深沟槽专业方案.docx

目 录
一、编制依据 1
二、工程概况 1
2.1工程总体概况 1
2.3工程地质概况 1
2.4水文地质概况 2
2.5主要工程量及设计参数 3
三、主要施工方案 3
3.1施工准备 3
3.2施工工艺及方法 3
3.3稳坡定验算 6
3.4横板撑计算： 8
3.5沟槽降（排）水措施 11
3.6季节性施工措施 11
3.7成品保护 12
四、环境、职业健康安全管理措施 13
4.1环境管理措施 13
4.2职业健康安全管理措施 13
4.3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-）；
3、 《埋地聚乙烯排水管道工程技术规程》（CECS164：）；
4、 我企业编制《工程质量确保手册》、《质量体系程序文件》；
5、 现场踏勘资料及标前答疑；
6、 施工现场所取得相关资料；
二、工程概况
2.1工程总体概况
杭州路（广西路—上海路）施工在安徽省合肥市滨湖新区，建设内容包含：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。
排水工程包含雨水、污水系统，采取雨污分流排水系统，金斗路和杭州路交口西侧新建下穿通道。
雨、污水管采取大开挖埋设方法进行施工。管道采取钢带增强聚乙烯（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
排水工程设计范围和道路设计范围相同，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取北京坐标系，高程系统采取吴淞高程系。设计图中尺寸，除已注明者外，管径、井径以毫米计，其它以米计。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验井平面定位，除有定位坐标者外，依据管道中心线和道路中心线距离，并和道路中心线平行确定；检验井依据道路里程桩号确定。
2.3工程地质概况
拟建场地现况关键为市政道路，场地地形基础平坦，沿线工程地质条件很好。拟建场地地层关键为：
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；在现有道路地层其上部为现有道路0.2m沥青混凝土路面，0.2～1.2m为水泥稳定碎石及低剂量水稳层，1.2m以下关键地层为填土、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很好，遇膨胀土需对填料和路床采取对应处理方法。
2.4水文地质概况
拟建场地地下水关键为松散岩类孔隙水及孔隙裂隙水两种类型。
孔隙水：该含水岩组关键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0～10m，后者水位埋深1.9～2.9m，关键接收大气降水和河流补给，次为农业浇灌和部分地表水补给。关键以径流方法排泄，总体径流方向指向塘西河。
孔隙裂隙水：水位埋深15～20m，含水层关键为泥质砂岩、泥岩夹泥质砂岩，关键以间接接收大气降水补给。关键以径流方法排泄，总体径流方向指向塘西河。
保留现实状况管线保护方法：本工程施工开挖前首先对地下管线进行复测，并做好设计保留现实状况管线保护工作，管线施工前取得相关管线产权单位许可。排水管线施工必需确定设计管线能顺利接入现实状况管线或现实状况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觉现实状况管线立即接入对应系统，原现实状况支管均改接入新设计干管，使整个系统能正常运行。设计管线和现实状况管线交叉时注意现实状况管线保护，如遇特殊情况，立即和监理、设计单位联络，合理妥善处理。
检验井施工：全部检验井均按有地下水施工,检验井采取钢筋混凝土检验井；雨水管道覆土小于等于4米，污水管道覆土小于等于6米检验井施工，详见国家标准《排水检验井》(06MS)，超出此覆土范围根据水工结构超深井做法。井室壁外0.5米范围内，管顶至路床采取级配碎石分层回填，密实度要求同道路路基，并不得低于95%，每层厚度小于200mm。
在路面或人行道上检验井井顶标高以实际路面为准，和路面平接，许可偏差为±5mm，设置在绿化带上检验井其井顶标高应高出地面0.05米。全部检验井井盖采取带防盗合页重型球墨铸铁井盖，井盖和盖座间应采取减震消音方法，减小井盖震动，消除噪音。机动车道下全部检验井井圈均需加固，做法见水工施《沥青混凝土路面检验井井圈加固图》，技术指标符合《合肥市城镇检验井盖技术导则》要求。
