九亭站基坑开挖及支撑架设施工方案
一、编制依据
1、《上海轨道9号线一期工程施工图设计》。
2、《上海市轨道交通申松线(R4线一期) 工程详细勘察岩土工程勘察报告》。
3、《九亭站WE2、WE4地墙调整及处理会议纪要》。 4、适用于本工程的规范、规程、标准：
4.1、《上海地铁基坑工程施工规程》（SZ －08－2000）； 4.2、《地基基础设计规范》（DGJ08－11－1999）； 4.3、《基坑工程设计规范》（DGJ08－61－97）； 4.4、《地下铁道施工及验收规范》（GB50299-1999）； 4.5、《地下工程施工及验收规范》（GBJ208-83）； 4.6、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）； 4.7、《施工现场安全生产保障体系》（DBJ08-903-98）； 4.8、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）；
以及与本工程有关的国家、部及上海市技术标准、法规文件等与本工程相关的规范、规程及法规等。
5、我单位现有技术水平，多年从事铁路、地铁、城市轨道交通及市政工程所积累的施工经验。 二、编制原则
1、严格按照设计图纸施工。
2、严格执行《上海地铁基坑工程施工规程》（SZ-08-2000）的各项标准。
3、充分研究现场施工环境，妥善处理施工组织与周边接口问题，使施工对周边环境的影响最小化。
4、在保证基坑安全、质量的情况下，用最短的时间完成基坑开挖，为主体结构施工创造良好的施工条件。 三、工程概况 3.1、设计概况
九亭站地处上海市松江区、闵行区交界的沪松公路中段附近，沪松公路路南、九新公路东侧，沿沪松公路呈东西走向。车站总长222.3m ，车站起始里程为DK18+631.239，终止里程为DK18+854.165（下行）、+854.225（上行）。
东端端头井为盾构始发井, 长24.8m ，宽32.9m ，基坑开挖深度15.052m ；端头井段基坑设四道钢管支撑，钢管直径为φ609，壁厚16mm 。
车站标准段长168.986m ，一般开挖宽度为18.45米，最大开挖宽度22.296m ，基坑开挖深度12.807m ，竖向设三道钢管支撑, 钢管直径为φ609、壁厚16mm ；在车站东部23～29轴间的扩大段设10根支撑立柱桩对钢管支撑起到竖向支撑约束作用。
在基坑内的转角部位设计钢筋砼薄板角撑。钢筋砼薄板厚300、500mm ，采用7φ14双层双向配筋, 均匀布置。
钢管支撑设计支撑轴力如下：
端头井：
第一道至第四道钢管支撑斜撑轴力分别为：1093KN 、1972KN 、2773KN 、2869KN 。
第一道至第四道钢管支撑横撑轴力分别为：773KN 、1395KN 、1961KN 、2029KN 。
标准段：
第一道至第三道钢管支撑横撑轴力分别为：567KN 、1621KN 、1573KN 。 第一道至第三道钢管支撑斜撑轴力分别为：801KN 、2293KN 、2140KN 。 车站主体结构基坑开挖土方总量为61775m 3，支撑数量详见表3-1：
表3-1 支 撑 数 量 汇 总 表
3.2、工程地质
场地属滨海平原地貌。场地大部分位于万象汽车厂内，站东侧为民居。场地内地势较为平坦，标高一般为4.02～5.63m 。
本场地自地表至55.0m 深度范围内所揭露的土层均为第四纪松散沉积物，按其成因可分为8层，其中第②、⑤、⑦、⑧层按其土性及土色差异又可分为若干亚层，与本工程有关的土层自上而下依次为：
①-1层，人工填土。层厚0.5～2.0m, 土质松散, 主要由水泥地坪、碎砖、煤屑组成，成份较复杂。
①-2层，灰色素填土。层厚0.7～1.5m, 含少量有机质和杂质，底部夹
0.2～0.3m 浜底淤泥。
②-1层，褐黄-灰黄色粉质粘土。层厚1.7～2.3m, 局部缺失，土质尚均，含铁锰质结核，湿，可塑，在基地东北角出露。
②-2层，褐黄-灰黄色砂质粉土。层厚0.6～2.8m, 局部缺失，土质尚均，饱和，稍密，含铁锰质结核。
②-3层，灰色粉质粘土。层厚2.1～3.4m, 局部缺失，土质尚均，饱和，稍密，加有薄层粉性土。
③-1层，灰色淤泥质粉质粘土。层厚3.0～6.0m, 土质尚均，含有少量粉性颗粒，软塑～流塑状，高等压缩性，强度较低。
⑤1a 层，灰色粘土。层厚4.0～9.0m, 土质较均。层中夹少量有机质、贝壳屑。很湿、软塑～流塑，具高等压缩性。
⑤1b 层，灰色粉质粘土。层厚3.7～9.1m, 土质尚均，夹少量姜结块，软塑～可塑，中等～高等压塑性。
⑥层，暗绿、草黄色粉质粘土。层厚2.7～3.4m, 土质尚均，含少量铁锰结核，状态硬塑，强度较高。
⑦-1层草黄色砂质粉土。层厚5.3～7.0m, 均有分布，湿，中密，土质不均，含云母、石英等矿物质，夹少量粘土片局部夹粉砂，中压塑性。
⑦-1夹层草黄色粉质粘土。层厚1.0～2.8m, 湿，可塑，土质不均，含粉性颗粒较多处呈粉质粘土状。
