工程施工对地铁的专项保护方案

永宁国际1#楼施工作业 轨道交通安全防护方案

陕西昊伟房地产有限责任公司

二〇一二年八月一日

目 录

一、工程概况及现场施工环境 . .................................................................................................. 2

1.1 工程简介 . ...................................................................................................................... 2

1.2 土方工程概况 . .............................................................................................................. 2

1.3 降水工程概况 . .............................................................................................................. 2

1.4 边坡支护工程概况 . ...................................................................................................... 3

1.5 静压桩工程概况 . .......................................................................................................... 3

1.6 施工环境 . ...................................................................................................................... 4

二、工程建设地段地铁与1#楼布局现状 . ................................................................................. 4

2.1 基坑开挖上口、下口与地铁的平面距离 . .................................................................. 4

2.2 地铁轨道顶标高与1#楼基地标高的竖向关系 .......................................................... 4

三、工程施工对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施 ................................................... 5

3.1 土方施工对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施 ........................................... 5

3.2 降水工程对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施 ........................................... 6

3.3 支护工程对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施 ........................................... 8

3.4 静压桩对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施 ............................................... 8

四、工程施工对地铁站的突发事件安全应急预案 . ................................................................ 10

4.1 应急预案的组织机构 . ................................................................................................ 10

4.2 应急小组人员职责 . .................................................................................................... 10

4.3 紧急情况的处理程序和措施 . .................................................................................... 13

永宁国际1#楼施工作业

轨道交通安全防护方案

一、工程概况及现场施工环境

1.1 工程简介

永宁国际1#楼工程位于西安市南稍门十字东南角。工程设计为高层办公楼。地上26层，地下2层。地下室长81.96米，宽64米。总建筑面积87483.01㎡，建筑总高度99.9m 。地下室及总图子项±0.00相对应绝对高程为406.70。

1.2 土方工程概况

本工程基坑下口线长约86.21米，宽约68.05米，基坑开挖深度约12.5m （从406.7m 开始算起）。分两次开挖，首次开挖4m （从406.7m 开始算起）。

土方开挖采取1台PC220反铲挖掘机开挖，人工配合清土，同时配备10辆自卸汽车配合土方运输，土方运至施工场地外。

首层土方开挖取土顺序为：依据建筑场地内的原有通往建设单位办公区的道路划分为两段施工，道路北侧为第一段，道路南侧为

第二段。施工第一段时，按照由西往东的顺序；施工第二段时，依据由南往北的顺序。

1.3 降水工程概况

依据地质勘察报告，场地地下水稳定水位埋深11.8-15.0m ，相应标高为395.68-396.86m ，地下水位年变化幅度约1-2m 。基坑将

水范围内土的综合渗透系数k 为6-8m/d。本工程降水工程采用井点降水。

1.4 边坡支护工程概况

本工程基坑下口线长约86.15米，宽约68.15米，基坑开挖底边线南侧11米处有正在建设33层楼房（地下室一层）与18层楼各一栋，东南侧5.77米处有33层楼房一栋，东北侧4.30米处有一7层砖混楼房，南稍门地铁站距基坑西北角约14.00米。西侧距离长安路5.3米，距离地铁道路28.3米。本工程标高均以±0.00为参照，基坑底标高为-10.05~12.45米不等。现场支护采用护坡桩、土钉墙支护。

1.5 静压桩工程概况

本工程桩基础采用静压式（PHC ）预应力高强混凝土管桩，桩有两种类型。一种是：桩径500mm ，壁厚125mm ；一种是：桩径400mm ，壁厚95mm 。桩端持力层为:500管桩以第 7 层的粉质粘土为持力层(极限端阻力标准值≥3700KPa) ；400管桩以第 6层的粉质粘土为持力层(极限端阻力标准值≥3600KPa) ；桩入持力层深度应≥1.5m 。

1.6 施工环境

本工程南侧11米处有正在建设27层楼房（地下室一层）一栋，该楼目前主体结构已经封顶。西南角有18层楼一栋，该楼为老建筑。东南侧5.77米处有33层居民楼一栋，该楼已使用2年。东北侧4.30米处有一7层砖混居民楼，该楼为老建筑。南稍门地铁站距西北角约15.84米。西侧距离长安路14.8米，距离地铁道路30.72米。工程四周均紧邻各类建筑物，且距离较近，地下部分施工时对周边建筑物的变形检测尤为重要。