管渠选材和接口：管径小于DN600，雨水口连接管D300管道采取承插口钢筋砼管（II级），其它雨、污水管道采取聚乙烯塑钢缠绕管，接口采取卡箍式弹性连接，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- 产品标准要求,环刚度要求≥12.5kN/m²，D大于600，管材符合国家标准GB/T11836-混凝土和钢筋混凝土排水管要求，采取橡胶圈接口；新建下穿通道采取钢筋混凝土箱涵。
2.5关键工程量及设计参数
雨水/污水工程关键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
m
2347
DN500~DN600，钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管，环刚度≥12.5kN/m²
2
混凝土管
m
5527
DN300-DN，钢筋混凝土承插管（II级）
3
箱涵
m
42
BXH=5500X3200钢筋混凝土箱涵
4
进出水口
处
8

5
检验井
座
80
矩形混凝土检验井
6
检验井
座
101
圆形混凝土检验井
7
污水工程
波纹管
m
4332
DN500，钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管，环刚度≥12.5kN/m²
8
检验井
座
170
圆形混凝土检验井
三、关键施工方案
3.1施工准备
依据现场情况合理确定施工人员及机械数量，项目部立即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）、沟槽开挖关键施工方法：
①清基：采取挖掘机配合推土机进行清表。
②轴线定位：采取全站仪定位后撒白灰线控制。依据各井点坐标采取全站仪进行正确定位放样。
③确定上口开挖线：依据地质勘探汇报对应井段土质类别，采取不一样放坡系数，结合开挖深度，计算出上口开挖线，再撒白灰线控制。
④确定沟槽底宽：参考标准图集04S516\ 04S520。
⑤确定沟槽开挖边坡：依据相关规范，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可扩大开挖范围，提前清理挖除至板土，再依据土质类别放坡。
⑥土方卸载：若施工场地许可，对于大于5m以上深沟槽，全部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出3m，人工开挖不超出2m，余下由挖掘机一次性挖到位（预留10~20cm由人工进行清底）。卸载范围：以机械开挖6m深Φ500PE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
⑦堆土方法及余方弃置：1）、上面有淤泥或局部软弱土层提前清理洁净后，由自卸车运至指定弃土场；2）、提前卸载合格土方用自卸车运至指定地点备用；2）、卸载后开挖出合格土方堆放在沟槽两侧，且距上口开挖线每边大于1m，留作沟槽回填所需。多出土方及不合格土方均外弃至指定地点。4）、堆土高度：土方平整、压实后以小于1.5m为宜。不能堆放土应随挖随运走。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：人工清底根据设计图纸和测量中线、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：
本标段全部能在开挖前提前进行土方卸载，均优异行卸载，卸载后一次性开挖深度不超出5m且土质类别是Ⅲ类土或Ⅳ类土，可不考虑沟槽支护，局部地段超出5m或受施工场地、周围建筑物影响不能提前卸载或土质较差Ⅰ、Ⅱ类土，必需进行沟槽支护。沟槽支护应依据沟槽土质、地下水位、开槽深度、地面荷载、周围环境等原因进行方案设计。
沟槽支护结构是确保沟槽正常施工关键临时方法，依据本工程特点采取木支撑结构，下列情况下应采取支护：
1、 沟槽土壁不稳定，并在槽边土破坏棱柱体范围内可能有荷载作用；或施工期间可能碰到雨水冲刷时；
2、 有地下水或流砂时；
3、 采取放坡开挖工程量太大，不经济；或受施工场地及邻近建筑物影响不能采取安全放坡角施工时；
4、 为了确保邻近建筑物或构筑物安全；或因沟槽较深，为确保施工安全时；
5、 采取顶入法施工时。
下面简明介绍一下本工程采取多个支护型式及其施工：
