袁橋泵站深基坑開挖防護(hù)措施

趙孟偉,張彬,徐蘋

（1.河南省豫東水利工程管理局，河南 開封 475002；2.河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測站，河南 鄭州 450003）

1 工程概況

1.1 袁橋泵站工程概況

袁橋泵站布置在豫皖兩省交界處附近清水河右岸的河南省內(nèi)，泵站和節(jié)制閘采用閘、站分建方案。站上通過引渠與河道相連，站下通過梯形斷面明渠與引江濟(jì)淮工程（安徽段）的倒虹吸出口渠道相接。

1.2 場地工程地質(zhì)情況

1.2.1 地形地貌

工程區(qū)地勢較平坦、開闊，屬于黃淮沖積平原。地下水埋深3.30～4.70 m，水位高程32.60～32.95 m，地下水變幅一般1～3 m。

1.2.2 泵站邊坡穩(wěn)定問題

邊坡中下部處于地下水位以下，下部粉砂、砂壤土易產(chǎn)生流土、流沙，存在突出的施工邊坡穩(wěn)定問題。

2 施工方法、計(jì)劃

2.1 基坑開挖要求

第一，根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的圖紙顯示，泵站及進(jìn)口引渠建基面主要位于第⑥層粉砂中，邊坡開挖深度7～16 m。邊坡中下部處于地下水位以下，下部粉砂、砂壤土易產(chǎn)生流沙、流土等影響邊坡穩(wěn)定的因素。確定工程壤土層施工開挖邊坡坡比為1：1.75～1：2.00，粉砂、砂壤土層施工邊坡坡比為1：2.50～1：3.00，并采用分級開挖，中間留設(shè)馬道。第二，采取強(qiáng)有力的降排水措施，降低施工期地下水位，排除影響基坑穩(wěn)定的降水影響因素。第三，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)、地質(zhì)推薦的開挖坡比放坡開挖，每隔6 m 設(shè)置馬道平臺。第四，分層開挖，每層開挖深度不超過3 m，上層開挖完成，觀察、監(jiān)測邊坡穩(wěn)定情況，無異常后，進(jìn)行下一層開挖施工，減少擾動原基礎(chǔ)土質(zhì)，基坑坑底預(yù)留300 mm厚待施工基礎(chǔ)時(shí)采用人工開挖。第五，施工過程中，如遇到施工工序優(yōu)化調(diào)整及小范圍開挖、換填等需調(diào)整局部開挖臨時(shí)坡比，則加強(qiáng)基坑支護(hù)工程措施。第六，主泵房深基坑兩岸埋設(shè)測斜孔，加強(qiáng)基坑施工期安全檢測，必要時(shí)采取施工安全防護(hù)措施。第七，開挖及回填施工需安排緊湊，建筑物周邊若具備局部回填條件，立即組織實(shí)施回填。開挖過程中對能優(yōu)先實(shí)施的地基處理工程，優(yōu)先實(shí)施，加強(qiáng)地基承載力，減少邊坡的穩(wěn)定變形。

2.2 材料與設(shè)備計(jì)劃

2.2.1 材料計(jì)劃

邊坡支護(hù)所使用砂、水泥等材料用量，見表1。

表1 材料供應(yīng)表

2.2.2 施工機(jī)具及測量裝置配備計(jì)劃

深基坑開挖及支護(hù)使用施工機(jī)具及測量裝置見表2。

表2 材施工機(jī)具及測量裝置配備表

3 施工工藝技術(shù)

3.1 基坑降排水

3.1.1 基坑降水井布置

基坑降水成功與否是關(guān)系基坑工程施工成敗的關(guān)鍵，降水試驗(yàn)現(xiàn)場布置情況如圖1所示。

圖1 降水試驗(yàn)現(xiàn)場布置情況圖

3.1.2 降水現(xiàn)場試驗(yàn)情況

袁橋泵站降水試驗(yàn)過程中用3 kW（15 m3/h）、4 kW（20 m3/h）、5.50 kW（40 m3/h）不同功率水泵進(jìn)行抽水試驗(yàn)，抽水井地下水位下降5.29 m后即穩(wěn)定不變，停止抽水后30 min內(nèi)即恢復(fù)至原水位，水位回升較快。由此判斷地下水豐富且地層透水性強(qiáng)。

