深基坑施工在南水北調穿越工程中的應用

劉忠良

（河北省水利工程局，石家莊050000）

1 工程概況

本工程位于河北省邯鄲市磁縣境內，南水北調中線干線（樁號18+790.9），因地段地質條件較復雜，周圍環境等不確定因素較多，施工中屬于較為復雜的穿越工程。本次共涉及兩個基坑，采用水平定向鉆非開挖施工。水平定向鉆施工需要對定向鉆進出口位置存在的卵石層進行開挖換填，進口基坑深度5m，出口基坑深度12m。開挖完成后，進行水平定向鉆管道穿越施工，并將穿越管道與和諧大道兩條老管道銜接并回填。

施工區地層巖性主要表現為上第三系中新統湖積（N1）黏土巖、砂巖、礫巖、細砂，第四系中更新統下段冰磧（glQ12）泥礫、細砂。地下水賦存于上第三系中新統礫巖層中，屬基巖裂隙水，地下水位高程81.8～82.7m。基坑開挖高程最低79.0m，較地下水位低2～3m。

該工程特點為地質情況復雜、開挖深度較深；且處于主干道公路，開挖作業面積較小，公路車流給監測沉降、滑坡、周圍高壓線塔等建筑物帶來了很大困難，給施工帶來了較大難度。

2 深基坑開挖施工

基坑開挖采用反鏟挖掘機配合自卸汽車以2～3m為一層分層開挖，邊開挖邊削坡，先挖中槽再挖兩邊。

2.1 施工準備

施工機械設備進入施工區后，將施工計劃、方案、技術等進行核查。

2.2 開挖方法

對開挖區、 臨時道路及施工臨建區等范圍內的表層耕作土按30cm厚度進行剝離清表，單獨堆放、防護和看管；不足30cm，按實際耕作土厚度剝離。耕植土用裝載機推至臨時道路外側堆放，回填時用裝載機推回原處。對堆土區未剝離的表層耕作土在回填時要妥善保護。本工程土方主要為管溝土方開挖與回填。

（1）開挖段根據設計坡比放坡開挖，由于地形復雜，設計公路段和南水北調兩端，工期較緊，故分層分段開挖。基坑土方開挖以“先中間成槽后向兩邊擴展”為原則，分層、分段、對稱、均衡進行。基坑擬采用無支護機械開挖，兩側開挖高度基本保持一致，嚴格按設計要求放坡，坡比1∶1.5，確定基坑質量安全。采用挖掘機開挖土方，自卸汽車運輸。使用人工對基坑底部以上進行開挖，控制開挖距離，以防對基坑底部造成破壞。對靠近公路施工段使用重錘對路面瀝青混凝土進行拆除，注意避開地下管線、電纜等通訊設施，防止對其造成破壞。管溝粗挖成型后，建基面地基采用人工開挖，人工裝雙膠輪車運輸，以免擾動建基面。施工過程中在溝槽底部每10m設一軸線樁，在軸線樁上標出溝槽高程的準確位置，掛線人工整修。

（2）土方回填采用未凍、含水量適宜、透水性好的土料填筑，嚴格控制鋪土厚度及土塊大小，并應連續填筑，防止基面破壞，保證填筑質量。

3 排水與降水

本工程地層巖性主要為： 上第三系中新統湖積（N1）黏土巖、砂巖、礫巖、細砂，第四系中更新統下段冰磧（glQ12）泥礫、細砂。本區地下水賦存于上第三系中新統礫巖層中，屬基巖裂隙水。由于本黏土巖層滲透系數小，則采用明溝排水的施工方法進行基坑降排水。深基坑開挖至底后，在基坑底部四周設排水溝，使水流匯集于集水坑內 （集水坑尺寸120cm×120cm×80cm），再用水泵排出基坑外截流溝內。開挖過程中若出現滲流量較大的現象時，采取管井降排水。為防止外界水進入基坑內，在基坑四周設50cm×50cm高擋水土埝和50cm深排水溝。基坑邊坡鋪設防曬網，以便阻止外部水的涌入基坑。深基坑的排水設施從開始到結束始終進行，防止深基坑開挖過程中由于土方隱患造成的事故。

4 施工監測

本工程監測的內容主要涉及深基坑周邊地面沉降、坡面滑坡，西側高壓線塔傾斜、坑內外地下水位及周邊構筑物等。

4.1 監測布置

在基坑四周、基坑邊坡、高壓線塔基礎及周邊構筑物分別設置觀測點。各監測項目測點布設位置和密度與基坑開挖順序、 被保護對象在位置及特性上相匹配。

在施工過程中，使用儀器檢測與巡視相結合的方法進行施工監測。通過水準儀觀測上下高程變化情況，全站儀觀測平面位置變化及傾斜角度，對裂縫、坍塌進行目測，保證及時掌握和發現不安全因素的變化情況。

4.2 監測頻次

基坑工程施工過程中進行巡視檢查，邊坡、基坑周圍地面、地下水位每天2次，構筑物每天1次，高壓線塔每天2次。巡查主要以目測巡視和儀器設備監測為主，發現異常情況要拍照上報。一旦遇到異常和危險等情況，監測頻次適當增加，對照儀器監測數據進行綜合分析，保證施工安全。

5 施工措施

深基坑的開挖作業是整個施工工序上最容易出現事故的環節，在國內外眾多工程事故中基坑開挖導致邊坡滑坡、邊坡失穩的例子較多。根據工程出現的常見施工問題，本文提出以下解決預防辦法：

（1）若地層或邊坡出現裂縫，及時進行砌堵，并對邊坡重點數據做好記錄。

（2）基坑邊形出現非正常變化時，當變形較小時，可鋪設密目網等方法，并增加監測頻率；當變形過大，利用沙袋壓重進行加固。

（3）當深基坑在開挖過程中，周圍建筑物的地基沉降發生變化時，應立即停止施工，對其進行安全評測，同時上報。

6 結語

深基坑施工在實際工程應用上面臨著諸多問題，目前深基坑開挖技術還是以防護措施為主，更重要的是加強安全監測和增強判斷經驗，同時能夠掌握各種險情的處理，從而做到技術與經驗兼備，有效保證工程質量安全。