雒貴亮

（浙江省第一水電建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310000）

在水利水電工程中，基坑開挖及支護(hù)是重要的工作內(nèi)容，開挖與支護(hù)水平可直接影響到工程建設(shè)全過程的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益。由于施工現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，在基坑開挖及支護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況完善技術(shù)方案內(nèi)容，做好前期技術(shù)調(diào)研工作，避免設(shè)計(jì)方案及現(xiàn)場存在較大沖突。加強(qiáng)基坑開挖與支護(hù)期間管控力度，構(gòu)建高素質(zhì)施工團(tuán)隊(duì)，規(guī)范化操作施工設(shè)施，將施工期間的風(fēng)險(xiǎn)問題控制在源頭。

1 工程概況

本文以某地區(qū)一水庫泵站工程為例，該泵站安裝了三臺潛水排污泵，泵體的揚(yáng)程值分別為50m、70m、75m，功率分別為132kW、85kW 與220kW。施工現(xiàn)場地面絕對標(biāo)高值為163m，基坑墊底底面的相對標(biāo)高值為-13m，總開挖高度為-13m。施工現(xiàn)場地形較為平緩，整體呈現(xiàn)出南高北低的特征，平均高程值為163m。由于基坑施工范圍較大，在開挖環(huán)節(jié)需使用長臂挖掘機(jī)，基坑內(nèi)設(shè)置鋼管橫撐，分兩次澆筑混凝土。在澆筑到適宜高程后回填基坑土方，拆除鋼管橫撐并再次澆筑混凝土結(jié)構(gòu)。

2 水利水電工程基坑開挖與支護(hù)特征

水利水電工程基坑施工工作會受地形地貌、周邊環(huán)境等因素影響，難以進(jìn)行大規(guī)模開挖，開挖及支護(hù)環(huán)節(jié)面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素較多。第一，基坑開挖支護(hù)屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，建設(shè)期間存在較大風(fēng)險(xiǎn)?；邮┕と^程應(yīng)采用必要監(jiān)測手段，由施工單位上傳應(yīng)急處理預(yù)案，將安全事故影響范圍控制在最小。第二，坑開挖支護(hù)的區(qū)域性強(qiáng)，因建設(shè)現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境存在一定的差異，具體施工期間應(yīng)遵循因地制宜原則，結(jié)合實(shí)際情況選擇合理支護(hù)手段，確保支護(hù)工作始終處于有序?qū)嵤顟B(tài)。第三，基坑開挖支護(hù)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，在施工環(huán)節(jié)會對周邊建筑物、地下管線造成一定的影響[1]。因此，在制定開挖與支護(hù)方案期間，管理部門應(yīng)遵循相鄰建筑物安全管理規(guī)范，對施工技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步完善。第四，基坑開挖支護(hù)的綜合性強(qiáng)，工程實(shí)施與管理全過程涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、水利工程結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，對施工及管理人員的專業(yè)技能要求更高，應(yīng)在工程實(shí)施環(huán)節(jié)開展人員專業(yè)培訓(xùn)工作，構(gòu)建專業(yè)施工團(tuán)隊(duì)，保障施工工作順利開展。第五，基坑開挖與支護(hù)工作的造價(jià)高、施工周期長。基坑施工技術(shù)相對復(fù)雜，涉及工程面廣，在質(zhì)量及安全管理工作環(huán)節(jié)需投入大量的人力與物力資源，應(yīng)在制定施工技術(shù)方案環(huán)節(jié)比選方案內(nèi)容的經(jīng)濟(jì)適用性?；娱_挖與支護(hù)需經(jīng)過基礎(chǔ)開挖、隱蔽工程驗(yàn)收、基坑回填等流程，花費(fèi)的時(shí)間更多，施工環(huán)節(jié)會面臨降雨、周邊堆載、震動等情況，安全事故常具備突發(fā)性。

3 水利水電工程基坑開挖及支護(hù)準(zhǔn)備工作

3.1 現(xiàn)場準(zhǔn)備

在水利水電工程設(shè)計(jì)工作開展過程中，需要對現(xiàn)場水文、地質(zhì)與地下管線情況進(jìn)行詳細(xì)勘察，結(jié)合基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，選擇適宜的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。施工單位負(fù)責(zé)嚴(yán)格審核施工圖樣，明確施工現(xiàn)場標(biāo)高數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)位置，對施工圖紙進(jìn)行不斷優(yōu)化，派遣專業(yè)人員研究場地管線。綜合分析調(diào)研報(bào)告內(nèi)容，在審批通過后，才可進(jìn)入正式施工環(huán)節(jié)。對場地進(jìn)行供水及供電線路的設(shè)計(jì)，合理安排施工材料及設(shè)備進(jìn)場路線。結(jié)合工程實(shí)施環(huán)節(jié)的用水需求、天氣因素等針對性完善方案內(nèi)容，保障工程施工工作有序開展。