二、工程建设地段地铁与1#楼布局现状

2.1 基坑开挖上口、下口与地铁的平面距离

1#楼沿着长安路段（1#楼西侧），基坑开挖下口与地铁边距离为28.34m ，上口与地铁边距离为25.97m 。

本工程西北角地铁站出入口与1#楼北侧，基坑开挖下口与地铁站边距离为11.67m ，开挖下口与地铁边距离为13.69m 。

从1#楼西北角边轴线交点（坐标：x=6792.098，y=12200.405）沿1#楼1轴往南42426.353m 、往南75210.353m 处，分别留有地铁站通往1#楼的通道。

2.2 地铁轨道顶标高与1#楼基地标高的竖向关系

1#楼工程建设地段，地铁的轨道顶标高为391.873m 。1#楼±0.000的绝对高程为406.7m 。地铁轨道顶标高相对1#楼0.000的高程为-14.827m 。沿长安路段（1#楼西侧），基地主要标高分别为：

-11.05m 、-11.95m 、-10.25m 三种标高，沿长安路段1#楼基地最低处标高高于地铁轨道标高2.877m 。

三、工程施工对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施

3.1 土方施工对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施

基坑土方开挖是一个卸荷的过程。随着基坑开挖，土体内应力场发生变化导致周围土体向基坑开挖方向位移和滑移，造成周边建筑产生垂直和水平位移。

1#楼沿着长安路段（1#楼西侧）基坑开挖上下口与地铁边距离27.97m 、24.77m 相对较远，且沿长安路段（1#楼西侧），基地标高分别为： -11.05m、-11.95m 、-10.25m 三种标高，沿长安路段1#楼基地最低处标高高于地铁轨道标高2.877m 。由于西安市轨道交通管理单位提供的长安路南稍门段地铁图纸中对地铁主要结构的埋深未做说明，暂且按1#楼基坑开挖基地标高高于轨道交通及（地铁）维护结构的高度来考虑。长安路段（1#楼西侧）轨道交通不会直接受到基坑开挖导致周围土体向基坑开挖方向位移和滑移造成地铁产生垂直和水平位移的影响。

延上所述，土方开挖会对地铁及其维护结构上的覆土产生影响。为防止地铁及其围护结构上的覆土发生位移，使地铁产生被动的向上浮力，本工程将采用护坡桩及锚杆+土钉墙的护坡设计，有效防止基坑开挖造成土体内应力场发生变化而导致的周围土体向基坑开挖方向位移和滑移，同时有效防止了周边建筑因基坑周边土体变化产生的垂直和水平位移及其位移对地铁的间接影响。

具体施工时，对基坑边坡坡顶及相邻建筑物进行变形监测。主要监测的内容为基坑边坡坡顶水平位移观测及相邻建筑物沉降观测。基坑边坡坡顶水平位移点的设臵：沿基坑周边，每间距15m 左右设臵一个水平位移观测点。在相邻建筑的角点及各边中点设计沉降观测点。在基坑开挖前，测得各监测点的初始值，且不少于两次。土方开挖期间每周观测三次。土方开挖时，边开挖边支护。支护施工完毕后至基坑回填之前，每周观测一次各监测点的变化。恶劣天气（含降雨）或不可抗力（地震等）发生后增加观测次数。土钉墙水平位移控制值30mm ，报警值25mm ；桩顶冠梁水平位移控制值25mm ，报警值20mm ；相邻建筑物沉降控制值20mm ，预警值15mm 。其他未尽事项，详见《永宁国际1#楼基坑支护工程设计》及《基坑支护专项施工方案》。

3.2 降水工程对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施

在降水过程中，由于会随水流带出部分细微土粒，再加上降水后土体的含水量降低，使土壤产生固结，因而会引起周围地面的沉降，在建筑物密集地区进行降水施工，如因长时间降水引起过大的地面沉降。

为防止或减少降水对周围环境的影响，避免产生过大的地面沉降，本采取下列技术措施：

（1）采用回灌技术：降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水流失造成的。回灌技术即在降水井点和要保护的建（构）筑物之间打设一排井点，在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土

层内灌入一定数量的水（即降水井点抽出的水），形成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建（构）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。

回灌井点可采用一般真空井点降水的设备和技术，仅增加回灌水箱、闸阀和水表等少量设备，一般施工单位皆易掌握。

采用回灌井点时，回灌井点与降水井点的距离不宜小于6m 。回灌井点的间距应根据降水井点的间距和被保护建（构）筑物的平面位臵确定。

回灌井点宜进入稳定降水曲面下1m ，且位于渗透性较好的土层中。回灌井点滤管的长度应大于降水井点滤管的长度。

回灌水量可通过水位观测孔中水位变化进行控制和调节，通过回灌宜不超过原水位标高。回灌水箱的高度，可根据灌入水量决定。回灌水宜用清水。实际施工时应协调控制降水井点与回灌井点。

