◎ 黃文富 何華平 中交四航局第三工程有限公司

?

淺議如何做好循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠工程深基坑開挖工作

◎ 黃文富 何華平 中交四航局第三工程有限公司

循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠工程深基坑開挖工作，由于其復(fù)雜性及系統(tǒng)性，增加了深基坑開挖工作中的難度，怎樣做好循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠工程的深基坑開挖工作，成為施工單位所面臨的一大難題。本文在結(jié)合實(shí)際工程案例的基礎(chǔ)上，將深入探討循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠工程深基坑開挖工作的相關(guān)施工措施及施工注意要點(diǎn)，為相似工程施工提供參考依據(jù)。

循環(huán)水進(jìn)水海堤 明渠工程 深基坑開挖工作

以濱海縣某取排水工程為例，其循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠總長(zhǎng)978.723m，見圖1，海堤內(nèi)明渠開挖斷面為梯形，底寬25m，兩級(jí)放坡，邊坡坡比為1∶2.5。明渠開挖底標(biāo)高為-8.10m，平均開挖深度約為10.6m，總開挖量769428m3。明渠底部拋填碎石反濾層，厚300mm，其上鋪砌干砌塊石，厚度為300mm。在明渠底部靠近兩端4m范圍內(nèi)由下至上分別為一層土工布、300mm厚碎石反濾層、300mm厚灌砌塊石，護(hù)坡結(jié)構(gòu)層與之相同。

1.循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠工程深基坑開挖施工

1.1施工組織及施工安排

施工人員應(yīng)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)勘察，根據(jù)具體情況合理安排施工組織，制定科學(xué)的施工方案，明確施工順序，應(yīng)先進(jìn)行水泥土攪拌樁的施工，在攪拌樁驗(yàn)收合格后方能進(jìn)行明渠土方的開挖。施工期間加強(qiáng)對(duì)排水設(shè)施的維護(hù)，施工負(fù)責(zé)人應(yīng)實(shí)時(shí)了解天氣情況，如遇到強(qiáng)降雨天氣，應(yīng)提前做好排水設(shè)施的檢查。

開挖施工流程為施工測(cè)量→開挖明溝→明渠開挖或回填（水泥土攪拌樁施工區(qū)域）→水泥土攪拌樁施工→明渠開挖至0.0m高程→深井降水施工→明渠分層開挖至-8.1m高程。

1.2水泥土攪拌樁區(qū)域明渠開挖或回填

測(cè)量放樣，確定基坑中心線，上下口開挖邊線及填土區(qū)位置，并用石灰線和標(biāo)桿進(jìn)行標(biāo)記。明渠采用先中間后兩邊的盆式開挖方式，分層分區(qū)進(jìn)行開挖，每層開挖厚度為2m。表層土開挖兩側(cè)坡頂應(yīng)與內(nèi)側(cè)水泥土攪拌樁間隔2m左右，其余開挖至0.0m左右高程。

圖1　取水明渠平面布置圖

開挖時(shí)先挖基坑中部的土方，然后向兩側(cè)邊坡推進(jìn)，開挖施工設(shè)施布置在基坑的兩側(cè)作業(yè)，開挖時(shí)保持邊坡底部不積水、不積淤，降低對(duì)坡面的擾動(dòng)。開挖邊坡控制在1：2～1：2.5范圍，保證邊坡不坍塌。挖出的土及時(shí)運(yùn)至需要回填的區(qū)域，不能堆積在明渠兩側(cè)坡頂。

根據(jù)基坑開挖情況，設(shè)置下坑通道，下坑通道圍繞開挖邊坡進(jìn)行，以滿足車輛通行為原則，根據(jù)基坑土質(zhì)情況鋪設(shè)16mm厚鋼板，鋼板寬度為6m，路面寬度7m，以滿足運(yùn)輸車行走。

1.3水泥土攪拌樁施工

循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)兩側(cè)明渠地基采用單軸φ500水泥土攪拌樁進(jìn)行加固處理，本工程水泥土攪拌樁按等邊三角形布置，樁間間距1155mm。施工工藝流程為清表整平→施工放樣→攪拌樁機(jī)就位→預(yù)攪下沉→制備水泥漿→噴漿攪拌、提升→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)攪拌提升直至孔口→關(guān)閉攪拌機(jī)、清洗→移至下一根樁、重復(fù)以上工序。

