皮帶車坑道深基坑開挖施工技術

董行

【摘要】文章根據重慶某深基坑項目，結合基坑開挖深度、周邊環境及土體結構等情況，對基坑施工關鍵技術及其參數進行了說明，通過采用施工安全技術措施保障了基坑的安全開挖，對類似深基坑開挖施工具有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】皮帶車坑道; 深基坑; 開挖施工

【中國分類號】TU94+1【文獻標志碼】B

1 工程概況

1.1 工程背景

工程建設地點位于果園作業區魚嘴長江大橋下游側，項目陸域為原整個一期工程范圍以及原二期擴建工程下游側的部分堆場，改造泊位3個（原一期工程兩個泊位，原二期擴建的一個出口泊位），原一期工程的全部堆場、原二期擴建工程下游側空箱堆場調整為散貨堆場，與原二期擴建工程的散貨堆場均采用斗輪堆取料機進行作業。碼頭散貨出口采用弧線軌道裝船機+皮帶車工藝方案。整個散貨皮帶車系統通過設在果園作業區東側的皮帶車主廊道與后方鐵路系統銜接。本工程項目為一期技改工程，本標段主要施工范圍：3#斜坡道改造、3#泊位皮帶車牽引裝置坑道、2#斜坡道改造、2#泊位皮帶車牽引裝置坑道、堆場道路、轉運站、鋼廊道及棧橋、生產建筑、邊坡整治、其他構筑物、防風網基礎及電動懸掛吊軌道制作安裝。

新建1#皮帶車坑道與3#碼頭相接，新建2#皮帶車坑道與2#碼頭相接。坑道采用鋼筋混凝土結構，總長分別為199 m、192 m，標準截面凈高3 m，凈寬4 m，壁厚0.6 m，基底由下至上鋪設級配塊石、雙向鋼塑土工格柵、級配碎石墊層、塑混凝土墊層，坑道內鋪設皮帶車軌道，坑道內軌道與2#、3#斜坡軌道順接。在與2#堆取料機軌道基礎相交處設置應急逃生通道。在2#皮帶車坑道施工前需拆除原有坑道。

1.2 地理條件

工程地段地段在已經完成平場工作，場平標高193.6 m。鄰近長江一側個別鉆孔在巖土界面處揭露出砂巖，水蝕現象發育，巖芯表面呈蜂窩狀孔洞，一般孔徑2～5 mm，最大可見20 mm。場地內局部地段砂巖成巖作用差，質軟，泡水易軟化。為場地內次要巖性，分布于場地局部地段。碼頭堆場回填土邊坡主要采用格賓擋土墻砌筑，開挖邊坡為格子梁噴錨邊坡。由于碼頭堆場已施工5 a，施工時加強對邊坡的沉降位移觀測，基礎及框架結構開挖范圍、面積不大，屬于坡腳的局部開挖施工，對邊坡影響不大。同時基礎施工完成后必須恢復邊坡原狀。

本工程在已建的高程193.6 m平臺區域內進行技改施工，長江水文情況對工程的施工施工無影響。坑道埋置在堆場地面以下，基底所在地層為人工素填土層（Q4ml），回填時間約5 a以上土體穩定。人工素填土（Q4ml）主要分布勘察區東段，厚0.30～27.8 m。主要成份為砂巖巖塊、巖屑、粉質黏土。坑道區域典型孔位柱狀圖見圖1，坑道結構典型斷面見圖2。

2 施工關鍵技術

2.1 交叉施工范圍

根據設計施工圖紙，針對原一期工程斜坡碼頭技術改造，后方新建2條皮帶車坑道。如圖3所示，基礎開挖皮帶車坑道與1#軌道梁基礎、2#軌道梁基礎、T1-2轉運站、T1-3轉運站交叉施工，根據施工工藝及工序要求，皮帶車坑道基礎及結構在其余結構物之下，故先進行皮帶車坑道施工，再進行其上的結構物施工。

2.2 施工重點難點

施工重點：基礎開挖較深（超過5 m），采用的開挖模式及安全防護措施。

施工難點：1#皮帶機坑道與在3#斜坡碼頭相接處（第1～3節），坑道的施工與生產營運單位散貨作業臨時碼頭卸車皮帶和設備距離較近。該區域邊生產邊施工，存在較大的安全隱患，需進行實體防護。

2.3 施工方案

基礎底的排水。基槽開挖時，根據施工現場的實際情況，在基底邊坡坡腳位置設置排水溝、集水井，收集基礎基底地下水和地表水，采用水泵集中抽排處理。基礎操作范圍及邊坡。根據施工要求，基坑開挖時，基底預留作業人員操作空間1 m。確保坑道及軌道基礎區域地基容許承載力不小于200 kPa，采用重力觸探法。驗槽完成后能進入下一步工作。施工工藝流程圖見圖4。

