山西某煤矸石晾晒棚系统工程沉淀池土方开挖专项施工方案(边坡支护、附图及计算书).doc

某某热电有限责任公司煤矸石脱水晾晒系统工程矸石晾晒棚及煤泥水沉淀池土方开挖专项施工方案（编号：31SGSJ201111）某某工程有限公司年 月 日矸石晾晒棚及煤泥水沉淀池土方开挖专项施工方案 建设（监理）单位： 施工单位：批 准： 总工程师：审 核：日 期： 技企中心：工 程 部：安 检 部：物 管 部：编制单位：分（子）公司技术负责人：审 核：编 制：日 期：目 录第一章 编制依据1第二章 工程概况1第三章 地质情况及周围环境1第四章 施工部署2第五章 施工准备3第六章 土方施工5第七章 应急措施7第八章 安全措施8第九章 文明施工9边坡支护计算书17第一章 编制依据1.1本工程业主提供的有关设计图纸及图纸变更等技术性文件。1.2本地的地质、气象、水文和现场条件及工程地质勘察报告。1.3地基与基础工程施工及验收规范（GB）第二章 工程概况某某热电有限责任公司煤矸石晾晒系统矸石晾晒棚工程与煤泥水沉淀池工程相邻（见附图一）。矸石晾晒棚轴线与煤泥水沉淀池轴线距离5.3m，矸石棚基础垫层与煤泥水沉淀池壁间距0.35m（见附图二）。矸石晾晒棚设计概况：矸石晾晒棚下部为钢筋混凝土结构，上部网架结构。东西方向轴线距离70m，南北方向轴线距离54m。混凝土基础采用独立基础，基础强度等级为C30，基础垫层强度等级C15，基础应落于第3层黄土状粉质粘土上，承载力特征值fak=210kpa。基础回填采用2：8灰土分层夯实，压实系数0.95。工程±0.000标高为绝对标高958.650m，场地自然地坪标高从北向南约为956.785m955.975m，基础垫层底标高为953.550m953.350m。土方开挖深度2.625m3.435m。煤泥水沉淀池设计概况：室外地坪标高为956.400m，室内标高为956.700m，池底标高为950.700m，、轴池壁厚度为500mm，其余池壁厚度300mm。基础为钢筋混凝土筏板基础，底板厚度550mm，基础底做500厚3：7灰土换填，每边出基础500，压实系数不小于0.97，回填土均用2：8灰土分层夯实，压实系数不小于0.94。第三章 地质情况及周围环境煤泥水沉淀池工程东邻围墙，西邻工作坑（现场平面布置图见附图一）。煤泥水沉淀池西侧按规范经放坡后与进料主干道冲突，东侧相邻场地东围墙很近，且建设单位无法解决用地问题，东围墙无法拆除。根据现场地坪标高，土方开挖深度为6.65m，属深基坑开挖。因此煤泥水沉淀池土方开挖方案根据现场实际情况采用放500mm宽的坡加边坡支护方式进行施工（详见边坡支护计算书），东围墙采用加固措施（加固措施见附图五）。根据现场实际情况及工期安排，矸石晾晒棚轴线轴4个基础与煤泥水沉淀池池壁相邻较近（见附图三），应在煤泥水沉淀池基础施工后再进行施工，因此施工顺序是轴线基础和煤泥水沉淀池基础同时先施工，然后施工轴线轴6个基础，待煤泥水沉淀池基础回填土施工完毕后，最后施工轴线轴4个基础，施工缝处灰土施工按台阶式接缝处理。根据设计院提供地质勘察报告，矸石晾晒棚轴整排基础落于第3层黄土状粉质粘土上，轴整排基础落于第2层土上，距离第3层黄土状粉质粘土约1.5m，施工时，土方开挖至设计基础标高时，由建设单位、监理单位、设计单位、地质勘察单位会同一起验槽，确定地基处理方案。第四章 施工部署1、土方开挖总体施工安排及开挖顺序土方开挖采用机械开挖，人工清底的预留厚度为300mm。矸石晾晒棚轴基坑开挖从北部向南部开挖；煤泥水沉淀池基坑从北部向南部开挖。从底标高往高标高处开挖，考虑现场的交通道路的便利性，出土从场区东大门出土。出土全部堆放在东围墙外边，取土便利。2、放坡及护坡方式根据实际情况和定额放坡系数，矸石棚土方开挖采用自然放坡方式，放坡系数1：0.3，煤泥水沉淀池采用放500mm坡加边坡支护方式。