攻关型QC小组活动成果
推广新工艺、采用新技术、提高管理水平
无支护式深基坑开挖技术 ——便道出渣法深基坑开挖
xx公路桥梁工程总公司第二工程处 xx高速九合同段便道出渣法深基坑开挖QC小组
二００五年十月
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深基坑无支护式便道出渣法开挖
xx高速九合同段便道出渣法基坑开挖QC小组
一、工程概况
xx大桥是xx省xx至xx高速公路中一座特大桥梁，位于xx省xx市xx区xxxx峡谷风景区，跨越xx。主桥采用跨径为352m的中承式钢管混凝土提篮拱桥。该桥桥型新颖，结构复杂，施工工艺先进，科技含量高，为xx高速公路关键的控制工程，其跨径目前在中承式提篮钢管拱桥同类型桥梁中位列“亚洲第一”。其中拱座基础设计为分离式明挖扩大基础。根据地质钻探资料，拱座处基础地质总体情况为：亚粘土→强风化粉砂岩→弱风化粉砂岩→微风化粉砂岩，各分层平均厚度为0～5.65米，5.25～20.15米，5.2～15.85米。其中xx岸拱座基坑平均挖深为24.5m，最大处放坡深度达60m。xx岸拱座基坑平均挖深为24m。两岸挖方工程量共计为178000m3。
二、小组概况
小组名称：xx高速公路九合同段便道出渣法深基坑开挖QC小组 成立时间：2004年9月10日
课题名称：深基坑无支护式便道出渣法开挖 小组类型：现场型 注 册 号：二处2005-06
小组人数：11人 平均年龄：27岁
活动次数：8次 出 勤 率：100％
活动时间：2004年12月25日～2005年5月5日
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QC小组成员表
姓名 性别 年龄 文化程度 小组职务 行政职务 职称 TQC学习 三、选题理由。
xx大桥是xx至xx高速公路的控制工程，其工程量大、工期短、质量要求高。主桥拱座基础的施工是xx高速公路第九合同段具有控制性的关键工程之一，而基坑开挖直接影响了基础施工进度和质量。
为了保证基坑开挖的施工质量、安全和进度要求，需要采用最佳的方案施工。本QC小组目的就是通过分析现场情况，调查常用的基坑开挖施工工艺，通过经济、技术、安全等指标的对比，选择最适合的深基坑开挖施工方法，并通过合理的过程控制措施，保证xx大桥拱座基坑开挖安全、快捷、经济、环保、按时、保质完成。
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四、活动目标
优化资源配置安全保障：无安全事故分析现状，工艺调查确定施工方法进度保障：120天安全、经济、快速保证质量完成施工任务质量目标：优良
制图：覃晓凤
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五、活动计划
小组活动计划表
活动阶段 P 活动时间 活动次数 活动内容 分析现状、找出原因、2004.12．25-2005.1.27 不少于2次 制定对策 根据找出的原因，制定的对策定出具体实不少于3次 施方案及措施并予以实施。 检查方案、措施的实不少于2次 施效果，并解决出现的问题 1次 总结活动的效果，提出下一步活动目标。 D 2005.1.28-2005.3.4 C 2005.3.5-2005.5.1 A 2005.5.2-2005.5.5 六、计划实施情况
（一）、现状分析
xx大桥拱座基础设计为分离式明挖扩大基础。xx岸拱座基坑平均挖深为24.5m，右侧由于山体坡度过陡，放坡后，最大处放坡深度达61m。xx岸拱座基坑平均挖深为24m。经钻孔中地下水位标高与湖水标高相比较，钻孔中地下水位与湖水有密切的水力联系。根据墩台处各钻孔孔内稳定地下水位及墩台附近节理裂缝发育、连通性较好等特征，墩台开挖至98米标高以下，湖水易渗漏至基坑内，多为破碎岩层，但场地内主要为裂缝水。xx岸岩体节理倾角为15°∠75°，向山体内倾，对边坡开挖稳定有利。但受风化程度及水的影响等因素，也有潜在崩塌的可能。xx岸岩层走向为山体外倾，对拱座开挖不利。