2.4 基礎皮帶車坑道開挖技術

2.4.1 原通道拆除

原通道拆除與基礎開挖同時進行。采用履帶式挖掘機、鑿巖機、空壓機、氧割、50型裝載機、60 t運渣車進行通道的拆除。施工開挖范圍欄桿→臨時施工道路→搭板鑿除→蓋板鑿除→墻背回填土開挖→墻身鑿除→基槽鑿除→開挖邊坡防護→排水設施施工→基底驗收→下一步施工。施工流程如圖5所示。

（1）通道拆除前，需移除原通道內供水、供電設施設備。

（2）采用鋼管支架搭設施工圍擋。

（3）與斗輪機軌道梁交叉的坑道基礎開挖節段在軌道梁基礎強夯施工完成后進行。

2.4.2 施工土石方運輸道路

設置土石方臨時運輸道路，寬7 m、長60 m、坡比為10 %。道路共設置2處，與基坑底順接，頂高程為原平臺標高。道路路基碾壓密實，兩側設置臨時排水溝，路面采用泥結碎石厚度為15 cm。施工材料、設備臨時運輸通道。施工材料、設備臨時運輸道路主要供鋼筋半成品、混凝土運輸車、臂架泵、汽車式起重機、裝載機、模板運輸、材料臨時堆放等使用。臨時運輸道路距開挖邊線3 m，寬7 m、長230 m，高程為平臺標高。

2.4.3 2#皮帶機坑道基坑安全防護

（1）施工圍欄采用48×3.5 mm腳手管搭設，布置在基礎開挖線四周。圍欄鋪設安全密目網，懸掛文明施工標識標牌，圍欄頂設置警示燈。

（2）基坑頂修筑人行通道，與施工爬梯相連接。

（3）基礎邊坡采用防水油布防護。

（4）由于開挖土質大部分為回填土，邊坡采用1∶1放坡。

（5）設備臨時施工作業區與臨時道路設置在基坑開挖邊線兩側，設備及車輛的臨時施工區域距離開挖線邊緣位置不少于3 m，允許荷載50 kN/m2，基礎原地面不能長期荷載作用。

（6）土方開挖后運送于指定地點堆放，在基坑周邊不設置土體堆放點。

（7）配備相應的排水設施、設備，以及安全警示標志等。

（8）在圍墻適當位置設置便于施工設備、人員進出的出、入口。在施工區域的出入口專人負責設備及人員進出管理。

2.4.4 1#皮帶車坑道基礎開挖施工順序

第4節段→第5節段→…第12節段→第1節段→第2節段→第3節段。與軌道梁交叉的坑道基礎開挖節段在軌道梁基礎強夯施工完成后進行。

2.4.5 1#坑道基坑安全防護，1#皮帶機坑道第1～3節段基礎防護

（1）基礎防護斷面如圖6所示。

（2）施工圍欄采用鋁合金圍擋搭設，布置在基礎開挖線四周。圍欄底部設置C20混凝土擋水線。

（3）基坑頂修筑人行通道，與施工爬梯相連接。

（4）因該區域營運生產與施工生產同時進行，分段進行混凝土澆筑施工。周邊底部采用現澆C20混凝土護腳墻。

（5）由于開挖土質大部分為回填土，根據設計圖紙，采用1∶1放坡。

（6）在基礎開挖線周邊設置臨時場地，便于材料、設備堆放與出入，場地離開挖邊線2～2.5 m，寬度7～10 m。同時兼顧土方臨時運輸道路。

（7）配備相應的排水設施、設備，以及安全警示標志等。

（8）在圍墻適當位置設置便于施工設備、人員進出的出、入口。在施工區域的出入口專人負責設備及人員進出管理。

（9）施工區域與營運區域采用圍擋分隔（圖7）。

3 施工安全危險源識別

3.1 作業程序分解

根據基礎開挖施工工藝流程，對施工工藝按作業程序進行細化分解，分解內容見表1。

3.2 事故類型分解

根據對各工序細化分解所得的單位作業內容，結合潛在事故類型，分析產生事故的原因，并說明不安全狀態和不安全行為。原坑道拆除事故類型分解見表2，基礎開挖事故類型分解見表3。

3.3 施工作業風險評估

對于基礎開挖施工作業風險評估采用LEC法進行評估計算，計算過程及結果見表4，LEC評估法結果分級見表5。

經過LEC法風險計算得出，邊坡的防護、開挖作業區域是事故一般發生區域，屬于顯著危險程度，需要加強安全預防措施。

4 結束語

建筑深基坑土方開挖工作，是施工單位作業環節的關鍵程序。要求施工人員必須根據項目的實際建設情況，制定科學的施工計劃，落實工程施工期間的相關工作，完善工程施工規劃、考察、建設、驗收的全過程，為施工企業順利完成建設工作提供技術和資金支持。深入貫徹落實施工場所的安全管理工作，將安全管理責任落實到具體部門，以此盡可能避免安全事故發生，保障施工人員的生命安全。

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