長江隧道基坑土方開挖施工質(zhì)量與安全控制

王若鵬

（江蘇省高速公路交通運輸執(zhí)法總隊京滬支隊，江蘇 淮安 223000）

0 引言

深基坑支護與施工的問題較多，這在很大程度上阻礙了建筑工程項目整體質(zhì)量的提升。因此，相應(yīng)的建筑企業(yè)以及施工單位就要對基坑土方開挖施工項目予以重視，對實際施工過程中的重點和難點進行分析，在合理規(guī)劃的基礎(chǔ)上采取有效性措施，進而確保建筑工程項目可以按期保質(zhì)安全地完成。

1 工程概況

江陰靖江長江隧道工程主線隧道起自靖江市S356北側(cè)約300m處，向南下穿S356及濱江一路后進入長江，至江陰市后，下穿江鋒路、濱江路及通富路，在通富路南側(cè)約270m處接地隧道全長約6445m，其中敞口段245.48m，工作井及暗埋段519.16m，隧道過江段采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)隧道管片襯砌內(nèi)徑14.2m，外徑15.5m，盾構(gòu)段長4937.19m。

江南側(cè)場地地勢比較平坦，地面標高一般為5m～6m。工作井及明挖段施工場地主要位于普惠公園內(nèi)，臨近西外環(huán)路、濱江西路兩條主干道，周邊有少量拆遷民房，場地較為開闊，施工條件良好。場地北側(cè)為望江公園，距離工作井約100m。場地西北側(cè)為錦江花園小區(qū)，距離工作井約320m。場地東北側(cè)為春江華庭小區(qū)，距離工作井約250m。場地東側(cè)為尚城國際小區(qū)，距離B匝道約80m。場地西側(cè)為濱江西路別墅區(qū)，距離A匝道約50m。通富路以南為主線敞口段，基坑開挖影響范圍內(nèi)的新財盛百貨商城與少量民房均會拆遷。A匝道附近有兩座電塔，施工時應(yīng)重點關(guān)注[1-5]。

2 土方開挖施工總體方案

總體施工以保證安全為前提，加強江南明挖段施工各工序之間的協(xié)調(diào)，按照“先主體，后附屬，平面多工序，立體多層次”的方式組織生產(chǎn)。施工統(tǒng)籌兼顧，資源合理配置，確保安全、質(zhì)量、工期、文明施工及環(huán)境保護等目標的實現(xiàn)。

基坑采用明挖法施工，以地下連續(xù)墻+混凝土（鋼）支撐為內(nèi)支撐體系，利用普通挖掘機、長臂挖機、伸縮臂挖機、碼頭吊在圍護支撐結(jié)構(gòu)體系內(nèi)分層、分段開挖，在普通挖機、長臂挖機夠不到的地方用伸縮臂挖機或碼頭吊轉(zhuǎn)運至地面后運走。利用100t履帶吊配合完成鋼支撐的架設(shè)[6]。

江南工作井為盾構(gòu)接收井，為保證江南明挖段按總體工籌節(jié)點要求完成，土方開挖施工順序為：分段開挖，由大里程向小里程開挖。

在橫斷面方向用小挖掘機將土方傳遞至碼頭吊作業(yè)范圍，然后由碼頭吊翻至基坑邊碴土車內(nèi)，運至指定棄碴場地；縱斷面方向采用多臺挖掘機配合倒運土方。對于一些死角，機械挖土可能無法發(fā)揮作用，需要采用人工配合來進行翻挖土方，以此才能夠保證施工效率。

3 主體施工項目基坑土方開挖施工

3.1 基坑開挖順序

3.1.1 工作井基坑開挖

施工流程：第一層土方開挖、支撐施工→第二層土方開挖、砼支撐施工→下一層土方開挖、砼支撐施工→最后一層土方開挖。逐層開挖，先對稱進行斜撐范圍土方開挖，最后進行剩余土方開挖。相關(guān)尺寸及支撐形式見表1。

表1 基坑開挖尺寸及支撐形式

3.1.2 明挖段基坑開挖

施工流程：第一層土方開挖、支撐施工→第二層土方開挖、支撐施工→下一層土方開挖、支撐施工→最后一層土方開挖、支撐施工。前兩層土方開挖完成后，第三層以后土方開挖每小段長度不大于5m，開挖過程中的動態(tài)坡度按1∶2比例放坡，各級平臺寬度不小于6m，縱向總坡度小于1∶3。

