支护方案

河南省南水北调受水区

濮阳市清丰县供水配套工程施工03标段

（合同编号：NSBD-QFPT/SG-03）

沟槽开挖支护专项方案

编制： 审批：

北京金河水务建设有限公司

清丰县南水北调配套工程施工Ⅲ标段项目部

2016年6月1日

目录

一、工程概况................................................................................................................ 1 二、编制依据................................................................................................................ 1 三、编制原则................................................................................................................ 1 四、工期安排................................................................................................................ 2 五、施工方案................................................................................................................ 2 七、沟槽的监测和安全维护........................................................................................ 5 八、事故应急预案管理................................................................................................ 6 九、应急抢险措施........................................................................................................ 6

沟槽开挖支护专项方案

一、工程概况

本工程为河南省南水北调受水区濮阳市清丰县供水配套工程。管线全长18.5公里,采用DN1600的预应力钢筒混凝土管(PCCP管)。本标段起点为濮阳高新区与清丰县分界点支线桩号10+350处，终点支线桩号18+500处。该标段管线长8.15km，管径为DN1600,管材为PCCP。

二、编制依据

1、河南省南水北调受水区濮阳市清丰县供水配套施工03段招标文件 2、河南省南水北调受水区濮阳市清丰县供水配套工程施工03标段施工图纸 3、现场踏勘所掌握的现场资料

4、河南省南水北调受水区濮阳市供水配套工程35号分水口门清丰县供水工程招标设计地质图册

5、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

6、《水工建筑物地下开挖工程施工规范》SL378-2007 7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

三、编制原则

1、安全第一的原则

严格遵守国家法律法规规定，认真贯彻工程建设的各项方针。遵守并执行了招标文件的各项具体要求，确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工各方面的工程目标。按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案，制定可靠合理、符合实际的安全措施并将安全措施落实到位，在确保万无一失的前提下组织施工。 2、方案优化的原则

认真阅读理解招标文件和设计文件，结合现场和项目的实际情况，优化施工程序和方案。采用多种施工方案进行可行性、成本及技术比较，选择最佳施工方案，充分研究分析现场的施工环境，使施工对周边环境影响最小化。 3、确保工期的原则

采用流水施工方法，合理安排进度，组织有节奏、均衡连续施工，搞好工序

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衔接，实施进度监控，确保实现工期目标。 4、合理布置的原则

尽可能减少施工设施，合理储存材料物质，减少运输工作量，合理安排生产、生活场地，减少用地。 5、精心组织的原则

选派施工经验丰富的施工管理人员，投入专业化的施工队伍。合理安排，提高劳动效率，努力缩短工期，降低工程成本。

四、工期安排

工期随工程施工进度，每施工一处提前准备。合理安排工期，尽可能加快施工进度，保质保量完成施工任务。

五、施工方案

1、支护简介

管道中心线距离公路及房屋较近施工段，场地狭小。沟槽开挖边坡需做垂直支护。结合现场实际情况，为确保施工安全，对沟槽进行垂直开挖，14#槽钢和竹笆配合支护（见附图）。 2、周边环境

沟槽中心线部分施工段邻近公路，公路车流量较大，且常有大车通过，大车通过时带动大地振颤。管沟距公路较近，故对我标段开挖后支护安全造成重大影响。房屋、围墙等建筑物为老旧结构强度较低，整体性差，沟槽开挖较近，影响房屋及围墙安全。沟槽开挖范围内有少量地埋管线，施工进入雨季，周边村民时常阻工，沟槽不能随挖随填快速施工，因而环境条件相对比较恶劣。 3、工程地质及水文条件

本标段土质为轻粉质土局部含有少量砂土，土体成立性，地下水位较深，均在20m以下。本地区长年干旱少雨，地质水文现象对本段施工有利。 4、方案比选

选择沟槽支护方案必须综合考虑工程本身所处的位置特点。首先满足地下施工及管道安装施工的要求，在确保管道安装顺利施工、周围环境绝对安全可靠的基础上，尽量做到既经济合理又便于施工，有利加快施工进度。

目前常见的开挖支护形式主要有：放坡网喷护面、钢板桩、水泥土挡墙、排

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桩加内支撑及上述几种方式的组合。

本标段沟槽开挖由于地势水文气象条件较有利，加之壁土性质较好，故排除放坡网喷护面，钢板桩价格昂贵不适合本工程。水泥土挡墙场地小，周期较长，也不适宜本工程。排桩加内支撑影响管道安装，故本工程选择几种方式组合方法，排桩加外拉法，竹笆护面支护。此法有利于管道安装，即简单又方便施工，有利于加快施工进度。 5、施工方法

第一步：用白灰线撒出开挖上口线剥离表层耕植土50cm。

第二步：沿开口线垂直将加工好的长6m 14#槽钢桩用1m3液压反产挖掘机压入土体，加固土体，桩距1m每根。然后再沿开口线向外2m处压入长3m的14#槽钢桩。两排桩成交错布置。接着用M10对拉丝把前后两排14#槽钢桩连接。前排桩体打入土中5.8m，顶面露出地面20cm为宜。

第三步：用1m3液压反产挖掘机开挖沟槽。开挖成型后自上而下用竹笆排满坡面。用铁丝把竹笆和钢桩连接在一起，使其为一体。

第四步：进行铺砂和管道安装作业，管道安装完成后，自下而上拆除竹笆，先拆除一半。开始回填，当回填施工到管道一半，超过管中心线位置后拆除所有竹笆，继续进行回填。当回填至管顶50cm后，拔出14#槽钢桩，至此支护任务完成。