1.板撑（以横板密撑为例）：板撑适适用于深度和宽度全部不太大沟槽。当土质很好，深度不大时（5~6m），可一挖到底再支撑；当深度较大时（6m以上），可先挖到可能深度（不支撑短时间能保持稳定深度），安设支撑，再继续下挖到一定深度，安设第二层支撑。这么循序渐进，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。不然应在下端设水平横撑木。
3.3稳坡定验算
土方开挖边坡依据规范要求按1：1设置开挖边坡，淤泥层开挖边坡为1：1.5。因本工程土层厚度改变较大，沟槽开挖关键为②层淤泥质粉质壤土、③1层重粉质壤土，③2层重粉质壤土。同时因为地质汇报中土层性质有点特殊，内摩擦角从上至下逐步变小，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，假定开挖段为一个土质验算最大开挖高度。
依据工程地质汇报土层性质见下表。
层号
γ（KN/m 3）
Ck（Kpa）

①层耕（植）土
18.0

18.0
②层淤泥质土、淤泥
19.2
20.0
16.0
③1层重粉质壤土
19.3
25.0
14.0
③2层重粉质壤土
19.4
33.5
13.2
③3层重粉质壤土、粘土
19.9
40.2
12.0

θ
α 卸载后平台

1）、②层淤泥质土、淤泥层最大开挖高度
依据《建筑施工计算手册》挖方放坡最大高度计算公式为挖方边坡许可最大高度
依据工程地质汇报土质性质知，c为20.0 Kpa，γ为19.2KN/m 3，按边坡计算坡角θ=arctan(1/1.5)=33.69°,为16°,依据经验,其值在6°～10°范围内,验算时其值取6°。
故②层挖方边坡许可最大高度
=20.074m
而本工程分层卸载后一次性开挖深度均≤4m，远小于边坡许可最大高度20.074m，开挖边坡稳定。
2） ③1层重粉质壤土最大开挖高度
依据《建筑施工计算手册》挖方放坡最大高度计算公式为
挖方边坡许可最大高度
依据工程地质汇报土质性质知，c为25.0 Kpa，γ为19.3KN/m 3，按边坡计算坡角θ=arctan(1/1)=45°,为14°，故③1层重粉质壤土挖方边坡许可最大高度
=24.89m
而本工程分层卸载后一次性开挖深度均≤4m，远小于边坡许可最大高度24.89m，开挖边坡稳定。
3）③2层重粉质壤土最大开挖高度
依据《建筑施工计算手册》挖方放坡最大高度计算公式为
挖方边坡许可最大高度
依据工程地质汇报土质性质知，c为33.5 Kpa，γ为19.4KN/m 3，按边坡计算坡角θ=arctan(1/1)=45°,为13.2°，故③2层重粉质壤土挖方边坡许可最大高度
=31.67m
而本工程分层卸载后一次性开挖深度均≤4m，远小于边坡许可最大高度31.67m，开挖边坡稳定。
3.4横板撑计算：
沟槽横板撑立木间距通常为1.5～2.0m；水平横撑木间距随立木强度和沟槽内要求工作空间而定，通常横向和立木相同，竖向1.0～2.0m；
1）挡土板厚度确实定：
挡土板可按受力最大最下面一块板计算决定。为简化计算用q面=Ea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连续梁，通常可按下式计算。
Mmax=ql21/10=q面bl21/10=Eabl21/10
W=Mmax/[σw]
β=√6W/b
上式中：Mmax——挡土板最大弯距；
Eα——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；
σw——木材顺纹许可弯应力，松木取[σw]=12MPa;
β——挡土板最小厚度。
（2）立木截面确实定：立木为承受三角形或梯形荷载连续梁。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横挡板范围（即立木间距，也即l1）设计其截面。立木计算简图以下：

在上图中，1～2，2～3，3～4间为横撑木求间距，也即立木计算跨径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，可直接求得立木受最大弯矩：
Mmax=q34l22/10
（3）水平横撑木计算：
水平横撑木为承受立木支点反力轴压杆，按两端铰接轴压构件计算其强度和稳定性。若有不对称减弱时，应考虑因为截面偏心引发弯矩，按偏心受压构件计算。强度验算公式: σa= N/ Aji≤[σa]；稳定验算公式: σa= N/ A0*φ≤[σa]