⑦-2层草黄色灰色粉砂。层厚6.5～12.4m, 均有分布，饱和，密实，土质尚均，含云母，中压塑性。 3.3水文概况
（1）、潜水
本场地浅部地下水属潜水类型，主要补给来源为大气降水，水位随季节而变化。根据上海市对地下水位长期观察资料：年平均地下水位一般在0.5～0.7m 。
（2）、微承压水及承压水
本场区浅部第②2层、第②3层中地下水属微承压水，下部第⑦1层属承压水。根据上海市已有资料，微承压水及承压水的水头，均低于潜水水
位，年呈周期性变化，水头埋深一般为3.0-11.0。微承压水含水层呈带状不连续分布，局部地区与潜水层连通。
（3）、地下水对混凝土无腐蚀性。
（4）、埋深在4.0m 范围内的地下水温度主要受气温影响，夏季较高，冬季较低，4.0m 以下的地下水温度较为稳定，一般为16.0～18.0℃。
（5）、本场区内粘性土渗透性一般较弱，渗透系数在5.0×10-6～2.0×10-7cm/s之间；而粉性土和砂土渗透性较大，渗透系数可达2.0×10-4～5.0×10-4cm/s。一般情况下，土层水平向渗透系数大于垂直向渗透系数，场区内填土、耕土渗透性强，视为透水层。 3.4工程地质评价
第③-1层为淤泥质粘土地层属低渗透性、高含水量、高压缩性、低强度、高灵敏度软土，具有明显的触变及流变特性。
五、施工总体布署
5.1、原则
1、为了满足2004年4月30日端头井盾构下井的要求，基坑开挖突出以“盾构井”施工为重点，兼顾标准段基坑开挖的顺利衔接。
2、根据本工程节点工期的要求，结合场地的交通组织和施工场地布置情况，采取分坑分段流水平行作业。
3、根据“时空效应”的原理选择恰当的基坑开挖设备和和制定科学合理的开挖方法及施工措施，确保基坑开挖过程中基坑稳定与安全以及周边环境的安全。
施工原则：在基坑围护结构达到设计强度，降水后水位达到基坑开挖面以下2米后，基坑方可按照施工设计开挖，在开挖过程中，掌握好 “分
层、分步、对称、平衡、限时”五要点，遵循“竖向分层、纵向分段、平面分块”的施工原则。 5.2、施工总体安排
本车站基坑开挖总体上按2个坑的原则组织施工，即在车站的17轴处设1组加强Φ320mm 深井井点，使17轴以东（简称1#坑）、以西（简称2#坑）形成2个独立坑，先行1#坑开挖，随着2#基坑围护结构的逐步完成，及时进行2#坑的开挖，形成东西两端分两个工作面分段开挖，并逐步向中间合拢，其中1#施工顺序以26轴为界向东、向西同时组织施工。
在东端的7、8区域地下连续墙施工完成，并向6区施工至17轴以西5.5m, 进行基坑开挖前的各项准备工作。基坑土方开挖紧接在已封闭段的圈梁施工、基坑降水等工序完成后进行。基坑开挖采取纵向分段、平面分块、竖向分层放坡开挖, 纵向放坡坡比不大于1:3。
随着基坑土方逐渐下挖，及时安装钢管支撑，标准段（1-23轴）基坑横、斜撑及端头井斜撑采用50T 履带吊整体吊装到位，端头井段及标准段（23轴以东）横撑分2段由50T 履带吊吊装到位，安装完毕按照设计及时施加预应力。 5.2.1基坑开挖分段
根据车站主体结构诱导缝的具体位置并结合施工要求，将基坑开挖共分为10个开挖段，由东向西依次编为1～10，开挖顺序为：东工作面从第1段向第5段方向开挖、西工作面从第10段向第5段方向开挖，两个工作面逐步向中间合拢。每个开挖段中根据连续墙幅宽设置施工小段，作到每
次安装2根支撑。基坑开挖分段详见附图《九亭站基坑分段、分层开挖平剖面图》。
5.2.2基坑开挖施工流程
基坑开挖施工流程见《图5-1基坑开挖施工工艺流程框图》。
说明：端头井分5层进行土方开挖，标准段分4层进行土方开挖。
5.2.3施工机械设备配置
因车站端头井为盾构始发井，且节点工期要求紧，为保证盾构机械设备能按期下井，在基坑开挖的前期过程中拟投入2套土方开挖设备，全部用于1#坑的施工。以26轴为界向东西两侧同步进行，随着1#坑开挖任务完成，及时将土方开挖设备转入2#坑西端进行基坑开挖作业。主要机械设备详见表5-1《基坑开挖阶段主要施工机械配备表》。
表5-1基坑开挖阶段主要施工机械配备表
5.2.4管理组织机构及劳动力配置
1、根据本工程的特点和我公司的管理体系，拟在本工程基坑开挖施工中设置管理组织机构。见下图5-2《组织管理机构框图》
2、劳动力配置
根据总体施工进度要求和拟投入的开挖机械设备，在施工期间拟配备足够管理和生产人员，具体配备如下：
生产及技术管理人员：25人 吊车司机：4人 挖掘机驾驶人员：12人 土方车驾驶人员：15人
机修、电工：10人 支撑安装辅助工：20人
吊机、挖土的地面指挥：4人 电焊工：10人 起吊工：12人 保洁工：15人 其他作业人员：30人 5.2．5施工进度
根据本工程所投入的机械设备的机况与性能，计划开挖进度指标为：第一层土方开挖：800～1100m 3/天，第二层土开挖：600～1100m 3/天，第三、四、五层土方开挖：300～600m 3/天，支撑安装按正常速度为：4～8根/天。
