上海临港新城两港大道一期工程
污水管道工程
沟槽深度大于5m沟槽开挖支护
专项施工方案
编制人：邹卫平
审核人：王榴斌
中港第三航务工程局
临港新城两港大道一期工程项目经理部
二OO四年十月二十日
污水管道工程沟槽深度大于5m
沟槽开挖与支护专项施工方案
一、工程概况
本工程污水管道埋深大多在 5.0～8.0m范围内，主管材桩号k0+738-k0+858段采用D600Ⅱ级预应力钢筋混凝土排水管，桩号k0+858-k1+310、k0+351-k0+735段采用D600Ⅲ预应力钢筋混凝土排水管，沟槽开挖深度都大于5m。
该段的土质情况为粉质粘土夹粘质粉土，土质较好。
二、施工准备
由于路线较长，工期较紧，需要做好充足的施工准备。
2.1、施工队伍进场后，必须先进行场地的整理，及时进行测量放样，准确放出管道布置的轴线和沟槽开挖的边线。
2.2、机械设备与材料抓紧落实进场，所需的材料设备必须准备齐全，要满足规范设计要求。
2.3、落实管道供应厂家，进行认真考查和认可，选定供应厂商，在保证质量的前提下，要求其具备足够的日生产能力，保证供应，满足施工进度要求。
2.4、管道施工前进行认真的技术质量安全交底，分工明确，责任到人。
三、施工安排及方法总说明
对于埋深很深的污水管道的施工，采用上部放坡开挖、下部钢板桩支护两次成槽的挖土方法，先考虑将表土（粘性土）挖除一层（2.0m 左右），有效降低沟槽深度，然后打设钢板桩，再开挖沟槽，采用2～3道顶撑支护，铺设管道。
四、施工方案
4.1、污水管道施工工艺流程
测量放线→第一次土方开挖→打设钢板桩→沟槽开挖及支护→管道基础施工→铺设管道→污水井施工→磅水（闭水）试验→管道坞膀→沟槽回填
4.2、测量放线
根据设计施工图，测设管道中心线和污水井中心位置，设立中心桩。管道中心线和井中心位置经监理复核后方可在施工中使用。
根据施工管道直径大小，按规定的沟槽宽度测放出边线，开挖前用石灰划线来控制，对于井位置的确定通过在沟槽外两侧设置控制桩来进行控制，并记录两桩至井中心的距离，以备校核。
4.3、第一次土方开挖
按照测量放出的开挖线，进行第一次开挖，将表层1.5～3.0m厚的粘土层开挖，上口宽度按照管径的大小和开挖深度来确定，一般为12m左右，按照《市政排水管道工程施工及验收规范》(DBJ08-220-96)
确定开挖边坡坡度为1：1，这样可以有效降低沟槽的深度，挖出的土离槽口尽量远，2m 以上，堆土高度宜小于1.5m ，或者尽量远离堆放，以减小土压力对沟槽的影响。
2000
<1500
堆土区
1：
1.
5
2000～3000
原地面
粘土层
1：1
1：
1
12000
挖方安全边坡计算：
已知土的重度为Υ=18.0kN/m 3，内摩擦角φ=26°，粘聚力c ＝12kN/m 2，为坡度1：1，开挖坡度角θ=45°。
由此得出，基槽边坡稳定时的允许开挖最大深度h ： h=2*c*sin θ*cos φ/(Υsin 2((θ-φ)/2)) > 5m
因此，按照1：1开挖表层2.0～3.0m 能确保边坡的稳定。
按照开挖3m深，其边坡的稳定安全系数为：
K＝ψs×c/（H×Υ）
根据H＝3.0m，开挖坡度角θ=45°，查得稳定系数ψs>12。
K>2.6
所以土坡处于稳定状态。
4.4、打设钢板桩
在第一次土方开挖的梯形沟槽中施打钢板桩，如果沟槽深度（第一次开挖底面至沟槽底部）大于5m的采用12m长国产拉森钢板桩；其余采用8m长槽钢板桩。打设前，在最后矩形沟槽两边外侧10cm 放出打设线。槽钢板桩材料选用[25a槽钢，根据上海地区的特点和施工经验，板桩入土深度（T）沟槽深度（H）比值α（α＝T/ H），在一般土质条件下，沟槽深度5m以内，α值宜取0.35；5～7m时宜取0.5；7m以上时，沟宜取0.65。板桩排列根据土质和沟槽深度等情况，采用咬口排列（）。咬口板桩应咬合紧密，板桩挺直，板桩打拔采用1m3履带式挖掘机配备振动沉桩锤进行施工，板桩的垂
直度不能大于露出高度的1.5％。
施打板桩前应查明地下管线或地下构筑物，如有，先将管线外露，采取施工保护措施后再打设，或局部跳空采取其它支护措施。打设时，若出现板桩入土过慢，桩锤回弹过大，应查明原因，进行处理方可继续施打。
4.5、沟槽开挖及支护
沟槽开挖采用挖掘机进行，沟槽深度较大的，采用两台以上挖掘机传递挖土，其中一台为长臂挖掘机，确保土方开挖远离沟槽，对沟槽减少影响。挖土深度至2.5m时，应先距地面1.5m处撑头道支撑。管顶上的一道支撑与管顶净距不应小于20cm，离基础面上20cm处加设一道临时支撑。沟槽挖土与支撑应密切配合，做到随挖随撑，防止槽壁失稳而导致沟槽坍塌。支撑道数应根据沟槽实际深度而定，对于深度小于6米且用拉森钢板桩支护的沟槽，可采用二道支撑，头道支撑设置同上，第二道支撑设在头道支撑下2米处。挖掘机挖土时，应采取后退式挖土方法，严禁挖掘机进入未设支撑的开挖好的区域。
开挖的土方原则上就地堆置，但堆放高度不超过 1.5m，施工时严格进行控制。堆置点离坑边距离不小于2m，以减小沟槽边堆土对沟槽壁侧向土压力，以确保沟槽的稳定性。
沟槽采用国产拉森Ⅱ型钢板桩，长度为12m，W＝874cm3，[f]=200MPa支撑采用Φ20cm原木，f m＝10N/mm2，按照等弯矩布置
来确定各层支撑的间距。
（1）由图示可以得出：平均重度和平均内摩擦角：
Υ=（Υ1*l1+Υ2*l2）/l＝（19*2.5+18.5*4.5）/7.0＝18.68kN/m3φ=（φ1*l1+φ2*l2）/l＝（19.7*2.5+30.3*4.5）/7.0＝26.51°
（2）确定支撑层数及间距：
按照等弯矩布置来确定各层支撑的间距，则板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，由公式h＝36[f]*W/(Υ*K a) 得：
h＝36*200*874*100000/(18.68*1000* K a)
主动土压力系数Ka＝tg2(45-φ/2)=0.383
h=245cm=2.45m
h1=1.11h=2.7m
h2=0.88h=2.16
根据实际情况，确定h=2.0m，h1=2.2m，h2=1.6m，h3=1.2m。
采用三道支撑。
（3）用顿恩近似法计算板桩入土深度：
因采用井点降水，坑底以下的土密度不考虑浮力影响。
