皮帶車坑道深基坑開挖施工技術(shù)

董行

【摘要】文章根據(jù)重慶某深基坑項目，結(jié)合基坑開挖深度、周邊環(huán)境及土體結(jié)構(gòu)等情況，對基坑施工關(guān)鍵技術(shù)及其參數(shù)進行了說明，通過采用施工安全技術(shù)措施保障了基坑的安全開挖，對類似深基坑開挖施工具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】皮帶車坑道; 深基坑; 開挖施工

【中國分類號】TU94+1【文獻標(biāo)志碼】B

1 工程概況

1.1 工程背景

工程建設(shè)地點位于果園作業(yè)區(qū)魚嘴長江大橋下游側(cè)，項目陸域為原整個一期工程范圍以及原二期擴建工程下游側(cè)的部分堆場，改造泊位3個（原一期工程兩個泊位，原二期擴建的一個出口泊位），原一期工程的全部堆場、原二期擴建工程下游側(cè)空箱堆場調(diào)整為散貨堆場，與原二期擴建工程的散貨堆場均采用斗輪堆取料機進行作業(yè)。碼頭散貨出口采用弧線軌道裝船機+皮帶車工藝方案。整個散貨皮帶車系統(tǒng)通過設(shè)在果園作業(yè)區(qū)東側(cè)的皮帶車主廊道與后方鐵路系統(tǒng)銜接。本工程項目為一期技改工程，本標(biāo)段主要施工范圍：3#斜坡道改造、3#泊位皮帶車牽引裝置坑道、2#斜坡道改造、2#泊位皮帶車牽引裝置坑道、堆場道路、轉(zhuǎn)運站、鋼廊道及棧橋、生產(chǎn)建筑、邊坡整治、其他構(gòu)筑物、防風(fēng)網(wǎng)基礎(chǔ)及電動懸掛吊軌道制作安裝。

新建1#皮帶車坑道與3#碼頭相接，新建2#皮帶車坑道與2#碼頭相接?？拥啦捎娩摻罨炷两Y(jié)構(gòu)，總長分別為199 m、192 m，標(biāo)準(zhǔn)截面凈高3 m，凈寬4 m，壁厚0.6 m，基底由下至上鋪設(shè)級配塊石、雙向鋼塑土工格柵、級配碎石墊層、塑混凝土墊層，坑道內(nèi)鋪設(shè)皮帶車軌道，坑道內(nèi)軌道與2#、3#斜坡軌道順接。在與2#堆取料機軌道基礎(chǔ)相交處設(shè)置應(yīng)急逃生通道。在2#皮帶車坑道施工前需拆除原有坑道。

1.2 地理條件

工程地段地段在已經(jīng)完成平場工作，場平標(biāo)高193.6 m。鄰近長江一側(cè)個別鉆孔在巖土界面處揭露出砂巖，水蝕現(xiàn)象發(fā)育，巖芯表面呈蜂窩狀孔洞，一般孔徑2～5 mm，最大可見20 mm。場地內(nèi)局部地段砂巖成巖作用差，質(zhì)軟，泡水易軟化。為場地內(nèi)次要巖性，分布于場地局部地段。碼頭堆場回填土邊坡主要采用格賓擋土墻砌筑，開挖邊坡為格子梁噴錨邊坡。由于碼頭堆場已施工5 a，施工時加強對邊坡的沉降位移觀測，基礎(chǔ)及框架結(jié)構(gòu)開挖范圍、面積不大，屬于坡腳的局部開挖施工，對邊坡影響不大。同時基礎(chǔ)施工完成后必須恢復(fù)邊坡原狀。

本工程在已建的高程193.6 m平臺區(qū)域內(nèi)進行技改施工，長江水文情況對工程的施工施工無影響?？拥缆裰迷诙褕龅孛嬉韵?，基底所在地層為人工素填土層（Q4ml），回填時間約5 a以上土體穩(wěn)定。人工素填土（Q4ml）主要分布勘察區(qū)東段，厚0.30～27.8 m。主要成份為砂巖巖塊、巖屑、粉質(zhì)黏土?？拥绤^(qū)域典型孔位柱狀圖見圖1，坑道結(jié)構(gòu)典型斷面見圖2。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 交叉施工范圍

