淤泥質岸坡土方開挖施工方法

段斐

摘 要：本文通過分析以一般土方開挖的施工方法，提出針對淤泥質岸坡土方的特性，以本著加快施工進度，保證開挖質量，確保人機安全，對其進行開挖的方法進行探討。

關鍵詞：航道整治 土方開挖 施工方法

在長江航道整治工程中，幾乎大部分項目都含有護坡工程，土方開挖分項工程為護坡工程的第一道工序，其施工的質量和進度直接影響到整個護坡工程的質量和進度。因此，如何高效、優質的完成長江沿岸特殊地質下護坡工程的土方開挖施工，給我們提出了新課題，本文以“長江中游瓦口子至馬家咀河段（以下簡稱“瓦馬河段”）航道整治工程雷家洲邊灘護岸工程”中淤泥質土方開挖使用的方法進行分析和探討，以尋求類似工程更好的施工方法。

施工條件分析

1、地質條件

根據雷家洲邊灘護岸工程地質鉆探資料表明，雷家洲邊灘的淺層地層呈二元結構，上層7～16米為粉質粘土、淤泥質粉質粘土層，夾粉細砂薄層，軟塑狀，該層具層理發育，抗剪強度較低。下部為粉細砂層，抗沖刷能力極差。粉細砂層分布在岸坡的下部和坡腳，局部地段位于洲體水沫線以上。

工程區鉆孔揭露的地層為第四系全新統（Q4al）松散沖積沉積物，主要由粉質粘土、淤泥質土、砂土及卵石土組成，自上而下分為如下5層：①粉質粘土：灰色，軟塑狀為主，夾粉土及粉細砂薄層，層理較發育，局部漸變為粉質粘土夾粉細砂，最大厚度為2米，普遍分布于地表。②淤泥質粉質粘土：灰褐色～灰色，軟塑，飽和，微具腥味，局部地段夾粉細砂，全地段分布，最小厚度5.4米，由MZ9號孔揭露，最大厚度14.7米，由MZ13號孔揭露。③粉細砂：灰褐色，松散狀為主，飽和，含泥量較高，全地段分布。④細砂：灰褐色-灰色，稍密狀為主，飽和，全地段分布。⑤砂卵石：密實狀，粒徑3～5cm，磨圓度較好，充填物以細砂為主，充填程度一般，級配良好。

根據鉆探結果，雷家洲岸坡在29.6m（枯水平臺）高程以上主要由：1.2～2.0m厚的粉質粘土、5.0～8.0m厚的淤泥質粉質粘土及松散至稍密狀的粉細砂組成。

2、地形條件

由于雷家洲邊灘護岸工程處瓦馬河段中的反彎河段，該處長期受水流的頂沖，河岸邊地形陡峭，窩崩較為嚴重。加之施工區后方不遠處有一人工養殖湖泊，受湖泊水的滲透影響，護岸開挖施工區中部以下一直有水滲出，土壤長期處于飽和水狀態。因此，臨近岸邊的岸坡土壤穩定性差，在受外力擾動下很容易失穩，造成大范圍的塌方。

施工工藝

1、常規土方開挖施工工藝

在一般的土方開挖中，土方開挖施工機械較多的選用反鏟挖土機，反鏟挖土機的挖土特點是“后退向下，強制切土”。開挖方式有溝端開挖和溝側開挖兩種。

常用施工方法有：分條開挖法、分層開挖法、溝角開挖法和多層接力開挖法等。開挖過程中采用自卸汽車、推土機配合挖掘機進行土方開挖和轉運。

2、淤泥質土方開挖施工工藝

由于雷家洲河岸邊地形陡峭，窩崩較為嚴重，因此，本工程堅持采用下部拋石鎮腳、上部削坡減載、上下同步實施的總體思路，具體方法為：在護岸區域分段實施，先加快沉排護底，并及時跟進已沉排區域的拋石鎮腳工程施工，穩固岸坡；同時，在岸坡上部對已鎮腳區域的岸坡進行開挖，達到削坡減載的目的，防止岸坡進一步發生坍陷、崩岸等現象。在處里淤泥質土質的問題上，主要措施如下：

2.1施工機械

由于航道整治工程施工的特殊條件的限制，一般土方開挖后的棄土均堆放在施工區后方指定的區域，本工程中棄土區距護坡截流溝的距離為30m，施工區距棄土區較近，加上大部分土方開挖均是在坡度較陡的斜坡上進行。因此，從經濟和安全的角度考慮，施工機械選擇反鏟式挖掘機與推土機相結合，進行土方開挖。

由于岸坡開挖后，坡面較長，坡面開挖后的長度最大超過50m，考慮到岸坡的特殊地質情況和經濟性，挖掘機選用標準臂和加長臂兩種規格的挖掘機。

坡度較陡的淤泥質岸坡不適宜推土機的作業，推土機只能在坡頂以外的地方進行推土作業，為減少開挖棄土因集中堆放增加了局部岸坡的荷載，造成岸坡失穩。因此，為加快施工進度，及時轉走坡頂棄土，推土機選用施工效率較大的較大型推土機。

