淺談大截面深井開挖施工

文成欽 WEN Cheng-qin

（四川省第十五建筑有限公司，南充 637000）

（No.15 Construction Company of Sichuan Province，Nanchong 637000，China）

0 引言

深井泵房作為取水工程的一個重要環節，廣泛應用于城鎮居民和工業生產的取水。根據設計和地理環境，一般該類工程多建造于河道周邊，其周邊多為沖擊形成地貌，坡度陡、地勢狹窄、且地下巖層密度大等特點；由于取水一般是在河床部位取水，根據河道深度泵房的開挖深度必須滿足取水位的要求。所以開挖方法、質量控制、環境監測、安全管理在施工中要有足夠的重視。

1 工程簡介

某工程地質情況（由上至下）：素填土（揭示層1.84～4.25m）、粉質粘土夾碎（塊）石（揭示層 3.00～3.60m）、碎（塊）石土（揭示層 7.20～11.90m）、泥灰巖（揭示層 3～6.5m)，根據地質勘察報告土石方開挖多為塊石土、泥灰巖，局部層間夾孤石（量大）。深井泵房直徑12m，設計護壁為300厚，實際開挖直徑為12.60m。開挖深度為20m以上，土石方量約計2500m3。

2 開挖方法

開挖前期策劃：由于該深井泵房直徑大，地質條件復雜，勞動力不足等特點。根據該類條件按照大直徑樁的方式開挖。①計劃半幅分層機械開挖，即挖出一個標準節（1.2m），平面按半圓分段，每層開挖厚度300～500，護壁處200厚由人工撿底，塔吊配合吊籃和卷揚機配合料斗運土。②定位放線和垂直度控制，利用深井口設置的四個控制對稱控制點沿井壁向下垂直延伸，并用鉛垂儀在開挖井底抬水平線，水平線與垂直線形成四個交點，找深井的中心點，最終以達到控制深井的截面尺寸和垂直度的要求。③護壁工程設計為300厚內配12水平和縱向鋼筋，縱向鋼筋搭接不小于300，該處采用預留，待施工下段鋼筋時校正綁扎；模板采用12塊定型鋼模板，背部在深井中心用定型鋼管燈籠架平臺與加固支撐形成整體。

實施過程：采用帶破碎頭小型挖掘機開挖，施工過程特別是進入碎（塊）石土層遇到大量孤石和密度較大的巖石，破碎頭無法完成分塊及破碎，運土荷載大，對大塊孤石和頁巖采用膨脹爆破和水鉆實施巖石破碎分塊。根據設計為豎向連續護壁應在每次護壁段模板面留置澆搗口，施工中出現澆筑不密實，出現振搗不到位，蜂窩、麻面、狗洞等情況，且混凝土的輸送和振搗不便；為此與設計溝通后，調整了定型模板的上下口弧度，建議采用人工挖孔樁護壁形式，成倒喇叭口。

3 質量控制

質量控制點：深井的截面尺寸和垂直度，護壁鋼筋混凝土的質量，開挖深度(標高)控制及持力層確定。

針對該分項建立健全以項目經理為第一責任人的質量控制管理體系和管理制度，下設技術負責人、專業工長和專職測量員。施工前制定詳細的專項技術方案并對方案進行交底。過程嚴格控制各個質量控制點在設計、規范及方案給定的允許范圍。

截面尺寸和垂直度的控制是重點是要保證該質量必須確定好泵房截面中心點的位置，但由于深度深、直徑大，采用常規用全站儀（或經緯儀）或吊線無法照準井底中心位置，而采用GPS定位儀器成本太高。結合實際選擇吊線從護壁上引控制線是本工程截面和垂直度控制中心，為減少累計誤差一般要求每一豎向施工段控制線從井口控制線引至每階護壁上，并復核前段，誤差控制在H/1000且≤30mm。并抬水平線形成四交點從而找到截面中心。為保證截面尺寸現場設計一種由鋁合金伸縮桿，桿上設有水平控制器，從而檢測開挖截面符合設計要求，對于欠挖通過人工修邊，超挖通過人工填筑頁巖和土方，減少混凝土的浪費。護壁鋼筋混凝土主要是通過鋼筋工程、模板工程和混凝土施工控制。鋼筋工程應嚴格按照設計和規范的要求制安，現場管理人員應對鋼筋的規格、數量、間距進行復核，同時對綁扎成型質量和預留鋼筋檢查。模板工程主要是控制定型模板設計，施工過程板面清潔、整塊之間拼縫措施可靠、支撐穩固。混凝土工程主要控制原材料的符合設計和規范要求的主要技術指標；運輸過程考慮到深度采用塔吊加料斗人工配合；混凝土應分層澆搗振搗到位，防止漏振、欠振和過振；混凝土處于地下濕度大溫差小采用自然養護，模板拆除要在混凝土終凝后，杜絕過早拆模。開挖深度主要由兩個因素決定：①標高；②地基持力層。根據實際情況，施工過程可按每個一定施工段把固定標高施測在護壁上，在同一標高應在井壁的不同位置做好記號。該類工程是要求開挖深度達到河床位置，即必須滿足標高的要求再確認是否滿足持力層要求。達到設計標高和滿足持力層要求后應立即對基底封閉，并確定最終開挖深度。