上式中：σa——计算压应力;
N——水平横撑木轴向力；
Aji——横撑木计算截面积，取截面净面积；
[σa]——木材须纹许可压应力，松木取[σw]=12MPa ；
A0 ——稳定验算时计算面积。
以右岸不能提前进行土方卸载5m深沟槽需支护为例，依据情况，采取横板密撑为宜。确定尺寸为：挡土板采取5cm厚脚手板；立木采取[20槽钢，深入土层大于0.5m，间距为1.0m；水平横撑杆采取15*15cm方木，上下两层，层间距2.2m，水平间距和立木相同，亦为1.0m，上部荷载按634.38KN计算，强度及稳定验算以下：
19.1×1.0+18.6×1.5+1.9×2.5
γ计= =18.9KN/m3
5
∑p Nji 634.38
h′= = = =1.215m
γ计 *l0*βm γ计 *l0*βm 18.9×2.512×11
最下面一块挡板所受土压力为：
Ea=γ计(H′+h′)tg2(45°-φ′/2)=18.9×(4.325+1.215)×tg2(45°-28.6/2)= 36.9KN/m3
挡板弯矩：Mmax=Eabl2/10=36.9×0.2×1.02/10=0.74 KN
挡板剪力：Ωmax= Eabl/2=36.9×0.2×1.0/2=36.9 KN
挡板抗弯模量：W=bh2/6=20×52/6=83cm3
挡板抗弯验算：σW=Mmax/w=0.74/83/10-6=8916KN/㎡
3×36.9
挡板剪力验算：τ=3/2×Ωmax/A= =5535KN/㎡
2×0.2×0.05
=5.54Mpa＞2 Mpa
挡板剪力抗剪不满足，将底层挡板（底层1.0m高度内）改用15×15cm方木。

3×36.9
τ=3/2×Ωmax/A= =2460KN/㎡=2.46 Mpa＜2×1.3=2.6
2×0.15×0.15
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=γ计(H′+h′-2.2)tg2(45°-φ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)/2×l1=(36.9+22.3)/2×1.0=29.6KN/m
立木弯矩为：M=1/10×ql22=1/10×29.6×2.22=14.33KN*m
立木剪力为：Ω=1/2×ql2=1/2×29.6×2.2=32.56KN*m
查得I20槽钢Wx=191.4cm3,Z0=1.95 cm,Ix=1913.7 cm4,h=20cm,b=7.5cm
d=0.9cm,t=1.1cm。
σW=M/w=14.33/191.4/10-6=74869KN/㎡=75 Mpa＜142 Mpa
Szx=b*t*(h/2-l/2)+(h/2-t)*d*1/2*(h/2-t)
=7.5×1.1×(20/2-1.1/2)+(20/2-1.1)2×0.9×1/2=113.6 cm3,
Ω*Szx 32.56×113.6
τ= = =215KN/㎡=0.22 Mpa＜83.3 Mpa
Ix*d 1913.7×0.9×10-2
立木满足要求。
水平横撑验算：
立木上端土压力：Ea上=γ计h′tg2(45°-φ/2)=18.9×1.215×tg2(45°-28.6°/2)= 8.1KN/m2
立木上跨所受荷载为：q′=(Ea横+Ea上)/2×l1=(8.1+22.3)/2×1.0=15.2KN/m
第二层横木所受轴向力：
N=Q+1/2* q′l2=32.56+1/2×15.2×2.2=49.3 KN
水平横撑木强度验算：
σa=N/Aji=49.3/0.15/0.15=2191KN/㎡=2.2 Mpa＜12 Mpa
稳定验算：
第二层横撑木长度：
L0=3+2×0.25×2.2-2×(0.15+2)=3.4m
Im=0.154/12=4.22×10-5m4
γ=√Im/Am=√4.22×10-5/0.152=0.0433m
长细比：У= l0/γ=3.4/0.0433=78.5＜80
Φ=1.02-0.55〔（У+20）/100〕2=1.02-0.55×〔（28.5+20）/100〕2=0.486
σa=N/A0*φ=49.3/0.152/0.486=4508KN/㎡=4.5 Mpa＜12 Mpa
水平横撑木满足要求。支护结构施工时应注意问题：
1）支护结构木材通常应选择针叶木材，如松木、杉木等，不应使用硬杂木，对于楔木、垫块等应选择较硬木材；