1.4深井降水施工

施工前首先進(jìn)行抽水試驗(yàn)，以確定土的滲透系數(shù)K值，土的滲透系數(shù)K值計(jì)算公式為：

式中：Q——井點(diǎn)系統(tǒng)總涌水量（m3/d）；K——滲透系數(shù)（m/d）；R——抽水影響半徑（m）；r——抽水孔半徑（m）；Ha——含水層有效帶深度（m）；ha——含水層有效帶底部算起至抽水穩(wěn)定后的高度（ha=Ha-s）。在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置三個(gè)抽水井，經(jīng)抽水試驗(yàn)計(jì)算得三個(gè)井的滲透系數(shù)K值分別為：1#井：K=0.024m/d；2#井：K=0.018m/d；3#井：K=0.027m/d。

采用直徑0.4m的鋼筋砼管作為深井管，每根長(zhǎng)4m，頂部一節(jié)不打孔，其余管節(jié)在管上打孔；每井一臺(tái)潛水電泵，潛水泵應(yīng)安裝在距管底1m～1.5m處，吸水管底端應(yīng)裝逆止閥，設(shè)于管井抽水的最低水位以下。深井采用CZ-22型鉆機(jī)成孔，并采用自成泥漿護(hù)壁，待井深達(dá)到要求深度后，進(jìn)行抽渣換漿，將制作好的井管，利用鉆機(jī)自身設(shè)置的卷揚(yáng)機(jī)分段下設(shè)，接頭對(duì)接牢固，井管直下到井底，位置在井孔中間，管頂部比自然地面高50cm左右。井管下入后及時(shí)填中粗砂，填至距自然地面100cm，上部用粘土分層回填并搗實(shí)。用空壓機(jī)及潛水泵聯(lián)合洗井，直至抽出清水為止。下設(shè)水泵，水泵的出水管與集水管連通，水泵抽水排放至排水明溝。安裝完成后進(jìn)行試抽水，以檢查管路接頭質(zhì)量、管井出水、抽水機(jī)械運(yùn)行情況及水位下降情況等。試抽水后進(jìn)行降水作業(yè)，井管使用完畢后，所留孔洞用砂或土進(jìn)行填塞。

1.5明渠開挖

每施工段的深井開始降水后，隨著地下水水位的下降，明渠分層開挖。地下水水位始終低于開挖面不小于0.5m。明渠開挖分為5段進(jìn)行施工，每段長(zhǎng)度約200m，按從取水口往取水泵房的順序逐段施工。每段單獨(dú)設(shè)置一個(gè)降水系統(tǒng)，開挖完一段后即開始進(jìn)行護(hù)底及護(hù)坡施工，按設(shè)計(jì)開挖邊線應(yīng)整體開挖至0.0m的高程。

1.6基坑監(jiān)測(cè)

基坑的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括基坑內(nèi)外的觀察和邊坡土體頂部水平位移、基坑周圍地表沉降、邊坡穩(wěn)定性、地下水位的監(jiān)測(cè)。觀察基坑內(nèi)外情況，如果發(fā)現(xiàn)坑底隆起跡象，應(yīng)立即停止開挖，并加設(shè)基坑外沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)；采用全站儀觀測(cè)水平位移，采用精密水準(zhǔn)儀觀測(cè)垂直位移；采用鉆孔埋管測(cè)斜監(jiān)測(cè)法監(jiān)測(cè)邊坡穩(wěn)定性；利用水位管、鋼尺水位計(jì)和水準(zhǔn)儀測(cè)量確定地下水位高程，通過各觀測(cè)期水位管內(nèi)水面高程的變化，監(jiān)測(cè)地下水位的高程。

