皮带车坑道深基坑开挖施工技术

董行

【摘要】文章根据重庆某深基坑项目，结合基坑开挖深度、周边环境及土体结构等情况，对基坑施工关键技术及其参数进行了说明，通过采用施工安全技术措施保障了基坑的安全开挖，对类似深基坑开挖施工具有一定的借鉴意义。

【关键词】皮带车坑道; 深基坑; 开挖施工

【中国分类号】TU94+1【文献标志码】B

1 工程概况

1.1 工程背景

工程建设地点位于果园作业区鱼嘴长江大桥下游侧，项目陆域为原整个一期工程范围以及原二期扩建工程下游侧的部分堆场，改造泊位3个（原一期工程两个泊位，原二期扩建的一个出口泊位），原一期工程的全部堆场、原二期扩建工程下游侧空箱堆场调整为散货堆场，与原二期扩建工程的散货堆场均采用斗轮堆取料机进行作业。码头散货出口采用弧线轨道装船机+皮带车工艺方案。整个散货皮带车系统通过设在果园作业区东侧的皮带车主廊道与后方铁路系统衔接。本工程项目为一期技改工程，本标段主要施工范围：3#斜坡道改造、3#泊位皮带车牵引装置坑道、2#斜坡道改造、2#泊位皮带车牵引装置坑道、堆场道路、转运站、钢廊道及栈桥、生产建筑、边坡整治、其他构筑物、防风网基础及电动悬挂吊轨道制作安装。

新建1#皮带车坑道与3#码头相接，新建2#皮带车坑道与2#码头相接。坑道采用钢筋混凝土结构，总长分别为199 m、192 m，标准截面净高3 m，净宽4 m，壁厚0.6 m，基底由下至上铺设级配块石、双向钢塑土工格栅、级配碎石垫层、塑混凝土垫层，坑道内铺设皮带车轨道，坑道内轨道与2#、3#斜坡轨道顺接。在与2#堆取料机轨道基础相交处设置应急逃生通道。在2#皮带车坑道施工前需拆除原有坑道。

1.2 地理条件

工程地段地段在已经完成平场工作，场平标高193.6 m。邻近长江一侧个别钻孔在岩土界面处揭露出砂岩，水蚀现象发育，岩芯表面呈蜂窝状孔洞，一般孔径2～5 mm，最大可见20 mm。场地内局部地段砂岩成岩作用差，质软，泡水易软化。为场地内次要岩性，分布于场地局部地段。码头堆场回填土边坡主要采用格宾挡土墙砌筑，开挖边坡为格子梁喷锚边坡。由于码头堆场已施工5 a，施工时加强对边坡的沉降位移观测，基础及框架结构开挖范围、面积不大，属于坡脚的局部开挖施工，对边坡影响不大。同时基础施工完成后必须恢复边坡原状。

本工程在已建的高程193.6 m平台区域内进行技改施工，长江水文情况对工程的施工施工无影响。坑道埋置在堆场地面以下，基底所在地层为人工素填土层（Q4ml），回填时间约5 a以上土体稳定。人工素填土（Q4ml）主要分布勘察区东段，厚0.30～27.8 m。主要成份为砂岩岩块、岩屑、粉质黏土。坑道区域典型孔位柱状图见图1，坑道结构典型断面见图2。

2 施工关键技术

2.1 交叉施工范围

根据设计施工图纸，针对原一期工程斜坡码头技术改造，后方新建2条皮带车坑道。如图3所示，基础开挖皮带车坑道与1#轨道梁基础、2#轨道梁基础、T1-2转运站、T1-3转运站交叉施工，根据施工工艺及工序要求，皮带车坑道基础及结构在其余结构物之下，故先进行皮带车坑道施工，再进行其上的结构物施工。

2.2 施工重点难点

施工重点：基础开挖较深（超过5 m），采用的开挖模式及安全防护措施。

施工难点：1#皮带机坑道与在3#斜坡码头相接处（第1～3节），坑道的施工与生产营运单位散货作业临时码头卸车皮带和设备距离较近。该区域边生产边施工，存在较大的安全隐患，需进行实体防护。

2.3 施工方案

基礎底的排水。基槽开挖时，根据施工现场的实际情况，在基底边坡坡脚位置设置排水沟、集水井，收集基础基底地下水和地表水，采用水泵集中抽排处理。基础操作范围及边坡。根据施工要求，基坑开挖时，基底预留作业人员操作空间1 m。确保坑道及轨道基础区域地基容许承载力不小于200 kPa，采用重力触探法。验槽完成后能进入下一步工作。施工工艺流程图见图4。