根據(jù)設(shè)計施工圖紙，針對原一期工程斜坡碼頭技術(shù)改造，后方新建2條皮帶車坑道。如圖3所示，基礎(chǔ)開挖皮帶車坑道與1#軌道梁基礎(chǔ)、2#軌道梁基礎(chǔ)、T1-2轉(zhuǎn)運站、T1-3轉(zhuǎn)運站交叉施工，根據(jù)施工工藝及工序要求，皮帶車坑道基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)在其余結(jié)構(gòu)物之下，故先進行皮帶車坑道施工，再進行其上的結(jié)構(gòu)物施工。

2.2 施工重點難點

施工重點：基礎(chǔ)開挖較深（超過5 m），采用的開挖模式及安全防護措施。

施工難點：1#皮帶機坑道與在3#斜坡碼頭相接處（第1～3節(jié)），坑道的施工與生產(chǎn)營運單位散貨作業(yè)臨時碼頭卸車皮帶和設(shè)備距離較近。該區(qū)域邊生產(chǎn)邊施工，存在較大的安全隱患，需進行實體防護。

2.3 施工方案

基礎(chǔ)底的排水?；坶_挖時，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，在基底邊坡坡腳位置設(shè)置排水溝、集水井，收集基礎(chǔ)基底地下水和地表水，采用水泵集中抽排處理?；A(chǔ)操作范圍及邊坡。根據(jù)施工要求，基坑開挖時，基底預(yù)留作業(yè)人員操作空間1 m。確?？拥兰败壍阑A(chǔ)區(qū)域地基容許承載力不小于200 kPa，采用重力觸探法。驗槽完成后能進入下一步工作。施工工藝流程圖見圖4。

2.4 基礎(chǔ)皮帶車坑道開挖技術(shù)

2.4.1 原通道拆除

原通道拆除與基礎(chǔ)開挖同時進行。采用履帶式挖掘機、鑿巖機、空壓機、氧割、50型裝載機、60 t運渣車進行通道的拆除。施工開挖范圍欄桿→臨時施工道路→搭板鑿除→蓋板鑿除→墻背回填土開挖→墻身鑿除→基槽鑿除→開挖邊坡防護→排水設(shè)施施工→基底驗收→下一步施工。施工流程如圖5所示。

（1）通道拆除前，需移除原通道內(nèi)供水、供電設(shè)施設(shè)備。

（2）采用鋼管支架搭設(shè)施工圍擋。

（3）與斗輪機軌道梁交叉的坑道基礎(chǔ)開挖節(jié)段在軌道梁基礎(chǔ)強夯施工完成后進行。

2.4.2 施工土石方運輸?shù)缆?/p>

設(shè)置土石方臨時運輸?shù)缆罚瑢? m、長60 m、坡比為10 %。道路共設(shè)置2處，與基坑底順接，頂高程為原平臺標(biāo)高。道路路基碾壓密實，兩側(cè)設(shè)置臨時排水溝，路面采用泥結(jié)碎石厚度為15 cm。施工材料、設(shè)備臨時運輸通道。施工材料、設(shè)備臨時運輸?shù)缆分饕╀摻畎氤善贰⒒炷吝\輸車、臂架泵、汽車式起重機、裝載機、模板運輸、材料臨時堆放等使用。臨時運輸?shù)缆肪嚅_挖邊線3 m，寬7 m、長230 m，高程為平臺標(biāo)高。

2.4.3 2#皮帶機坑道基坑安全防護

（1）施工圍欄采用48×3.5 mm腳手管搭設(shè)，布置在基礎(chǔ)開挖線四周。圍欄鋪設(shè)安全密目網(wǎng)，懸掛文明施工標(biāo)識標(biāo)牌，圍欄頂設(shè)置警示燈。

（2）基坑頂修筑人行通道，與施工爬梯相連接。

（3）基礎(chǔ)邊坡采用防水油布防護。

（4）由于開挖土質(zhì)大部分為回填土，邊坡采用1∶1放坡。

（5）設(shè)備臨時施工作業(yè)區(qū)與臨時道路設(shè)置在基坑開挖邊線兩側(cè)，設(shè)備及車輛的臨時施工區(qū)域距離開挖線邊緣位置不少于3 m，允許荷載50 kN/m2，基礎(chǔ)原地面不能長期荷載作用。