经水文调查xx湖面常水位标高为115m，xx岸基坑底面标高为101m，xx岸基坑底面标高为92m， 水位与基坑底高差达到14~23米，湖水易通过岩层裂隙渗漏。我项目基坑开始施工时为9月份，旱季施工时水位105~109m，因此必须要利用旱季抓紧施工，并选择正确的施工方法才能保证施工安全、进度和质量要求。 （二）施工方法选择
为选择最合适本项目的施工方法，QC小组对基坑开挖常用的方法进行了技术、安全、经济的对比分析：
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现基坑开挖的方式采用人工爆破和机械挖掘互相配合。而如何将深基坑内的弃方运走成为了基坑开挖是否成功的关键。参照公司以往深基坑的开挖经验，基坑的开挖弃方处理有如下方法。
方法一：采用机械和人工互相配合挖掘，大量使用人工挖运。深度较大的用爬坡车、绞车等设备出渣。使用该方法施工进度慢，不适合深基坑大方量的开挖。
方法二：利用传送带运土，将传送带设置在基坑下。将弃土从坑底传送出来。该方法无法使用机械化集群作业，与爆破作业交叉影响大，有安全隐患，进度慢，不适合深基坑大方量的开挖。
方法三：利用吊升机以及各种动臂吊机、摇头扒杆、井上龙门吊、抓斗等设备出渣弃土。此方法速度一般，机械工作效率较低，成本高，在空中吊运作业存在安全隐患。
以上的方法都难以满足施工进度，不同程度上存在安全隐患，而且机械工效低，成本较高。考虑到xx大桥拱座基础平面尺寸大，基坑内有较大的作业场地，基坑外围也有足够的场地供车辆行使，适合机械化作业，所以应以机械作业为主。另外，基础地层结构为强风化或弱风化粉砂岩，如果不受雨水泡浸，稳定性比较好。当前施工季节为旱季，雨水极少，施工时水位为109m，基坑外边缘距离湖边有10~30米，基坑渗水不会很大，若有渗水或雨天施工，通过集水坑抽排应可满足施工。若采用直接开挖，适当放坡，并在基坑周边设置一些碎落台、安全网，可以明显降低破碎岩石滚落的安全隐患。基坑高边坡防护工程可提前施工，以保证基坑作业时无高处落石危险。
若从基坑边开挖一便道直接至基坑底部，挖掘机械和运输车辆开入基坑内协同作业，这将发挥机械最大效能，加快施工进度，并在大幅度减少人工作业的情况下保证施工安全。虽然从基坑边开挖便道会增加一些工程量，但加快施工速度、减少人工作业、减少安全隐患所获得的经济效益远高于增加工程量的成本。经初步分析后决定采用无支护式便道出渣法的开挖方式施工。
基坑施工前在靠湖一侧合理选择便道线路方便机械进出，开挖施工时，先采用小型预裂松动爆破后，xx岸用推土机直接往外推土成堆，装载机装车，自卸汽车运土。xx岸采用挖掘机直接装车，自卸汽车运走。
（三）、原因分析
经过对现状的分析，找出影响拱座基坑开挖施工的因素(见下图)：
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爆破尺寸控制不好 *基坑塌方 *测量放样 *工人安全意识不强 *安全保障设施不全 *爆破作业控制 *基坑放坡、碎落台设置不当 *雨水冲刷边坡 *基坑渗水 *便道设计不合理 *工人操作不熟练机械设备、人员配置不当 *机械养护不当、带病作业调度指挥混乱 *质量便道放坡过陡，雨天路滑 *指挥调度混乱 *基坑渗水基坑渗水 *便道维护不良天气影响安全进度 制图：吴鸾锋
（四）、制定对策
质量、安全、进度是三个相互制约但又相互促进的方面。单方面地强调某个方面必然会对另外两个方面产生不利的影响，。因此必须对三个方面都进行均衡的控制。通过多次开会研究讨论，我们制定出了相应实施对策