3、主要机械设备计划序号机械设备名称型号/规格单位数量备注1水准仪DZS3台2测量使用2经纬仪J2台13挖土机200-7，1.0m3台1土方使用4运土车辆辆105水泵台4排水使用6打夯机蛙式台2回填土使用4、土方工程施工部署安排由于工期比较紧，现场场地问题，尽快为后续工程施工创造出良好的工作面是本次土方工程的关键所在。要保证在计划工期内完成土方开挖施工，必须有序施工，为了保证土方开挖的顺利进行。土方开挖分两次分层开挖，每挖深1.5m深进行边坡修整，反复交替进行，直至坑底。具体流程：开挖线放样第一步土方开挖第一步修坡开挖下一步土方下一步修坡直至基坑底。（1） 采用1台挖土机进行土方开挖，边挖边修坡。（2） 开挖过程中遵循顺序开挖，并预留好汽车运土通道。（3） 边坡及坑底留300mm人工清底，以减少对土层的扰动。（4） 开挖过程中应时时测量挖深，通过放坡系数计算该挖深处的下边缘位置，并由测量人员撒出白灰线进行控制。（5） 如果到达坑底后发现基底土层与地勘资料不一致应立即通知建设、监理、设计单位，以便采取措施。5、卸土场及土方运输路线因工期较紧，加上后续的工程即将开始施工，为确保现场运输流畅，不影响后续工期的施工，尽快的将挖土的土堆放到东围墙的东侧。在进行推土时制定车辆在场内的行使路线，保证土方顺利开挖。第五章 施工准备5.1技术准备5.1.1测量人员做好技术准备，提前画好外围控制线，并随时跟踪挖土标高加强标高控制，严禁超挖。5.1.2技术员对现场施工人员做出明确交底，画出集水井、排水沟等位置局部详图，确保位置准确。5.1.3施工前班组长向所有参加施工的人员进行有针对性的技术交底，必须使每个操作者对施工中的技术要求心中有数。5.1.4了解施工机械设备的技术参数与性能。5.1.5做好施工场地的通平工作。5.1.6按照施工图及建设单位提供的基坑周边控制轴线准确测出基坑外包线，并将基坑周边控制轴线引测到场地周边适当位置，妥善保护。5.2组织结构（1）土方开挖领导小组：组长：韩加宏副组长：张建斌成员：张小波 曹天振 汤学华 （2）组员职责韩加宏：全面负责挖土技术管理工作及方案、相应纠正措施实施。张建斌：全面负责挖土现场管理及施工安全管理工作。曹天振：全面负责挖土过程标高轴线监督管理及全面负责挖土资料管理。张小波：全面负责挖土安全质量监督管理，机械设备安全管理。汤学华：全面负责挖土方案落实交底。检查、监督内容为挖土方案的落实情况、技术交底是否到位。整个基坑开挖由项目部统一组织管理。施工各种工艺可交叉施工，保证在计划工期完成。5.3劳动力需要量计划序号工种人数备注1运输车司机102挖掘机司机23基坑清土工人104降水工人6第六章 土方施工一、施工方法 土方采用机械开挖，由1台挖土机施工，配备10台自卸车进行土方外运，弃土地点在东围墙外面东侧。二、土方施工措施1、事先根据坐标撒出基础边线，根据放坡比例参照土方开挖图撒出下口线、上口线。2、放坡：根据现场实际情况和机械挖土方式，矸石棚土方开挖采用自然放坡方式，放坡系数为1：0.28，煤泥水沉淀池采用不放坡基坑支护方式。挖土整体思路是先挖除现场地坪标高上的炉渣路面及混凝土临时道路，正式放线。3、基坑垫层外预留1m宽操作面，操作面内挖排水沟，排水沟尽头设置集水井。4、基坑周边设置300mm高挡水土堤，防止雨水流入基坑内。5、集水井为直径500mm，深800mm，240mm砖砌筑，内侧抹20mm厚水泥砂浆（掺5%防水粉）。排水沟为500mm宽，500mm深，240mm砖砌筑，内侧抹20mm厚水泥砂浆（掺5%防水粉）。6、挖至基底时预留300mm，人工紧随进行清底，将清除的土方送至挖土机半径之内待弃。