浅谈大截面深井开挖施工

文成钦 WEN Cheng-qin

（四川省第十五建筑有限公司，南充 637000）

（No.15 Construction Company of Sichuan Province，Nanchong 637000，China）

0 引言

深井泵房作为取水工程的一个重要环节，广泛应用于城镇居民和工业生产的取水。根据设计和地理环境，一般该类工程多建造于河道周边，其周边多为冲击形成地貌，坡度陡、地势狭窄、且地下岩层密度大等特点；由于取水一般是在河床部位取水，根据河道深度泵房的开挖深度必须满足取水位的要求。所以开挖方法、质量控制、环境监测、安全管理在施工中要有足够的重视。

1 工程简介

某工程地质情况（由上至下）：素填土（揭示层1.84～4.25m）、粉质粘土夹碎（块）石（揭示层 3.00～3.60m）、碎（块）石土（揭示层 7.20～11.90m）、泥灰岩（揭示层 3～6.5m)，根据地质勘察报告土石方开挖多为块石土、泥灰岩，局部层间夹孤石（量大）。深井泵房直径12m，设计护壁为300厚，实际开挖直径为12.60m。开挖深度为20m以上，土石方量约计2500m3。

2 开挖方法

开挖前期策划：由于该深井泵房直径大，地质条件复杂，劳动力不足等特点。根据该类条件按照大直径桩的方式开挖。①计划半幅分层机械开挖，即挖出一个标准节（1.2m），平面按半圆分段，每层开挖厚度300～500，护壁处200厚由人工捡底，塔吊配合吊篮和卷扬机配合料斗运土。②定位放线和垂直度控制，利用深井口设置的四个控制对称控制点沿井壁向下垂直延伸，并用铅垂仪在开挖井底抬水平线，水平线与垂直线形成四个交点，找深井的中心点，最终以达到控制深井的截面尺寸和垂直度的要求。③护壁工程设计为300厚内配12水平和纵向钢筋，纵向钢筋搭接不小于300，该处采用预留，待施工下段钢筋时校正绑扎；模板采用12块定型钢模板，背部在深井中心用定型钢管灯笼架平台与加固支撑形成整体。

实施过程：采用带破碎头小型挖掘机开挖，施工过程特别是进入碎（块）石土层遇到大量孤石和密度较大的岩石，破碎头无法完成分块及破碎，运土荷载大，对大块孤石和页岩采用膨胀爆破和水钻实施岩石破碎分块。根据设计为竖向连续护壁应在每次护壁段模板面留置浇捣口，施工中出现浇筑不密实，出现振捣不到位，蜂窝、麻面、狗洞等情况，且混凝土的输送和振捣不便；为此与设计沟通后，调整了定型模板的上下口弧度，建议采用人工挖孔桩护壁形式，成倒喇叭口。

3 质量控制

质量控制点：深井的截面尺寸和垂直度，护壁钢筋混凝土的质量，开挖深度(标高)控制及持力层确定。

针对该分项建立健全以项目经理为第一责任人的质量控制管理体系和管理制度，下设技术负责人、专业工长和专职测量员。施工前制定详细的专项技术方案并对方案进行交底。过程严格控制各个质量控制点在设计、规范及方案给定的允许范围。

截面尺寸和垂直度的控制是重点是要保证该质量必须确定好泵房截面中心点的位置，但由于深度深、直径大，采用常规用全站仪（或经纬仪）或吊线无法照准井底中心位置，而采用GPS定位仪器成本太高。结合实际选择吊线从护壁上引控制线是本工程截面和垂直度控制中心，为减少累计误差一般要求每一竖向施工段控制线从井口控制线引至每阶护壁上，并复核前段，误差控制在H/1000且≤30mm。并抬水平线形成四交点从而找到截面中心。为保证截面尺寸现场设计一种由铝合金伸缩杆，杆上设有水平控制器，从而检测开挖截面符合设计要求，对于欠挖通过人工修边，超挖通过人工填筑页岩和土方，减少混凝土的浪费。护壁钢筋混凝土主要是通过钢筋工程、模板工程和混凝土施工控制。钢筋工程应严格按照设计和规范的要求制安，现场管理人员应对钢筋的规格、数量、间距进行复核，同时对绑扎成型质量和预留钢筋检查。模板工程主要是控制定型模板设计，施工过程板面清洁、整块之间拼缝措施可靠、支撑稳固。混凝土工程主要控制原材料的符合设计和规范要求的主要技术指标；运输过程考虑到深度采用塔吊加料斗人工配合；混凝土应分层浇捣振捣到位，防止漏振、欠振和过振；混凝土处于地下湿度大温差小采用自然养护，模板拆除要在混凝土终凝后，杜绝过早拆模。开挖深度主要由两个因素决定：①标高；②地基持力层。根据实际情况，施工过程可按每个一定施工段把固定标高施测在护壁上，在同一标高应在井壁的不同位置做好记号。该类工程是要求开挖深度达到河床位置，即必须满足标高的要求再确认是否满足持力层要求。达到设计标高和满足持力层要求后应立即对基底封闭，并确定最终开挖深度。

