浙東引水蕭山樞紐工程土石方開挖施工技術探討

應江龍 許 華

（浙江省第一水電建設集團股份有限公司，浙江 杭州 310051）

1 工程概況

浙東引水蕭山樞紐工程是浙東水資源配置的一項重大工程，工程位于錢塘江、富春江、浦陽江三江匯合口義橋附近，供水對象為蕭、紹、寧、舟地區的一般工業用水及農業灌溉用水，設計引水流量50m3/s。根據《防洪標準》（GB50201-94）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）的有關規定，結合浦陽江右岸堤防為1級堤防標準，確定浙東引水蕭山樞紐工程為Ⅰ等工程。

土石方開挖工程作為該合同工程各分項工程的一個重要組成部分，工程量較大，共計64萬m3左右，其施工進度直接影響主體工程的施工進度，如何保質保量按期完成土方工程任務是工程的關鍵之一，它控制整個工程的進度，故施工時應作為重點來考慮。

2 土方開挖技術難點分析

對于工程來說，土方開挖工程量較大，工期較緊，因此施工強度較大，在施工中制訂切實可行的技術及組織方案，且投入充足的機械設備、周轉材料及勞動力，合理布設工作面，是保證工程按時優質完成的又一關鍵。

同時鑒于工程地質條件比較復雜，淺表部廣泛分布海積、湖沼沉積的高壓縮性軟土及陸相沉積的中低壓縮性粉質粘土等軟土層，具高壓縮性、高靈敏度、高含水量及低強度等特征，受水波浪沖刷易發生坍岸；且樞紐區地下水位埋深較淺，但基礎開挖較深，其中Ⅱ2層土受振動易液化，動水條件下易產生流砂現象，是區域內容易發生滲透破壞的高危土層。

另外工程地質條件比較特殊，開挖棄土主要為粉質粘土、砂質粘土、淤泥質土，且擬建工程區場地地貌屬錢塘江沖海積平原，場地現狀以農田為主，堆土不宜過高。

3 土方開挖施工技術

工程取水樞紐區地下水位埋深較淺（一般與地表水位一致，為地表以下 0.3～2.0m），但基礎開挖較深（為地表以下 6～10m），基坑邊坡土以Ⅱ1層粉質粘土、Ⅱ2層粘質粉土、砂質粉土、粉砂夾淤泥質土、Ⅲ層淤泥質土為主。

新開河道一般開挖深度5m內為Ⅰ層填土、Ⅱ2層粘質粉土、砂質粉土、粉砂夾淤泥質土及Ⅲ層淤泥質土為主。

由于Ⅱ2層水平滲透系數為6.9×10-5cm/s，屬弱透水性～中等透水性，該層土受振動易產生液化，動水條件下易產生流砂現象，尤其是杭甬運河已通水運行，水位較高水量較豐，為區域內容易發生滲透破壞的高危土層。故基礎開挖時設井點降水措施降低地下水位，防止滲透破壞，同時嚴格控制邊坡開挖，禁止在邊坡附近棄渣，開挖時邊坡擬采用鋼板樁進行支護，以防止發生邊坡失穩和滲透變形。

3.1 施工準備技術

進行土方開挖前應首先查勘現場，摸清工程實地情況，包括地形、地貌、水文、地質、河流、運輸道路、鄰近建筑、地下埋設物、地面上障礙物和堆積物、水電供應等，以便研究制訂施工方案和繪制施工總平面圖。按設計施工要求整平場地，清除或搬遷施工區域內地面上及地下障礙物。做好防洪排水工作，在場地周圍設置必要的截水溝、排水溝、井點降水設置，疏通原有排水泄洪系統，保證場地不積水。

工程開工前，根據施工圖提供的數據及尺寸，采用紅外線測距儀測出控制點，并結合業主提供的平面控制網點和水準網點進行復核，其精度應符合要求，同時建立供施工使用的平面控制網和高程控制網，按照規范的有關規定進行測量定位。放線時按要求放出邊坡線、底腳線等，標高、軸線應經復核檢查無誤后，方可進行挖土施工。由于工程下部基礎承載力較低，土方開挖施工前必須做好邊坡支護、排水方案以及應急措施。

3.2 支護及排水方案

工程地基以軟基為主，為保證基坑開挖邊坡安全及施工進度，減少開挖面，閘站及河道左右兩岸基坑開挖時部分邊坡擬采用鋼板樁支護，同時做好施工排水工作。

（1）支護實施。根據2009年2月地質報告，閘室基礎存在大量巖石，施工期間須進行爆破，故需要對邊坡支護進行調整，原鋼板樁支護方案已經難以保證邊坡穩定，故需要進一步在基坑專項方案中進行邊坡設計。