结合本工程特点和本项目的技术装备，劳动力状况，使各工序在时间、空间上充分紧凑搭接，尽可能缩短沟槽支护时间。 6、槽钢嵌固深度验算

1、抗倾覆稳定性验算

本工程基坑最深4.5米左右，槽钢嵌固深度1.5m。此处的土为粉土，首先进行最小入土深度的确定：

首先确定土压力强度等于零的点离挖土面的距离y，因为在此处的被动土压力等于墙后的主动土压力即：

KpyKaHyPbKay

yPb

KpKa 3

式中：Pb 挖土面处挡土结构的主动土压力强度值，按郎肯土压力理论进行计算即Pb1H2Ka2cHKa 2土的重力密度此处取15KN/m3

Kp修正过后的被动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构后的土破坏棱柱体向下移动，使挡土结构对土产生向上的摩擦力，从而使挡土结构后的被动土压力有所减小，因此在计算中考虑支撑结构与土的摩擦作用，将支撑结构的被动

土压力乘以修正系数，此处φ=28°则K=1.78 ，c=7。

KpKtg2454.55

2Ka主动土压力系数Katg2450.361

2经计算y=0.5m 水平荷载标准值：

eaaKa2cKa67.50.361270.36115.96KNaz154.567.5eppKp2cKp67.54.55274.55336.99KN

水平抗力标准值：

pz154.567.5

当支撑结构为悬臂式结构时嵌固深度设计值hd宜取hd=0.3h=4.5×0.3=1.35<1.5m；故施工时的嵌固深度满足要求。 7、支撑结构内力验算

槽钢后土体的静止土压力：E0=γh2k0/2=（15×4.52×0.45）/2=68.344KN； 水平抗力标准值：

eppKp2cKp67.54.55274.55336.99KNpz154.567.5

槽钢受到的合力：EepE0336.9968.344405.334KN

当我们遇到最糟糕情况，侧向土压力为一个作用于槽钢中心的集中力F。 倾覆力矩为：M倾覆EH405.3341.5608.001KNm 3根据力矩平衡原理可知，抗倾覆力矩为：

MmaxEH435.1261.5608.001KNm 34

φ10钢筋反力距M1018.54.583.25KNm

用14#槽钢，基坑开挖深度为4.5m，槽钢长度为6m（入土层1.5m） 截面特性：Ix=5cm4, Wx=80.5cm3, Iy=53.3cm4, Wy=13.0cm3,G=14.535Kg/m-1, S=18.516cm2 相关参数：

材质Q235：许用弯曲应力[σ]=158MPa;

Q235屈服极限为235MPa,槽钢的截面积为18.516 cm2. 由拉伸强度计算公式可知。maxFp SFpS23510618.51610-4435.126KN槽钢在中间时受到的弯矩最大：

M

11Fl435.1264.5678.797KNm 44抗倾覆弯矩：M抗倾覆MM10678.79783.25762.047KNm 因M抗倾覆M倾覆，故该支护措施满足要求。 7、沟槽开挖须遵循以下原则

1）为确保支护体等施工质量、加速施工进度，要求土层开挖与支护施工密切配合。 2）严格按设计坡比进行土方开挖，土方随挖随运，不得随意堆置在基坑周边。 3）在坡底和坡顶设置排水沟，及时排除雨水及外来明水。做好坡顶排水沟，确保坡顶排水沟不漏水。

4）土方开挖总体平面流向为：自上游向下游开挖，通过场区施工道路外运。 8、施工注意事项

1）严把质量关，做好支护检查工作。

2）采取信息法施工，严格施工管理，加强监测工作，根据监测成果控制土方开挖回填进度。

3）对于现场出现的复杂情况和问题，会同业主和监理人员及时研究处理。

七、沟槽的监测和安全维护

1、沟槽的监测

为保证工程安全和周边环境的安全，施工严格按照“信息法”施工，加强监测。根据监测结果及时对支护设计进行修改并采取防范措施。

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2、监测内容

①沟槽坡顶土体及支护桩顶的水平位移观测 ②沟槽坡顶土体沉降观测 ③临近房屋围墙等观测 3、抢救对策

当沟槽支护桩顶、坡顶土体位移较大时，及时向设计单位、监理单位、业主反映并采取措施。其包括立即停止槽底施工，采用内支撑法加固支护、疏导人员等等。制订补强加固措施，排除险情，施工现场必须储备一定数量的支撑槽钢。 4、沟槽的安全维护

①沟槽周边设置护栏，护栏采用钢管搭设。

②加强对沟顶截水沟和坑底集水沟的维护和清理，避免雨水进入沟槽和能够迅速排走来水。

③当坑面、边坡发现裂缝应立即用水泥砂浆填补封塞，以免雨水进入渗入。 ④搭设钢管便梯，供施工人员上下。

八、事故应急预案管理

要完善现场事故应急预案制度，建立施工安全生产值班制度，落实抢险，核实人员、设备和物资，一旦发生重大安全事故时，确保能够高效、有序地做好紧急抢险救灾工作。最大限度的减轻灾害造成的人员伤亡和经济损失。

九、应急抢险措施

由于垂直沟槽工程的不确定性，在支护结构和沟槽开挖及填砂、管道安装回填施工过程中，必须对万一出现的险情有应急处理措施： 1、沟槽内施工应严格按信息法指导施工。 2、加强监测、巡逻，严防边坡坍塌。

3、放置好一定数量的内支撑钢槽，力征做到随用随有。

4、当坡顶地面和桩顶水平位移较大时，及时采取措施停止沟槽内施工，疏导施工人员，加固支护，排除险情。

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