4 环境监测

环境监测主要是考虑开挖过程环境对该工程的影响和该工程施工过程对环境的影响。环境对工程的影响主要考虑的是地质灾害危险性评估报告和施工过程的现场数据采集和分析，防止不可预见的地质灾害对工程和人员的伤害。这主要是以地勘单位为主、施工单位配合监测。

工程对环境的影响主要考虑是由于在河道和陡坡位置建设该类工程，要监控开挖过程是否会引起地质灾害、对河道的污染和河床位移、周边建筑的变形观测。这主要是由施工单位委托具有监测资质的单位对相关因素监测，其他责任单位配合。前期要制定环境监测方案（施工方），主要有开挖后坡地监控和应急措施、开挖过程扬尘管控和水质监测措施，外部固定设施或河床位移变形监测措施。

5 安全管理

该工程为深基坑作业，安全控制点：高坠、物体打击、机械伤害、基坑坍塌、触电及窒息等深井的开挖，安全管理必须坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。建立以项目经理为首的安全管理体系和驻工地安全员为首的监督机构，切实落实安全管理责任制度。在开挖前根据方案和应急救援预案对所涉及到的工作面进行详细安全技术交底，并对作业人员的劳保用品的正确佩戴进行检查。

高坠防治，沿井口周边设置工具式防护栏杆，高度不低于1.2m，人员上下通道（爬梯）与井壁结构连接牢固，必须有围笼和休息平台；物体打击，井口工具式防护栏杆采用硬质材料封闭，作业人员在挖机吊出、土石方运出、混凝土运输时应紧靠护壁站立，在井口设置可翻起式防砸棚，严格执行爆破、起重机械等操作规程；机械伤害，主要是挖机操作范围内禁止站人、正确操作卷扬机、水钻设备，严格按照机械设备的技术参数和操作手册执行；基坑坍塌，过程中严格按照设计和施工规范的要求设置护壁，深井周边1.5m范围内严禁堆土或堆载建筑材料，做好深井周边及内部的排水，发现临河道侧护壁水压过大应采取必要措施（如在河道上设置围堰），触电，深井内用电设备较多（如抽水设备、水钻、混凝土振捣器等），基坑内属于湿作业要对用电设备设置可靠漏电保护，对用电线路、设备应有可靠保证，每个作业班前应加强检查及时更换，作业人员应与水分离、并有防护用具；窒息，深井施工可能地下有有毒有害气体产生或供氧不足等情况，施工前及过程应对基坑内充足送风换气。应急措施充足得当，充分对该分项工程施工中的危险源充足分析，制定相应的措施和应急救援措施，防治突发事件的发生。加强现场当班检查和过程中发现紧急情况的人员疏散和重要财物的转移，并对受伤人员及时救治，切勿拖延而酿成事故。

6 结束语

深井泵房这类工程属于深基坑施工但又不同于常规深基坑或人工挖孔桩，其施工的地理位置、深井直径和深度都较为特殊和复杂。实施过程的从前期策划，过程的质量、环境和安全管理均要引起重视。对该类工程施工前制定了专项方案并通过了专家论证，提出了地质灾害对工程影响，在施工中结合现有知识也认识到工程对环境的影响而做出了设想。通过过程精细化管理，责任明确，措施得当最大限度的保证了该项工程的顺利实施。

[1]建质[2009]87号.危险性较大的分部分项工程安全管理办法.

[2]GB50497-2009，建筑基坑工程监测技术规范[S].

[3]邵珠玉,刘明生,杜宜斌.反井钻机在长斜井中的悬空造孔施工技术[J].四川水力发电，2007(S1).