长江隧道基坑土方开挖施工质量与安全控制

王若鹏

（江苏省高速公路交通运输执法总队京沪支队，江苏 淮安 223000）

0 引言

深基坑支护与施工的问题较多，这在很大程度上阻碍了建筑工程项目整体质量的提升。因此，相应的建筑企业以及施工单位就要对基坑土方开挖施工项目予以重视，对实际施工过程中的重点和难点进行分析，在合理规划的基础上采取有效性措施，进而确保建筑工程项目可以按期保质安全地完成。

1 工程概况

江阴靖江长江隧道工程主线隧道起自靖江市S356北侧约300m处，向南下穿S356及滨江一路后进入长江，至江阴市后，下穿江锋路、滨江路及通富路，在通富路南侧约270m处接地隧道全长约6445m，其中敞口段245.48m，工作井及暗埋段519.16m，隧道过江段采用盾构法施工，盾构隧道管片衬砌内径14.2m，外径15.5m，盾构段长4937.19m。

江南侧场地地势比较平坦，地面标高一般为5m～6m。工作井及明挖段施工场地主要位于普惠公园内，临近西外环路、滨江西路两条主干道，周边有少量拆迁民房，场地较为开阔，施工条件良好。场地北侧为望江公园，距离工作井约100m。场地西北侧为锦江花园小区，距离工作井约320m。场地东北侧为春江华庭小区，距离工作井约250m。场地东侧为尚城国际小区，距离B匝道约80m。场地西侧为滨江西路别墅区，距离A匝道约50m。通富路以南为主线敞口段，基坑开挖影响范围内的新财盛百货商城与少量民房均会拆迁。A匝道附近有两座电塔，施工时应重点关注[1-5]。

2 土方开挖施工总体方案

总体施工以保证安全为前提，加强江南明挖段施工各工序之间的协调，按照“先主体，后附属，平面多工序，立体多层次”的方式组织生产。施工统筹兼顾，资源合理配置，确保安全、质量、工期、文明施工及环境保护等目标的实现。

基坑采用明挖法施工，以地下连续墙+混凝土（钢）支撑为内支撑体系，利用普通挖掘机、长臂挖机、伸缩臂挖机、码头吊在围护支撑结构体系内分层、分段开挖，在普通挖机、长臂挖机够不到的地方用伸缩臂挖机或码头吊转运至地面后运走。利用100t履带吊配合完成钢支撑的架设[6]。

江南工作井为盾构接收井，为保证江南明挖段按总体工筹节点要求完成，土方开挖施工顺序为：分段开挖，由大里程向小里程开挖。

在横断面方向用小挖掘机将土方传递至码头吊作业范围，然后由码头吊翻至基坑边碴土车内，运至指定弃碴场地；纵断面方向采用多台挖掘机配合倒运土方。对于一些死角，机械挖土可能无法发挥作用，需要采用人工配合来进行翻挖土方，以此才能够保证施工效率。

3 主体施工项目基坑土方开挖施工

3.1 基坑开挖顺序

3.1.1 工作井基坑开挖

施工流程：第一层土方开挖、支撑施工→第二层土方开挖、砼支撑施工→下一层土方开挖、砼支撑施工→最后一层土方开挖。逐层开挖，先对称进行斜撑范围土方开挖，最后进行剩余土方开挖。相关尺寸及支撑形式见表1。

表1 基坑开挖尺寸及支撑形式

3.1.2 明挖段基坑开挖

施工流程：第一层土方开挖、支撑施工→第二层土方开挖、支撑施工→下一层土方开挖、支撑施工→最后一层土方开挖、支撑施工。前两层土方开挖完成后，第三层以后土方开挖每小段长度不大于5m，开挖过程中的动态坡度按1∶2比例放坡，各级平台宽度不小于6m，纵向总坡度小于1∶3。

3.2 基坑土方开挖方法

基坑开挖应遵循“分层分段、按需降水、先撑后挖、先探后挖”的施工原则。在实际的施工过程中一般需要采用挖掘机、小挖机等来进行开挖工作，后续在实际的开挖过程中还需要对每层开挖的深度进行控制，一般需要将深度控制在每道钢支撑下的50cm处，在钢支撑安装完成后则需要土方挖至基底标高上0.2m～0.3m，后续进行人工清底，进而达到防止坑底土扰动的目的[7]。

3.2.1 第一层（表层土）土方开挖

在土方开挖过程中，进行第一层的过程中一般要将开挖深度确定在地面至第一道混凝土支撑垫层底标高，在开挖到位后要及时进行混凝土的浇筑，后续要确保冠梁及第一道混凝土支撑完成，同时还要对其设计强度进行检查，保证其达到实际施工要求，以此来为后续的施工作业奠定良好的基础。

3.2.2 第二、三、四、五层土方开挖

在完成第一层土方开挖后，则可以开始进行第二、三、四、五层土方开挖作业，一般相应的施工人员采用的是挖机接力倒土的方法进行开挖，实际施工过程中要遵循先撑后挖的原则，具备条件后在8h内架设钢支撑并按照图纸要求施加轴力，开挖实施动态管理，满足开挖机械作业空间后，及时安装支撑并施加轴力。