3.2 基坑土方開挖方法

基坑開挖應(yīng)遵循“分層分段、按需降水、先撐后挖、先探后挖”的施工原則。在實際的施工過程中一般需要采用挖掘機、小挖機等來進行開挖工作，后續(xù)在實際的開挖過程中還需要對每層開挖的深度進行控制，一般需要將深度控制在每道鋼支撐下的50cm處，在鋼支撐安裝完成后則需要土方挖至基底標高上0.2m～0.3m，后續(xù)進行人工清底，進而達到防止坑底土擾動的目的[7]。

3.2.1 第一層（表層土）土方開挖

在土方開挖過程中，進行第一層的過程中一般要將開挖深度確定在地面至第一道混凝土支撐墊層底標高，在開挖到位后要及時進行混凝土的澆筑，后續(xù)要確保冠梁及第一道混凝土支撐完成，同時還要對其設(shè)計強度進行檢查，保證其達到實際施工要求，以此來為后續(xù)的施工作業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2.2 第二、三、四、五層土方開挖

在完成第一層土方開挖后，則可以開始進行第二、三、四、五層土方開挖作業(yè)，一般相應(yīng)的施工人員采用的是挖機接力倒土的方法進行開挖，實際施工過程中要遵循先撐后挖的原則，具備條件后在8h內(nèi)架設(shè)鋼支撐并按照圖紙要求施加軸力，開挖實施動態(tài)管理，滿足開挖機械作業(yè)空間后，及時安裝支撐并施加軸力。

3.2.3 最后一層土方開挖

在最后一層土方開挖過程中，一般需要將其挖至坑底以上20～30cm，為了減少對坑底土方的擾動，還可以采用人工修底的方式來進行挖除。在支撐下腳死角部位則可以采用小型挖掘機配合人工來開展作業(yè)。挖土見底后在設(shè)計規(guī)定的時間內(nèi)灌筑混凝土墊層，厚度由每隔2m的竹樁控制，采用平板振動器搗固，長刮尺刮平。

3.3 基坑開挖技術(shù)措施

（1）每層土方開挖前進行專項探水作業(yè)。開挖前專項探水是指在基坑大面積開挖前，先在擬開挖區(qū)域內(nèi)的地下連續(xù)墻接縫處，用人工配合挖掘機在圍護結(jié)構(gòu)薄弱部位探挖，探挖深度為本次開挖深度，探挖后靜置，檢查本次開挖深度范圍內(nèi)地下連續(xù)墻接縫是否有漏水情況。如本次開挖深度范圍內(nèi)所有地下連續(xù)墻接縫均無漏水情況，即達到大面積開挖條件；如有漏水情況，組織回填并進行墻外注漿處理，處理完畢再次探測無漏水情況后方可開挖。探水作業(yè)時，袋裝水泥等應(yīng)急物資放置在探孔開挖作業(yè)面周邊，滿足應(yīng)急處理要求，避免在探水過程中出現(xiàn)突涌水現(xiàn)象發(fā)生[8]。

（2）確定安全的土體放坡坡度。在此過程中需要注意對工況條件進行分析，避免在同一個工況條件下進行一次開挖到底，在實際施工過程中要確保分段、對稱、分層來進行開挖工作，若地質(zhì)較差或土層降水效果不能滿足機械作業(yè)，則降低土體坡度或采用平層開挖。

（3）加強監(jiān)督管理。在基坑土方開挖過程中，要保證各環(huán)節(jié)施工作業(yè)的有效性，還需要加強土方開挖與施工監(jiān)測，在這個過程中相應(yīng)的建筑企業(yè)以及施工單位可以采用內(nèi)部監(jiān)測與第三方監(jiān)測，兩者相結(jié)合可以提高監(jiān)測水平，對施工過程中存在問題的環(huán)節(jié)予以預(yù)警，可以規(guī)避一系列安全隱患。

（4）合理化控制棄土堆距離?；娱_挖過程中難免會出現(xiàn)棄土堆，一般需要將其進行合理控制。土方開挖時，棄土工具和其它機械，均應(yīng)距基坑上部邊緣不少于2m。