4 環境監測

環境監測主要是考慮開挖過程環境對該工程的影響和該工程施工過程對環境的影響。環境對工程的影響主要考慮的是地質災害危險性評估報告和施工過程的現場數據采集和分析，防止不可預見的地質災害對工程和人員的傷害。這主要是以地勘單位為主、施工單位配合監測。

工程對環境的影響主要考慮是由于在河道和陡坡位置建設該類工程，要監控開挖過程是否會引起地質災害、對河道的污染和河床位移、周邊建筑的變形觀測。這主要是由施工單位委托具有監測資質的單位對相關因素監測，其他責任單位配合。前期要制定環境監測方案（施工方），主要有開挖后坡地監控和應急措施、開挖過程揚塵管控和水質監測措施，外部固定設施或河床位移變形監測措施。

5 安全管理

該工程為深基坑作業，安全控制點：高墜、物體打擊、機械傷害、基坑坍塌、觸電及窒息等深井的開挖，安全管理必須堅持“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針。建立以項目經理為首的安全管理體系和駐工地安全員為首的監督機構，切實落實安全管理責任制度。在開挖前根據方案和應急救援預案對所涉及到的工作面進行詳細安全技術交底，并對作業人員的勞保用品的正確佩戴進行檢查。

高墜防治，沿井口周邊設置工具式防護欄桿，高度不低于1.2m，人員上下通道（爬梯）與井壁結構連接牢固，必須有圍籠和休息平臺；物體打擊，井口工具式防護欄桿采用硬質材料封閉，作業人員在挖機吊出、土石方運出、混凝土運輸時應緊靠護壁站立，在井口設置可翻起式防砸棚，嚴格執行爆破、起重機械等操作規程；機械傷害，主要是挖機操作范圍內禁止站人、正確操作卷揚機、水鉆設備，嚴格按照機械設備的技術參數和操作手冊執行；基坑坍塌，過程中嚴格按照設計和施工規范的要求設置護壁，深井周邊1.5m范圍內嚴禁堆土或堆載建筑材料，做好深井周邊及內部的排水，發現臨河道側護壁水壓過大應采取必要措施（如在河道上設置圍堰），觸電，深井內用電設備較多（如抽水設備、水鉆、混凝土振搗器等），基坑內屬于濕作業要對用電設備設置可靠漏電保護，對用電線路、設備應有可靠保證，每個作業班前應加強檢查及時更換，作業人員應與水分離、并有防護用具；窒息，深井施工可能地下有有毒有害氣體產生或供氧不足等情況，施工前及過程應對基坑內充足送風換氣。應急措施充足得當，充分對該分項工程施工中的危險源充足分析，制定相應的措施和應急救援措施，防治突發事件的發生。加強現場當班檢查和過程中發現緊急情況的人員疏散和重要財物的轉移，并對受傷人員及時救治，切勿拖延而釀成事故。

6 結束語

深井泵房這類工程屬于深基坑施工但又不同于常規深基坑或人工挖孔樁，其施工的地理位置、深井直徑和深度都較為特殊和復雜。實施過程的從前期策劃，過程的質量、環境和安全管理均要引起重視。對該類工程施工前制定了專項方案并通過了專家論證，提出了地質災害對工程影響，在施工中結合現有知識也認識到工程對環境的影響而做出了設想。通過過程精細化管理，責任明確，措施得當最大限度的保證了該項工程的順利實施。

[1]建質[2009]87號.危險性較大的分部分項工程安全管理辦法.

[2]GB50497-2009，建筑基坑工程監測技術規范[S].

[3]邵珠玉,劉明生,杜宜斌.反井鉆機在長斜井中的懸空造孔施工技術[J].四川水力發電，2007(S1).