淺析隧道基坑土石方開挖施工技術

（廣東省基礎工程公司，廣東，廣州，510620）

【摘要】本文結合某隧道工程基坑開挖實例，對隧道基坑土石方開挖施工方法進行了闡述，并提出了安全、質量技術措施，為類似工程提供施工借鑒。

【關鍵詞】隧道基坑；土方開挖；施工技術

1 工程概況

某隧道工程位于佛山千燈湖橋東側，路線總長2080m，紅線寬90m。主線雙向八車道，部分拓寬至十車道以上，輔道雙向六車道，兩側設非機動車道和人行道。其中主線隧道長1.5km。在隧道中段兩側，設置兩座地下車庫，車輛可經通過隧道直接進入車庫，兩座車庫間設置橫向聯絡通道互通。本標段為第Ⅱ標段，起止樁號為K1+435～K2+150，隧道全長715m。

2 基坑土方開挖施工

隧道圍護結構為地下連續墻加攪拌樁止水方式，隧道工程基坑開挖深度最深約12m，設三層支撐。底板主要置于淤泥質土和殘積土上。基坑土石方量約205124.70m3，土方回填41106.08m3。土方開挖及支撐安裝施工時，從一端往另一端方向進行施工。土方計劃各安排五臺挖掘機及20臺20t以上自卸車進行出土。

2.1施工分塊、施工流向及組織

根據工期要求，隧道工程基坑的土石方按支撐設置層數進行全斷面分層開挖，土石方從東西兩端同時往中間方向進行開挖施工。基坑土石方開挖及支撐的施工均應在相應的圍護結構完成后進行，挖土前先進行預降水，將水位降至開挖面以下1m開始挖土。支撐隨土方開挖進行，開挖一段（一層）安裝一段（一道）。

2.2基坑開挖前的準備工作

2.2.1 圍護結構完成后，清除基坑范圍內的障礙物，鋪筑場內運輸便道。

2.2.2 按工程監測要求，做好各種類型的觀測點布置，并測定初始數據。

2.2.3 沿基坑外四周設截水溝和集水井，截止基坑外地表水流入基坑，集水井內的積水經沉淀后排入市政雨水管道。截水溝設在基坑外側，截水溝寬250mm，深400mm，每隔30m左右設1個集水井，集水井截面尺寸為500mm#61620;500mm#61620;600mm，溝底鋪10cm厚C15素混凝土墊層，截水溝設1%的坡度。基坑開挖過程中，及時搭設臨邊防護，臨邊防護使用φ4.8鋼管，植入土中，高度為1.2m，上下兩道。

2.2.4 在圍護結構施工期間，于基坑內施工臨時降水井，利用臨時降水井對基坑內土層進行降排水，一邊降水一邊進行土石方開挖，且應防止超降水。

2.3 土石方開挖方法

2.3.1 土石方縱向開挖方法

土石方開挖采用大放坡土方接力加在基坑中部設置鋼平臺接力開挖的方法，在施工過程中按以下數據進行控制。挖方邊坡值及開挖深度：在砂層挖方時邊坡值（高：寬）控制在1：1.25～1：1.50之間，粘土層挖方邊坡值控制在1：1.00～1：1.50之間，碎石類土層挖方邊坡值控制在1：0.50～1：1.50之間，施工過程中視具體地質情況而定，必要時可進行邊坡加固，防止滑坡。分層開挖土層間的開挖深度控制在4m之內，挖掘機所站平臺要留足夠的長度及面積以方便施工。

分層標高：第一道砼撐為為設計支撐底0.1m，鋼支撐為支撐底標高以下0.5m。土石方開挖分層見圖基坑土石方開挖縱向剖面圖。每層開挖至相應標高后進行支撐施工。

基坑土石方開挖縱向剖面圖

2.3.2 土石方豎向開挖方法

（1）施工流程圖

土石方開挖施工流程圖

（2）施工方法

土石方開挖采用大放坡土方接力加在基坑中部設置鋼平臺接力開挖的方法，分層標高：為設計支撐底標高。土石方開挖分層見圖基坑土石方分層開挖示意圖。每層開挖至相應標高后進行支撐施工。