（6）土方開挖后運送于指定地點堆放，在基坑周邊不設(shè)置土體堆放點。

（7）配備相應(yīng)的排水設(shè)施、設(shè)備，以及安全警示標(biāo)志等。

（8）在圍墻適當(dāng)位置設(shè)置便于施工設(shè)備、人員進出的出、入口。在施工區(qū)域的出入口專人負(fù)責(zé)設(shè)備及人員進出管理。

2.4.4 1#皮帶車坑道基礎(chǔ)開挖施工順序

第4節(jié)段→第5節(jié)段→…第12節(jié)段→第1節(jié)段→第2節(jié)段→第3節(jié)段。與軌道梁交叉的坑道基礎(chǔ)開挖節(jié)段在軌道梁基礎(chǔ)強夯施工完成后進行。

2.4.5 1#坑道基坑安全防護，1#皮帶機坑道第1～3節(jié)段基礎(chǔ)防護

（1）基礎(chǔ)防護斷面如圖6所示。

（2）施工圍欄采用鋁合金圍擋搭設(shè)，布置在基礎(chǔ)開挖線四周。圍欄底部設(shè)置C20混凝土擋水線。

（3）基坑頂修筑人行通道，與施工爬梯相連接。

（4）因該區(qū)域營運生產(chǎn)與施工生產(chǎn)同時進行，分段進行混凝土澆筑施工。周邊底部采用現(xiàn)澆C20混凝土護腳墻。

（5）由于開挖土質(zhì)大部分為回填土，根據(jù)設(shè)計圖紙，采用1∶1放坡。

（6）在基礎(chǔ)開挖線周邊設(shè)置臨時場地，便于材料、設(shè)備堆放與出入，場地離開挖邊線2～2.5 m，寬度7～10 m。同時兼顧土方臨時運輸?shù)缆贰?/p>

（7）配備相應(yīng)的排水設(shè)施、設(shè)備，以及安全警示標(biāo)志等。

（8）在圍墻適當(dāng)位置設(shè)置便于施工設(shè)備、人員進出的出、入口。在施工區(qū)域的出入口專人負(fù)責(zé)設(shè)備及人員進出管理。

（9）施工區(qū)域與營運區(qū)域采用圍擋分隔（圖7）。

3 施工安全危險源識別

3.1 作業(yè)程序分解

根據(jù)基礎(chǔ)開挖施工工藝流程，對施工工藝按作業(yè)程序進行細(xì)化分解，分解內(nèi)容見表1。

3.2 事故類型分解

根據(jù)對各工序細(xì)化分解所得的單位作業(yè)內(nèi)容，結(jié)合潛在事故類型，分析產(chǎn)生事故的原因，并說明不安全狀態(tài)和不安全行為。原坑道拆除事故類型分解見表2，基礎(chǔ)開挖事故類型分解見表3。

3.3 施工作業(yè)風(fēng)險評估

對于基礎(chǔ)開挖施工作業(yè)風(fēng)險評估采用LEC法進行評估計算，計算過程及結(jié)果見表4，LEC評估法結(jié)果分級見表5。

經(jīng)過LEC法風(fēng)險計算得出，邊坡的防護、開挖作業(yè)區(qū)域是事故一般發(fā)生區(qū)域，屬于顯著危險程度，需要加強安全預(yù)防措施。

4 結(jié)束語

建筑深基坑土方開挖工作，是施工單位作業(yè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵程序。要求施工人員必須根據(jù)項目的實際建設(shè)情況，制定科學(xué)的施工計劃，落實工程施工期間的相關(guān)工作，完善工程施工規(guī)劃、考察、建設(shè)、驗收的全過程，為施工企業(yè)順利完成建設(shè)工作提供技術(shù)和資金支持。深入貫徹落實施工場所的安全管理工作，將安全管理責(zé)任落實到具體部門，以此盡可能避免安全事故發(fā)生，保障施工人員的生命安全。

參考文獻

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