袁橋泵站深基坑開挖防護措施

趙孟偉,張彬,徐蘋

（1.河南省豫東水利工程管理局，河南 開封 475002；2.河南省水利水電工程建設質量監測站，河南 鄭州 450003）

1 工程概況

1.1 袁橋泵站工程概況

袁橋泵站布置在豫皖兩省交界處附近清水河右岸的河南省內，泵站和節制閘采用閘、站分建方案。站上通過引渠與河道相連，站下通過梯形斷面明渠與引江濟淮工程（安徽段）的倒虹吸出口渠道相接。

1.2 場地工程地質情況

1.2.1 地形地貌

工程區地勢較平坦、開闊，屬于黃淮沖積平原。地下水埋深3.30～4.70 m，水位高程32.60～32.95 m，地下水變幅一般1～3 m。

1.2.2 泵站邊坡穩定問題

邊坡中下部處于地下水位以下，下部粉砂、砂壤土易產生流土、流沙，存在突出的施工邊坡穩定問題。

2 施工方法、計劃

2.1 基坑開挖要求

第一，根據設計單位提供的圖紙顯示，泵站及進口引渠建基面主要位于第⑥層粉砂中，邊坡開挖深度7～16 m。邊坡中下部處于地下水位以下，下部粉砂、砂壤土易產生流沙、流土等影響邊坡穩定的因素。確定工程壤土層施工開挖邊坡坡比為1：1.75～1：2.00，粉砂、砂壤土層施工邊坡坡比為1：2.50～1：3.00，并采用分級開挖，中間留設馬道。第二，采取強有力的降排水措施，降低施工期地下水位，排除影響基坑穩定的降水影響因素。第三，嚴格按設計、地質推薦的開挖坡比放坡開挖，每隔6 m 設置馬道平臺。第四，分層開挖，每層開挖深度不超過3 m，上層開挖完成，觀察、監測邊坡穩定情況，無異常后，進行下一層開挖施工，減少擾動原基礎土質，基坑坑底預留300 mm厚待施工基礎時采用人工開挖。第五，施工過程中，如遇到施工工序優化調整及小范圍開挖、換填等需調整局部開挖臨時坡比，則加強基坑支護工程措施。第六，主泵房深基坑兩岸埋設測斜孔，加強基坑施工期安全檢測，必要時采取施工安全防護措施。第七，開挖及回填施工需安排緊湊，建筑物周邊若具備局部回填條件，立即組織實施回填。開挖過程中對能優先實施的地基處理工程，優先實施，加強地基承載力，減少邊坡的穩定變形。

2.2 材料與設備計劃

2.2.1 材料計劃

邊坡支護所使用砂、水泥等材料用量，見表1。

表1 材料供應表

2.2.2 施工機具及測量裝置配備計劃

深基坑開挖及支護使用施工機具及測量裝置見表2。

表2 材施工機具及測量裝置配備表

3 施工工藝技術

3.1 基坑降排水

3.1.1 基坑降水井布置

基坑降水成功與否是關系基坑工程施工成敗的關鍵，降水試驗現場布置情況如圖1所示。

圖1 降水試驗現場布置情況圖

3.1.2 降水現場試驗情況

袁橋泵站降水試驗過程中用3 kW（15 m3/h）、4 kW（20 m3/h）、5.50 kW（40 m3/h）不同功率水泵進行抽水試驗，抽水井地下水位下降5.29 m后即穩定不變，停止抽水后30 min內即恢復至原水位，水位回升較快。由此判斷地下水豐富且地層透水性強。

3.1.3 基坑內部降排水井設置

首先在基坑邊坡約▽27.00 m 高程一級馬道平臺內側，設置基坑降水井。井底低于基坑底部9 m（穿透含水層），間距30 m，左右岸對稱布置。布置降水井10 眼，水泵型號為：QY40-32-5.5，揚程32 m，功率為5.50 kW。

3.1.4 基坑抽排水措施

土方開挖期間，每一層開挖過程中如發現積水，在基坑周邊設置50 cm×50 cm 的排水明溝，經匯流至臨時集水井后，抽排至臨近基坑上方排水溝渠。開挖結束后，建基面驗收前在基坑底部建筑物邊線外側設置30 cm×30 cm的碎石盲溝，基坑下游位置設置集中抽水井，排出積水。

3.2 基坑開挖

基坑周邊開挖及邊坡支護施工，必須嚴格按分段分層方法施工，這是確保邊坡安全的主要技術措施，施工中必須嚴格執行。分段分層的參數及調整，在實施過程中，將根據各方面反饋的信息加以科學確定。多臺挖掘機械一起工作時，挖掘機間距應15～20 m，在挖掘機工作范圍內，安排專人指揮，不準進行其他作業。

3.3 邊坡防護措施

支護措施采用增設土釘錨桿加掛網支護。土釘采用HRB335Ф20 鋼筋制成，錨桿長度為6 m，孔內安放土釘后采用普通硅酸鹽純水泥漿或水泥砂漿，建議水灰比為0.45～0.50，強度不小于M20，通過注漿泵壓力注漿，灌注砂漿錨固，沿坡腳往上梅花形布置4排，排距為1 m，90°垂直于開挖面布設，掛網采用￠6 鋼筋網片，間排距25 cm，于土釘端部用焊接相結，噴射C20，厚度為50 mm的細石混凝土面層。

4 基坑監測

4.1 土體側向變形監測

在泵站BZ0+020樁號坡頂37 m高程處的基坑兩邊各設一個測斜孔，測斜孔采取專用PVC管，管埋入深度以超出基坑底部高程1 m為宜；測斜孔埋置時確保其中一組導向槽垂直于基坑邊線，基坑開挖過程中初定每開挖支護一層觀測1次。

4.2 地下水位監測

施工期間，借助于已有的降水井觀測地下水位；在基坑開挖施工過程中，每開挖支護一層觀測1次。

4.3 邊坡裂縫監測

施工前，先對調查范圍內的已有裂縫情況詳細進行拍照、記錄、登記、存檔；專人定期巡查邊坡，若發現新裂縫及時記錄、登記；采用游標卡尺或電子裂縫測寬儀對裂縫進行測量。

5 安全生產施工措施

在工地“五臨邊”等處設置安全防護欄及安全標志，配備專職安全員，查找并消除事故隱患，特殊工種操作人員必須持證上崗，機械設備必須要進行檢查、維修、保養。