2.明渠工程深基坑開挖施工安全措施

2.1施工用水、用電、排水安全措施

可從深井抽水做施工用水，施工用電電源接口主線采用鋁芯電纜敷設(shè)至施工現(xiàn)場(chǎng)，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置配電柜，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備從配電柜接線使用，夜間施工照明配置1臺(tái)250A照明配電箱負(fù)責(zé)照明線路的供電?，F(xiàn)場(chǎng)照明采用1500W移動(dòng)照明燈。開挖排水溝，用于明渠的地表水和淺層地下水及其他施工單位排放到明渠的地表水，并在基坑坡頂外圍四周設(shè)置一條寬和深均為2m的排水溝，坑內(nèi)潛水泵抽出的水均排入溝內(nèi)。

2.2保證邊坡穩(wěn)定性

為保證明渠開挖期間邊坡穩(wěn)定，應(yīng)嚴(yán)格按照確定的施工順序進(jìn)行施工。開挖前建立邊坡位移觀測(cè)系統(tǒng)，施工期間對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)；根據(jù)不同土層土質(zhì)情況采用適當(dāng)?shù)耐诜狡露龋蛔龊玫孛媾潘胧?，基坑開挖范圍內(nèi)有地下水時(shí)，采取降水措施；坡頂上嚴(yán)禁棄土、堆載；土方開挖應(yīng)自上而下分段分層依次進(jìn)行；避免先挖坡腳，造成坡體失穩(wěn)；相鄰基坑開挖，應(yīng)遵循先深后淺，或同時(shí)進(jìn)行的施工順序；開挖邊坡嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行放坡。

2.3安全技術(shù)措施

（1）深井降水應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行檢查，其出水規(guī)律應(yīng)“先大后小，先混后清”。若出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查。

（2）基坑周圍上部應(yīng)挖好水溝，防止雨水流入基坑。每50米設(shè)置一個(gè)集水坑，用以排出基坑內(nèi)的積水，疏通并排除地表水，使施工場(chǎng)地?zé)o積水，減少表面雨水順坡流入基坑，如果場(chǎng)地有積水，應(yīng)加強(qiáng)抽排水。在雨天施工做好排水和降水工作，邊坡提前覆蓋彩條布，及時(shí)抽水不定期地清理集水井。在基坑開挖邊坡頂部?jī)蓚?cè)沿明渠方向設(shè)護(hù)欄，保證施工現(xiàn)場(chǎng)的安全、正常施工。

（3）如果挖土邊坡發(fā)生小面積塌方可將坡腳塌方清除，做臨時(shí)性支護(hù)；加強(qiáng)測(cè)量復(fù)測(cè)，進(jìn)行嚴(yán)格定位，避免超挖；認(rèn)真做好基坑排水和降水工作，土方開挖應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，盡量縮短施工時(shí)間，采用機(jī)械挖土?xí)r，應(yīng)在基底標(biāo)高以上留一定厚度的土用人工清除，冬季施工時(shí)，還應(yīng)注意基底土不要受凍，嚴(yán)格控制基底標(biāo)高，防止基坑擾動(dòng)土的產(chǎn)生。

（4）嚴(yán)格監(jiān)督相應(yīng)人員機(jī)械操作使用過程，加強(qiáng)對(duì)操作人員的專業(yè)培訓(xùn)力度，保證其操作水平，防止出現(xiàn)操作不當(dāng)、技術(shù)性錯(cuò)誤等情況，定期對(duì)機(jī)械進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

3.結(jié)束語

循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠工程深基坑開挖時(shí)應(yīng)做好安全質(zhì)量控制工作，保證邊坡坡度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，坡面平整度滿足規(guī)范允許偏差，基底不發(fā)生超挖，基坑輪廓尺寸滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)于施工過程中出現(xiàn)的安全事故問題，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行處理，只有這樣才能保證循環(huán)水進(jìn)水海堤內(nèi)明渠工程深基坑開挖工作安全、高效、有序地進(jìn)行，提高明渠工程整體質(zhì)量。

［1］華小斌.電廠循環(huán)水取排水隧道盾構(gòu)穿越新建海堤安全性分析及技術(shù)措施［D］.浙江工業(yè)大學(xué)，2013.

［2］范加冬，張令剛，張金科等.關(guān)于深基坑開挖防護(hù)措施的研究［J］.四川建筑科學(xué)研究，2011，37（5）：123-126+184.