排澇站水閘基坑開挖支護(hù)與降水施工分析

楊 可

(惠州市惠州大堤東堤管理中心，廣東 惠州 516001)

0 引 言

排澇站水閘基坑開挖是水閘工程施工的主要工序，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到整座水閘的總體施工質(zhì)量和運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性。和其他建筑工程相比，排澇站水閘所在區(qū)域的地質(zhì)條件更加復(fù)雜，影響施工的因素也更多，無疑會增大施工的難度。在排澇站水閘工程施工中，基坑開挖需要綜合考慮很多方面的因素，如：地質(zhì)水文條件、基坑規(guī)模、水閘工程的結(jié)構(gòu)形式等。再選擇出有針對性的基坑支護(hù)方法和降水技術(shù)，可以為排澇站水閘工程施工建設(shè)營造一個安全的環(huán)境，從而更好的保障施工質(zhì)量?；诖?，文章結(jié)合馬安圍澳背排澇站擴(kuò)容改造工程，開展排澇站水閘基坑開挖支護(hù)與降水施工的分析研究，內(nèi)容如下。

1 工程概述

馬安圍澳背排澇站擴(kuò)容改造工程，基礎(chǔ)開挖主要包括進(jìn)口段擋墻、澳背排澇泵站和排水閘、渠道擋墻基礎(chǔ)土方開挖、挖運(yùn)等，基礎(chǔ)土石方開挖總量約90558m3?；A(chǔ)開挖最低高程6.60m，邊坡坡頂最高高程16.60m，最大高差10.00m，開挖深度超過5m(含5m)的基坑，開挖邊坡1∶1。澳背排澇站閘底下、右岸岸坡的土層多為粉細(xì)砂及中粗砂，透水性較強(qiáng)，在兩側(cè)水位差較大時易發(fā)生管涌、冒砂現(xiàn)象。部分站閘底板以下存在淤泥質(zhì)軟土，該土層承載力較低，壓縮性大。部分站閘的地下水對混凝土材料具弱-強(qiáng)分解性侵蝕。

2 排澇站水閘基坑開挖的方法

2.1 開挖工藝

基坑開挖是排澇站水閘工程施工的第一步，也是比較重要的一步，為最大限度上保證施工質(zhì)量，工程選擇排澇站水閘基坑開挖工序如圖1所示。

圖1 排澇站水閘基坑開挖工藝圖

2.2 開挖方法

在案例工程施工中，為提升排澇站水閘基坑開挖的效率，凡是基礎(chǔ)土，采用全面開挖方式，具體開挖方法為：選擇一臺規(guī)格為1.00m3的挖土機(jī)進(jìn)行倒退挖裝，推土機(jī)可選擇推土集渣的方法，挖土裝載到20t自卸汽車上完成運(yùn)土操作。表層土、淤泥、淤泥質(zhì)土，運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢眠M(jìn)行堆放，堆放場地需要進(jìn)行科學(xué)的處理和保護(hù)，避免發(fā)生污染問題，此外，在開挖之前，還要切實(shí)做好機(jī)械設(shè)備和施工人員準(zhǔn)備工作，制定完善的基礎(chǔ)土方挖運(yùn)方案，考慮到土方填筑量的平衡性，凡是有用料要堆放到指定的存土場，為作為回填土施工，以減少無效的棄土量[1]。

工程擋墻基礎(chǔ)施工段開挖深度比較淺，為提升施工效率，選擇了一次性開挖到設(shè)計(jì)基底標(biāo)高的方法。排澇站泵房和水閘基礎(chǔ)開挖流量比較大，開挖深度大，屬于典型的深基坑工程，在開挖時可采用多臺挖掘機(jī)聯(lián)合接力開挖方法，具體的施工示意圖如圖2所示。

圖2 排澇站水閘基坑分層開挖施工示意圖

2.3 土方開挖施工方法測量

2.3.1 基線復(fù)核

基線復(fù)核是土方開挖的重中之重，為保證開挖質(zhì)量，避免發(fā)生超挖和欠挖問題，工程在土方開挖之前，按照工程監(jiān)理提供的數(shù)據(jù)，開展全方位的基線復(fù)核工作，保證基線測量的精度符合要求。同時還要按照監(jiān)理工程師所提供的的基準(zhǔn)點(diǎn)，立足國家測繪規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，測量出基坑開挖的控制網(wǎng)，同時加密水準(zhǔn)點(diǎn)。為土方開挖提供良好的參考。

2.3.2 施工測量放樣

在測量放樣中，需要立足監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的施工控制網(wǎng)放樣出開挖邊線。比如：提防工程基礎(chǔ)線測量放線中，平面位置的誤差控制是重中之重，不能超過施工允許的±5cm， 而高程誤差也不能超過±3cm。尤其是在提防斷面放樣中，高程的負(fù)值不能連續(xù)出現(xiàn)，而且不能超過總測點(diǎn)數(shù)的30%。