2.2施工方法

2.2.1排水

由地質條件和地形條分析可知，本工程土壤除表層部分土壤含水量較低外，其余大部分長期處于飽和水狀態下。降低土壤的含水量可增加土壤的內摩擦角，提高土壤的承力，從而提高岸坡的穩定性。因此，在進行土方開挖之前，首先進行坡面的排水，結合本工程的實際情況，在進行岸坡土方開挖前，先在坡頂施工區外一定距離挖一條截流溝，使得因天雨時施工區外的地面水不進入施工區；其次在坡面每隔一定距離沿坡面從坡頂到坡腳開挖一條排水溝，使得坡面土壤中的水沿排水溝排出土體中；再次是在每開挖一層后，晾曬一段時間，使其開挖后下層土中的水分得以蒸發從而降低土壤的含水量提高土壤的承載力。開挖前的排水方式見圖1所示。

2.2.2局部沙土換填

根據設計及實際地形分析可知，本工程土方的開挖平均厚達8m，開挖厚度較大。根據本工程的地形地質條件分析可知，岸坡土壤的內摩擦角較?。?-6°），岸坡陡峭且不穩定。因此，對于土壤的含水量較大，開挖過程中極易因土壤的承載力不足導致挖掘機械下陷的區域（淤泥質粉質粘土的容許承載力為80KPa），先進行沙土換填，后進行機械開挖施工。

2.2.3開挖方法

由于岸坡開挖過程中，推土機不能到坡面上的進行開挖棄土的推土作業，雖然開挖機械選用了部分加長臂的挖掘機，但是由于開挖坡面較長，挖掘機將土方開挖后只能將土方堆放在其有效作業半徑內，不能一次性的堆放到推土機的作業區，需要進行棄土的二次轉運。

因此，本工程的土方開挖方法采用水平分區、沿設計坡面斜向分層、多層接力的開挖施工方法。具體施工見圖2所示。endprint

2.2.4質量控制

土方開挖施工前，先分區分段進行土方量的計算，根據土方的開挖厚度合理確定分區范圍和分層厚度，開工前先進行施工部位的測量放線，并打樁撒灰線，樁上標明樁號和需開挖的厚度及標高，施工前先開挖出“標準樣坡”，指導施工作業。

2.2.5安全控制

由于淤泥質岸坡土壤的含水量較高，土壤的承載力差，挖掘機直接置于其上容易向下陷落，使挖掘機無法進行作業，甚至造成機損事故。因此，在進行土方開挖前需先進行挖掘機作業平臺的修筑，作業平臺的修筑采取先用含水量低的土壤進行平臺的修筑，在平臺修筑完后，再在平臺頂平鋪設鋼板，完成后挖掘機再開行到平臺頂部進行平臺周圍的土方開挖。

在開挖土方過程中，挖掘機所在的位置要留足安全距離，以防邊坡突然垮塌，造成挖掘機落水事故的發生。挖掘機司機在施工中途就餐或下班時，需將機械停至安全地帶。

施工過程中必要時，設置測量觀測點，及時觀測邊坡變化情況，并做好記錄，施工中，如出現裂縫和滑動跡象時，立即暫停施工，采取應急搶救措施。

機械施工要派專職人員進行指揮，和負責道路交通指揮，在轉彎和道口派專人指揮并設警示牌。

嚴禁機械在開挖邊坡及坡頂運行頻繁，避免由于人為因素增加荷載導致河道滑坡。實施過程應加強沉降及變形觀測，發現問題應及時采取措施予以解決。

總結

通過以上土方開挖施工方法的實施，“瓦馬河段”雷家洲邊灘護岸的淤泥質岸坡土方開挖得以順利的完成，為后序施工項目得以順序的實施打下了堅實的基礎。施工過程中質量和安全始終處于受控狀態，未出現任何安全和質量事故。

在進行河道兩側的岸坡開挖施工中，由于河道兩側的土壤長期受水浸泡，其含水量較大，岸坡極不穩定。因此，為確保岸坡的穩定，確保施工質量，在施工過程中確保人機安全，首先得認真分析地形地質條件，其次是采取科學合理的施工方法，選擇合理的施工機具，選擇最佳的施工季節，在施工過程中進行跟蹤觀測，實施動態管理。同時，類似的地質條件下的土方開挖施工，施工過程中如何降低土壤中的含水量、穩固水下岸坡的穩定顯得尤其重要。

參考文獻：

[1]JTJ312-2003，航道整治工程技術規范（S）；

[2]JTJ300-2000，港口及航道護岸工程設計與施工規范（S）；

[3]長江航道規劃設計研究院，《長江中游瓦口子-馬家咀河段航道整治工程施工圖設計及說明書》endprint