三、基坑支护措施1、根据设计地质勘察报告及现场施工实际情况，煤泥水沉淀池基坑采用连续垂直板式支撑基坑土壁。板式支撑的挡土板、背楞、横撑杆选用材料如下（材料选用及布置详见支护计算书）：挡土板：400mm×160mm×6000mm方木，间距500mm；背楞：100mm×150mm方木，通长设置，上下三道；横撑杆：22a号工字钢，上下三道，上下间距1500mm，水平间距500mm。2、煤泥水沉淀池工程土方挖至2.0m时，土壁两侧横向设置两道挡土板，用22a工字钢撑杆撑住挡土板，再往下挖土。再往下挖时每挖深1.5m同样设置挡土板加工字钢支撑，依次推类，挖至基坑底。3、水池壁池壁绑扎钢筋时和基坑横撑杆冲突，此时基坑连续垂直板式支撑改成双排脚手架结合挡土板支撑作为临时支撑。四、土方回填1、根据设计要求矸石晾晒棚与煤泥水沉淀池回填土均采用2：8灰土，系数为0.95.2、回填前对矸石棚基础、水池池壁防水层、防护层等进行检查验收，并且要办好隐检手续。基础混凝土强度达到要求后方可进行回填土。施工前，应做好水平标志，以控制回填土的高度或厚度。3、回填土应分层铺摊。蛙式打夯机每层铺土厚度为200250mm。每层铺摊后，随之耙平。4、回填土每层至少夯打三遍。打夯应一夯压半夯，夯夯相接，夯夯相连，纵横交叉。并且严禁采用水浇使土下沉的所谓“水夯”法。5、矸石棚基坑与水池基坑相连时，先夯水池基坑，填至矸石棚基坑相同的标高时，再与矸石棚基础一起填夯。挖水池基坑时对矸石棚基坑下的扰动土全部用2：8灰土回填至矸石棚基础底标高。6、矸石棚轴线基坑与基坑采用分段填夯，交接处填成阶梯形，阶梯的高宽比为1：2。上下层错缝距离不小于1.0m。施工时注意接缝质量，每层灰土应从留缝处往前延伸500mm，夯实时应夯过接缝300mm以上，接缝时用铁锹在留缝处垂直切齐，再铺下段夯实。7、回填土应连续进行，尽快完成。施工中注意雨情，雨前应及时夯完已填土层或将表面压光，并做成一定坡势，以利排雨水。8、施工时应采取有效的防雨措施，防止地面水流入基坑内，以免边坡塌方或基土遭到破坏。9、回填土夯实后，按规范规定现场进行环刀取样或质检站检测出试验报告。五、雨期施工1、土方开挖不宜在雨季进行，否则工作面不宜过大，应逐段、逐片分期完成。2、雨期施工在开挖的基坑时，应注意边坡稳定。必要时适当放缓边坡坡度或设置支撑。经常对边坡、支撑检查，发现问题及时处理。3、为防止雨水冲刷坡道，坡道上设置彩条布覆盖（见附图二及煤泥水沉淀池剖面图）。4、雨季时，对基坑底进行彩条布覆盖，排水沟排水畅通，及时抽取集水井内的积水，雨后及时清理基坑底、排水沟、集水井内的淤泥。天晴时晾晒基坑底。5、基坑及时回填施工，避免雨季施工。六、质量保证1、保证项目基坑的基土土质必须符合设计要求，并严禁扰动。2、允许偏差项目（见下表）土方工程的挖方和场地平整允许偏差项次项目允许偏差（mm）检查方法1表面标高+0、-50用水准仪检查2长度、宽度-0由设计中心线向两边量，用经纬仪、拉线或尺量检查3边坡偏陡不允许坡度尺检查七、成品保护开挖时注意保护测量控制定位桩、轴线桩、水准基桩，防止被挖土和运土机械设备碰撞、行使破坏。第七章 应急措施一、成立应急预案领导小组，项目经理为组长，技术负责人和工地负责人为副组长，项目部管理人员为组员。二、土方开挖工程是风险性较大的工程，施工过程中可能遇到各种意外情况，为做到有备无患，针对本工程特点，制定以下应急措施：1、对边坡进行密切观察，如雨后出现边坡滑动、坍塌，应及时会同监理、设计单位分析原因，制定边坡支护方案。2、基底超挖：开挖基坑不得超过地基标高，如个别地方超挖，处理方法必须取得设计单位的同意，不得私自处理。3、施工顺序不合理：应严格按施工方案规定的施工顺序进行土方开挖，应注意从低处开挖，分层、分段依次进行，形成一定坡度，以利排水。