对 策 表 实施 序号 主要原因 解决原因的措施 目标 地点 时间 落实相关责任人，加大奖现场施工调度施工 1 指挥调度混乱 杨东海 全过程 罚制度，优化施工方案 合理 现场 爆破尺寸控制严格监督民工按爆破技术爆破尺寸正确，施工 2 黄金文 全过程 不好 交底要求进行爆破 不伤坡面 现场 充分利用机械机械设备配置韦志翔 施工 3 合理安排机械的使用率 搭配提高利用全过程 不合理 尹建明 现场 率 放样准确 施工 4 测量放样精度 严格按照放样位置就位 陈 勇 全过程 刷坡准确 现场 负责人 5 拱座便道的不在开挖前选定准确的拱座便道开辟加快黄金文 全过程 施工
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合理 便道，便于机械的进出 施工进度 雨天施工 不影响进度 安全快捷 韦志翔 尹建明 黄金文 全过程 现场 施工 现场 不良天气、 6 制定雨天施工方案 雨天施工 雨水冲刷 7 边坡基坑 渗水 在拱座四周挖设截水沟，基坑渗水不施何 华 施工 全过程 在基坑内设置集水沟 工进程 吴鸾锋 现场 施工 现场 张贴安全标语、警示牌；工人安全意识经常性到施工场地对作业8 无安全事故 不强 人员进行安全教育；与民工对签订安全责任状 在平台边安装护栏和平台底部及两侧安装防落网；安全保障 9 在施工平台显眼位置放置无安全事故 设施 救生圈挂设钢丝网防护落石 所有进入施工场地的人员高空作业 必须戴安全帽；高空作业、10 无安全事故 水边作业 水边作业人员必须戴安全带，穿救生衣 制表：吴鸾锋 （四）、实施过程
罗建华 全过程 罗建华 施工 全过程 覃晓凤 现场 何升锋 全过程 施工 现场 拱座基坑开挖的施工成立以项目经理为总负责的施工组织机构，具体如下：项目经理杨东海为总负责，项目总工黄金文为技术负责人，尹建明、韦志翔为现场质量、生产进度控制人（工区长），覃晓凤、何升锋为质检工程师，罗建华为安全工程师。
根据制定的对策，在实施过程中对出渣便道的选定、爆破施工、配置机械、基坑边坡精心组织、严格管理。
1、出渣便道的选定
xx岸：xx岸地形比较陡峭，施工场地狭窄。为防止水位涨落对便道影响，从标高为115.00米处修筑一施工便道，便道宽6米，该便道沿着路线左侧河沟走直至贯通主线路基范围。便道绕过拱座左侧从拱座前沿挖入拱座范围。便道修通后，挖掘机即按路基高边坡施工方法开辟上山便道，然后即可按放样的尺寸进行放坡开挖，并用推土机往外推土。由于左幅拱座前墙一部分落入xx水中，所以需用开挖出的土石方对该部分水域进行筑岛围堰。筑岛从岸边往湖中宽8米，标高至112米。剩余的废渣，用自卸汽车运至废土场倾倒。
xx岸：xx岸地势比较平坦，拱座处标高在116米左右。从拱座右幅右侧修筑一
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施工便道，便道宽6米，便道绕过右幅拱座右侧从拱座放坡开挖。进入拱座后，随着开挖深度加深，沿左、右拱座中间隔墙分别修筑施工便道直至98米标高，该便道宽5米。98米以下至基底标高4米的范围内，直接采用挖掘机进行装弃土石方，自卸汽车运走。左幅拱座在109米水位时，有一部分落于水中，另外拱座前沿离水域较近，所以需进行围堰施工，围堰采用开挖出的土石方填筑。
2、爆破施工
为保证爆破施工安全，该工作雇佣有专业资质的爆破队伍负责施工。项目部派专职安全人员全过程控制，测量人员协助爆破过程中对基坑尺寸进行控制。
针对岩性为裂隙和节理都十分发育的地质层，爆破方式采用多排孔毫秒微差压渣爆破，使爆炸应力波的破碎效果充分作用在岩体内。减少爆破碎石飞溅范围，并增强爆破效果。
3、合理配置机械：
xx岸：PC200现代挖掘机2台，T160推土机1台，ZL50装载机1台，10T自卸汽车4台。
