水位以下流砂土質中河槽壩體施工技術

楊忠陽

(山西一建集團有限公司，山西太原 030012)

近幾年，隨著社會的發展，國家加大了對水利水電工程方面的投入。而河槽壩體施工作為水利水電河道治理工程中的一項主要建設內容，也越來越多。其施工一般均在河水導流后開挖施工。但此種地質條件往往地下水位較高，開挖未到設計標高即出現地下水，且土質多為砂層，極易出現流砂，水位以下流砂土質中河槽壩體施工技術主要適用于此種情況。

1 施工工藝流程

確定壩體開挖基準面標高和寬度→第一步土方的開挖→坡腳堆砌碎石袋→型鋼樁鋼板支護→降水→第二步土方的開挖→壩體鉛絲籠石基底施工。

2 操作要點

1)開挖基準面標高、寬度的確定。a.開挖基準面標高的確定。壩體土方開挖前先按照設計圖對壩體位置進行測量放樣，將各樁號位置和控制點在地面準確定位并做好點位控制樁。詳細了解地質勘察報告中地下水位的相關資料，并沿壩體縱向每隔10 m打探孔確定地下水位標高，用以確定開挖基準面標高。基槽土方分兩步自上而下進行，第一步的開挖深度為自然地坪至基準面(地下水位面)的深度。第二步的開挖深度為基準面(地下水位面)至設計壩體底的深度。基準面標高確定后即確定了第一步和第二步的開挖深度。b.基準面寬度的確定。基準面寬度為《壩體橫向斷面設計圖》中的設計壩體底面寬度擴寬2.6 m(每邊1.3 m)。基槽的開挖邊線按照第一步開挖深度依據JGJ 167-2009濕陷性黃土地區建筑基坑工程安全技術規程中的坡度系數計算確定。基槽縱向采用分段開挖，分段長度約50 m。基槽基準面的擴寬，既給施工河槽壩體的操作工人提供了工作面，又可減小基準面以上土體的側壓力，提高支護結構的安全性。圖1為壩體基槽開挖橫向斷面示意圖。

2)坡腳堆砌碎石袋。基槽放坡開挖第一步完成后，若遇坡腳土質不良或坡壁滲水等情況時應視現場具體情況在坡腳堆砌2層～3層裝有碎石的塑料袋防護，防止滑坡坍塌。碎石袋應填裝密實，堆砌時應緊密，上下層應錯縫搭砌。

3)型鋼樁鋼板支護。因地下水位以下開挖會形成流砂，故采用型鋼樁鋼板支護。型鋼采用工字鋼，規格為H120 mm(高)×120 mm(寬)×12 mm(厚)、長3 m，中心間距為1 m，沿壩體外邊線外擴500 mm設置。鋼板采用1 500 mm(高)×2 000 mm(寬)×20 mm(厚)。首先將工字鋼按其位置采用挖掘機鏟壓入，在此過程中必須嚴格控制槽鋼的垂直度，禁止扭曲及較大變形。每3根槽鋼后設一塊鋼板，鋼板也采用挖掘機鏟壓入。工字鋼與鋼板上部均用φ25鋼筋焊“Ω”形掛鉤(槽鋼設一個，鋼板設兩個)，便于施工完畢后鉤掛鋼絲繩吊出重復利用。支護完畢后接著進行第二步河槽開挖作業。

圖1 基槽開挖橫向斷面圖（單位：mm）

4)降水。開挖前應依據地質勘察報告等相關資料，對地下水進行估算，進而確定抽排設備及降水方案。施工過程中嚴格控制地下水位，用污水泵、泥漿泵等設備將積聚水體及時排出河槽，降低地下水位至壩體設計底標高以下，從而確保河槽壩體施工的順利進行。

5)壩體鉛絲籠石基底施工。鉛絲籠擺放前，應適當修整基面，不應有明顯的隆起和凹陷。鉛絲籠應錯縫擺設就位，避免出現縱向貫通縫。塊石采用人工進行填充，先將大的塊石填至四角部至設計厚度，再填充中間部位，以保證鉛絲籠實體形狀規整，填充的塊石間應密實、平穩、表面平整，塊石間隙可用碎石(碎石的粒徑大于網格尺寸)填塞，且塊石大面盡量向上放到面層。填充塊石鋪砌平整后，將頂蓋與中間隔片每隔300 mm間距進行綁扎，相鄰籠體的接觸面采用相同材質的線材每隔300 mm間距進行綁扎。當在已完成的底層網上面安裝鉛絲籠時，應用線材沿新裝鉛絲籠下部邊框將其固定在底層的鉛絲籠上，確保單個鉛絲籠整體的牢固性。壩體鉛絲籠石基底橫向斷面圖見圖2。

