淺議如何做好循環水進水海堤內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

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淺議如何做好循環水進水海堤內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

循環水進水海堤內明渠工程深基坑開挖工作，由于其復雜性及系統性，增加了深基坑開挖工作中的難度，怎樣做好循環水進水海堤內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。本文在結合實際工程案例的基礎上，將深入探討循環水進水海堤內明渠工程深基坑開挖工作的相關施工措施及施工注意要點，為相似工程施工提供參考依據。

循環水進水海堤 明渠工程 深基坑開挖工作

以濱海縣某取排水工程為例，其循環水進水海堤內明渠總長978.723m，見圖1，海堤內明渠開挖斷面為梯形，底寬25m，兩級放坡，邊坡坡比為1∶2.5。明渠開挖底標高為-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，護坡結構層與之相同。

1.循環水進水海堤內明渠工程深基坑開挖施工

1.1施工組織及施工安排

施工人員應到施工現場進行詳細勘察，根據具體情況合理安排施工組織，制定科學的施工方案，明確施工順序，應先進行水泥土攪拌樁的施工，在攪拌樁驗收合格后方能進行明渠土方的開挖。施工期間加強對排水設施的維護，施工負責人應實時了解天氣情況，如遇到強降雨天氣，應提前做好排水設施的檢查。

開挖施工流程為施工測量→開挖明溝→明渠開挖或回填（水泥土攪拌樁施工區域）→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水泥土攪拌樁區域明渠開挖或回填

測量放樣，確定基坑中心線，上下口開挖邊線及填土區位置，并用石灰線和標桿進行標記。明渠采用先中間后兩邊的盆式開挖方式，分層分區進行開挖，每層開挖厚度為2m。表層土開挖兩側坡頂應與內側水泥土攪拌樁間隔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

開挖時先挖基坑中部的土方，然后向兩側邊坡推進，開挖施工設施布置在基坑的兩側作業，開挖時保持邊坡底部不積水、不積淤，降低對坡面的擾動。開挖邊坡控制在1：2～1：2.5范圍，保證邊坡不坍塌。挖出的土及時運至需要回填的區域，不能堆積在明渠兩側坡頂。

根據基坑開挖情況，設置下坑通道，下坑通道圍繞開挖邊坡進行，以滿足車輛通行為原則，根據基坑土質情況鋪設16mm厚鋼板，鋼板寬度為6m，路面寬度7m，以滿足運輸車行走。

1.3水泥土攪拌樁施工

循環水進水海堤內兩側明渠地基采用單軸φ500水泥土攪拌樁進行加固處理，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→攪拌樁機就位→預攪下沉→制備水泥漿→噴漿攪拌、提升→重復攪拌下沉→重復攪拌提升直至孔口→關閉攪拌機、清洗→移至下一根樁、重復以上工序。

1.4深井降水施工

施工前首先進行抽水試驗，以確定土的滲透系數K值，土的滲透系數K值計算公式為：

式中：Q——井點系統總涌水量（m3/d）；K——滲透系數（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定后的高度（ha=Ha-s）。在現場設置三個抽水井，經抽水試驗計算得三個井的滲透系數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4m，頂部一節不打孔，其余管節在管上打孔；每井一臺潛水電泵，潛水泵應安裝在距管底1m～1.5m處，吸水管底端應裝逆止閥，設于管井抽水的最低水位以下。深井采用CZ-22型鉆機成孔，并采用自成泥漿護壁，待井深達到要求深度后，進行抽渣換漿，將制作好的井管，利用鉆機自身設置的卷揚機分段下設，接頭對接牢固，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。井管下入后及時填中粗砂，填至距自然地面100cm，上部用粘土分層回填并搗實。用空壓機及潛水泵聯合洗井，直至抽出清水為止。下設水泵，水泵的出水管與集水管連通，水泵抽水排放至排水明溝。安裝完成后進行試抽水，以檢查管路接頭質量、管井出水、抽水機械運行情況及水位下降情況等。試抽水后進行降水作業，井管使用完畢后，所留孔洞用砂或土進行填塞。