土料場覆蓋層清基土方開挖施工也是重中之重和核心環(huán)節(jié)，為保證施工質(zhì)量，降低地質(zhì)條件復(fù)雜特殊對施工質(zhì)量和安全性造成的影響，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和監(jiān)理工程師的要求，合理劃分出料場的開采范圍，通過測量分析的方法，確定好出料場覆蓋層清基面積及有效儲量，并在適當(dāng)?shù)奈恢寐裨O(shè)出明顯的界標(biāo)。

為降低施工難度，提升施工效率，對那些比較窄的路段要適當(dāng)加寬處理，每隔200m就填筑一個會車平臺，便于施工車輛交會，順利通過。將土料場覆蓋層清基土方開挖施工范圍的植被和雜物清理后分層、分階段開挖[2]。劃分出清晰的層次之后，挖掘機(jī)要先進(jìn)行施工平臺修整，再按照從上到下的順序，開挖表土，由推土機(jī)進(jìn)行集料，挖掘機(jī)裝車，通過自卸汽車運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢眠M(jìn)行堆放。并在適當(dāng)位置修筑截水溝，設(shè)必要的排水設(shè)施，當(dāng)表土完成清挖之后，及時開展土料開采。

3 排澇站水閘基坑開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

在案例工程施工中，存在多處臨時性邊坡支護(hù)，包括：泵進(jìn)水口段、泵房段、泵長水口段等，為保證排澇站水閘基坑開挖的安全性和牢固性，工程在開挖支護(hù)中，選擇了噴錨支護(hù)施工技術(shù)，施工參數(shù)為錨固Ф18鋼筋長1m，間距1.50m，掛Ф6@200的鋼筋網(wǎng)，噴射C20混凝土厚50mm。選擇直徑為48mm的鋼管，制作成濾管，將入土端加工成樁尖狀，控制濾漿孔之間的間距在50cm左右，在孔眼的前端，焊接上鋼筋，連接成一個整體[3]。在錨孔鉆孔施工中選擇了螺旋鉆施工，打管采用沖擊錘將鋼管按照設(shè)計(jì)要求的角度和位置對正，將制作好的鋼管緩慢打入到設(shè)計(jì)長度。

工程在混凝土噴射中，為保證噴射效率和質(zhì)量，選擇了規(guī)格為9m3的空壓機(jī)進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制噴射質(zhì)量，保證混凝土噴射之后，強(qiáng)度≥C20，厚度不能低于12cm。添加劑的添加量控制在總量的3%-5%之間[4]。在進(jìn)行鋼筋錨桿灌漿施工操作中，要盡量選擇一次灌漿法，保證灌漿管端距離孔底的距離在200mm左右，等漿液從溢出口溢出之后，及使用止閃袋進(jìn)行封口處理，穩(wěn)壓時間≥3min。灌漿時壓力要控制在0.50-1.00MPa之間，早強(qiáng)劑占水泥的比重控制在0.03%-0.05%之間，砂漿可按照試驗(yàn)室M20配比。

在進(jìn)行錨管灌漿操作中，可采用高壓注漿泵進(jìn)行注漿操作，封口處用土工布進(jìn)行封口處理，灌漿操作時要選擇低壓慢灌的方法。在整個灌漿過程中如果土體比較穩(wěn)定，在灌漿操作中壓力可控制在0.50MPa-1.00MPa之間，灌漿量控制為松散雜填土層每米鋼花管≥1包水泥漿量，黏性土層施工中每米注漿量≥0.30包水泥漿量[5]。如果在錨管灌漿過程中土體會發(fā)生較大的變動，要及時停止灌漿，完成灌漿之后，及時封閉管口，避免發(fā)生漿液倒流問題，保證施工質(zhì)量。

4 降水施工技術(shù)在排澇站水閘基坑施工中的應(yīng)用

排澇站水閘基坑施工中，基坑深度比較大，而且會受到既有水量的影響，為保證施工效率、施工質(zhì)量、施工的安全性等，因此，需要科學(xué)合理的應(yīng)用降水施工技術(shù)，以便為排澇站水閘基坑施工營造良好環(huán)境，能夠在無水的環(huán)境中，順利完成排澇站水閘基坑施工，從而更好的保障施工質(zhì)量[6]。

4.1 初期排水技術(shù)

當(dāng)排澇站水閘基坑開挖之后，需要及時開展初期排水，初期排水的排水量包括：基坑積水、地基滲水、岸坡滲水、接頭漏水、降雨匯水等。就案例工程而言，所在區(qū)域枯水期降水量比較少，降水匯水量也就比較小，可采用如圖3所示的排水方法進(jìn)行降排水施工。