（2）施工排水。工程排水方案主要采用輕型井點降水與明排相結合的排水措施，其中閘站區考慮采用環形井點，內河河道開挖時考慮雙排井點，井點布置在擋墻平臺位置。

3.3 土方開挖

對樞紐閘站段及下游輸水河道土方開挖在開工后即進行施工，計劃擬采用1.0 m3液壓反鏟及推土機按設計要求自上而下分段分層進行開挖、推集及場地平整，人工修整邊坡，場內在閘站及下游輸水河道左右岸各布置一條施工道路作為棄土運輸的主要通道，在基坑部分的道路鋪設路基箱，棄土由 8～15T自卸汽車運輸，除用于回填的土料在附近臨時堆土區堆放或直接用于回填外，其余均運至場外。堤頂交通橋外側段工程土方開挖在口門圍堰修筑完畢后開始開挖，開挖采用1.0 m3液壓反鏟作業，棄土由8～15T自卸汽車運輸。

各交通橋工作區土方開挖在相應作業段內的河道土方開挖前進行，開挖采用1.0 m3液壓反鏟作業，棄土由 8～15T自卸汽車運輸。樁頂預留土方采用人工開挖，開挖時，嚴格控制高程和邊坡，局部采用人工修坡的方法，確保樁基不受擾動。由于部分基礎地質條件較差，液壓反鏟下擬鋪設路基箱，最后在建基面以上預留不小于 50cm厚的保護層，在基礎混凝土澆筑前，由人工分塊突擊挖除，以保護地基原狀土不受擾動。基礎開挖結束，應及時組織人員驗收，防止基底土層受曝曬、雨淋擾動；負溫下施工時，開挖好的基礎采用薄膜覆蓋，以防止基底土層受凍。

為有效地確保施工進度，工程共計配備 6臺1.0m3液壓反鏟及2臺T120A推土機，按施工安全生產要求，自上而下分層進行（開挖邊坡按設計要求同步到位），在土方開挖施工過程中，隨時進行自檢，若發現有不合格之處，立即進行返工處理，直至達到設計要求。

4 石方開挖施工技術

為保護口門處擋墻基巖不受破壞以及附近已閘站等已澆筑混凝土，開挖時采用風鉆先拉槽后擴挖，進行控制松動爆破。以新澆混凝土質點振動不超過 3～5cm/s，老混凝土不超過 7cm/s要求進行控制。爆破采用非電導爆管組成串并聯網絡，微差松動爆破。出渣采用T120A推土機配合集料，1m3液壓反鏟裝8～15t自卸汽車到棄碴場或用于圍堰加高加固，或就近借地推放用于口門處拋石用。

對工程石方開挖鉆孔爆破方案應滿足以下要求：

采用控制爆破措施，盡量避免爆破飛石對周圍建筑物、地基處理工程及來往車輛、船只的威脅。控制爆破振動對附近的建筑物及已澆混凝土的影響。保護開挖邊坡的平整和完整，盡量減少超挖超填量。

針對上述要求，工程采用分區開挖方案，根據不同的區段，采用不同的微差起爆網絡來控制爆堆拋擲方向，減小石渣拋擲距離，有效控制石渣滾落方位。開挖時，除拉槽段處，爆落方向盡量與閘站軸線相垂直。

針對工程具體地質條件和巖石物理力學性能，在進行正式的爆破施工前，首先尋找具有代表性的區域進行爆破實驗，借以調整和修正已設計的爆破參數，使爆破效果達到預期的結果。

由于工程石方開挖地段近堤塘及改線公路、房屋等建筑物，且開挖時附近已有混凝土澆筑，石方開挖按控制爆破的方法施工，自上而下分層開挖方式進行，保護層預留2.0m左右。

爆破參數初擬間排距a、b為1.2m，孔深l =3.0m，炸藥單耗 g = 0.4～0.5kg/m3，堵塞長度 h=0.8m，采用直徑為32mm的硝銨炸藥，單孔裝藥量為0.65kg。根據類似工程的施工經驗，確定瞬時起爆藥量按表1控制。

表1 瞬時起爆藥量表

5 結 語

針對該樞紐工程土方開挖工程量較大等特點，在該工程基坑開挖過程中，實行分區分段開挖，嚴格遵循“先撐后挖，先換撐后拆撐”和“大基坑小開挖”的原則進行，開挖時，臨空面做好防護設施。從工程實踐效果看，工程所采取開挖施工技術的可行性及高效性，可為同類工程提供參考借鑒。

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