水工建筑工程挖掘施工及支護技術(shù)研究

楊嵩華

（惠州市水電建筑工程有限公司，廣東 惠州 516000）

1 水工挖掘及支護技術(shù)概況

水利工程建設(shè)線路長，覆蓋地域廣，開挖面積大，掘進距離遠，涉及多種地質(zhì)地貌。水工建筑工程挖掘施工總體上看有側(cè)向邊坡、濕陷性軟地基、淺層地下水區(qū)域、基巖破碎區(qū)、土質(zhì)邊坡及砂礫地基等，基坑開挖中不穩(wěn)定地質(zhì)會出現(xiàn)基坑坍塌，造成事故。所以開挖與支護在基坑施工中要同步進行。

在基坑開挖及支護施工中常見問題：一是施工中，沒有充分考慮施工區(qū)的坡度、地貌、地形等因素，缺少對受力邊坡進行合理支護，致使施工區(qū)出現(xiàn)垮塌，導致工程延期，造成工程損失和安全風險，降低了水工建筑的施工質(zhì)量；二是水工隧洞掘進與邊坡開挖支護施工中，施工人員憑工作經(jīng)驗施工，導致爆破技術(shù)、預應力錨索技術(shù)與錨噴支護技術(shù)等達不到實際施工要求；三是水工建筑深基坑支護時，未能充分收集各層基巖的基本指標，未檢測基巖的抗風能力、抗軟化能力以及巖石自身的硬度等情況，而采取一貫施工技術(shù)作業(yè)，導致水工建筑深基坑支護工程的透水性與強度等指標，未能達到水工建筑工程規(guī)范的設(shè)計要求[1]。

2 水工挖掘施工技術(shù)要點

2.1 爆破施工技術(shù)

組織爆破網(wǎng)絡工程、爆破鉆孔控制、預裂孔爆破標準是水工開挖中爆破施工技術(shù)的三個關(guān)鍵內(nèi)容。

第一，組織爆破網(wǎng)絡工程。開挖施工采用的爆破施工技術(shù)，無論是否采用雷管孔間技術(shù)，都具備微差順序特點。因此爆破網(wǎng)絡工程的預裂孔爆破時間，應控制在70～100 m/s 之間，其裝藥量最好限制在20 kg之內(nèi)，同時要合理控制爆破的振動速度，以提高爆破破壞力的作用質(zhì)量與爆破效率。

第二爆破鉆孔控制。要保障緩沖孔與爆破孔之間的鉆孔距離與質(zhì)量，就要采用適當?shù)脑O(shè)備進行鉆孔。如合理使用液壓鉆設(shè)備，可以保障緩沖孔與爆破孔之間的位置平衡；利用液壓鉆設(shè)備，可以準確地將兩孔的平面距離保持在1～1.5 m 范圍之內(nèi)，將兩孔的垂直距離控制在2.5 m 以上；將緩沖孔的藥卷直徑限制在50 mm，同時采用連續(xù)不耦合的兩段方式進行裝藥，提升爆破施工質(zhì)量。

第三預裂孔爆破標準。開挖爆破施工與深基坑支護的預裂孔，分兩種類型：一種是馬道水平預裂孔，另一種是坡面預裂孔。馬道水平預裂孔宜采用YT28 型手風鉆鉆孔，可以將預裂孔深度管控在2 m 左右。而坡面預裂孔宜采用XZ30 型潛孔鉆，可以將預裂孔大小控制在90 cm 之內(nèi)。無論是馬道水平預裂孔，還是坡面預裂孔，都可以將爆破施工的孔間距離限制在50 cm之內(nèi)，實現(xiàn)爆破挖掘施工作業(yè)的最優(yōu)化[2]。

2.2 高邊坡開挖技術(shù)