第一、二層土方采用大放坡土方接力法進行開挖，開挖至相應標高后，進行支撐的架設。第三、四層土方擬使用大放坡土方接力加在基坑中部設置鋼平臺接力開挖的方法，第三道鋼支撐至基底的土方采用挖掘機掏挖的方法進行開挖。

第三層土方開挖：首先將挖掘機吊運至第二層支撐面標高，然后基坑內挖掘機開始掏挖第2道支撐下的土方，將掏挖上來的土方轉至鋼平臺上，再通過在基坑上方的挖掘機接力轉運，將鋼平臺上的土方挖至地面裝車外運，如此反復，掏挖土方至第3道鋼支撐施工面，然后再增加挖掘機至第三道鋼支撐施工面，配合土方開挖，開挖過程中及時施工第3道鋼圍檁，為后序開挖創造條件。

第四層土方開挖：先在中間部分挖深2.5m左右，以方便挖掘機下潛作業，基坑兩側留3米左右土不掏挖（預留土放坡30。，上部寬3m，高2.5m），開挖上來的土方通過鋼平臺進行轉運，土方接力基本與第三層土方開挖相同。挖掘機每開挖2～3條鋼支撐位置及時加設鋼支撐，鋼支撐安裝好后挖掘機向后移機，基坑底安排2臺挖掘配合進行接力轉運，繼續掏挖第四層兩側及中部余下土方，如此反復，掏挖至基坑底。

基坑土石方分層開挖示意圖

① 為便于鋼管支撐的安裝，鋼管支撐的中間局部挖深0.5m。② 每層土石方嚴禁超挖，挖至設計高程后需立即進行支撐的施工。③ 機械無法直接挖掘的部位，采用人工開挖、清理、歸堆；挖土機無法直接轉運的土石方采用吊機吊運至地面歸堆，裝車外運。④ 機械挖至設計基坑底標高面以上30cm，余下部分采用人工開挖，以防止機械擾動基底土。

2.4 最后一層土方的開挖方法及措施

由于第三道鋼管距基底距離較低，一般挖掘機難以施挖，對該部位可采用小型挖掘機+人工開挖的方法，采用小型挖掘機或人工開挖、清理、歸堆，然后將歸堆的土石方使用挖掘機進行接力轉運至地面，必要時采用履帶吊機吊運土方至地面，裝車外運。

（1）土方開挖應與支撐安裝交錯進行，支撐安裝應及時準確，挖土和抓土過程中必須嚴格操作規程，嚴禁碰撞制作好的支撐系統。（2）最后剩余的土石，如有需要時可通過立于基坑邊的履帶吊機垂直吊運至地面。（3）最后一層土石方開挖后立即澆注混凝土墊層，避免基底暴露時間過長。

3 土石方開挖質量技術措施

3.1 基坑的軸線位置，應經校核無誤后再開挖。同時，應經常對平面控制樁、水準點、標高、基坑平面尺寸等復測檢查。

3.2 土方開挖應與支撐安裝交錯進行，支撐安裝應及時準確，挖土和抓土過程中必須嚴格操作規程，嚴禁碰撞制作好的支撐系統。

3.3 基坑開挖時，應在基坑兩側挖好臨時排水溝和集水井，將水位降至坑底下1m，以利挖方進行，降水工作應持續到基礎施工完畢。

3.4 在基坑邊緣上側堆放材料或移動施工機械時，應與基坑邊緣保持1m以上距離，以保證基坑邊坡的穩定。

3.5 最后一層土石方開挖后應立即澆注混凝土墊層，避免基底暴露時間過長。

3.6 當設置坡道開挖時，土坡坡道的坡度應根據土質、挖土深度和運輸設備爬坡能力確定，不得大于1：8，坡道兩側應采取擋土或加固措施，并設專人維護坡道。

3.7 基坑開挖過程中，不同土（巖）層界面，需經監理、業主確認作好記錄、繪制地質素描圖。

3.9 基坑底如出現超挖在300mm以內時，可用原狀土回填壓實，密實度不得低于原基底土，或者用與墊層同標號的混凝土回填寫，或用砂石料回填壓實；超挖在300mm以上時，按監理工程師的指令的措施處理。

4 結語

本文針對工程項目實際情況，對隧道基坑的開挖方法及采取的技術措施作詳細論述，為類似工程提供施工借鑒。