3.1.3 基坑內(nèi)部降排水井設(shè)置

首先在基坑邊坡約▽27.00 m 高程一級馬道平臺內(nèi)側(cè)，設(shè)置基坑降水井。井底低于基坑底部9 m（穿透含水層），間距30 m，左右岸對稱布置。布置降水井10 眼，水泵型號為：QY40-32-5.5，揚(yáng)程32 m，功率為5.50 kW。

3.1.4 基坑抽排水措施

土方開挖期間，每一層開挖過程中如發(fā)現(xiàn)積水，在基坑周邊設(shè)置50 cm×50 cm 的排水明溝，經(jīng)匯流至臨時(shí)集水井后，抽排至臨近基坑上方排水溝渠。開挖結(jié)束后，建基面驗(yàn)收前在基坑底部建筑物邊線外側(cè)設(shè)置30 cm×30 cm的碎石盲溝，基坑下游位置設(shè)置集中抽水井，排出積水。

3.2 基坑開挖

基坑周邊開挖及邊坡支護(hù)施工，必須嚴(yán)格按分段分層方法施工，這是確保邊坡安全的主要技術(shù)措施，施工中必須嚴(yán)格執(zhí)行。分段分層的參數(shù)及調(diào)整，在實(shí)施過程中，將根據(jù)各方面反饋的信息加以科學(xué)確定。多臺挖掘機(jī)械一起工作時(shí)，挖掘機(jī)間距應(yīng)15～20 m，在挖掘機(jī)工作范圍內(nèi)，安排專人指揮，不準(zhǔn)進(jìn)行其他作業(yè)。

3.3 邊坡防護(hù)措施

支護(hù)措施采用增設(shè)土釘錨桿加掛網(wǎng)支護(hù)。土釘采用HRB335Ф20 鋼筋制成，錨桿長度為6 m，孔內(nèi)安放土釘后采用普通硅酸鹽純水泥漿或水泥砂漿，建議水灰比為0.45～0.50，強(qiáng)度不小于M20，通過注漿泵壓力注漿，灌注砂漿錨固，沿坡腳往上梅花形布置4排，排距為1 m，90°垂直于開挖面布設(shè)，掛網(wǎng)采用￠6 鋼筋網(wǎng)片，間排距25 cm，于土釘端部用焊接相結(jié)，噴射C20，厚度為50 mm的細(xì)石混凝土面層。

4 基坑監(jiān)測

4.1 土體側(cè)向變形監(jiān)測

在泵站BZ0+020樁號坡頂37 m高程處的基坑兩邊各設(shè)一個測斜孔，測斜孔采取專用PVC管，管埋入深度以超出基坑底部高程1 m為宜；測斜孔埋置時(shí)確保其中一組導(dǎo)向槽垂直于基坑邊線，基坑開挖過程中初定每開挖支護(hù)一層觀測1次。

4.2 地下水位監(jiān)測

施工期間，借助于已有的降水井觀測地下水位；在基坑開挖施工過程中，每開挖支護(hù)一層觀測1次。

4.3 邊坡裂縫監(jiān)測

施工前，先對調(diào)查范圍內(nèi)的已有裂縫情況詳細(xì)進(jìn)行拍照、記錄、登記、存檔；專人定期巡查邊坡，若發(fā)現(xiàn)新裂縫及時(shí)記錄、登記；采用游標(biāo)卡尺或電子裂縫測寬儀對裂縫進(jìn)行測量。

5 安全生產(chǎn)施工措施

在工地“五臨邊”等處設(shè)置安全防護(hù)欄及安全標(biāo)志，配備專職安全員，查找并消除事故隱患，特殊工種操作人員必須持證上崗，機(jī)械設(shè)備必須要進(jìn)行檢查、維修、保養(yǎng)。