xx岸： PC200大宇挖掘机2台，T120推土机1台，ZL50装载机1台，10T自卸汽车4台。
由于施工场地有限，机械作业时设立专人统一指挥调度，规定好机车作业秩序和行走路线，避免作业混乱。
4、基坑边坡防护措施
为使开挖边坡稳定，开挖拟按路基高边坡施工方法进行。在开挖前，在离开开挖线1米外沿拱座四周设置截水沟，截水沟尺寸为30×30㎝。
xx岸高边坡防护工作在开挖山体后立即全面施工，减少 对 基坑 开挖的影响。拱座基坑左右侧在117米以上标高采用1：0.5坡比开挖，117米以下采用1：0.25坡比。后侧边坡在113米标高以上采用1：0.5坡比，为减少开挖量，在113米标高以下结合拱座坡比采用1：0.25。前沿由于地势比较低，106米标高以上将全部挖掉，106米标高以下的5米，采用与拱座一致的1：0.36坡比往下挖，每10米左右设一平台，平台宽1米。
xx岸沿路线前进方向左右侧在标高108米以上按1：0.75坡比开挖基坑，以下按1：0.25坡比开挖。但考虑到基坑前沿距离湖边较近，放坡长度不足，因此基坑前沿标高106米以上1：0.5放坡，106米以下按照1：0.2的放坡开挖。基坑后侧在106米标
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高以上采用1：0.75坡比，106米以下边坡采用与拱座一致1：0.25的坡比。每挖深10米左右设一平台，平台宽1米。
基坑开挖施工过程中，每天设专人检查坑壁的稳定情况，并作好记录。必须每天检查一次基坑顶四周的情况，主要检查是否出现裂缝等边坡失稳前的征兆，发现问题及时处理。
（五）、效果检查分析
通过采取上述的各种措施，拱座基坑开挖施工的QC活动取得了明显的效果，具体可见下图：
QC活动效果图14012010080（%）6040200质量（分项评定优良率）95100安全（事故发生率）00目标实际达到效果进度（天）130110目标实际达到效果 制图：覃晓凤
拱座基坑开挖自2004年9月20日开始，xx岸拱座于2004年11月25日开挖完成，历时65天。xx岸于2005年1月10日开挖完成，历时110天，基坑开挖尺寸控制完全达到设计要求。xx大桥拱座基坑开挖方量大，开挖深度深，施工难度大。施工中因地制宜地选择了施工方案，方案科学合理，仅用了4台挖掘机，2台推土机，2台装载机及8台自卸汽车在计划时间内安全、高效完成了施工任务，加快了xx大桥总体施工进度及并节约了成本。 （六）、巩固措施
便道出渣法深基坑开挖使我们从中学到了许多知识，取得了深基坑开挖施工的经验。便道出渣法开挖深基坑取得的效果主要是通过经济、技术调查和对比，选择了合适
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的施工方法。采用了专业化爆破队伍施工、合理配置机械设备、重视安全工作。
xx大桥拱座基坑的顺利完成为加快xx大桥总体施工进度提供了有利的条件，但大桥尚未完成，优质、安全地在合同工期内完成全部工程才是我们的最终目标。在下一步的工作中，我们将做好收集、总结便道出渣法基坑开挖施工技术的资料与经验，并制定《便道出渣法的深基坑开挖施工方案》为公司将来在进行此类工程提供参考。 （七）、遗留问题及打算
在基坑开挖过程中，尽管考虑了多种防渗水措施，但在开挖接近基坑底的时候仍有少量湖水渗水入，一方面是地层本身裂隙发育的原因；另一方面是采用多排孔毫秒微差压渣爆破方式，爆炸应力波扩大了地层裂隙发展。若在靠近湖边一侧采用其他小爆破方式或许更有效防止渗水现象。这些问题值得我们进一步总结。在今后继续开展深基坑开挖相关QC活动，继续摸索最合理的施工方法，发挥技术的最大效能。
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[qc]无支护式深基坑开挖技术(获奖qc) - 图文