4、施工机械下沉：施工时必须了解土质和地下水位情况，挖土机需要在地下水位0.8m以上挖土，以防机械自身下沉。5、设置专业安全员及施工现场管理人员，昼夜安排施工人员值班，保证出现紧急情况及时得到处理。三、上报事故和处理事故办法（1）事故的报告施工现场发生事故，现场负责人立即向本单位领导报告，再由责任单位领导向总公司安检部报告。（2）事故的调查事故单位负责人或指定人员组织安全、工程部等有关人员参加事故调查，做好事故报告，报总公司安检部备案。（3）事故处理发生事故时，立即进行应急处理，控制事态的发展，执行工程公司紧急预案有关要求。事故调查组根据事故调查情况，提出事故处理意见和预防措施意见，报公司主管领导。处理事故按照“四不放过”的原则进行，防止类似事故发生。第八章 安全措施1、土方施工阶段，边坡的防塌是重点，应排专人进行基坑监测，出现不良现象及时处理防止发生坍塌事故，严禁切割坡脚。2、边坡开挖工程中，要时刻注意边坡的稳定性，在雨后要仔细观察土壤情况，如发现有裂缝、鼓包、滑动等现象，要及时排除险情后方可施工。3、基坑周边1.5m范围内严禁堆放重物。4、基坑周边搭设防护栏（单排），1.2m高，刷红白相间警告色，并挂密目网围护。5、现场应保证足够照明，夜间设红色警示灯。现场电器设备均作漏电保护装置，配电线采用三相五线制。6、加强对施工人员的安全教育，做好技术交底和安全交底。7、当配合机械作业的清底需要进入机械回转半径内时，必须停止机械回转，机上、机下人员应密切配合。8、铲斗未离开工作面时，不得进行回转、行走等动作，不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过，装土时人不得停留在装土车上。9、挖土机操作和汽车装土行使要听从现场指挥，装车时，铲斗不得碰撞汽车。10、如需要夜间施工时施工现场配备大型的照明设备以供夜间挖土施工使用。第九章 文明施工1、文明施工目标创文明工地2、文明施工责任制实行文明施工责任制，项目部经理为文明工地责任人，具体措施管理范围落实到个人，组织机构图详见安全文明施工方案。3、文明施工措施3.1合理进行施工现场的平面布置，做到计划用料，使现场材料堆放降到最低值，保证场内道路畅通。3.2合理安排作业时间，采用低噪音施工机械，减少噪音污染。3.3周围道路平整无积水，禁止非施工人员入场。3.4项目部、施工队设文明施工负责人，每周召开一次关于文明施工的例会，定期与不定期检查文明施工措施落实情况。经常征求建设单位和监理单位对文明施工的批评意见，及时采取整改措施，切实做好文明施工。附图一：附图二：附图三：附图四：附图五：附图六：煤泥水沉淀池基坑边坡支护计算书本计算书使用品茗施工安全设施计算软件2010版进行编制。本计算书参照：建筑施工计算手册江正荣 编著 中国建筑工业出版社；实用土木工程手册第三版 杨文渊 编著 人民交通出版社；地基与基础第三版 中国建筑工业出版社等相关文献。本工程基坑（槽）的土质为天然湿土，地下水很少，采用连续垂直板式支撑基坑土壁。板式支撑的挡土板、背楞、横撑杆的强度及稳定性按以下方法计算。一、参数信息:板式支撑类型：垂直1、基坑（槽）参数土层参数表：序号土名称土厚度（m）坑壁土的重度(kN/m3)坑壁土的内摩擦角(°)1填土2.8718.5018.002粉质粘土2.4419.5017.503粉质粘土3.8219.5017.50坑壁土的平均重度(kN/m3)：19.068；坑壁土的平均内摩擦角(°)：17.716；基坑开挖深度H (m)：6.65；基坑开挖宽度l (m)：6.70。2、支撑材料参数挡土板材料类型：方木；截面宽度b1：400mm，厚度h：160mm；抗弯强度设计值fm(N/mm2)：18；弹性模量E(N/mm2)：9000；背楞材料类型：方木；截面宽度b1：100mm，厚度h：150mm；抗弯强度设计值fm(N/mm2)：18；弹性模量E(N/mm2)：9000；横撑材料类型：22a号工字钢；抗压强度设计值fc(N/mm2)：205；弹性模量E(N/mm2)：；竖直方向背楞道数：3道。