。强度验算公式: a= N/ Ajia；稳定验算公式: a= N/ A0*a上式中：a计算压应力; N水平横撑木的轴向力； Aji横撑木计算截面积，取截面净面积； a木材须纹容许压应力，松木取w=12MPa ； A0 稳定验算时的计算面积。以右岸不能提前进行土方卸载的5m深沟槽需支护为例，根据情况，采用横板密撑为宜。拟定尺寸为：挡土板采用5cm厚脚手板；立木采用20槽钢，深入土层大于0.5m，间距为1.0m；水平横撑杆采用15*15cm方木，上下两层，层间距2.2m，水平间距与立木相同，亦为1.0m，上部荷载按634.38KN计算，强度及稳定验算如下：19.11.0+18.61.5+1.92.5计= =18.9KN/m3 5 p Nji 634.38h= = = =1.215m 计 *l0*m 计 *l0*m 18.92.51211最下面一块挡板所受土压力为：Ea=计(H+h)tg2(45-/2)=18.9(4.325+1.215)tg2(45-28.6/2)= 36.9KN/m3 挡板弯矩：Mmax=Eabl2/10=36.90.21.02/10=0.74 KN挡板剪力：max= Eabl/2=36.90.21.0/2=36.9 KN挡板抗弯模量：W=bh2/6=2052/6=83cm3挡板抗弯验算：W=Mmax/w=0.74/83/10-6=8916KN/ 336.9挡板剪力验算：=3/2max/A= =5535KN/20.20.05 =5.54Mpa2 Mpa挡板剪力抗剪不满足，将底层挡板（底层1.0m高度内）改用1515cm方木。 336.9=3/2max/A= =2460KN/=2.46 Mpa21.3=2.6 20.150.15 Mpa。挡板满足要求。立木强度验算：最下一层水平横撑木出土压力为：Ea横=计(H+h-2.2)tg2(45-计/2)=18.9(4.325+1.215-2.2)tg2(45-28.6/2)= 22.3KN/m2 立木所受荷载为：q=(Ea+Ea横)/2l1=(36.9+22.3)/21.0=29.6KN/m立木弯矩为：M=1/10ql22=1/1029.62.22=14.33KN*m立木剪力为：=1/2ql2=1/229.62.2=32.56KN*m查得I20槽钢Wx=191.4cm3,Z0=1.95 cm,Ix=1913.7 cm4,h=20cm,b=7.5cmd=0.9cm,t=1.1cm。W=M/w=14.33/191.4/10-6=74869KN/=75 Mpa142 MpaSzx=b*t*(h/2-l/2)+(h/2-t)*d*1/2*(h/2-t) =7.51.1(20/2-1.1/2)+(20/2-1.1)20.91/2=113.6 cm3, *Szx 32.56113.6= = =215KN/=0.22 Mpa83.3 Mpa Ix*d 1913.70.910-2立木满足要求。水平横撑验算：立木上端土压力：Ea上=计htg2(45-/2)=18.91.215tg2(45-28.6/2)= 8.1KN/m2 立木上跨所受荷载为：q=(Ea横+Ea上)/2l1=(8.1+22.3)/21.0=15.2KN/m第二层横木所受的轴向力：N=Q+1/2* ql2=32.56+1/215.22.2=49.3 KN水平横撑木强度验算：a=N/Aji=49.3/0.15/0.15=2191KN/=2.2 Mpa12 Mpa稳定验算：第二层横撑木长度：L0=3+20.252.2-2(0.15+2)=3.4mIm=0.154/12=4.2210-5m4=Im/Am=4.2210-5/0.152=0.0433m长细比：= l0/=3.4/0.0433=78.580=1.02-0.55（+20）/1002=1.02-0.55（28.5+20）/1002=0.486a=N/A0*=49.3/0.152/0.486=4508KN/=4.5 Mpa12 Mpa水平横撑木满足要求。支护结构施工时应注意的问题：1）支护结构的木材一般应选用针叶木材，如松木、杉木等，不应使用硬杂木，对于楔木、垫块等应选用较硬的木材；2）支护结构施工时要特别注意安全，尤其在拆除支护时，如有危险不得强拆。