3.2 人員準(zhǔn)備

在水利水電工程基坑施工過程中，施工人員專業(yè)水平也是項(xiàng)目管理的重要內(nèi)容，需要明確施工期間的責(zé)任、技術(shù)及安全管理規(guī)范，通過協(xié)調(diào)各成員工作關(guān)系，確保施工期間的各項(xiàng)職責(zé)及任務(wù)能夠更好地落實(shí)。深化施工檢測機(jī)制，保障基坑施工工作高質(zhì)高效開展。

3.3 技術(shù)準(zhǔn)備

了解基坑開挖技術(shù)實(shí)施概況，確定工程施工技術(shù)規(guī)程及質(zhì)量要求。了解圖紙并掌握規(guī)范內(nèi)容，將制定的施工方案報(bào)監(jiān)理審批，作為后續(xù)工程施工重要依據(jù)[2]。由管理人員做好書面安全、技術(shù)交底工作，對基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行簽認(rèn)。標(biāo)定基坑開挖邊線，確定土方堆放場地及運(yùn)土路線。

3.4 材料及物資準(zhǔn)備

結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)與預(yù)算供貨計(jì)劃進(jìn)行材料及物資準(zhǔn)備，配備基坑開挖支護(hù)所需的水泵、水管、電線及發(fā)電機(jī)等設(shè)備。建設(shè)完善的臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，對設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真布局，確保各項(xiàng)防護(hù)工作有序開展。對施工設(shè)備及材料進(jìn)行認(rèn)真檢查，不合格的材料應(yīng)禁止進(jìn)入施工現(xiàn)場。

4 水利水電工程基坑開挖

4.1 開挖方法

結(jié)合案例工程施工現(xiàn)場具體條件及施工要求，施工段開挖深度為13m，在開挖過程中應(yīng)減少地表水的抽排量，避免邊坡受地表水過度侵蝕。由于現(xiàn)場存在土方、石方兩種結(jié)構(gòu)，在開挖環(huán)節(jié)也需采用不同的施工手段，預(yù)留200mm 的保護(hù)層。

4.2 開挖原則

基坑開挖工作前，施工人員應(yīng)做好定位、放線、基準(zhǔn)點(diǎn)引測工作，確保開挖環(huán)節(jié)有序?qū)嵤?。在開挖過程中遵循分層分段、限時(shí)支護(hù)原則。將開挖期間的土地變形量控制在最小范圍內(nèi)?；娱_挖應(yīng)當(dāng)遵照設(shè)計(jì)規(guī)程設(shè)置分層開挖深度，每區(qū)域開挖面的長度不得超過12m，自然放坡段的開挖深度不得超過2m。

4.3 土方開挖

土方開挖工作應(yīng)由上至下分層開展，不得使用倒懸開挖手段。兩側(cè)邊坡應(yīng)預(yù)留垂直的臨時(shí)路面邊坡保護(hù)層。在保護(hù)層開挖環(huán)節(jié)使用240 挖掘機(jī)與20 噸自卸車。借助反鏟削坡、人工輔助房產(chǎn)整修邊坡的方式，確保邊坡始終處于平整狀態(tài)，增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。邊坡明挖過程中，如出現(xiàn)裂縫、滑動情況應(yīng)立即停止，要求施工人員快速撤離現(xiàn)場，結(jié)合邊坡開裂情況制定應(yīng)急處理方案。

4.4 石方開挖

石方開挖多使用自下而上分層開挖、噴錨支護(hù)、梯段爆破等手段。逐層爆破開挖工作應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范及具體施工要求，配合使用分層開挖、梯段支護(hù)方式，梯段的開挖高度應(yīng)控制在6m～10m。結(jié)合工程地質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)邊坡結(jié)構(gòu)為薄層順下坡，局部可降低梯段高度并減少爆破藥量。在支護(hù)工作沒完成，受開挖卸荷、爆破振動及巖層切腳作用力影響，導(dǎo)致巖體局部不穩(wěn)定時(shí)可以使用臺階分層爆破開挖。