2）支护结构施工时要尤其注意安全，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），应回填扎实一段，然后再拆下一段（层），移换支撑时应先支新撑，再拆旧撑。
3）沟槽土壁土压力会因土温度增加而增加，可能会影响支护结构安全，所以应设专员随时检验，尤其是在雨后更要注意，预防出现受力不均现象。检验时可用小锤敲击撑木，依据声音判定其受力；通常受力小声音钝，受力大声音脆，对已变形过大结构应随时加固，受力小应打紧木楔。
4）支撑结构立木应埋入槽底一定深度以下。
5）在设有支护沟槽进行作业时，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）水方法
本标段污水管道大部分远离河道，因为管道普遍埋置较深，不可避免沟槽在开挖后有地下水渗出或雨水流入。所以，在沟槽内必需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、一锹深明沟，每隔20～30m设集水井一处，用潜水泵统一排水。待管道基础施工完成后作盲沟处理。
3.6季节性施工方法
1、雨期施工
1) 沟槽开挖通常不宜在雨期进行，必需开挖时，应尽可能缩短开槽长度，逐段、逐层分期完成。
2) 沟槽切断原有排水沟或排水管，如无其它排水出路，应架设安全可靠渡槽或渡管，确保排水。
3) 在沟槽内必需设置排水沟和集水井，每隔20～30m设集水井一处，用潜水泵统一排水。待管道基础施工完成后作盲沟处理。
4) 雨期挖槽，应采取方法，预防雨水进入沟槽，同时还应考虑当雨水危机周围居民或房屋安全时，应立即疏通排水设施。
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) 计划在冬期施工沟槽，宜在地面冻结前，先将地面刨松一层，通常厚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，对所暴露出来上水或其它通水管道，应视运行情况采取保温防冻方法。
5) 挖至基底时要立即覆盖，以防基底受冻。
3、质量标准
（1） 基础要求：管沟基底土质必需符合设计要求，并严禁扰动。
（2） 管道明挖土方工程许可偏差项目见下表
项次
检验项目
要求值或许可偏差（mm）
检验方法
1
槽底高程（有管道基础）
±10
用水准仪检验
2
槽底高程（无管道基础）
±20
用水准仪检验
3
宽度
0
用尺量
4
边坡
不陡于要求
用坡度尺量
3.7成品保护
（1） 应定时复测和检验测量定位桩和水准点进行保护，并做好控制桩点保护。
（2） 开挖沟槽如发觉地下文物或古墓，应妥善保护，并应立即通知相关单位处理后方可继续施工，如发觉有测量用永久性水准点或地质、地震部门长久观察点等，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、电缆地段 进行土方施工时，应事先取得相关部门书面同意，施工中应采取方法，以预防损坏管线，造成严重事故。
四、环境、职业健康安全管理方法
4.1环境管理方法
1、 现场堆放土方应遮盖；运土车辆应封闭，进入社会道路时应冲洗。
2、 对施工机械应常常检验和维修保养，确保设备一直处于良好状态，避免噪声扰民和遗洒污染周围环境。
3、 对土方运输道路应常常洒水，预防扬尘。
4.2职业健康安全管理方法
1、 上下沟槽必需走马道、安全梯。马道、安全梯间距不宜大于50m。
2、 拆除支撑前，应对沟槽两侧建筑物、构筑物和槽壁进行安全检验，并应制订拆除支撑实施细则和安全方法。
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以上距离。
4、 挖掘机作业前应进行检验，确定大臂和铲斗运动范围内无障碍物及其它人员，鸣笛示警后方可作业。
5、 沟槽外围搭设不低于1.2m护栏，设警示灯，并有专员巡视。
6、 人工挖槽时，堆土高度不宜超出1.5m，且距槽口边缘不宜小于1m，堆土不应遮压其它设施。
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尤其确保方法
1、 安排好汛期及雨季施工：依据当地气象、水文资料，有预见性地调整各项工作施工次序，并作好预防工作，使工程能有序和不间断进行。
2、 主动采取新技术、优异设备，以科学手段和机械化施工加紧施工进度。
3、 如因技术间歇或天气影响，造成关键工序工期超出两天时，由企业现场指挥部责任人亲自组织协调，加强施工力量，组织抢工，确保把工期抢回来。