船闸基坑工程施工技术探究

江苏华宁工程咨询有限公司 / 郭海生

一、船闸基坑工程施工技术应用概述

（一）船闸基坑工程施工内容与施工风险

在船闸基坑工程施工中包含诸多施工内容，比如工程土石方开挖、基坑挡土支护、防渗墙施工、降排水施工、基坑支护结构检测等。各环节对项目整体施工质量会产生较大影响，其中某环节出现施工问题，将会对整个船闸基坑施工安全性产生较大负面影响。从目前船闸基坑施工现状中能得出，诸多施工安全事故主要是由防渗、支护技术应用不规范导致施工支护结构出现位移以及不同程度破坏，导致基坑大面积出现滑坡、塌方等，临近基坑的建构物出现倒塌情况。

（二）船闸基坑工程施工技术难点

与常规工程项目施工对比，船闸基坑项目施工中存有较多难点。船闸基坑工程施工技术应用难点主要表现在诸多方面，在复杂的施工环境中存有较多施工障碍要素。船闸基坑项目施工周边水域环境对施工技术应用要求较高，受周边基坑土质特征影响易导致渗漏现状发生，在船闸基坑施工中要重点做好防渗技术应用。部分船闸基坑工程施工中要在原址基础上重新建设,原有地质环境、土质条件、各类障碍物易对船闸基坑项目施工活动产生较大影响。

二、项目概况

本工程基坑开挖总土方量约655万m3，其中表土剥离35.6万m3，船闸主体基坑开挖103.75万m3；石方开挖总量99.87万m3，其中船闸主体石方开挖36.05万m3，下游引航道开挖63.82万m3。基坑最大开挖深度约31m。除特殊标明外，基坑开挖边坡为中风化～新鲜岩石1:1.5，其余均1:3；引航道开挖边坡为1：3。坡面开挖到位后立即对坡面及3m范围内坡顶喷护50mm厚C20细石砼进行保护。距坡顶1.0m位置设置一道300×400mm（宽×深）截水沟。

三、船闸基坑工程施工重点技术运用探析

（一）船闸基坑工程开挖技术

本工程土石方开挖工程量大，总体开挖顺序为由下闸首开始开挖，向上闸首方向及下游引航道两端推进。开挖范围主要包括闸首、闸室、上下游引航道。

图1 总平面布置示意图

在开挖施工中重点做好边坡防护、控制边坡失稳，选取逐层开挖施工操作。在开挖施工之前，对基坑周边土体环境以及建筑环境进行勘察，判定开挖适宜性。该项目基坑上层覆盖土中分布有中粉质壤土，具有弱或中膨胀性，采用1.5m厚的4%水泥改性土进行换填。基坑开挖时预留一定的保护层，土质基坑底部预留不小于0.5m厚保护层，在主体底部结构施工前分块挖除；强风化岩边坡预留不小于0.5m厚的保护层，中风化岩边坡预留保护层厚度不小于0.3m，强风化岩河底或基底预留保护层不低于1.0～1.5m，中风化岩河底或基底预留保护层厚度不小于0.5m。保护层设置根据现场实际情况适当增大。

土方采用挖掘机+自卸车开挖。开挖土类为中、粉质壤土、重粉质壤土、粉质黏土、中细砂、粉细砂岩。基坑坡顶设置0.3m×0.4m截水沟，在边坡坡脚处设置排水沟，将边坡渗水导流至集水井内，使用抽水泵排出。船闸主体基坑开挖采用分六层分段阶梯式开挖，采用分层放坡，土质边坡坡度为1：3，岩质边坡坡度为1：1.5。每层开挖深度为6m，分为上下两部分进行开挖，每部分开挖高度为3m。

（二）船闸基坑工程支护技术

在水泥搅拌桩支护施工中，受到水泥固化作用影响促使其牢固性较高。水泥在成功固化之后能获取较高强度，便于支护结构有效形成。此类施工方式能用于淤泥、软土、黏土等土质施工中，在施工阶段对水泥量以及水泥桩体长度进行管控。在钢板桩以及钢管桩支护施工中重点合理选取Q235型钢，其中钢材质量较高，整体承受压力较强，不易产生变形。在项目建设操作中应用较为便捷，对后续垂直施工开挖成效具有较大促进作用。

