袁桥泵站深基坑开挖防护措施

2022-09-24赵孟伟张彬徐苹

河南水利与南水北调 2022年8期

关键词：土钉泵站降水

赵孟伟,张彬,徐苹

（1.河南省豫东水利工程管理局，河南开封 475002；2.河南省水利水电工程建设质量监测站，河南郑州 450003）

1 工程概况

1.1 袁桥泵站工程概况

袁桥泵站布置在豫皖两省交界处附近清水河右岸的河南省内，泵站和节制闸采用闸、站分建方案。站上通过引渠与河道相连，站下通过梯形断面明渠与引江济淮工程（安徽段）的倒虹吸出口渠道相接。

1.2 场地工程地质情况

1.2.1 地形地貌

工程区地势较平坦、开阔，属于黄淮冲积平原。地下水埋深3.30～4.70 m，水位高程32.60～32.95 m，地下水变幅一般1～3 m。

1.2.2 泵站边坡稳定问题

边坡中下部处于地下水位以下，下部粉砂、砂壤土易产生流土、流沙，存在突出的施工边坡稳定问题。

2 施工方法、计划

2.1 基坑开挖要求

第一，根据设计单位提供的图纸显示，泵站及进口引渠建基面主要位于第⑥层粉砂中，边坡开挖深度7～16 m。边坡中下部处于地下水位以下，下部粉砂、砂壤土易产生流沙、流土等影响边坡稳定的因素。确定工程壤土层施工开挖边坡坡比为1：1.75～1：2.00，粉砂、砂壤土层施工边坡坡比为1：2.50～1：3.00，并采用分级开挖，中间留设马道。第二，采取强有力的降排水措施，降低施工期地下水位，排除影响基坑稳定的降水影响因素。第三，严格按设计、地质推荐的开挖坡比放坡开挖，每隔6 m 设置马道平台。第四，分层开挖，每层开挖深度不超过3 m，上层开挖完成，观察、监测边坡稳定情况，无异常后，进行下一层开挖施工，减少扰动原基础土质，基坑坑底预留300 mm厚待施工基础时采用人工开挖。第五，施工过程中，如遇到施工工序优化调整及小范围开挖、换填等需调整局部开挖临时坡比，则加强基坑支护工程措施。第六，主泵房深基坑两岸埋设测斜孔，加强基坑施工期安全检测，必要时采取施工安全防护措施。第七，开挖及回填施工需安排紧凑，建筑物周边若具备局部回填条件，立即组织实施回填。开挖过程中对能优先实施的地基处理工程，优先实施，加强地基承载力，减少边坡的稳定变形。

2.2 材料与设备计划

2.2.1 材料计划

边坡支护所使用砂、水泥等材料用量，见表1。

表1 材料供应表

2.2.2 施工机具及测量装置配备计划

深基坑开挖及支护使用施工机具及测量装置见表2。

表2 材施工机具及测量装置配备表

3 施工工艺技术

3.1 基坑降排水

3.1.1 基坑降水井布置

基坑降水成功与否是关系基坑工程施工成败的关键，降水试验现场布置情况如图1所示。

图1 降水试验现场布置情况图

3.1.2 降水现场试验情况

袁桥泵站降水试验过程中用3 kW（15 m3/h）、4 kW（20 m3/h）、5.50 kW（40 m3/h）不同功率水泵进行抽水试验，抽水井地下水位下降5.29 m后即稳定不变，停止抽水后30 min内即恢复至原水位，水位回升较快。由此判断地下水丰富且地层透水性强。

3.1.3 基坑内部降排水井设置

首先在基坑边坡约▽27.00 m 高程一级马道平台内侧，设置基坑降水井。井底低于基坑底部9 m（穿透含水层），间距30 m，左右岸对称布置。布置降水井10 眼，水泵型号为：QY40-32-5.5，扬程32 m，功率为5.50 kW。

3.1.4 基坑抽排水措施

土方开挖期间，每一层开挖过程中如发现积水，在基坑周边设置50 cm×50 cm 的排水明沟，经汇流至临时集水井后，抽排至临近基坑上方排水沟渠。开挖结束后，建基面验收前在基坑底部建筑物边线外侧设置30 cm×30 cm的碎石盲沟，基坑下游位置设置集中抽水井，排出积水。

3.2 基坑开挖

基坑周边开挖及边坡支护施工，必须严格按分段分层方法施工，这是确保边坡安全的主要技术措施，施工中必须严格执行。分段分层的参数及调整，在实施过程中，将根据各方面反馈的信息加以科学确定。多台挖掘机械一起工作时，挖掘机间距应15～20 m，在挖掘机工作范围内，安排专人指挥，不准进行其他作业。

3.3 边坡防护措施

支护措施采用增设土钉锚杆加挂网支护。土钉采用HRB335Ф20 钢筋制成，锚杆长度为6 m，孔内安放土钉后采用普通硅酸盐纯水泥浆或水泥砂浆，建议水灰比为0.45～0.50，强度不小于M20，通过注浆泵压力注浆，灌注砂浆锚固，沿坡脚往上梅花形布置4排，排距为1 m，90°垂直于开挖面布设，挂网采用￠6 钢筋网片，间排距25 cm，于土钉端部用焊接相结，喷射C20，厚度为50 mm的细石混凝土面层。