浅议如何做好循环水进水海堤内明渠工程深基坑开挖工作

◎ 黄文富 何华平 中交四航局第三工程有限公司



浅议如何做好循环水进水海堤内明渠工程深基坑开挖工作

◎ 黄文富 何华平 中交四航局第三工程有限公司

循环水进水海堤内明渠工程深基坑开挖工作，由于其复杂性及系统性，增加了深基坑开挖工作中的难度，怎样做好循环水进水海堤内明渠工程的深基坑开挖工作，成为施工单位所面临的一大难题。本文在结合实际工程案例的基础上，将深入探讨循环水进水海堤内明渠工程深基坑开挖工作的相关施工措施及施工注意要点，为相似工程施工提供参考依据。

循环水进水海堤 明渠工程 深基坑开挖工作

以滨海县某取排水工程为例，其循环水进水海堤内明渠总长978.723m，见图1，海堤内明渠开挖断面为梯形，底宽25m，两级放坡，边坡坡比为1∶2.5。明渠开挖底标高为-8.10m，平均开挖深度约为10.6m，总开挖量769428m3。明渠底部抛填碎石反滤层，厚300mm，其上铺砌干砌块石，厚度为300mm。在明渠底部靠近两端4m范围内由下至上分别为一层土工布、300mm厚碎石反滤层、300mm厚灌砌块石，护坡结构层与之相同。

1.循环水进水海堤内明渠工程深基坑开挖施工

1.1施工组织及施工安排

施工人员应到施工现场进行详细勘察，根据具体情况合理安排施工组织，制定科学的施工方案，明确施工顺序，应先进行水泥土搅拌桩的施工，在搅拌桩验收合格后方能进行明渠土方的开挖。施工期间加强对排水设施的维护，施工负责人应实时了解天气情况，如遇到强降雨天气，应提前做好排水设施的检查。

开挖施工流程为施工测量→开挖明沟→明渠开挖或回填（水泥土搅拌桩施工区域）→水泥土搅拌桩施工→明渠开挖至0.0m高程→深井降水施工→明渠分层开挖至-8.1m高程。

1.2水泥土搅拌桩区域明渠开挖或回填

测量放样，确定基坑中心线，上下口开挖边线及填土区位置，并用石灰线和标杆进行标记。明渠采用先中间后两边的盆式开挖方式，分层分区进行开挖，每层开挖厚度为2m。表层土开挖两侧坡顶应与内侧水泥土搅拌桩间隔2m左右，其余开挖至0.0m左右高程。

图1　取水明渠平面布置图

开挖时先挖基坑中部的土方，然后向两侧边坡推进，开挖施工设施布置在基坑的两侧作业，开挖时保持边坡底部不积水、不积淤，降低对坡面的扰动。开挖边坡控制在1：2～1：2.5范围，保证边坡不坍塌。挖出的土及时运至需要回填的区域，不能堆积在明渠两侧坡顶。

根据基坑开挖情况，设置下坑通道，下坑通道围绕开挖边坡进行，以满足车辆通行为原则，根据基坑土质情况铺设16mm厚钢板，钢板宽度为6m，路面宽度7m，以满足运输车行走。

1.3水泥土搅拌桩施工

循环水进水海堤内两侧明渠地基采用单轴φ500水泥土搅拌桩进行加固处理，本工程水泥土搅拌桩按等边三角形布置，桩间间距1155mm。施工工艺流程为清表整平→施工放样→搅拌桩机就位→预搅下沉→制备水泥浆→喷浆搅拌、提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。

1.4深井降水施工

施工前首先进行抽水试验，以确定土的渗透系数K值，土的渗透系数K值计算公式为：

式中：Q——井点系统总涌水量（m3/d）；K——渗透系数（m/d）；R——抽水影响半径（m）；r——抽水孔半径（m）；Ha——含水层有效带深度（m）；ha——含水层有效带底部算起至抽水稳定后的高度（ha=Ha-s）。在现场设置三个抽水井，经抽水试验计算得三个井的渗透系数K值分别为：1#井：K=0.024m/d；2#井：K=0.018m/d；3#井：K=0.027m/d。

采用直径0.4m的钢筋砼管作为深井管，每根长4m，顶部一节不打孔，其余管节在管上打孔；每井一台潜水电泵，潜水泵应安装在距管底1m～1.5m处，吸水管底端应装逆止阀，设于管井抽水的最低水位以下。深井采用CZ-22型钻机成孔，并采用自成泥浆护壁，待井深达到要求深度后，进行抽渣换浆，将制作好的井管，利用钻机自身设置的卷扬机分段下设，接头对接牢固，井管直下到井底，位置在井孔中间，管顶部比自然地面高50cm左右。井管下入后及时填中粗砂，填至距自然地面100cm，上部用粘土分层回填并捣实。用空压机及潜水泵联合洗井，直至抽出清水为止。下设水泵，水泵的出水管与集水管连通，水泵抽水排放至排水明沟。安装完成后进行试抽水，以检查管路接头质量、管井出水、抽水机械运行情况及水位下降情况等。试抽水后进行降水作业，井管使用完毕后，所留孔洞用砂或土进行填塞。