圖2 壩體鉛絲籠石基底橫向斷面圖（單位：mm）

3 施工工藝特點及原理

3.1 施工工藝特點

1)多種工藝相互組合，充分利用了各自的優點。2)碎石可就地取材，型鋼、鋼板及抽水泵等材料設備購置方便、可周轉使用，經濟適用。3)工藝原理簡單，施工技術成熟。

3.2 施工工藝原理

以地下水位面為基準面，以基準面為界，其以上部分放坡開挖，坡腳視現場情況堆2層～3層碎石袋防護。其以下部分采用型鋼樁鋼板支護并止水，配合降水措施，開挖成槽至設計標高后施工壩體。

4 質量控制

1)各工序的施工應滿足SL 52-93水利水電施工測量規范和JGJ 167-2009濕陷性黃土地區建筑基坑工程安全技術規程的要求。工程的質量控制應嚴格按照SL 223-2008水利水電建設工程驗收規程和SL 239-1999堤防工程施工質量評定與驗收規程的要求進行驗收。2)壩體鉛絲籠石的原材料應滿足設計要求，且原材料要經過復測檢驗，檢測結果均應達到規范及設計要求，方可應用于工程的相應部位。

5 安全措施

1)在工人進場后，應進行入場教育，由專業安全員對其進行系統的安全教育，講解現場情況，說明在施工中應注意的事項。2)在土方開挖施工前，對挖掘機、裝載機駕駛員與施工工人等進行技術、安全交底。機械操作人員需持證上崗。現場要設專人指揮車輛作業。3)挖掘機進行土方作業時，挖掘機的施工半徑內不得有人員停站;挖掘機裝車時，汽車駕駛室內不得坐人;非機組人員不得擅自動用機械設備。4)基坑土方完成后，要及時在距基坑周邊距1 m處搭設護欄，并在醒目的位置設置警示標志。5)在土方開挖及壩體鉛絲籠基底的施工過程中，應設專人密切監視基坑邊坡土方變化情況，如發現異常，應及時采取有效措施，確保安全施工。6)基坑周邊2 m以內的范圍嚴禁堆載。

6 環保措施

1)加強宣傳教育，增強施工人員的環境保護意識。2)積極聽取上級領導部門和業主、監理工程師對工程環保工作的要求，把環保工作作為一項重要工作來抓。3)施工過程中，注意保護四周的植被，防止水土流失和由此引起的農田和水利的破壞，并嚴防有害物流入江河或耕地中。4)施工時盡量少占用耕地，棄碴、棄土堆放在業主指定地點，嚴禁亂堆、亂拋。施工后及時從現場清除并運走各種廢料、垃圾及不再需要的臨時工程，保持現場不出現障礙，排除雨水或污水，做到工完料盡場地清，保持現場清潔文明。5)采取合理措施，保護工地及工地周圍環境。

7 效益分析

1)業主效益。通過水位以下流砂土質中河槽壩體的施工技術的應用，確保了該工程河槽壩體施工的順利進行。既節約了時間、縮短了工期、保證了質量，又大大的降低工程措施費用，減少了投資，得到業主及監理單位的一致認可和好評。

2)施工單位效益。通過水位以下流砂土質中河槽壩體的施工技術的應用，確保了工程施工安全，加快了工程進度，縮短了工期，提高了質量，降低了成本。

8 結語

臨汾市百公里汾河治理與生態修復工程襄汾段工程中應用該技術，使得水位以下河槽壩體施工進度、安全、質量都得到保證，既為業主創造了經濟效益，又為施工企業創造了經濟效益和社會信譽。該工藝在今后施工類似工程中可以推廣應用。

［1］JGJ 167-2009，濕陷性黃土地區建筑基坑工程安全技術規程［S］.

［2］JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術規程［S］.