许多工程实例证明，用回灌井点回灌水能产生与降水井点相反的地下水降落漏斗，能有效地阻止被保护建（构）筑物下的地下水流失，防止产生有害的地面沉降。

回灌水量要适当，过小无效，过大会从边坡或钢板桩缝隙流入基坑。

（2）使降水速度减缓：可将井点管加长，减缓降水速度，防止产生过大的沉降。亦可在井点系统降水过程中，调小离心泵阀，减缓抽水速度。还可在邻近被保护建（构）筑物一侧，将井点管间

距加大，需要时甚至暂停抽水。

为防止抽水过程中将细微土粒带出，可根据土的粒径选择滤网。另外确保井点管周围砂滤层的厚度和施工质量，亦能有效防止降水引起的地面沉降。

在基坑内部降水，掌握好滤管的埋设深度，如支护结构有可靠的隔水性能一方面能疏干土壤、降低地下水位，便于挖土施工，另一方面又不使降水影响到基坑外面，造成基坑周围产生沉降。

3.3 支护工程对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施

边坡支护的变形监测详见3.1的叙述。根据2.1计算的边坡上下口与地铁的平面距离最小24m ，结合《永宁国际1#楼基坑支护工程设计》，1#楼西侧土钉的长度最长12m ，因此土钉施工不会破坏地铁施工。但需要注意的是，有两个预留的由地铁站通往1#楼的通道口，目前现有的资料并未显示这两处通道口与1#楼的施工距离，因此在此部位施工时，一定要有专门的管理人员现场监控，逐步施工，避免土钉洞口施工破坏预留的地铁通道口。

1#楼西北角北侧土方开挖边线距离地铁出入口较近。此处施工时，安排专门管理人员跟班作业。土方边开挖，边立即做支护，防止土体发生位移而影响地铁出入口。另外土钉施工时，与1#楼西侧预留通道口得保护措施一致。

3.4 静压桩对地铁及地铁站的安全影响分析及保护措施

本工程桩具有数量多、桩径大、桩长深的特点。大量桩体积的

压入，破坏了土体的相对平衡状态，在不排水的条件下，桩必须向外挤开与桩体积相同的土体体积。施工的桩数越多，压桩的速度越快，土侧压力增量就越大，当桩周围土体结构破坏并产生隆起时，对周围建筑或地下管线设施就可能造成损害。按照理论计算及经验分析（施工技术2009年第1期《静压桩施工对周边建筑影响的防治措施》、哈尔滨工程大学学报2003,18（4），472-475《挤土桩水平向挤土位移分析》），挤土桩对周边土体的影响范围在水平方向上约为25-30倍桩径。本工程桩基础有两种类型的静压式（PHC ）预应力高强混凝土管桩。一种桩径500mm ，746根, 有效长度大于34m ；一种桩径400mm ，38根，有效长度大于27m 。其在施工过程中的影响半径为15m ，因此，必须对1#楼西北角地铁口、南侧两栋建筑、东侧1栋建筑、东北角的1栋砖混建筑、西侧地铁通往1#楼预留通道处采取一定的保护措施。1#楼西侧边桩与地铁的间距约29米，考虑到地铁周边环境的复杂性，对1#楼西侧全长采取保护措施。

依据地质勘察报告，本工程渗透系数为6-8m/d，属于弱渗透性。在静压桩施工过程中，土体挤压导致孔隙水压力急剧增大，产生了超静孔隙水压力。若孔隙水压力随降水过程来不及消散，会使土壤含水量急剧增大，对邻近建筑物及已经施工完毕的桩产生水平位移及上浮。其影响范围可达1.0-1.5倍的桩长。

针对以上分析，本工程将从以下一个方面进行安全防护：

1、设臵合理的打桩顺序。

打桩时，先压基坑四周的桩，从四周往中间施工。

2、进行预引孔

减少挤土效应最好的办法是减少挤土量。因此，在压桩前，在设计的孔位上，用地质钻机进行预引孔取土。预钻孔直径不大于桩径的2/3，深度不大于桩长的2/3。本工程预钻孔孔径取250mm ，深度取15m 。

3、控制沉桩速度

在压桩过程中，特别是压桩的后期，必须控制好沉桩的速度，必要时采用间歇压桩法，即压至一定深度或一定数量后，停一下待地下水压力有一定消散后再继续压桩。总体原则是，靠近建筑物放慢速度，后期施工放慢速度。

4、设臵应力消散孔

依据现场压桩实际情况、基坑变形监测情况及工程进度，必要时可考虑采用CFG 长螺旋钻机，沿基坑外围4m-6m 的区域内，间隔1-2m 设臵桩孔。桩孔孔径400-500mm 、孔深15m 左右。随时监测孔的变化，当孔被土体挤压密实时，在空原位进行二次取土钻孔，使应力有效散失。