拆除应按立木或挡板分段，分层逐步进行。拆一段（层），应回填夯实一段，然后再拆下一段（层），移换支撑时应先支新撑，再拆旧撑。3）沟槽土壁的土压力会因土的温度增加而增加，可能会影响支护结构的安全，因此应设专人随时检查，特别是在雨后更要注意，防止出现受力不均的现象。检查时可用小锤敲击撑木，根据声音判断其受力；一般受力小的声音钝，受力大的声音脆，对已变形过大的结构应随时加固，受力小的应打紧木楔。4）支撑结构的立木应埋入槽底一定深度以下。5）在设有支护的沟槽进行作业时，不得碰撞撑木，更不得攀登支护结构上下，在使用机械作业时尤其要注意。3.5沟槽降（排）水措施本标段的污水管道大部分远离河道，由于管道普遍埋置较深，不可避免沟槽在开挖后有地下水渗出或雨水流入。因此，在沟槽内必须设置排水沟和集水井。具体做法是在沟槽底坡脚处两侧各挖一锹宽、一锹深的明沟，每隔2030m设集水井一处，用潜水泵统一排水。待管道基础施工完毕后作盲沟处理。3.6季节性施工措施 1、雨期施工1)沟槽开挖一般不宜在雨期进行，必须开挖时，应尽量缩短开槽长度，逐段、逐层分期完成。2)沟槽切断原有的排水沟或排水管，如无其他排水出路，应架设安全可靠的渡槽或渡管，保证排水。3)在沟槽内必须设置排水沟和集水井，每隔2030m设集水井一处，用潜水泵统一排水。待管道基础施工完毕后作盲沟处理。4)雨期挖槽，应采取措施，防止雨水进入沟槽，同时还应考虑当雨水危机附近居民或房屋安全时，应及时疏通排水设施。5)雨期挖土时，留置土方不宜靠近建筑物。2、冬期施工1)土方开挖冬期施工时，其施工方法应按冬施方案进行。2)计划在冬期施工的沟槽，宜在地面冻结前，先将地面刨松一层，一般厚300mm，作为防冻层。3)每日施工结束前，均应覆盖保温材料或松铺一层土防冻。4)冬期挖槽，对所暴露出来的上水或其他通水管道，应视运行情况采取保温防冻措施。5)挖至基底时要及时覆盖，以防基底受冻。3、质量标准（1）基本要求：管沟基底的土质必须符合设计要求，并严禁扰动。（2）管道明挖土方工程允许偏差项目见下表项次检查项目规定值或允许偏差（mm）检查方法1槽底高程（有管道基础）10用水准仪检查2槽底高程（无管道基础）20用水准仪检查3宽度0用尺量4边坡不陡于规定用坡度尺量3.7成品保护（1）应定期复测和检查测量定位桩和水准点进行保护，并做好控制桩点的保护。（2）开挖沟槽如发现地下文物或古墓，应妥善保护，并应及时通知有关单位处理后方可继续施工，如发现有测量用的永久性水准点或地质、地震部门的长期观测点等，应加以保护。（3）在地下水位以下挖土，应在基槽两侧挖好临时排水沟和集水井，先低后高分层施工以利排水。（4）在有地下或地上管线、电缆的地段 进行土方施工时，应事先取得有关部门的书面同意，施工中应采取措施，以防止损坏管线，造成严重事故。四、环境、职业健康安全管理措施4.1环境管理措施1、 现场堆放的土方应遮盖；运土车辆应封闭，进入社会道路时应冲洗。2、 对施工机械应经常检查和维修保养，保证设备始终处于良好状态，避免噪声扰民和遗洒污染周围环境。3、 对土方运输道路应经常洒水，防止扬尘。4.2职业健康安全管理措施1、 上下沟槽必须走马道、安全梯。马道、安全梯间距不宜大于50m。2、 拆除支撑前，应对沟槽两侧的建筑物、构筑物和槽壁进行安全检查，并应制定拆除支撑的实施细则和安全措施。3、 机械开挖土方时，应按安全技术交底要求放坡、堆土，严禁掏挖，履带或轮胎应距沟槽边保持1.5m以上的距离。4、 挖掘机作业前应进行检查，确认大臂和铲斗运动范围内无障碍物及其他人员，鸣笛示警后方可作业。5、 沟槽外围搭设不低于1.2m的护栏，设警示灯，并有专人巡视。6、 人工挖槽时，堆土高度不宜超过1.5m，且距槽口边缘不宜小于1m，堆土不应遮压其他设施。7、 人工挖槽时，两人横向距离不应小于2m，纵向间距不应小于3m，严禁掏挖取土。4.3特别保证措施1、 安排好汛期及雨季的施工：根据当地气象、水文资料，有预见性地调整各项工作的施工顺序，并作好预防工作，使工程能有序和不间断的进行。2、 积极采用新技术、先进设备，以科学手段和机械化施工加快施工进度。3、 如因技术间歇或天气影响，造成关键工序工期超过两天时，由公司现场指挥部负责人亲自组织协调，加强施工力量，组织抢工，确保把工期抢回来。14