（三）船闸基坑工程施工围护与边坡防护

在施工中运用钢网喷射混凝土作为放坡支护，要注重在施工中选取真空深井施工方式展开降水。在该项目开挖完成后，对坡面进行清理。水泥优先选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于42.5。粗骨料选用坚硬耐久的碎石，粒径不宜大于12mm；细骨料采用坚硬耐久的粗、中砂，细度模数宜大于2.5，喷射时，骨料的含水率应保持恒定并不大于6%；喷射作业应分段、分片进行。喷嘴至坡面的垂直距离宜为0.6～1.2m；喷嘴应从下至上，层层喷射，使混凝土均匀密实；喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹。料斗内的混合料应保持足够的存料，以保证施工作业时向喷射机连续均匀地供料；喷射完成，砼终凝后2h内开始洒水养护，养护时间不少于7天。

（四）船闸基坑工程防渗技术

在防渗墙施工中要对防渗技术规范化运用，施工中做好施工图纸测量放样，判定防渗墙基本轴线。判定机械行走面承压能力，测量孔位现状做好有效标记。注重对主机以及孔位合理控制，空压机与主机同时启用中做好均匀搅拌、下沉、送浆操作后再重复进行搅拌喷浆。后续施工技术人员重复上述施工操作，完成各个位置施工。在防渗施工中整合施工操作重点，在测量放样操作中更要判定图纸区域中心线位置轴线。之后合理设定轴线控制网，在防渗轴线每间隔50m位置设定一个测量点。在施工操作中，能规范化运用多头小直径搅喷式水泥防渗墙桩机，对施工墙长度进行控制，确保在140cm范围内。

（五）船闸基坑工程降排水施工

在船闸基坑项目施工中，在干施工环境积极创设中做好止水、降排水施工操作。保障降水达到基坑底端0.5m之下，便于构建相对便捷的施工结构。基坑开挖时采用明挖临时截水沟、排水沟结合集水井的排水方式。开挖至承压水层时采用预埋导管的方式将承压水导出汇集至排水沟内。基坑边坡共设置上、中、下三道排水沟/截水沟。在船闸主体基坑范围坡顶线1m处设置400×300mm截水沟，上下游引航道部分结合永久结构在坡顶线处设置900×600mm截水沟，防止基坑外雨水流入渠道；基坑中部承压水层处平台内侧设置排水沟；在基坑底部两侧开挖0.5m×0.8m排水沟，其底部高程低于开挖面0.5m，用于汇集地下水和边坡层间滞水；按照100m分为一个开挖段的原则，每100m设置一座集水井，排水沟与集水井相互连通，集水井内设置水泵，根据现场实际渗水量选择适当型号的水泵。当施工期间降雨形成地面径流或出现层间滞水时，水流通过排水沟、支沟汇集到集水井内，用水泵抽排至附近已有沟渠。随着开挖的进行，导渗沟应不断加深、加密，并灵活布置排水沟、导渗沟、集水井的位置。并且使沟底低于开挖面0.5m。

（六）船闸基坑项目施工测量、综合监测

图2 船闸主体基坑排水沟、集水井布置示意图

在施工中，有效的质量监测是全面提升施工质量的重点环节，在监测过程中要注重对多重监测内容有效控制。施工技术人员要运用全站仪实施测量,判定施工变形现状，对变形问题做好调整。对基坑周边建筑物沉降发生情况集中监测，运用已有基准点对周边建筑物沉降现状与位移情况进行判定。水平位移监测点利用上述沉降观测墩，安装棱镜的强制归心标，作为水平位移测点。监测点观测利用全站仪，采用3个基准点组成三角控制网，并另外选取远处的一-个固定目标作为定向和检查:水平位移监测采用独立的坐标系统，坐标轴与基坑边线方向一致，测量时分别在3个基准点上设站。选取设计单位提供的3个控制点为基点。根据稳定加密点数据，基坑开挖前，采用GPS对开挖边线进行放样，根据开挖顺序及进度，放样坡脚边线、缓冲平台高程及底标高。

结语：

在船闸基坑施工操作中，各项施工技术运用选取要基于对项目建设区域周边地形地貌特征、地质现状、水文条件合理判定。在施工高边坡加固操作中保持水土稳定性，提升项目美观度。基坑降水施工中，对施工区域地质条件、水文现状合理分析，比如土层组成、地下水埋藏与补给情况、渗透性要素等。综合判定基坑降水对周边环境产生的各项影响，施工部门做好施工监测，做好受力、变形数值模拟，对各项异常问题展开控制，做好信息反馈，及时制定完善的应急施工措施。