（5）施工階段基坑邊線以外，1倍基坑深度范圍內(nèi)地面超載標準段不大于20kPa，接收井段不大于30kPa。

（6）基坑開挖時嚴禁機械碰撞支撐、降水井、格構(gòu)柱和地連墻，其周邊200mm～300mm范圍內(nèi)的土方應(yīng)采用人工挖除，挖土時應(yīng)先掏空格構(gòu)柱四周，避免格構(gòu)柱承受不均勻的側(cè)向土壓力。

（7）基坑土方開挖過程中還需要注意天氣環(huán)境因素的影響，在實際的施工過程中可以在開挖面以明溝來實現(xiàn)排水，并利用集水井來將基坑開挖中的坑內(nèi)匯水引入，后續(xù)通過水泵來排出，避免基坑遭受雨水的浸泡，這可以在一定程度上保證施工質(zhì)量。在土方開挖完成后也要及時進行清底驗槽，檢查合格后則可以封閉基坑，避免基坑暴露。

（8）土方開挖過程中加強對降水井的保護措施，在降水井管處做好標記，挖土時先掏空四周，再采用人工配合清理。

3.4 土方外運

本次基坑開挖需要外運土方量548306m3，主要為雜填土、素填土、淤泥質(zhì)土、黏土、粉質(zhì)黏土、黏質(zhì)粉土、粉砂等土層，考慮如受外界及天氣情況影響不能及時進行土方外運，為保證挖土的連續(xù)作業(yè)，達到基坑土方開挖工序節(jié)點，在施工場地內(nèi)設(shè)置臨時渣土坑，待滿足外運條件時組織土方外運。在門口派專人疏導(dǎo)交通，做好土方車出工地前的清洗、清掃工作，減少塵土污染。運土車輛做好防滑措施[9]。

3.5 基坑開挖質(zhì)量檢驗標準

基坑開挖質(zhì)量應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2 基坑開挖允許偏差

在開挖至基坑底部后，會同指揮部、監(jiān)理、設(shè)計及勘察單位進行基底驗槽確認，確認基坑底部土層是否與設(shè)計資料及勘察資料吻合，基底驗槽合格后方可澆筑墊層。

3.6 基坑開挖保證措施

3.6.1 防涌砂涌水措施

在基坑開挖過程中需要利用防涌砂涌水措施來提高施工質(zhì)量，在具體的實踐過程中要事先對圍護結(jié)構(gòu)拐角等部位進行檢查，如果出現(xiàn)了滲漏問題則要及時進行處理，避免滲漏點擴大。后續(xù)根據(jù)及時的監(jiān)測信息來加大支撐，將圍護結(jié)構(gòu)變形控制在允許范圍內(nèi)。

3.6.2 防邊坡失穩(wěn)措施

基坑土方開挖過程中還需要做好防邊坡失穩(wěn)，在實際施工作業(yè)中需要在分層開挖過程中每個層間設(shè)置臺階，后續(xù)根據(jù)地質(zhì)情況來進行放坡。與此同時，還需要在基坑周圍設(shè)置完善的排水系統(tǒng)，注重天氣預(yù)報的關(guān)注，在暴雨天氣等惡劣性天氣來臨前要及時對邊坡進行覆蓋防護，減少基坑中的積水，避免陰雨天氣的不良影響。

3.6.3 防支撐失穩(wěn)措施

基坑土方開挖中還可以利用防支撐失穩(wěn)措施來提升施工質(zhì)量，在具體操作中可以采用扭矩扳手進行支撐拼接，之后相應(yīng)的質(zhì)檢工程師要對其進行嚴格審查，確保合格后則可以進行安裝工作。后續(xù)在每個開挖段也要設(shè)置軸力監(jiān)測斷面，數(shù)量最少要達到5個，在支撐軸力超過警戒值時要停止開挖，同時將數(shù)據(jù)反饋給相關(guān)部門，及時進行處理，確保整個施工作業(yè)的安全性[10]。

4 結(jié)束語

綜上所述，要保證基坑土方開挖施工質(zhì)量，就需要相關(guān)的建筑企業(yè)以及施工單位引起重視，在深基坑施工過程中加強施工監(jiān)測，降低一系列事故風險。同時還要采取合理性措施來提升施工工作水平，進而確保建筑工程項目的安全性。