基坑土方开挖施工详见《九亭站基坑土方开挖施工进度横道图》。每个开挖段按正常情况的施工进度见图5-3《施工形象进度计划表》。
端头井基坑开挖施工进度计划表 图5-3-1
说明：本计划按正常状态编制，施工中根据实际情况具体调整。
标准段基坑开挖施工进度计划表 图5-3-2
说明：本计划按正常状态编制，施工中根据实际情况具体调整。
六、主要施工方法及技术措施
6.1、土方开挖与支撑
6.1.1土方开挖与支撑施工的指导原则
土方开挖与支撑安装关系密切，合理的基坑开挖与支护方案是保证基坑稳定和达到控制变形要求的最根本保证。
（1）土方开挖和支撑架设方案必须根据基坑周边环境允许的变形限度来制定。
（2）必须根据“时空效应”的原理来确定基坑开挖与支撑架设采用分层、分步、对称、平衡、随挖随撑的施工方案，尽可能减少开挖过程中土体扰动的范围以及围护墙体无支撑暴露的时间。
6.1.2土方开挖
6.1.2.1开挖准备
（1）地墙砼龄期达到14天后，及时进行墙趾注浆。
（2）凿除地下墙墙顶泛浆砼，制作墙顶圈梁，将地下墙连接为整体，圈梁强度原则上达到设计强度的50%。
（3）配备性能和机况良好的开挖机械设备，根据施工图纸和施工计划的总体安排准备足够的符合要求的钢管支撑，检查各种抽排水设备确保使用时性能正常，备足基坑开挖过程中可能性出现突发事件的应急材料物资。
（4）基坑土体加固完成。
（5）预降水：基坑水位降至计划开挖面以下2m, 即可进行该层土方开挖。
（6）Φ609钢管按照交底进行配管、拼装并进行编号。
（7）油压千斤顶标定及相关操作人员培训工作完成。
6.1.2.2基坑开挖
（1）开挖单元划分
按照“时空效应”原理进行开挖单元划分：
①竖向分层
根据基坑竖向支撑的道数确定基坑开挖层数，本车站基坑的端头井共计四道支撑分五层开挖，标准段三道支撑分四层开挖，分层原则为每道支撑底标高下20cm 。各层土体开挖高度见下表6-1《各土层土方开挖高度表》。
表6-1 各土层土方开挖高度表
②纵向每单元开挖长度
根据投入开挖设备的生产能力、开挖条件以及基坑的开挖宽度、地下连续墙的分幅位置和每层开挖的高度确定每单元的开挖长度，第1-4层（端头井5层）土方开挖长度控制在5-6m ，保证每幅小段开挖安装2根钢支撑。
（2）开挖方法
分层挖土时，逐层挖至设计标高，随后及时进行支撑作业。每单元小段开挖时间控制在16h 内，钢管支撑在8h 内安装完成并施加预应力, 从开挖土体到支撑施工完毕总时间不超过24小时。
标准段土方开挖及支撑吊装
① 第一层土体开挖采用2台0.8m 3反铲挖机，挖至第一道支撑上面0.2m 处，支撑部位开槽架设支撑，挖出的土方直接装车运至弃土场。第一层土每小段开挖长度5～6m （以南北侧对应单幅地下墙宽度为范围线），挖土时先挖中间后挖两侧，两侧预留3.0～5.0m 土堤，临时横向坡比1:1～
1.5。详见《九亭站标准段基坑土方分层开挖示意图》。每小段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
② 第二层土方开挖采用1台臂长19m 的长臂反铲直接在支撑的空隙间挖土，挖至第2道支撑底部标高处；对第一道支撑钢管下方的土体，采用一台PC-100的反铲挖掘机（用50T 履带吊放到基坑内）配合翻土；对边角位置的零星土方由人工配合清理。挖出的土方直接装车运至弃土场。此层每小段开挖长度5～6m ，挖土时先挖中间后挖两侧，两侧预留3.0～5m 土
堤，临时横向坡度1:1～1.5，由于本层土层较厚，分2层挖完，第1层厚2.0m, 第2层厚2.5m, 详见《九亭站标准段基坑土方分层开挖示意图》。每小段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
③ 第三层土方开挖采用基坑内配1台ZX460型(0.25m3) 小反铲翻挖，19m 长臂反铲直接挖土，挖出的土方直接装车运至弃土场，靠地下墙边和局部地方采用人工修整捡平。此层每小段开挖长度5～6m ，挖土时先挖中间后挖两侧，两侧预留3.0～5m 土堤，横向坡度1:1～1.5。详见《九亭站标准段基坑土方分层开挖示意图》 。每小段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
④ 第四层土体开挖方法同第三层，该挖土至基底标高上30cm 。以下由人工配合反铲挖方，此过程严禁超挖。
区间侧标准段土方开挖及支撑吊装
① 第一层土体开挖采用2台0.8m 3反铲挖机，挖至第一道支撑上面0.2m 处，支撑部位开槽架设支撑，挖出的土方直接装车运至弃土场。
挖土顺序为:先撑好靠区间端的2根直撑(WN1、WS2幅地墙) ，然后开挖西南、西北角2根大撑部位的土方并架设支撑，使区间端基坑整个受力体系基本建立，然后挖除中间部位及西南、西北角小撑部位的土方。单位区域土方开挖原则上先挖中间后挖两侧，详见《九亭站区间侧标准段基坑土方分层开挖示意图》。每区段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