2.4 基础皮带车坑道开挖技术

2.4.1 原通道拆除

原通道拆除与基础开挖同时进行。采用履带式挖掘机、凿岩机、空压机、氧割、50型装载机、60 t运渣车进行通道的拆除。施工开挖范围栏杆→临时施工道路→搭板凿除→盖板凿除→墙背回填土开挖→墙身凿除→基槽凿除→开挖边坡防护→排水设施施工→基底验收→下一步施工。施工流程如图5所示。

（1）通道拆除前，需移除原通道内供水、供电设施设备。

（2）采用钢管支架搭设施工围挡。

（3）与斗轮机轨道梁交叉的坑道基础开挖节段在轨道梁基础强夯施工完成后进行。

2.4.2 施工土石方运输道路

设置土石方临时运输道路，宽7 m、长60 m、坡比为10 %。道路共设置2处，与基坑底顺接，顶高程为原平台标高。道路路基碾压密实，两侧设置临时排水沟，路面采用泥结碎石厚度为15 cm。施工材料、设备临时运输通道。施工材料、设备临时运输道路主要供钢筋半成品、混凝土运输车、臂架泵、汽车式起重机、装载机、模板运输、材料临时堆放等使用。临时运输道路距开挖边线3 m，宽7 m、长230 m，高程为平台标高。

2.4.3 2#皮带机坑道基坑安全防护

（1）施工围栏采用48×3.5 mm脚手管搭设，布置在基础开挖线四周。围栏铺设安全密目网，悬挂文明施工标识标牌，围栏顶设置警示灯。

（2）基坑顶修筑人行通道，与施工爬梯相连接。

（3）基础边坡采用防水油布防护。

（4）由于开挖土质大部分为回填土，边坡采用1∶1放坡。

（5）设备临时施工作业区与临时道路设置在基坑开挖边线两侧，设备及车辆的临时施工区域距离开挖线边缘位置不少于3 m，允许荷载50 kN/m2，基础原地面不能长期荷载作用。

（6）土方开挖后运送于指定地点堆放，在基坑周边不设置土体堆放点。

（7）配备相应的排水设施、设备，以及安全警示标志等。

（8）在围墙适当位置设置便于施工设备、人员进出的出、入口。在施工区域的出入口专人负责设备及人员进出管理。

2.4.4 1#皮带车坑道基础开挖施工顺序

第4节段→第5节段→…第12节段→第1节段→第2节段→第3节段。与轨道梁交叉的坑道基础开挖节段在轨道梁基础强夯施工完成后进行。

2.4.5 1#坑道基坑安全防护，1#皮带机坑道第1～3节段基础防护

（1）基础防护断面如图6所示。

（2）施工围栏采用铝合金围挡搭设，布置在基础开挖线四周。围栏底部设置C20混凝土挡水线。

（3）基坑顶修筑人行通道，与施工爬梯相连接。

（4）因该区域营运生产与施工生产同时进行，分段进行混凝土浇筑施工。周边底部采用现浇C20混凝土护脚墙。

（5）由于开挖土质大部分为回填土，根据设计图纸，采用1∶1放坡。

（6）在基础开挖线周边设置临时场地，便于材料、设备堆放与出入，场地离开挖边线2～2.5 m，宽度7～10 m。同時兼顾土方临时运输道路。

（7）配备相应的排水设施、设备，以及安全警示标志等。

（8）在围墙适当位置设置便于施工设备、人员进出的出、入口。在施工区域的出入口专人负责设备及人员进出管理。

（9）施工区域与营运区域采用围挡分隔（图7）。

3 施工安全危险源识别

3.1 作业程序分解

根据基础开挖施工工艺流程，对施工工艺按作业程序进行细化分解，分解内容见表1。

3.2 事故类型分解

根据对各工序细化分解所得的单位作业内容，结合潜在事故类型，分析产生事故的原因，并说明不安全状态和不安全行为。原坑道拆除事故类型分解见表2，基础开挖事故类型分解见表3。

3.3 施工作业风险评估

对于基础开挖施工作业风险评估采用LEC法进行评估计算，计算过程及结果见表4，LEC评估法结果分级见表5。

经过LEC法风险计算得出，边坡的防护、开挖作业区域是事故一般发生区域，属于显著危险程度，需要加强安全预防措施。

4 结束语

建筑深基坑土方开挖工作，是施工单位作业环节的关键程序。要求施工人员必须根据项目的实际建设情况，制定科学的施工计划，落实工程施工期间的相关工作，完善工程施工规划、考察、建设、验收的全过程，为施工企业顺利完成建设工作提供技术和资金支持。深入贯彻落实施工场所的安全管理工作，将安全管理责任落实到具体部门，以此尽可能避免安全事故发生，保障施工人员的生命安全。

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