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段進行施工，每段長度約200m，按從取水口往取水泵房的順序逐段施工。每段單獨設置一個降水系統，開挖完一段后即開始進行護底及護坡施工，按設計開挖邊線應整體開挖至0.0m的高程。

1.6基坑監測

基坑的監測內容包括基坑內外的觀察和邊坡土體頂部水平位移、基坑周圍地表沉降、邊坡穩定性、地下水位的監測。觀察基坑內外情況，如果發現坑底隆起跡象，應立即停止開挖，并加設基坑外沉降監測點；采用全站儀觀測水平位移，采用精密水準儀觀測垂直位移；采用鉆孔埋管測斜監測法監測邊坡穩定性；利用水位管、鋼尺水位計和水準儀測量確定地下水位高程，通過各觀測期水位管內水面高程的變化，監測地下水位的高程。

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至施工現場，并在現場設置配電柜，現場設備從配電柜接線使用，夜間施工照明配置1臺250A照明配電箱負責照明線路的供電。現場照明采用1500W移動照明燈。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置一條寬和深均為2m的排水溝，坑內潛水泵抽出的水均排入溝內。

2.2保證邊坡穩定性

為保證明渠開挖期間邊坡穩定，應嚴格按照確定的施工順序進行施工。開挖前建立邊坡位移觀測系統，施工期間對邊坡穩定性進行監測；根據不同土層土質情況采用適當的挖方坡度；做好地面排水措施，基坑開挖范圍內有地下水時，采取降水措施；坡頂上嚴禁棄土、堆載；土方開挖應自上而下分段分層依次進行；避免先挖坡腳，造成坡體失穩；相鄰基坑開挖，應遵循先深后淺，或同時進行的施工順序；開挖邊坡嚴格按照設計坡比進行放坡。

2.3安全技術措施

（1）深井降水應經常進行檢查，其出水規律應“先大后小，先混后清”。若出現異常情況，應及時進行檢查。

（2）基坑周圍上部應挖好水溝，防止雨水流入基坑。每50米設置一個集水坑，用以排出基坑內的積水，疏通并排除地表水，使施工場地無積水，減少表面雨水順坡流入基坑，如果場地有積水，應加強抽排水。在雨天施工做好排水和降水工作，邊坡提前覆蓋彩條布，及時抽水不定期地清理集水井。在基坑開挖邊坡頂部兩側沿明渠方向設護欄，保證施工現場的安全、正常施工。

（3）如果挖土邊坡發生小面積塌方可將坡腳塌方清除，做臨時性支護；加強測量復測，進行嚴格定位，避免超挖；認真做好基坑排水和降水工作，土方開挖應連續進行，盡量縮短施工時間，采用機械挖土時，應在基底標高以上留一定厚度的土用人工清除，冬季施工時，還應注意基底土不要受凍，嚴格控制基底標高，防止基坑擾動土的產生。

（4）嚴格監督相應人員機械操作使用過程，加強對操作人員的專業培訓力度，保證其操作水平，防止出現操作不當、技術性錯誤等情況，定期對機械進行維護保養。

3.結束語

循環水進水海堤內明渠工程深基坑開挖時應做好安全質量控制工作，保證邊坡坡度滿足設計及規范要求，坡面平整度滿足規范允許偏差，基底不發生超挖，基坑輪廓尺寸滿足設計要求，對于施工過程中出現的安全事故問題，應及時采取措施進行處理，只有這樣才能保證循環水進水海堤內明渠工程深基坑開挖工作安全、高效、有序地進行，提高明渠工程整體質量。

［1］華小斌.電廠循環水取排水隧道盾構穿越新建海堤安全性分析及技術措施［D］.浙江工業大學，2013.

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