② 第二层土方开挖采用1台臂长19m 的长臂反铲直接在支撑的空隙间挖土；挖至第2道支撑底部标高处，对第一道支撑钢管下方的土体，采用
一台PC-100的反铲挖掘机（用50T 履带吊放到基坑内）配合翻土；对边角位置的零星土方由人工配合清理。挖出的土方直接装车运至弃土场。
挖土顺序为:先撑好靠区间端的2根直撑(WN1、WS2幅地墙) ，然后开挖中间部位土方，然后开挖西南、西北角2根大撑部位的土方并架设支撑，最后挖除西南、西北角小撑部位的土方。单位区域土方开挖原则：先挖中间后挖两侧，详见《九亭站区间侧标准段基坑土方分层开挖示意图》。每区段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
③ 第三层土方开挖采用基坑内配1台ZX460型(0.25m3) 小反铲翻挖，19m 长臂反铲直接挖土，挖出的土方直接装车运至弃土场，靠地下墙边和局部地方采用人工修整捡平。
挖土顺序同上。每区段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
④ 第四层土体开挖方法同第三层，挖土至基底标高上30cm 。以下由人工配合反铲挖方，此过程严禁超挖。
端头井段土方开挖及支撑吊装
① 第一层土体采用2台0.8 m3反铲挖掘机开挖(边角采用人工配合) ，挖至直撑顶标高上0.4m 的位置，开槽支撑，挖出的土方直接装车运至弃土场。
挖土顺序为：先挖直撑部位土方（顺序：先WN34、WS34直撑、后
WN36、WS35直撑），然后依次挖除WN35处斜撑，东南角、东北角2根大撑部位的土方并架设钢支撑，使端头井处基坑整个受力体系基本建立，最后挖除中间部位及东南角、东北角小撑部位的土方并架设支撑。每区段土方
开挖原则上先中间后两侧，挖土顺序详见《九亭站端头井段基坑土方分层开挖示意图》。每区段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
②第二层土方开挖采用1台臂长19m 的长臂反铲直接在支撑的空隙间挖土；对钢管下方的土体，采用一台PC-100的反铲挖掘机（用50T 履带吊放到基坑内）配合翻土；对边角位置的零星土方由人工配合清理。挖出的土方直接装车运至弃土场。
挖土顺序为：先挖直撑部位土方（顺序：先WN34、WS34幅直撑、后WN36、WS35幅直撑），然后依次挖除WN35处斜撑及中间部位土方，紧后开挖东南角、东北角2根大撑部位的土方并架设钢支撑，使端头井处基坑整个受力体系基本建立，最后挖除东南角、东北角小撑部位的土方并架设支撑。每区段土方开挖原则上先中间后两侧，挖土顺序详见《九亭站端头井段基坑土方分层开挖示意图》。每区段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
③ 第三层土方开挖：坑外为19m 长臂反铲直接挖土，基坑内配1台PC-100反铲挖机和1台ZX460型(0.25m3) 小反铲翻挖，靠斜撑位置和地下墙边采用人工修整捡平，挖出的土方直接装车运至弃土场。
挖土顺序同上。每区段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
④ 第四层土方开挖：坑外为19m 长臂反铲直接挖土，基坑内配1台ZX460型(0.25m3) 小反铲翻挖。靠斜撑位置和地下墙边采用人工修整捡平，挖出的土方直接装车运至弃土场。
挖土顺序同上。每区段开挖时间控制在16h 内，随即在8h 内安装2根钢支撑预加好轴力。
⑤ 第五层土方开挖方法同“④”。土方开挖至离设计坑底标高30cm 处时，采用人工配合挖机挖土，局部凹坑填中砂，严禁超挖。基坑挖至设计基坑后，及时浇注垫层封闭基底。
每个开挖单元的土方开挖一般按先挖中间，后挖两边的土体，尽量减少地墙的水平位移。
6.2、钢支撑安装施工
本车站主体结构基坑的支撑主要由钢管支撑、钢筋砼薄板组成。另在23～29轴钢管支撑中部加设格构柱竖向支撑。
钢管支撑采用直径为φ609mm （δ=16mm）, 支撑形式分别采用横撑和斜撑两种。
三角形钢筋砼薄板角撑设置在基坑内部地下墙转角处，钢筋砼薄板厚300、500 mm，采用φ14双层双向配筋, 均匀布置。
6.2.1支撑安装施工
（1）钢管支撑安装
支撑安装前先根据土方开挖的生产能力和进度配齐所需的支撑和垫块，钢管支撑先在地面上进行预拼，检查钢管支撑的平直度和有无变形情况，检查支撑安装所需的吊装设备、焊接设备以及施加预应轴力所需的组合千斤顶等设备的完好性，确保支撑安装作业能正常连续进行。考虑到主
体结构的施工，在部分钢支撑端头设置接头箱，各钢支撑接头箱的形式见表6-2。
表6-2 九亭站支撑接头箱形式一览表
H 型钢规格为：400×400×13×20mm 。
（2）钢管支撑安装工艺流程
见图6-1《钢管支撑安装工艺流程框图》
图6-1钢支撑安装工艺流程框图
（3）钢支撑安装施工技术措施
①测量放线
