排澇站水閘基坑開挖支護與降水施工分析

楊 可

(惠州市惠州大堤東堤管理中心，廣東 惠州 516001)

0 引 言

排澇站水閘基坑開挖是水閘工程施工的主要工序，其施工質量直接關系到整座水閘的總體施工質量和運行的安全性及穩定性。和其他建筑工程相比，排澇站水閘所在區域的地質條件更加復雜，影響施工的因素也更多，無疑會增大施工的難度。在排澇站水閘工程施工中，基坑開挖需要綜合考慮很多方面的因素，如：地質水文條件、基坑規模、水閘工程的結構形式等。再選擇出有針對性的基坑支護方法和降水技術，可以為排澇站水閘工程施工建設營造一個安全的環境，從而更好的保障施工質量?；诖耍恼陆Y合馬安圍澳背排澇站擴容改造工程，開展排澇站水閘基坑開挖支護與降水施工的分析研究，內容如下。

1 工程概述

馬安圍澳背排澇站擴容改造工程，基礎開挖主要包括進口段擋墻、澳背排澇泵站和排水閘、渠道擋墻基礎土方開挖、挖運等，基礎土石方開挖總量約90558m3?；A開挖最低高程6.60m，邊坡坡頂最高高程16.60m，最大高差10.00m，開挖深度超過5m(含5m)的基坑，開挖邊坡1∶1。澳背排澇站閘底下、右岸岸坡的土層多為粉細砂及中粗砂，透水性較強，在兩側水位差較大時易發生管涌、冒砂現象。部分站閘底板以下存在淤泥質軟土，該土層承載力較低，壓縮性大。部分站閘的地下水對混凝土材料具弱-強分解性侵蝕。

2 排澇站水閘基坑開挖的方法

2.1 開挖工藝

基坑開挖是排澇站水閘工程施工的第一步，也是比較重要的一步，為最大限度上保證施工質量，工程選擇排澇站水閘基坑開挖工序如圖1所示。

圖1 排澇站水閘基坑開挖工藝圖

2.2 開挖方法

在案例工程施工中，為提升排澇站水閘基坑開挖的效率，凡是基礎土，采用全面開挖方式，具體開挖方法為：選擇一臺規格為1.00m3的挖土機進行倒退挖裝，推土機可選擇推土集渣的方法，挖土裝載到20t自卸汽車上完成運土操作。表層土、淤泥、淤泥質土，運輸到指定位置進行堆放，堆放場地需要進行科學的處理和保護，避免發生污染問題，此外，在開挖之前，還要切實做好機械設備和施工人員準備工作，制定完善的基礎土方挖運方案，考慮到土方填筑量的平衡性，凡是有用料要堆放到指定的存土場，為作為回填土施工，以減少無效的棄土量[1]。

工程擋墻基礎施工段開挖深度比較淺，為提升施工效率，選擇了一次性開挖到設計基底標高的方法。排澇站泵房和水閘基礎開挖流量比較大，開挖深度大，屬于典型的深基坑工程，在開挖時可采用多臺挖掘機聯合接力開挖方法，具體的施工示意圖如圖2所示。

圖2 排澇站水閘基坑分層開挖施工示意圖

2.3 土方開挖施工方法測量

2.3.1 基線復核

基線復核是土方開挖的重中之重，為保證開挖質量，避免發生超挖和欠挖問題，工程在土方開挖之前，按照工程監理提供的數據，開展全方位的基線復核工作，保證基線測量的精度符合要求。同時還要按照監理工程師所提供的的基準點，立足國家測繪規范及標準，測量出基坑開挖的控制網，同時加密水準點。為土方開挖提供良好的參考。

2.3.2 施工測量放樣

在測量放樣中，需要立足監理工程師批準的施工控制網放樣出開挖邊線。比如：提防工程基礎線測量放線中，平面位置的誤差控制是重中之重，不能超過施工允許的±5cm， 而高程誤差也不能超過±3cm。尤其是在提防斷面放樣中，高程的負值不能連續出現，而且不能超過總測點數的30%。