1.5明渠开挖

每施工段的深井开始降水后，随着地下水水位的下降，明渠分层开挖。地下水水位始终低于开挖面不小于0.5m。明渠开挖分为5段进行施工，每段长度约200m，按从取水口往取水泵房的顺序逐段施工。每段单独设置一个降水系统，开挖完一段后即开始进行护底及护坡施工，按设计开挖边线应整体开挖至0.0m的高程。

1.6基坑监测

基坑的监测内容包括基坑内外的观察和边坡土体顶部水平位移、基坑周围地表沉降、边坡稳定性、地下水位的监测。观察基坑内外情况，如果发现坑底隆起迹象，应立即停止开挖，并加设基坑外沉降监测点；采用全站仪观测水平位移，采用精密水准仪观测垂直位移；采用钻孔埋管测斜监测法监测边坡稳定性；利用水位管、钢尺水位计和水准仪测量确定地下水位高程，通过各观测期水位管内水面高程的变化，监测地下水位的高程。

2.明渠工程深基坑开挖施工安全措施

2.1施工用水、用电、排水安全措施

可从深井抽水做施工用水，施工用电电源接口主线采用铝芯电缆敷设至施工现场，并在现场设置配电柜，现场设备从配电柜接线使用，夜间施工照明配置1台250A照明配电箱负责照明线路的供电。现场照明采用1500W移动照明灯。开挖排水沟，用于明渠的地表水和浅层地下水及其他施工单位排放到明渠的地表水，并在基坑坡顶外围四周设置一条宽和深均为2m的排水沟，坑内潜水泵抽出的水均排入沟内。

2.2保证边坡稳定性

为保证明渠开挖期间边坡稳定，应严格按照确定的施工顺序进行施工。开挖前建立边坡位移观测系统，施工期间对边坡稳定性进行监测；根据不同土层土质情况采用适当的挖方坡度；做好地面排水措施，基坑开挖范围内有地下水时，采取降水措施；坡顶上严禁弃土、堆载；土方开挖应自上而下分段分层依次进行；避免先挖坡脚，造成坡体失稳；相邻基坑开挖，应遵循先深后浅，或同时进行的施工顺序；开挖边坡严格按照设计坡比进行放坡。

2.3安全技术措施

（1）深井降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先混后清”。若出现异常情况，应及时进行检查。

（2）基坑周围上部应挖好水沟，防止雨水流入基坑。每50米设置一个集水坑，用以排出基坑内的积水，疏通并排除地表水，使施工场地无积水，减少表面雨水顺坡流入基坑，如果场地有积水，应加强抽排水。在雨天施工做好排水和降水工作，边坡提前覆盖彩条布，及时抽水不定期地清理集水井。在基坑开挖边坡顶部两侧沿明渠方向设护栏，保证施工现场的安全、正常施工。

（3）如果挖土边坡发生小面积塌方可将坡脚塌方清除，做临时性支护；加强测量复测，进行严格定位，避免超挖；认真做好基坑排水和降水工作，土方开挖应连续进行，尽量缩短施工时间，采用机械挖土时，应在基底标高以上留一定厚度的土用人工清除，冬季施工时，还应注意基底土不要受冻，严格控制基底标高，防止基坑扰动土的产生。

（4）严格监督相应人员机械操作使用过程，加强对操作人员的专业培训力度，保证其操作水平，防止出现操作不当、技术性错误等情况，定期对机械进行维护保养。

3.结束语

循环水进水海堤内明渠工程深基坑开挖时应做好安全质量控制工作，保证边坡坡度满足设计及规范要求，坡面平整度满足规范允许偏差，基底不发生超挖，基坑轮廓尺寸满足设计要求，对于施工过程中出现的安全事故问题，应及时采取措施进行处理，只有这样才能保证循环水进水海堤内明渠工程深基坑开挖工作安全、高效、有序地进行，提高明渠工程整体质量。

［1］华小斌.电厂循环水取排水隧道盾构穿越新建海堤安全性分析及技术措施［D］.浙江工业大学，2013.

［2］范加冬，张令刚，张金科等.关于深基坑开挖防护措施的研究［J］.四川建筑科学研究，2011，37（5）：123-126+184.