基坑开挖到支撑设计底标高位置后，根据整个车站的控制轴线和水准点，准确定位钢支撑的轴线和标高位置。将支撑位置处的地下连续墙砼进行凿毛找平并丈量支撑两端的实际净距离。
②横撑安装
标准段及端头井段最下一道横撑，安装前先凿出支撑端头下端地下连续墙的主筋，焊接两块δ=10mm的钢板牛腿（200×200mm 三角形钢板）用以支托钢支撑。底板混凝土达到设计强度的70%后，即可将此道支撑拆除。
标准段第一、二道及端头井段的第一、二道横撑的设置考虑到以后主体结构施工的需要，采用在预埋钢板上焊接钢管接头箱，φ609钢管支撑在钢管接头箱上。采用钢管接头箱的优点是可在侧墙施工完毕并达到设计强度后再拆除钢管支撑，这样可缩短工期，对主体结构基本没影响。钢管接头箱采用φ325mm 、壁厚7mm 的钢管，管中填充C40抗渗微膨胀混凝土，管外焊接一环5cm 高、4mm 厚的止水钢片。详细构造见图6-2《钢管接头箱示意图》。
图6-2 钢管接头箱示意图
端头井段的第三道横撑的安装方法同斜撑，详见斜撑的安装方法。
钢管支撑先在地面上按实测基坑的宽度进行预拼装，每根支撑的一端接一根长1.55m 的活动端头（其调整量不得大于20cm ），拼装好后放在坚实的地坪上用麻线两端拉直钢卷尺丈量或用水准仪测量检查支撑管的平直度，并检查支撑管接头连接是否紧密、支撑管有无破损或变形、支撑两个端头是否平整，经检查合格后用红油漆在支撑上编号，标明支撑的长度、安装的具体位置。
检查合格的支撑用50T 吊机整体吊到位（对于23～29轴的钢支撑，由于基坑宽度大，将支撑拆成两节分两次吊装到支撑立柱连系梁上再拼接成整根），支撑吊装采用两点起吊，在支撑吊装过程中必须保持钢支撑平稳，不得碰撞钢支撑，确保支撑无变形。
钢管支撑吊装到位后，先不松开吊钩，将支撑两端放在钢牛腿上，用人工辅助将支撑调整到设计位置后再将支撑临时固定，对因地下连续墙施工误差造成支撑的端头不能与墙面紧密接触处，必须在墙面与支撑端头之间加设钢板垫块，以确保支撑轴向受力。基坑内安装支撑时其两端支撑中心线的偏心度必须控制在2cm 之内。
支撑临时固定后，再将2台200T 液压千斤顶吊放入活络头子顶压位置，两台液压千斤顶安放位置必须对称平行，施加预应轴力时应注意保持两个千斤顶对称同步进行，当预加轴力达到设计值后在活络头子中锲紧钢垫块（钢垫块采用3cm 厚的钢板），固定牢固，然后回油松开千斤顶解开钢丝绳完成该根支撑的安装。施加预应轴力时应逐级匀速增加并作好记录备查。各道支撑施加预应力值见下表：
表6-3 各道支撑施加设计轴力表
直撑吊装及施加预应轴力图
6-4:
图6-4直撑吊装及预加轴力示意图（无接头箱）
③斜撑安装
斜撑与围护结构有一定的夹角，支撑头不能直接顶在地下墙上，同时支撑轴力将在纵向和横向产生分力，因此在地下连续墙施工时先在地下连续墙的钢筋笼对应斜撑位置上预埋钢板，并根据设计支撑轴力的大小在预埋钢板上加焊锚固钢筋，预埋钢板的尺寸及锚固筋大小及位置见图6-5《预埋钢板示意图》。
1
平面图
φ28螺纹钢，锚固长度为40cm；
δ=18mm。
4、锚固钢筋与钢板焊接方式为穿孔塞焊。1-1剖面
图6-5 斜撑预埋钢板构造图1
基坑开挖前根据支撑管与地下墙的夹角加工斜撑接头箱，接头箱的结构及加工详见图6-6《H 型钢接头箱结构示意图》，基坑开挖至支撑设计标高和轴线位置后凿除预埋的钢板再将接头箱焊接在预埋钢板上，对因地下连续墙施工误差造成预埋钢板的位置左右或上下移位，应根据支撑的具体位置将预埋钢加宽或加高。支撑吊装及预应力施加作业同直支撑施工。
图6-6 H型钢接头箱结构示意图
④竖向支撑
在车站纵向23～29轴间由于基坑开挖宽度最大达31.3m ，由于支撑的
长细比较大，其自身扰度变形相对较大，为保证支撑的刚度和基坑开挖施
工的安全在这段基坑中间设计一排竖向支撑。竖向支撑采用Φ800钻孔桩基型钢接头箱示意图
随着基坑开挖逐步向下深入，基坑回弹量会逐渐增大，基底回弹会使支撑立柱上抬，从而对钢支撑产生一个向上的作用力，为防止支撑弯曲应力过大导致钢支撑产生较大变形、脱落等危险，支撑与纵向联系梁之间预留一定的间隙并用木楔楔紧，随开挖的进行，逐渐向外退出木楔，减小支撑由于立柱上抬产生的应力。
（4）钢筋砼薄板角撑
钢筋砼薄板支撑处的土体开挖至薄板底下5cm ，经人工整平，局部凹处用砂子填平后铺木板作底模、绑扎钢筋、人工浇注砼。施工前先凿除支撑位置的地下墙的钢筋，将支撑的钢筋焊接在地下墙的主筋上。角撑砼强度达到设计强度的70%方可下挖。
（5）内支撑体系安装施工要点
①根据各道支撑的设计轴力施加预应轴力，第一道支撑的预加轴力值为设计轴力的60%，第二、三、四道支撑预加轴力值为设计轴力的84%。
②每次钢管支撑安装时，在同一幅地下墙上不得单根安装钢支撑，必须同时施工至少两根钢支撑。防止钢支撑预加轴力后钢支撑失稳，导致不可预见的后果。
③钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时应分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。