土料場覆蓋層清基土方開挖施工也是重中之重和核心環節，為保證施工質量，降低地質條件復雜特殊對施工質量和安全性造成的影響，需要嚴格按照設計圖紙和監理工程師的要求，合理劃分出料場的開采范圍，通過測量分析的方法，確定好出料場覆蓋層清基面積及有效儲量，并在適當的位置埋設出明顯的界標。

為降低施工難度，提升施工效率，對那些比較窄的路段要適當加寬處理，每隔200m就填筑一個會車平臺，便于施工車輛交會，順利通過。將土料場覆蓋層清基土方開挖施工范圍的植被和雜物清理后分層、分階段開挖[2]。劃分出清晰的層次之后，挖掘機要先進行施工平臺修整，再按照從上到下的順序，開挖表土，由推土機進行集料，挖掘機裝車，通過自卸汽車運輸到指定位置進行堆放。并在適當位置修筑截水溝，設必要的排水設施，當表土完成清挖之后，及時開展土料開采。

3 排澇站水閘基坑開挖支護技術的應用

在案例工程施工中，存在多處臨時性邊坡支護，包括：泵進水口段、泵房段、泵長水口段等，為保證排澇站水閘基坑開挖的安全性和牢固性，工程在開挖支護中，選擇了噴錨支護施工技術，施工參數為錨固Ф18鋼筋長1m，間距1.50m，掛Ф6@200的鋼筋網，噴射C20混凝土厚50mm。選擇直徑為48mm的鋼管，制作成濾管，將入土端加工成樁尖狀，控制濾漿孔之間的間距在50cm左右，在孔眼的前端，焊接上鋼筋，連接成一個整體[3]。在錨孔鉆孔施工中選擇了螺旋鉆施工，打管采用沖擊錘將鋼管按照設計要求的角度和位置對正，將制作好的鋼管緩慢打入到設計長度。

工程在混凝土噴射中，為保證噴射效率和質量，選擇了規格為9m3的空壓機進行施工，嚴格控制噴射質量，保證混凝土噴射之后，強度≥C20，厚度不能低于12cm。添加劑的添加量控制在總量的3%-5%之間[4]。在進行鋼筋錨桿灌漿施工操作中，要盡量選擇一次灌漿法，保證灌漿管端距離孔底的距離在200mm左右，等漿液從溢出口溢出之后，及使用止閃袋進行封口處理，穩壓時間≥3min。灌漿時壓力要控制在0.50-1.00MPa之間，早強劑占水泥的比重控制在0.03%-0.05%之間，砂漿可按照試驗室M20配比。

在進行錨管灌漿操作中，可采用高壓注漿泵進行注漿操作，封口處用土工布進行封口處理，灌漿操作時要選擇低壓慢灌的方法。在整個灌漿過程中如果土體比較穩定，在灌漿操作中壓力可控制在0.50MPa-1.00MPa之間，灌漿量控制為松散雜填土層每米鋼花管≥1包水泥漿量，黏性土層施工中每米注漿量≥0.30包水泥漿量[5]。如果在錨管灌漿過程中土體會發生較大的變動，要及時停止灌漿，完成灌漿之后，及時封閉管口，避免發生漿液倒流問題，保證施工質量。

4 降水施工技術在排澇站水閘基坑施工中的應用

排澇站水閘基坑施工中，基坑深度比較大，而且會受到既有水量的影響，為保證施工效率、施工質量、施工的安全性等，因此，需要科學合理的應用降水施工技術，以便為排澇站水閘基坑施工營造良好環境，能夠在無水的環境中，順利完成排澇站水閘基坑施工，從而更好的保障施工質量[6]。

4.1 初期排水技術

當排澇站水閘基坑開挖之后，需要及時開展初期排水，初期排水的排水量包括：基坑積水、地基滲水、岸坡滲水、接頭漏水、降雨匯水等。就案例工程而言，所在區域枯水期降水量比較少，降水匯水量也就比較小，可采用如圖3所示的排水方法進行降排水施工。