自上而下，距沟底距离依次为：4500mm，3000mm，1500mm，水平方向横撑间距l2(mm)：500。二、主动土压力强度计算:深度h处的主动土压力强度按以下公式计算 ：pa=×h×tg2(45°-/2)其中，h-基坑（槽）开挖深度； -坑壁土的平均重度 (kN/m3)； -坑壁土的平均内摩擦角 (°)； pa-主动土压力强度(kN/m2)；pa=19.07×6.65×tg2(45°-17.716°/2) =67.64 kN/m2。三、挡土板计算:计算简图剪力图(kN)弯矩图(kN·m)变形图(mm)挡土板承受三角形荷载作用，按照多跨连续梁进行计算：1、荷载计算挡土板的最大线荷载按以下公式计算：q=pa×l1其中q-挡土板的线荷载（kN/m）； l1-挡土板的间距（mm）；q =67.637×0.400=27.055 （kN/m）。2、挡土板按照连续梁计算最大弯矩，计算如下：最大弯矩 Mmax = 28.377 kN·m 。最大受弯应力按以下计算公式计算： = M/W其中，M-背楞的最大弯矩（kN·m）； W-背楞的截面抵抗矩(mm3)； W =400×1602/6 =(mm3)；= 28.377×106/=16.627N/mm2。挡土板的受弯应力计算值 =16.627 N/mm2 小于抗弯强度设计值 18N/mm2，满足要求！四、背楞计算:背楞按受力最大的一根计算。背楞需要计算弯矩和剪力。1、荷载计算各背楞对挡土板作用的最大支座反力Rmax=72.22kN。所以背楞的线荷载按以下公式计算：q=Rmax/l1其中，q-背楞的线荷载(kN/m)； l1-挡土板的间距(m)；q =Rmax/l1= 72.221/0.400 = 180.552 kN/m。2、背楞按照三跨连续梁计算最大弯矩，计算公式如下：Mmax=0.1ql22=0.1×180.552 ×0.5002 = 4.514 kN·m。其中，q-背楞的线荷载(kN/m)； l2-水平方向横撑间距(m)；最大受弯应力按以下计算公式计算： =M/W其中，M-背楞的最大弯矩(kN·m)； W-背楞的截面抵抗矩(mm3)；W = 100×1502/6 =.00(mm3)；=M/W= 4.514×106 /= 12.037 N/mm2。背楞的受弯应力计算值 =12.037 N/mm2 小于抗弯强度设计值 18N/mm2，满足要求！3、最大支座反力按以下公式计算： R =1.1×q×l2R =1.1×q×l2= 1.1×180.552×0.500 = 99.304 kN。五、横撑杆计算:横撑杆为承受支座反力的中心受压杆件，可按以下公式验算其稳定性。fc=R/(A×)fc其中，fc-横撑杆抗压强度（N/mm2）； fc-横撑杆抗压强度设计值（N/mm2）； R-横撑杆承受的支点最大反力（kN）；R=99.304kN； -横撑杆的轴心受压稳定系数； = 0.125； -横撑杆的长细比=l0/i= 6080/23.100 = 263.203 ； l0-横撑杆的长度（mm）；l0= l-b1×2- h1×2=6700 - 150 ×2 - 160 ×2 = 6080 mm； i-横撑杆的回转半径（mm）；i = 23.100 mm； A-横撑杆的截面积（mm2）；A = 4200 mm2；得到： fc=99304/(4200×0.125) = 189.150 N/mm2。横撑杆的抗压强度计算值 : fc = 189.150 N/mm2 小于22a号工字钢抗压强度设计值205N/mm2，满足要求！