④随着基坑开挖逐渐向下延深以及受下道支撑施加轴力的影响，上道支撑的应力可能会减小，所以必须根据监测提供的压力值和现场的实际情况及时进行复顶，直到达到设计要求。
⑤所有需电焊的部位均应保证焊接的质量，达到设计强度要求。
⑥钢管支撑安装的允许偏差应满足表6-4《钢管支撑安装允许偏差表》的规定。
⑦两节φ609钢管间连接螺栓须正反错开安装。
表6-4 钢管支撑安装允许偏差表
注：L 为支撑长度，H 为基坑开挖深度
（6）内支撑体系的拆除
支撑体系拆除的过程是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。
主体结构底板混凝土达到设计强度的70%后，即可拆除标准段和端头井段最下一道钢支撑，此道钢支撑拆除后才能施工剩余部分侧墙。其余几道刚支撑在侧墙施工完毕并且达到设计强度后进行拆除。
支撑体系的拆除应特别注意以下两点：
① 拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。 ② 利用主体结构换撑时，主体结构的楼板或底板混凝土强度应达到规定的强度。
（7）支撑保护
① 基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，特别是竖向支撑，以防支撑失稳，造成事故。
②反铲吊放前，在吊放位置紧贴φ609钢管竖向每侧设3根10#槽钢，槽钢起导向作用。
③施工时加强监测，对基坑回弹导致支撑竖向挠曲变形在接近允许值时，必须及时松弛横梁、释放竖向应力，保证钢支撑受力稳定。
④为了防止钢管支撑滑落，在每道钢管支撑端部上1m 位置，凿除地下墙主筋，并焊接“U ”筋，用于拉紧钢管支撑。
6.2.3主要施工技术措施
（1）总体措施
① 完善、强化管理体系，明确各部门各自职责，在施工过程中分工协作，做到工程关键点及重要部位都有专人具体负责，其他人员发现问题及时补位。
② 主要工序实行事前技术交底，建立事先控制、中途检查、事后验收制度。
③ 施工中若出现有关技术问题必须会同设计方、建设方、监理等有关人员共同协商解决，并及时办理技术核定与会签手续。
④ 严格执行自检、互检、专检的“三检”制度，对重要部位设质量控制点，上道工序未经检验合格，下道工序不得施工。
（2）保证质量技术措施
① 加强降水管理工作，为保证深井泵工作状态良好，每口井上均安装真空压力表一口，用以观察井管负压情况，工作水箱出水口安装水表，记录每个时段的抽水量。在开挖过程中定时检查井点降水深度。
② 为确保降水设备能够连续正常运转，在施工现场配三至四台55KW 离心泵作备用。
③ 土方开挖后暴露出的深井管应及时与邻近的支撑连接，防止井管扭曲或拆断。
④ 土方开挖与钢支撑安装密切相关，施工中必须遵循“边挖边撑”的原则，如支撑缺少安装条件，则挖土施工进度相应暂缓，不得盲目抢进度造成与支撑安装脱节。
⑤ 第一层土方开挖沿纵向长度一次不得超过6m ，一但挖出工作面应立即安装支撑，当支撑预应力施加完成后才能继续沿纵向开挖。
⑥ 在每个单元的土方开挖和支撑安装时必须连续，因故中间需停下时，必须按要求进行放坡和护坡，并派专人进行现场观察。
⑦ 分层开挖放坡的坡度：能够连续进行作业的，临时坡比控制在1：1～1.5，因故中间需停置一段时间才能继续开挖施工的坡比不大于1：
2.5，每层放坡均以台阶错开，错台宽度按地墙分幅宽度进行控制。
（3）基坑防排水措施
① 基坑开挖前，先对基坑周边的排水系统进行清理，并配备足量的抽水设备，确保基坑四周排水畅通。
② 基坑开挖前沿地墙顶圈梁顶面上用砼浇注30cm 高，15-20cm 宽的围埝，用以阻挡地面积水或施工用水进入基坑。
③ 在基坑开挖过程中，每层土方挖完后应及时在坡顶或坡脚设置排水沟或集水井，用以截挡地表水，防止边坡失稳。集水井的位置应远离围护墙内边至少4m 的距离。
④ 在开挖过程中坡面防护措施：对一般土质或边坡停置的时间不长，采用让水直接流入排水沟或在坡面上覆盖彩条布；对于砂层或夹砂层的土质边坡，且边坡停置的时间也相对较长，则采用挂网抹面法，即在坡面上铺铅丝网，用长1m 的钢筋锲入坡面固定钢丝网，再在铅丝网上抹一层5cm 厚的M5标号水泥砂浆。
⑤ 在开挖过程中地下连续墙出现渗漏的处理措施：
A 对于墙面一般浸湿或渗漏，先清理墙面上的泥皮或浮浆，再用双快水泥进行抹面封堵。
B 对于一般滴漏，采用先导后堵，即在滴漏处先进行凿毛清理，埋入塑料导管用双快水泥封闭，让水从塑料导管流出，待双快水泥达到强度后在导管中注入水泥、水玻璃浆液封闭。对于地下墙接缝处可能存在的严重漏水处，则根据实际情况在地下墙外侧进行注浆处理。
七、基坑周围管线保护
7.1管线概况
根据现有业主提供的资料及现场踏勘表明，沿线区域内主要有上水管、煤气管、电力管、通讯管、电信管、排水管等。主要情况如下：