水工建筑工程中高邊坡開挖分為石方開挖、土方開挖以及制備清理。石方開挖的操作難度最大，工程施工常以潛孔鉆ZQ 100 D 和液壓鉆CM 351 設(shè)備為主，手風鉆為輔，采取分層方式進行鉆孔，以減少爆破和開挖過程中的巖體破裂，采取自卸車處理巖渣與廢料。針對于河床石方開挖，要采取自上而下的施工順序，從大壩中下游位置首先挖出先鋒槽，合理運用先鋒槽進行階梯式爆破挖掘，最后實現(xiàn)施工目標，保障項目基礎(chǔ)的穩(wěn)定性與安全性[3]。

2.3 流砂軟土基的挖掘方法

水利工程，在砂土地質(zhì)、非粘性土地質(zhì)以及細砂土地質(zhì)中，經(jīng)常出現(xiàn)流砂，利用明式排水法會帶出一部分流砂。為了避免或減輕流砂污染，應采取“封砂排水法”施工?！胺馍芭潘ā钡墓ぷ髟?，是通過排出流砂軟土基中的水分，降低開挖體含水量與砂壤的流動性。如果流砂層的面積與深度比較小，可以采取“砂石護面法”或“柴枕護面法”對流砂進行過濾、截停。

2.4 淤泥軟土基的挖掘方式

淤泥軟土基的挖掘?qū)儆谔厥馐┕きh(huán)節(jié)，因淤泥軟土基的空隙比較大，一旦進水軟土基會瞬間發(fā)生膨脹。因此實施中要嚴格控制水量，既不能過多，也不能缺失，必須采取科學、合理的施工技術(shù)進行控制。工程地下水較深時，需抽排降低地下水位后，再完成施工作業(yè)。施工區(qū)軟土基比較薄弱時，采用加固軟土基后進行作業(yè)。當工程軟土基較深厚時，要改變軟土基的結(jié)構(gòu)，采用碎石淤泥軟土混合法基中進行地基加固。

在實施軟土基挖掘作業(yè)時，由于淤泥軟土基的種類多、土壤強度不同、流動性較大、含水量復雜等，經(jīng)常會遇到多種困難。通過對淤泥軟土基的加固，提高區(qū)域排水能力，以保障工程順利進行與發(fā)展。

3 水工建筑施工支護關(guān)鍵技術(shù)

3.1 預應力錨索張拉

（1）預應力張拉前，要對張拉機器進行系統(tǒng)核定，并通過反復檢測承壓板后的混凝土質(zhì)量，降低混凝土結(jié)構(gòu)中的空鼓情況。

（2）錨索張拉儀的固定強度要控制在20 MPa 以上，并且當設(shè)計強度達到整體要求的80%后再進行張拉操作。

（3）確定預應力張拉的有效順序，把張拉工具安裝在第一根鋼絞線上，用15 kN 的重量進行張拉。

（4）在張拉過程中要采用分級加載的方式進行分級荷載，一般分為五個等級：第一等級120 kN、第二等級600 kN、第三等級900 kN、第四等級1 200 kN、第五等級1 320 kN。

（5）在48 h 之內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)預應力有損失，必須進行補償，合理補償之后再予以鎖定。

3.2 抗滑樁施工技術(shù)

（1）開挖前，要準確控制樁位的準確位置，并為現(xiàn)場施工留出一定的作業(yè)空間。

（2）施工樁間護面施工，需合理運用樁護壁配置的鋼筋進行邊接，形成堅固的網(wǎng)片?；炷敛牧蠞仓ＷC鋼筋保持設(shè)計位置，不出現(xiàn)鋼筋位移與裸露，利用旋挖成孔技術(shù)對樁間板進行植筋處理，完成植筋施工。

（3）冠梁支護前，要將樁頂上的浮漿處理干凈，保證鋼筋長度滿足設(shè)計需要，如圖1 所示。

圖1 抗滑樁施工結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)語

水工建筑工程挖掘施工及支護技術(shù)，要合理利用爆破施工技術(shù)、高邊坡開挖技術(shù)以及支護施工技術(shù)，保障基坑與邊坡的穩(wěn)定，提高工程質(zhì)量與施工效率。