5 水利水電工程基坑支護(hù)技術(shù)手段

5.1 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)

（1）要求應(yīng)用在水利水電工程鉆孔灌注樁施工期間的測量設(shè)備均需要經(jīng)過檢測單位鑒定以及認(rèn)證，在施工前結(jié)合建設(shè)單位提供的控制網(wǎng)展開同等級復(fù)測，認(rèn)真做好施工測量環(huán)節(jié)的檢查及復(fù)測。（2）鋼護(hù)筒埋設(shè)后應(yīng)使用GPS 測量技術(shù)對鋼護(hù)筒進(jìn)行平面測量，鋼護(hù)筒的項(xiàng)口處均勻測量三點(diǎn)，利用三點(diǎn)共圓原理計(jì)算出鋼護(hù)筒中心位置，與設(shè)計(jì)樁位坐標(biāo)比較，確定樁位平面偏差。（3）設(shè)置鉆樁平臺時(shí)應(yīng)當(dāng)首先確定樁位點(diǎn)，鋪設(shè)枕木、鉆架平臺以及鉆架。鉆架到位后設(shè)置平面位置，做好垂直度的定位檢測，將檢測數(shù)據(jù)記錄在案。（4）護(hù)筒埋設(shè)前需要根據(jù)業(yè)主方提供的控制點(diǎn)精準(zhǔn)測量出樁位，在鉆孔周邊設(shè)定4 個定位樁矯正樁位[3]。將定位樁埋設(shè)在鉆孔中心位置，應(yīng)當(dāng)使用挖填方式，配合使用人工挖孔手段，在預(yù)定裝備掘進(jìn)到指定深度后才可以埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒的埋設(shè)深度應(yīng)當(dāng)結(jié)合樁位的水文地質(zhì)情況確定。（5）循環(huán)泥漿在泥漿池中還需要對泥漿的指標(biāo)進(jìn)行檢測，泥漿應(yīng)每隔三個小時(shí)檢測一次，主要檢測泥漿池回流泥漿指標(biāo)。結(jié)合泥漿檢測情況以及鉆孔情況，可以適當(dāng)加入羧甲基纖維素或者膨脹劑。（6）清孔工作應(yīng)當(dāng)在鉆孔完畢實(shí)施。配合使用清孔手段，將鉆進(jìn)設(shè)備提升至距離孔底適當(dāng)距離處空轉(zhuǎn)，使泥漿能夠?qū)崿F(xiàn)正常循環(huán)，去除密度較大的泥漿與鉆渣，確保泥漿指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求相符。（7）鋼筋籠環(huán)節(jié)還需要結(jié)合鉆孔灌注樁的施工特征，分段制作鋼架結(jié)構(gòu)，在鋼筋籠安裝過程中還需要著重考慮到吊裝條件，盡量減少分段的段數(shù)。（8）壓漿環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)配合使用超聲波檢測技術(shù)手段，做好孔道準(zhǔn)備工作，對壓漿進(jìn)行控制。壓漿環(huán)節(jié)需要實(shí)施壓漿量以及壓力雙控，分三批連續(xù)從壓漿壓入。

5.2 高壓旋噴樁

（1）高壓旋噴樁主要就是利用高壓旋轉(zhuǎn)噴嘴設(shè)施，將水泥漿液噴入土層中，與土體結(jié)構(gòu)充分混合，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)處生成連續(xù)搭接的水泥加固體。相較于其他基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)而言，高壓旋噴樁施工期間的占地面積較小、噪聲低，建設(shè)成本相對較高。（2）高壓旋噴注漿材料主要為水泥、水等，在必要情況下還是要加入少量的外加劑。高壓噴射注漿水泥品種與水泥標(biāo)號應(yīng)該結(jié)合施工環(huán)境及工程需求確定，通常為硬度等級是42.5級的普通硅酸鹽水泥。水泥應(yīng)當(dāng)符合嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后縮短存放時(shí)間，不得使用過期或受潮結(jié)塊的水泥。（3）高壓懸噴樁施工前應(yīng)當(dāng)整平場地，清理地面及地下可移動障礙，避免出現(xiàn)施工機(jī)械設(shè)備失穩(wěn)情況。設(shè)置施工臨時(shí)設(shè)施、臨時(shí)房屋及材料庫，配備廢水、廢漿處理與回收系統(tǒng)[4]。（4）高壓旋噴注漿需要首先分排孔進(jìn)行，每排孔應(yīng)分工序施工。在單孔噴射不會影響鄰孔的情況下，可依次進(jìn)行施工。鉆機(jī)的主鉆桿需要對準(zhǔn)孔位，用水平尺測量機(jī)體水平值、立軸垂直度，將鉆機(jī)墊平牢固。