7.1.1沿沪松公路由东向西 (由南向北进行介绍) 有地下管线为：中国联通沪穗12孔电话线，其中含光缆5根，埋深1.15米；6孔预埋电话电缆两根，埋深1.0米。
7.1.2横泾河西岸沿横泾河地下管线分布情况： 200mm 煤气管，埋深
1.2米；1孔电力电缆1根，埋深2.0米, 横穿基坑西端2m 位置高压电缆一条。
7.2管线措施
7.2.1针对各条管线制定详细而切实可行的管线保护措施，对重要管线在施工前埋设位移、沉降监测点，在施工过程中随时掌握管线的沉降、位移情况。根据管线的监测信息及时指导管线保护工作。
7.2.2施工时专人现场看护，以防施工过程中受到碰伤或损坏管线。
7.2.3维护好基坑的支撑稳定，严格控制基坑顺向管线变形，如有必要对管线进行加固措施。
7.2.4组织上成立管线调查及保护小组，由主抓生产的副经理任组长、随时掌握施工现场的管线保护工作。
八、施工监测
监测贯穿本工程，根据“二十三条”规定，实行信息化施工。本基坑为二级基坑, 地面最大沉降量≤0.2H, 地下连续墙最大水平位移≤0.3%H。 具体见《施工监测方案》。
九、安全施工保证措施
为确保土方开挖施工的安全、顺利，基坑开挖严格按照“时空效应”理论，采用分层分段挖土。具体采取施工技术措施如下：
1、土方开挖到各层钢管支撑底部时，及时施作钢管支撑。
2、土方开挖过程中及时封堵地下墙接缝或墙体上的渗漏点，并注意保护坑内降水井，确保降水、排水系统的正常运转。
3、基坑开挖过程中严禁超挖，坑底保留300mm 厚土层，由人工清挖，以免扰动土体；基坑纵向放坡不得大于安全坡度，对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用钢丝网水泥喷浆等坡面保护措施，严防纵向滑坡。
4、基坑开挖后及时设置坑内排水沟和集水井，防止坑底集水。开挖至标高后立即进行基底检查，及时进行封底垫层施工。
5、确保施工机械在安全区域作业，设专人修整运输便道，保证运输安全、提高效率。
6、机械开挖的同时辅以人工配合，特别是基底以上30cm 的土层采用人工开挖，以减少超挖、保持坑底土体的原状结构。
7、加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。
8、基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，特别是竖向支撑，以防支撑失稳，造成事故。
9、施工时加强监测，对基坑回弹导致支撑竖向挠曲变形在接近允许值时，必须及时松弛横梁、释放竖向应力，保证钢支撑受力稳定。 十十、、文文明明施施工工保保证证措措施施
1、上下基坑作业均设人员上下的有防滑设施的登高设施，并保持清洁；
2、认真作好施工便道及硬化场地的养护管理和施工场地保洁工作；
3、建筑材料按区域分类堆放整齐，生产区与生活办公区分隔，场容场貌整洁、有序、文明。
4、施工现场设置以明沟、集水池为主的临时排水系统，施工污水经明沟引流、集水池沉淀过滤后，间接排入下水道，同时，落实“防台”、“防汛”和“雨季防涝措施”，配备三防器材和值班人员，做好“三防”工作。
5、运土车辆进出施工场地要冲洗干净，泥土不得散落在城市道路上。夜间运土禁止鸣喇叭。
十一、质量保证措施
1、严格按照监理工程师批复的方案进行交底和施工。
2、工程实施前，对参与本工程施工的现场的施工技术人员、作业队长、班组长直至班组每一位进行技术交底和质量交底，明确各级质检员的职责，协力抓好本工程的施工质量。
3、积极开展“QC 小组”活动，把施工重点、难点和特殊点列为“QC 小组”活动课题或技术攻关项目，发动全体职工集思广益，把好各道工序的质量关，达到设计图纸、技术文件和验收规范规定的技术要求和质量标准。
4、技术资料管理归档必须做到及时、齐全、正确、规范。
十二、基坑开挖应急预案
12.1、基坑工程事故的预防与对策
预防和防止基坑工程事故的发生，首先要抓事故苗头的出现。在施工过程中除了加强监测外，还要加强现场巡视肉眼观察。因此在基坑开挖前应预先确定事故苗头的监控标准，除了必要的理论计算和仪器监测外，在施工全过程中，经常进行现场巡查：如基坑开挖过程中位于场内的地表与坡顶有无出现裂缝；临近地面或建筑有无沉陷裂损；坑底土有否回弹隆起；坑壁坑底有无渗漏、涌流、流砂等。 12.1.1、事故苗头的预防与应急措施
杜绝事故关键在于做好预防，一旦出现事故苗头，应立即采取应急措施，阻止事故的发展扩大。
(1)、围护结构过大的内倾位移
首先应采取坡顶卸载的办法，如在围护结构后适当挖土卸载或人工降水坑内围护结构前堆筑砂石袋；或增设钢内支撑或增加坑内混凝土垫层的厚度，或设置配筋混凝土垫层等方法来增大被动土压力。
土方开挖分层与开挖顺序要合理严禁超挖；要做好防水、降水、排水，尽量避开在在不利的季节施工（如雨季、汛期、台风等）；不能在基坑顶周围搭设临时建筑物、库房，不得停放大型的施工机械和车辆，严禁超载堆土、堆材料。
（2）、内撑失稳，围护结构向内凸出
首先应在坡顶卸载，坑内停止一切作业，在坑内增设支撑、锚杆。 （3）、边坡失稳