圖3 初期降排水施工示意圖

圖3中：1表示的是集水井，2表示的是排水溝，3表示的是建筑物輪廓線；4表示的是水流方向，5表示的是基坑邊坡，6表示的是降水和排水的水流方向。

4.2 經(jīng)常性排水

在排澇站水閘基坑施工中，經(jīng)常行排水的水量主要由基坑滲水、降雨匯水、施工棄水等共同組成。其中主要的水量為水閘施工中混凝土的養(yǎng)護(hù)棄水。在工程施工中最大混凝土澆筑量為255m3/d，抽水強(qiáng)度為混凝土澆筑量的1.20倍，為306m3/d[7]。所以，在排澇站水閘基坑經(jīng)常性排水施工中需要配置4臺IS125-100-250型潛水泵，3臺S-2DN6/3型泥漿泵，才能滿足施工要求，保證排澇站水閘基坑中無積水。

具體而言，為保證排澇站水閘基坑施工質(zhì)量，營造一個良好的施工環(huán)境，在降水施工中，可選擇井位降水施工技術(shù)，先結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，通過測量放線，確定每個降水井位的位置，控制偏差不超過50mm。如果遇到特殊地質(zhì)，需要調(diào)整井位，不能私自調(diào)整，而是需要及時通知技術(shù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行考察分析之后再酌情調(diào)整。

4.3 明溝式排水

工程在基坑排水時，采用了地面導(dǎo)溝排水技術(shù)。在排澇站水閘基坑周圍開挖導(dǎo)水溝，滲水、雨水、施工棄水等，通過導(dǎo)溝進(jìn)入到集水井中，再用抽水泵直接抽水[8]。在明挖式排水施工中需要嚴(yán)格控制導(dǎo)溝低于開挖面，周邊導(dǎo)水溝的寬度控制在0.5m左右，高度也控制在0.50m左右，邊坡坡度控制在1∶1左右，集水井的深度控制在1.00-1.50m之間。在集水井底部鋪設(shè)30cm厚的碎石護(hù)底，保證每個集水井設(shè)2臺4英寸泥漿泵，一用一備，在基坑抽水時，控制水位下降速度在1.00-1.20m/s之間。明溝式排水系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 明溝式排水系統(tǒng)

圖4中1表示岸坡保護(hù)面層，2表示降排水曲線，3表示集水井和集水溝，4表示開挖線，5表示水泵。

為進(jìn)一步提升降水效果，保證施工質(zhì)量，在排澇站水閘基坑降水施工中，選擇了明溝式排水和截滲墻幕墻相互結(jié)合的方法。此種降水施工技術(shù)，能夠發(fā)揮出兩種降水施工各自的優(yōu)勢，而且還能彌補(bǔ)截滲幕墻不能單獨(dú)作為降水施工技術(shù)。不但可以截?cái)嗟叵滤蚺艥痴舅l基坑中滲透，而且防護(hù)支護(hù)邊坡，提升排澇站水閘基坑施工的安全性。

5 施工的幾點(diǎn)心得體會

通過分析馬安圍澳背排澇站擴(kuò)容改造工程中開挖支護(hù)與降水施工的過程及技術(shù)的應(yīng)用，得出以下幾點(diǎn)心得體會，希望對類似工程的施工有一定參考及借鑒。

1)為為保證施工安全性、質(zhì)量、進(jìn)度等，基坑開挖、支護(hù)、降水需要密切配合，為避免發(fā)生相互脫節(jié)，引起邊坡失穩(wěn)的問題，在施工中要遵循土方開挖配合支護(hù)作業(yè)，嚴(yán)禁隨意開挖，更不能存在超挖和欠挖問題，嚴(yán)格按照支護(hù)工藝和標(biāo)準(zhǔn)開展土方開挖工作。

2)基坑防、排水要求施工需做好防水工作，防止地面水流入基坑內(nèi)，及時排除基坑積水以保證邊坡支護(hù)質(zhì)量。

3)采用基坑明排措施，支護(hù)過程中的防排水措施由邊坡頂周邊設(shè)置排水溝及集水井：邊坡坡面設(shè)置泄水孔，水平間距5m，垂直間距3m[9]?；拥撞吭O(shè)置排水溝及集水井，開挖期間，坑底應(yīng)盡量向中間傾斜，以免坡腳積水。

6 結(jié) 語

綜上所述，文章結(jié)合馬安圍澳背排澇站擴(kuò)容改造工程實(shí)例，分析了排澇站水閘基坑開挖支護(hù)與降水施工，分析得出，排澇站水閘基坑施工難度比較大，存在很多不確定因素的影響，為保證施工的安全，促使施工任務(wù)能夠在合同規(guī)定的期限內(nèi)完成施工，需要結(jié)合工程特性，做好施工開挖、施工支護(hù)、降水施工等，做到多方協(xié)調(diào)配合，更好的保障施工質(zhì)量。