渠道大方量淤泥开挖施工技术措施与应用

□陈建国 □谢俊国 □陈火见（河南省水利第一工程局）

1 工程概况

南水北调中线工程方城段六标渠道全长7.55km，3座左排倒虹吸、5座公路桥、4座生产桥。土石方开挖575万m3，土石方埴筑164.1万m（3其中水泥改性土填筑120万m3）、混凝土9.29万m3、钢筋3200 t、土工膜62万m2。合同总金额3.49亿元，合同工期：2011年3月1日至2013年8月31日。

2 工程特点

方城六标段地处垭口，地质条件复杂多变，涵盖软岩、硬岩、淤泥、强透水砂层、膨胀土，地下水异常丰富，施工难度大，开挖、降水、填筑、衬砌难度大。

渠段K164+920～K165+720为淤泥渠段，长800 m，挖深9～12 m，土质为淤泥质粉质壤土，该段为原行洪排水沟，局部存在承压水，开挖工程量约40万m3，施工排水，开挖困难。需解决难题：降排水，开挖陷车，装车溢流，修筑道路，渣场卸车等。为加快进度，针对淤泥开挖量大的现状，通过精心组织和科学施工，采取了以下措施：一是对淤泥的开挖，由于地基的施工条件比较特殊，应根据淤泥的类别，分别采用不同的施工方法。为确保开挖作的顺利进行，必须注意以下原则：我们知道淤泥的特点是颗粒细、水分多，人无法立足，应视情况不同分别采取相应技术措施，以解决施工中所遇到的困难。其基本的原则是：①烂淤泥：特点是淤泥层较厚，含水量较小，黏稠，铁锹插入难拔不易脱离。针对这种情况可在挖前先将铁锹蘸水，也可采用三股叉或五股叉。为解决立足问题，可采用一点突破法，即先从边沿起集中力量突破一点，一直挖到硬土层，而向四周护展或者采用芦苇排铺路，即将芦席扎成捆枕，每三枕用桩连成排，铺在烂泥土上，人在排上挖运或使用砂袋铺在烂泥上挖运。②稀淤泥：特点是含水量高，流动性大，装筐易漏，必须采用帆布做袋抬运。当稀淤泥较薄，面积较小时，可将砂子倒入进行堵淤，形成土埂，在土埂上进行挖运作业。如面积较大，要及时填筑多条土埂分区支出，以防乱流；若淤泥深度大，面积广，可将稀泥分区围埂，分别排入附近挖好的深坑内。有条件时可进行井点排水和基坑排水及截流沟，以降低地下水位，降低稀泥的含水量。创造机械施工场地，以便机械化施工。③夹砂石层淤泥：特点是淤泥中有层或几层夹砂层。如果淤泥厚度较大，可采用前面所述方法挖除。如果淤泥很薄，先将砂石晾干，能站人时方可进行，开挖时速同下层淤泥一同挖除露出新砂石，切勿将夹砂层挖除，造成开挖困难。

3 施工工艺与要求

3.1 淤泥开挖时的工艺要求

3.1.1 左右岸距离开口线1 m处每间隔30 m，打一管井，深度30 m，直径50 cm无砂管外碎石回填；井内安装6.67 cm×50 m扬程水泵抽水，集中排至排水沟，由排水沟流至原河道。

3.1.2 基坑分层开挖，每3～4 m设一层，四周设置截流沟，截流沟较工作面深3 m，每间隔100 m设置一集水井，集水井内设置0.10 m50 m高扬程水泵集中抽排。

3.1.3 遇见淤泥流态不成型时，采取挤淤法形成工作面，填筑土料2～3 m，工作面形成后，向淤泥内倒入粘土，采取“和面法”用挖掘机搅拌至可以装车程度，在车厢尾部装立架淤泥防止流态泥外流，前部装流态泥，运至渣场后集中处置。处理桥桩泥浆坑采取“和面法”解决开挖问题是非常有效的办法。

3.2 运输道路的施工方法与要求

3.2.1 淤泥开挖修筑道路是关键，开挖顺序采取进占法，开挖路槽的同时填筑路基料。根据施工平面规划布置开挖施工道路，路槽宽度3～4 m，根据情况深度可采取0.80～1.20 m，回填料就地取材，选取开挖的石渣、胶结砂砾料、含水量较低的粘土料等，回填后压路机碾压。路槽起到节约回填料，同时运行期间保持道路不扩散变形，换填料提高道路承载力保障运输过程不陷车，提高运输效率。换填料的选择及厚度是关键，根据现场情况一次换填到位，否则为节约料换填厚度不够造成车辆跑不了几趟就报废，前功尽弃，二次返工费工费时，损失更大。运行过程中及时维护，发现弹簧处要彻底根治—全部挖除1 m深左右，合适的换填料进行填筑并蹍压，切忌临时推平或再铺一层，那样解决不了问题，只能是道路越毁越严重，影响开挖进度。

根据作业面宽度，在主道路基础上设置横向支路，支路间距根据两台挖掘机工作半径确定，一般15～20 m为宜。每开挖一层，修筑一次道路，循序渐进。临近建基面5～6 m范围内，因挖掘机一次开挖不完剩余1～2 m，剩余工程量不大，修路成本高，工期紧，综合比较后采取剩余开挖量用挖掘机倒运，同时挖掘机装刮板将建基面刮平，建基面一次成型达到验收条件。

3.2.2 淤泥渣场卸车困难存在问题：淤泥粘车卸不净，淤泥集中下卸，后门打不开造成车头飞起的“打飞机”现象，场地卸一层后第二层卸泥困难。解决以上问题采取以下措施：自卸车箱底部铺设1 cm厚聚乙烯板解决粘泥问题；装车时车厢尾部较首部少装，卸车时车厢不要一次升到位，边卸边移动，卸后泥成带状，然后推土机拢堆，同时拢高；在渣场用开挖的非淤泥土料填筑卸车平台，形成落差4 m以上的工作面，卸后的淤泥直接推下去，推土机向前推泥困难且不经济时，继续在淤泥上部填筑1 m以上的土料作为承载力足够的卸车平台，循序渐进就能解决淤泥场地问题。

3.2.3 淤泥开挖过程中预防塌方和滑坡的处理：淤泥开挖过程中预防塌方和滑坡是重中之重，涉及到机械人员安全问题。开挖时按照设计进行放坡，不得立采，开挖时注意观察，发现渗水或有滑动迹象部位及时处理，边坡人工开挖截流沟，土工布包碎石形成排水盲沟，汇流至集水井，用水泵抽排至排水沟。滑塌部位及时放坡卸载，打抗滑钢管桩。基坑顶部四周开挖截流排水沟，拦截下雨时地表径流，关注天气预报，易滑塌部位用塑料布覆盖。做到事前预防，事中控制，事后观察总结。

4 结语

合理的施工规划，正确优选的施工方法对大方量淤泥开挖，降排水、道路、运输、弃渣、保护层施工起到决定性的作用。同时也为在淤泥地段开展机械施工创造了范例，实践经验对同类施工起到借鉴和指导作用。