基坑开挖后，如果边坡土体中的剪应力大于土的抗剪强度，则边坡就会滑动失稳。凡影响土体剪应力和土体抗剪强度的因素，皆影响土方边坡的稳定。一般来讲，一旦土方边坡出现失稳的苗头，首先在可能的条件下，应尽快降低坑外地下水位，进行坡顶卸载，进行未滑坡区段的监测和保护，严防事故的继续扩大；其次在坡脚堆筑砂石袋，或在未滑部位施打钢板桩、钢管、木桩等以挡土，并尽快灌注封底混凝土。
其预防措施首先是边坡严格按规定坡度放坡，做好降水、排水和边坡保护的设计和施工；其次在坑内和坡顶要做好排水沟、集水井，将渗透水、地面水、雨水排出场地外，防止浸泡基坑和边坡；接近边坡处的土方开挖速度要放慢，严禁坡脚掏土和超挖；要严格控制地面荷载，严禁在坡顶堆土，堆材料设备等。
（4）、基底窿起
采取分段开挖，分段施工垫层，土方挖到标高时应减少暴露时间，最好随即浇灌混凝土垫层，加快基坑底板的施工进度，防止坑内浸水。当发现由于基坑土回弹变形过大，将危及围护结构安全时，一方面应立即停止基坑内土方开挖，同时在坑底加压重材料（如堆砂袋），再在坑内加强深井降水减压，使土体失水固结。
（5）、渗流破坏
当不严重时，宜放慢开挖速度，使地下水平稳降落，水力坡度逐渐减少，直到接近或小于临界水力坡度；当出现较严重流砂时，应立即停止挖
土，同时应有针对性的采取应急措施进行处理（施工止水帷幕或加强井点降水）。
（6）、周围地面沉降
首先停止降水作业，然后在围护结构外围的适当位置实施压力注浆进行有效隔水，同时认真检查基坑钢支撑状况后，再继续进行基坑降水和下一步的土方开挖施工。
12.1.2、地面建筑物及管线破坏事故的预防与对策
引起地面建筑物及管线破坏的因素有两个，一是基坑降水引起的地面沉降；二是由于在基坑开挖过程中，由于围护结构失稳而导致的地面沉降。
1、加强环境监测工作，通过监测来指导施工
我们委托在上海地铁建设环境监测中有丰富监测经验的上海地勘院负责监测工作，通过系统的监测网来指导施工。 2、降水引起地面沉降的处理措施
降水引起的地面沉降主要采取压水回灌施工方法进行处理。 2.1降水引起的地面沉降的特点
（1）沉降发生在从地层中抽取一定量的地下水体之后；
（2）发生地面沉降的时间、范围和幅度，和水体压力减低的时间范围和幅度相对应。
2.2井点降水引起地面沉降的原因
地层中水体压力降低，引起地层压缩，从而出现地面沉降。其中降水影响土层中的饱和粘性土层的固结为地面沉降的主要原因，其次是砂层的压缩也有一定的影响。
2.3压水回灌处理地面沉降的作用机理
当在饱和粘性土弱透水层上下方的含水层降水时，水压力下降，但土层的总应力基本保持不变，此时，因孔隙水压力的降低，必然引起粒间有效应力的增加，从而造成土层压缩；含水砂层具有良好的透水性，其中有效应力的增加等于水压的降低，含水层一般可作为弹性体看待，若水压恢复，其压密大部分可以恢复。也就是说，地下水位每一有效降低，均会引起土层的压密固结作用，导致地面下沉，但当地下水位恢复到原有水位时，地面虽然不会产生相应的回升，但会停止或缓和地面的下沉。 2.4压水回灌施工方法
（1）沿保护区边缘设置回灌水系统（注水水泵，回灌井点，管路及一个贮水箱）。
（2）将抽水井点抽出的水通到贮水箱，再从贮水箱用压力泵压送到注水总管，多余的水另用沟管排出。
回灌井点的布管和抽水井点相似，滤水管长度通常为2.00～2.50m ，井管与井壁之间回填中粗砂作为过滤层。
（3） 在回灌保护区内设地下水位观测井, 连续记录地下水位变化。通过调节注水系统的压力使地下水位尽可能保持原始的天然水位。
12.1.3围护结构失稳引起地面沉降的预防措施
（1）严格贯彻分段开挖、开槽设支撑，“先撑后挖”的指导思想，支撑设置以后即时施加预加轴力，做到经常检查支撑工作状况，随时根据检查情况，实施逐渐、多次添加支撑轴力的措施，确保支撑对围护结构的顶撑作用；为了确保转角幅的稳定，转角幅的角撑必须先做；对于SMW 工法桩，支撑安装前先安装钢围囹，钢围囹与搅拌桩间的空隙采用高标号沙浆填实；为了加快钢支撑安装的进度，钢牛腿采用膨胀螺栓锚固。
（2）严格控制基坑开挖纵坡坡度，为了确保当土体小变形时，不会破坏钢支撑，要求钢支撑距离坡面不小于50cm ；
（3）加强地表水控制，完善地表和基坑内的排水系统，沿基坑边缘修筑排水明沟，确保排水通畅，同时，为了确保雨天时，雨水不会对坡面产生不利影响，对开挖基坑纵坡实施棚布覆盖，确保基坑纵坡稳定。
（4）为了保证格构柱的稳定，在实施基坑开挖过程中，格构柱位置必须保证位于纵坡平台上。
（5）在施工结构垫层时，为了确保能使结构垫层尽早发挥使之成为一板式支撑的设计意图，垫层采用C30混凝土，并适当掺加早强剂。 12.2、抢险物资准备
为了在基坑出现不良情况后，按照既定的抢险预案及时抢险处理，在基坑开挖之前，作好抢险设备及抢险物资的准备，抢险设备及抢险物资详见表12-1及表12-2。
表12-1抢险设备一览表
表12-2抢险物资一览表
中铁隧道集团有限公司
上海轨道交通9号线一期工程R404项目经理部 2004年1月