5.3 SMW 工法樁

為避免水利水電工程施工期間出現(xiàn)邊坡松散、滑塌、溜坡等問題，還可以使用SMW 工法樁。SMW 工法樁需使用多軸型鉆掘攪拌機(jī)，對現(xiàn)場進(jìn)行鉆掘。利用鉆頭處噴出的水泥強(qiáng)化劑與地基土進(jìn)行反復(fù)攪拌，在各施工環(huán)節(jié)使用重復(fù)大跌方式。將H 型板或者鋼板插入沒有凝固的水泥土中，作為應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材料，形成具有一定強(qiáng)度、剛度、連續(xù)完整的地下墻體。SMW 工法樁需首先開挖導(dǎo)溝，放置導(dǎo)軌，設(shè)置施工標(biāo)識。正式施工時(shí)開展鉆掘與重復(fù)攪拌。在沒有充分凝結(jié)的水泥材料中插入并固定應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材。相較于其他基坑支護(hù)方式而言，SMW 工法樁不會影響到周邊土體，避免基坑開挖產(chǎn)生臨近地面沉降、房屋傾斜、道路裂損以及地下設(shè)施位移等情況。SMW 工法樁的施工工期較短，施工期間的廢土外運(yùn)量比其他工法更少。

5.4 基坑降排水

基坑開挖工作開展前需要根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果控制地下水位，使用排水固結(jié)方式使基坑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，增強(qiáng)基坑整體的水平抗力，避免基坑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形問題。保障基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，控制基坑底部隆起情況?；咏邓h(huán)節(jié)還需要增加滲井，檢查鄰近建筑工程與地下管線，做好灌水處理工作[5]?；娱_挖工作實(shí)施環(huán)節(jié)，在開挖面低于地下水位基坑或者溝槽的情況下，地下含水層被切斷，地下水會不斷滲入坑中。基坑排水期間的工具主要包括電動水泵、機(jī)動水泵、真空及虹吸泵等。在選擇水泵種類的情況下，水泵的排水量需要為提供流水量的1.5～2 倍。在基坑涌水量較小的情況下，也可以使用提水桶、水龍車或者水搖泵。基坑、溝槽開挖時(shí)的地下水位下降方式較多，常見方式為開設(shè)明溝、設(shè)置集水井。

6 水利水電工程基坑開挖與支護(hù)監(jiān)測技術(shù)

6.1 基坑監(jiān)測

借助永久及臨時(shí)結(jié)合方式，對內(nèi)部變形監(jiān)測進(jìn)行斷面布置。判斷錨桿應(yīng)力變化情況、高程值變化情況，分析周邊結(jié)構(gòu)的位移量。監(jiān)測爆破振動量，依照衰減規(guī)律經(jīng)驗(yàn)公式、爆破振動速度傳播速率，獲得爆破振動衰減規(guī)律，為開挖爆破工作提供重要技術(shù)指導(dǎo)。

6.2 物探檢測

在邊坡開挖環(huán)節(jié)設(shè)置長觀孔、變?？着c聲波孔，作為物探檢測對象。全部檢測孔的全孔段聲波為4000m/s～6000m/s，基建面下方3m為邊坡爆破松弛破壞的集中地，巖體結(jié)構(gòu)的完整性差，容易出現(xiàn)巖體破碎及裂縫發(fā)育問題。其他孔段的掩體完整性較好，孔壁光滑。借助物探檢測方式，能夠?qū)﹂_挖期間的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，有效改善開挖工藝。

7 總結(jié)

在水利水電工程基坑開挖支護(hù)工作開展過程中，管理部門應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段，結(jié)合施工現(xiàn)場具體情況完善方案內(nèi)容。做好基坑開挖支護(hù)期間的監(jiān)管工作，制定切實(shí)可行的應(yīng)急預(yù)案，確?；娱_挖與支護(hù)工作始終處于有序?qū)嵤顟B(tài)，增強(qiáng)水利水電工程建設(shè)全過程的綜合效益。