四、工程施工对地铁站的突发事件安全应急预案

4.1 应急预案的组织机构

1. 成立应急小组。

4.2 应急小组人员职责

1、现场指挥组：

a 、突发事故操作的指挥和协调；

b 、现场事故评估；

c 、保证现场人员和公众应急反应行动的执行；

d 、控制紧急情况；

e 、 作好应急救援处理现场指挥权转化后的移交和应急救援处理协助工作；

f 、做好消防、医疗、交通管制、抢险救灾等各公共救援部门联系工作。

2、伤员营救组

a 、引导现场作业人员从安全通道疏散；

b 、对受伤人员进行营救至安全地带。

3、物资抢救组：

a 、抢运可以转移的场区内物资；

b 、转移可能引起新危险源的物品到安全地带。

3、消防灭火组：

a 、启动场区内的消防灭火装臵和器材进行初期的消防灭火自救工作；

b 、协助消防部门进行消防灭火的辅助工作。

4、保卫疏导组：

a 、对场区内外进行有效的隔离工作和维护现场应急救援通道畅通的工作；

b 、疏散场区外的居民撤出危险地带。

5、抢险物资供应组：

a 、迅速调配抢险物资器材至事故发生点；

b 、提供和检查抢险人员的装备和安全配备；

c 、及时提供后续的抢险物资。

6、后勤供给善后组：

a 、迅速组织后勤必须供给的物品；

b 、及时输送后勤供给物品到抢险人员手中；

c 、做好伤亡人员及家属的稳定工作，确保事故发生后伤亡人 员工及家属思想能够稳定，大灾之后不发生大乱；做好受伤人员医疗救护的跟踪工作，协调处理医疗救护单位的相关矛盾；与保险部门一起做好伤亡人员及财产损失的理赔工作；慰问有关伤员及家属。

7、现场临时医疗组：

a 、对受伤人员作简易的抢救和包扎工作；

b 、及时转移重伤人员到医疗机构就医。

8、技术处理组：

a 、应急预案启动后，根据事故现场的特点，及时向应急总指挥提供科学的工程技术方案和技术支持，有效地指导应急反应行动中的工程技术工作。

b 、保护事故现场；对现场的有关实物资料进行取样封存；调查了解事故发生的主要原因及相关人员的责任；按“四不放过”的原则对相关人员进行处罚、教育、总结。

4.3 紧急情况的处理程序和措施

1、事故发生后，事故现场应急专业组人员应立即开展工作，及时发出报警信号，互相帮助，积极组织自救；在事故现场及存在危险物资的重大危险源内外，采取紧急救援措施，特别是突发事件发生初期能采取的各种紧急措施，如紧急断电、组织撤离、救助伤员、现场保护等；迅速向项目经理报告，必要时向相邻可依托力量求教，事故现场内外人员应积极参加援救。

2、现场指挥组全面负责事故的控制、处理工作。应急领导小组组长在接到报警后，应立即赶赴事故现场，不能及时赶赴事故现场的，必须委派一名建设单位安全领导小组成员或事故现场管理人员，及时启动应急系统，控制事态发展。

3、各应急专业组人员，要接受应急领导小组的统一指挥，应根据事故特点，立即按照各自岗位职责采取措施，开展工作。

4、建设单位安全领导小组接到报告后，应立即向西安市轨道交通管理报告，报告内容包括发生事故的单位、时间、地点、伤者人数、姓名、性别、年龄、受伤程度、事故简要过程和发生事故的原因。不得以任何借口隐瞒不报、谎报、拖报，随时接受上级安全领导机构的指令。

5、建设单位领导小组，应根据事故程度确定，工程施工的停运，对危险源现场实施交通管制，并提防相应事故造成的伤害；根据事故现场的报告，立即判断是否需要应急服务机构帮助，确需应急服务机构的帮助时，应立即与应急服务机构和相邻可依托力量求

教，同时在应急服务机构到来前，作好救援准备工作：如：道路疏通、现场无关人员撤离、提供必要的照明等。在应急服务机构到来后，积极作好配合工作。

6、事后，建设单位安全领导小组，要及时组织恢复受事故影响区域的正常秩序，根据有关规定及上级指令，确定是否恢复生产，同时要积极配合上级安全领导小组及政府安全监督管理部门进行事故调查及处理工作。

7、应急救援机构电话号码：

匪警：110 火警：119 医疗急救：120

办公室电话：

应急领导小组组长、副组长电话