3.2.3 最后一层土方开挖

在最后一层土方开挖过程中，一般需要将其挖至坑底以上20～30cm，为了减少对坑底土方的扰动，还可以采用人工修底的方式来进行挖除。在支撑下脚死角部位则可以采用小型挖掘机配合人工来开展作业。挖土见底后在设计规定的时间内灌筑混凝土垫层，厚度由每隔2m的竹桩控制，采用平板振动器捣固，长刮尺刮平。

3.3 基坑开挖技术措施

（1）每层土方开挖前进行专项探水作业。开挖前专项探水是指在基坑大面积开挖前，先在拟开挖区域内的地下连续墙接缝处，用人工配合挖掘机在围护结构薄弱部位探挖，探挖深度为本次开挖深度，探挖后静置，检查本次开挖深度范围内地下连续墙接缝是否有漏水情况。如本次开挖深度范围内所有地下连续墙接缝均无漏水情况，即达到大面积开挖条件；如有漏水情况，组织回填并进行墙外注浆处理，处理完毕再次探测无漏水情况后方可开挖。探水作业时，袋装水泥等应急物资放置在探孔开挖作业面周边，满足应急处理要求，避免在探水过程中出现突涌水现象发生[8]。

（2）确定安全的土体放坡坡度。在此过程中需要注意对工况条件进行分析，避免在同一个工况条件下进行一次开挖到底，在实际施工过程中要确保分段、对称、分层来进行开挖工作，若地质较差或土层降水效果不能满足机械作业，则降低土体坡度或采用平层开挖。

（3）加强监督管理。在基坑土方开挖过程中，要保证各环节施工作业的有效性，还需要加强土方开挖与施工监测，在这个过程中相应的建筑企业以及施工单位可以采用内部监测与第三方监测，两者相结合可以提高监测水平，对施工过程中存在问题的环节予以预警，可以规避一系列安全隐患。

（4）合理化控制弃土堆距离。基坑开挖过程中难免会出现弃土堆，一般需要将其进行合理控制。土方开挖时，弃土工具和其它机械，均应距基坑上部边缘不少于2m。

（5）施工阶段基坑边线以外，1倍基坑深度范围内地面超载标准段不大于20kPa，接收井段不大于30kPa。

（6）基坑开挖时严禁机械碰撞支撑、降水井、格构柱和地连墙，其周边200mm～300mm范围内的土方应采用人工挖除，挖土时应先掏空格构柱四周，避免格构柱承受不均匀的侧向土压力。

（7）基坑土方开挖过程中还需要注意天气环境因素的影响，在实际的施工过程中可以在开挖面以明沟来实现排水，并利用集水井来将基坑开挖中的坑内汇水引入，后续通过水泵来排出，避免基坑遭受雨水的浸泡，这可以在一定程度上保证施工质量。在土方开挖完成后也要及时进行清底验槽，检查合格后则可以封闭基坑，避免基坑暴露。

（8）土方开挖过程中加强对降水井的保护措施，在降水井管处做好标记，挖土时先掏空四周，再采用人工配合清理。

3.4 土方外运

本次基坑开挖需要外运土方量548306m3，主要为杂填土、素填土、淤泥质土、黏土、粉质黏土、黏质粉土、粉砂等土层，考虑如受外界及天气情况影响不能及时进行土方外运，为保证挖土的连续作业，达到基坑土方开挖工序节点，在施工场地内设置临时渣土坑，待满足外运条件时组织土方外运。在门口派专人疏导交通，做好土方车出工地前的清洗、清扫工作，减少尘土污染。运土车辆做好防滑措施[9]。

3.5 基坑开挖质量检验标准

基坑开挖质量应符合表2的规定。

表2 基坑开挖允许偏差

在开挖至基坑底部后，会同指挥部、监理、设计及勘察单位进行基底验槽确认，确认基坑底部土层是否与设计资料及勘察资料吻合，基底验槽合格后方可浇筑垫层。

3.6 基坑开挖保证措施

3.6.1 防涌砂涌水措施

在基坑开挖过程中需要利用防涌砂涌水措施来提高施工质量，在具体的实践过程中要事先对围护结构拐角等部位进行检查，如果出现了渗漏问题则要及时进行处理，避免渗漏点扩大。后续根据及时的监测信息来加大支撑，将围护结构变形控制在允许范围内。

3.6.2 防边坡失稳措施

基坑土方开挖过程中还需要做好防边坡失稳，在实际施工作业中需要在分层开挖过程中每个层间设置台阶，后续根据地质情况来进行放坡。与此同时，还需要在基坑周围设置完善的排水系统，注重天气预报的关注，在暴雨天气等恶劣性天气来临前要及时对边坡进行覆盖防护，减少基坑中的积水，避免阴雨天气的不良影响。

3.6.3 防支撑失稳措施

基坑土方开挖中还可以利用防支撑失稳措施来提升施工质量，在具体操作中可以采用扭矩扳手进行支撑拼接，之后相应的质检工程师要对其进行严格审查，确保合格后则可以进行安装工作。后续在每个开挖段也要设置轴力监测断面，数量最少要达到5个，在支撑轴力超过警戒值时要停止开挖，同时将数据反馈给相关部门，及时进行处理，确保整个施工作业的安全性[10]。

4 结束语

综上所述，要保证基坑土方开挖施工质量，就需要相关的建筑企业以及施工单位引起重视，在深基坑施工过程中加强施工监测，降低一系列事故风险。同时还要采取合理性措施来提升施工工作水平，进而确保建筑工程项目的安全性。