圖3 初期降排水施工示意圖

圖3中：1表示的是集水井，2表示的是排水溝，3表示的是建筑物輪廓線；4表示的是水流方向，5表示的是基坑邊坡，6表示的是降水和排水的水流方向。

4.2 經常性排水

在排澇站水閘基坑施工中，經常行排水的水量主要由基坑滲水、降雨匯水、施工棄水等共同組成。其中主要的水量為水閘施工中混凝土的養護棄水。在工程施工中最大混凝土澆筑量為255m3/d，抽水強度為混凝土澆筑量的1.20倍，為306m3/d[7]。所以，在排澇站水閘基坑經常性排水施工中需要配置4臺IS125-100-250型潛水泵，3臺S-2DN6/3型泥漿泵，才能滿足施工要求，保證排澇站水閘基坑中無積水。

具體而言，為保證排澇站水閘基坑施工質量，營造一個良好的施工環境，在降水施工中，可選擇井位降水施工技術，先結合施工現場實際情況，通過測量放線，確定每個降水井位的位置，控制偏差不超過50mm。如果遇到特殊地質，需要調整井位，不能私自調整，而是需要及時通知技術人員到現場進行考察分析之后再酌情調整。

4.3 明溝式排水

工程在基坑排水時，采用了地面導溝排水技術。在排澇站水閘基坑周圍開挖導水溝，滲水、雨水、施工棄水等，通過導溝進入到集水井中，再用抽水泵直接抽水[8]。在明挖式排水施工中需要嚴格控制導溝低于開挖面，周邊導水溝的寬度控制在0.5m左右，高度也控制在0.50m左右，邊坡坡度控制在1∶1左右，集水井的深度控制在1.00-1.50m之間。在集水井底部鋪設30cm厚的碎石護底，保證每個集水井設2臺4英寸泥漿泵，一用一備，在基坑抽水時，控制水位下降速度在1.00-1.20m/s之間。明溝式排水系統如圖4所示。

圖4 明溝式排水系統

圖4中1表示岸坡保護面層，2表示降排水曲線，3表示集水井和集水溝，4表示開挖線，5表示水泵。

為進一步提升降水效果，保證施工質量，在排澇站水閘基坑降水施工中，選擇了明溝式排水和截滲墻幕墻相互結合的方法。此種降水施工技術，能夠發揮出兩種降水施工各自的優勢，而且還能彌補截滲幕墻不能單獨作為降水施工技術。不但可以截斷地下水向排澇站水閘基坑中滲透，而且防護支護邊坡，提升排澇站水閘基坑施工的安全性。

5 施工的幾點心得體會

通過分析馬安圍澳背排澇站擴容改造工程中開挖支護與降水施工的過程及技術的應用，得出以下幾點心得體會，希望對類似工程的施工有一定參考及借鑒。

1)為為保證施工安全性、質量、進度等，基坑開挖、支護、降水需要密切配合，為避免發生相互脫節，引起邊坡失穩的問題，在施工中要遵循土方開挖配合支護作業，嚴禁隨意開挖，更不能存在超挖和欠挖問題，嚴格按照支護工藝和標準開展土方開挖工作。

2)基坑防、排水要求施工需做好防水工作，防止地面水流入基坑內，及時排除基坑積水以保證邊坡支護質量。

3)采用基坑明排措施，支護過程中的防排水措施由邊坡頂周邊設置排水溝及集水井：邊坡坡面設置泄水孔，水平間距5m，垂直間距3m[9]。基坑底部設置排水溝及集水井，開挖期間，坑底應盡量向中間傾斜，以免坡腳積水。

6 結 語

綜上所述，文章結合馬安圍澳背排澇站擴容改造工程實例，分析了排澇站水閘基坑開挖支護與降水施工，分析得出，排澇站水閘基坑施工難度比較大，存在很多不確定因素的影響，為保證施工的安全，促使施工任務能夠在合同規定的期限內完成施工，需要結合工程特性，做好施工開挖、施工支護、降水施工等，做到多方協調配合，更好的保障施工質量。