排澇泵站工程基坑開挖施工技術(shù)探析

陳寧輝，廖軼先

（江西省水利水電建設(shè)集團有限公司，南昌 330200）

0 引 言

基坑開挖是排澇泵站工程施工的第一步，基坑開挖的質(zhì)量對整個工程的質(zhì)量、安全性都有很大影響。鄒家排澇泵站規(guī)模大，占地面積大，工程等級達到Ⅱ等。開挖深度大，邊坡穩(wěn)定性不足，開挖難度大。為保證基坑開挖質(zhì)量和安全性，在開挖中采取了分階段開挖的方法，不但有效解決了超欠挖問題，而且避免了邊坡坍塌和其他不完全因素的發(fā)生，取得了良好的施工效果。

1 工程概述

本工程電排站為新建鄒家排澇泵站。排澇泵站工程主要施工項目為：進水箱涵、進口過渡段、攔污柵及閘、泵房、副廠房、穿堤出水箱涵、出水渠等。工程等別為Ⅱ等，主要建筑物為2 級，施工圍堰等臨時建筑物為4 級建筑物。鄒家排澇站設(shè)計排澇流量11.3m3/s，泵站采用電排布置方式，選用1200ZLB-7 型半調(diào)節(jié)葉片軸流泵3 臺。

2 基坑開挖施工方案部署

鄒家排澇泵站泵房外形尺寸25.64m×9.30m。泵房內(nèi)分水泵層高程43.80m、電機層（安裝層）高程52.30m，副廠房外形尺寸25.64m×8.0m。站址附近地面高程48.6 ～49.7m，局部因原筑堤取土及原來就為水塘，塘底高程46 ～47m。上部土質(zhì)條件為粉質(zhì)黏土較厚，土層承載力可滿足一般建筑物的承載要求；細砂層較薄弱且松散，不宜作為建筑物的持力層；下部的砂卵石及基巖承載力較高；可作為永久性建筑的持力層。因基巖開挖后易風化及軟化，基礎(chǔ)開挖后及時澆筑混凝土覆蓋，從地質(zhì)條件上看開挖邊坡段的滲水性較小，暫不考慮邊坡滲水情況。為保證開挖質(zhì)量和安全性，本工程在基坑開挖中分為三個地塊進行，分別是泵房主體段基坑土方開挖、進水箱涵段土方開挖、穿堤出水箱涵段土方開挖。組織基坑開挖順序須“先重后輕”。

3 排澇泵站工程基坑開挖施工

排澇泵站工程基坑開挖施工中采取分階段開挖方法，第一階段為過渡段開挖，第二階段為泵房基坑開挖，第三階段為基坑高程到基面高程開挖。各階段地質(zhì)水文條件、開挖深度不同，適用的開挖方法和要點也不相同。

3.1 過渡段開挖

過渡段為排澇泵站工程基坑開挖施工的第一階段，整個開挖過程全部在內(nèi)河道中進行，對排澇泵站前段進水口的土體進行開挖，為保證開挖的效率和安全性，需要綜合考慮地下滲水對基坑開挖造成的不良影響，因此，需要采取分層開挖的方法，每層開挖厚度控制在2.5m 左右[1]。開挖的起始位置為進口過渡段前方約5.0m 的位置，首層開挖的標高為開挖到設(shè)計高程44.5m 的位置，選擇1m3的反鏟挖掘機從排澇泵站工程基坑的一端開始，向另一端逐步推進，并配置10t 自卸式汽車將挖土外運棄置，開挖邊坡按照1:2.25 的坡比進行開挖，開挖土方量約為2480m3。

3.2 泵房基坑開挖

泵房基坑開挖是排澇泵站工程基坑的第二階段，開挖范圍為泵房基坑到高程42.3m 的位置，在具體開挖中，可在進口過渡段土方開挖同高程開挖，開挖深度為2.2m，從高程44.5m 處到42.3m 處。也是采取1m3反鏟式挖掘機從基坑的一端開始向另一端開挖，為提升開挖的效率，投入兩臺1m3反鏟式挖掘機聯(lián)合開挖，為避免兩臺挖掘機相互影響，分別布設(shè)在10t 自卸式汽車兩側(cè)共同開挖，開挖邊坡按照設(shè)計要求進行1 : 2.25 開挖，并在中間開挖出一個寬度在3m 左右的施工平臺，本階段開挖土方量約為8200m3。此階段土方開挖的主要環(huán)境條件為基坑開挖的深度為2.2m，開挖凈寬能夠很好的滿足1m3反鏟挖掘機施工作業(yè)的要求[2]。土方開挖采取2 臺1m3反鏟挖掘機在基坑中進行開挖，開挖棄土裝車后外運處置。本階段基坑開挖施工示意圖，如圖1 所示。

圖1 泵房基坑開挖施工示意圖

3.3 基坑高程到基面高程開挖

等第二階段開挖完成后，再進行此階段開挖，本階段開挖的深度為2.8m，開挖高程為42.3m 到39.5m，同樣采取1m3反鏟挖掘機從基坑的一端向另一端開挖，逐步推進。為提升開挖速度，采取兩臺挖掘機聯(lián)合開挖，通過10t 自卸式汽車將棄土運輸?shù)街付ǖ膱龅剡M行堆放，避免堆放在基坑邊緣，否則在雨水或者施工振動及外力的作用下，會引起邊坡坍塌問題，影響排澇泵站工程基坑開挖的安全性。開挖邊坡也是按照設(shè)計要求的1 : 2.25 進行開挖[3]。本工程基坑設(shè)計基礎(chǔ)底部高程為39.5m，可按照規(guī)范要求預留出20cm 的保護層不用反鏟挖掘機開挖，而是采取人工開挖，相比于機械設(shè)備開挖，人工開挖的精度更易控制，避免發(fā)生超挖和欠挖問題，保證排澇泵站工程基坑開挖施工質(zhì)量，第三階段基坑開挖的土方量約為4280m3。土方開挖的環(huán)境條件為基坑開挖深度為2.5m，開挖凈寬也可以滿足反鏟挖掘機開挖施工的要求。土體開挖采取2臺1m3反鏟挖掘機在基坑內(nèi)部進行開挖，棄土裝車后外運處置。

3.4 堤身段開挖

堤身段開挖也是排澇泵站工程基坑開挖的主要環(huán)節(jié)，工程堤身開挖中按照設(shè)計要求從堤頂以1:2.0的坡比來開挖土方。開挖到高程51.55m 后，修建一個寬度≥2.0m 的坡平臺，再按照1 : 20 坡比逐步開挖到高程46.75m 的位置[4]。工程在堤身開挖中也是采取1m3反鏟挖掘機按照從上到下的順序依次開挖，為提升開挖效率，在堤身開挖施工空間允許的情況下，同時采取兩臺反鏟挖掘機進行開挖，挖土通過10t 自卸式汽車外運處理，設(shè)計基礎(chǔ)底部高程為46.55mm，可按照相關(guān)規(guī)范和標準的要求，預留出20cm 左右的保護層進行人工開挖，避免發(fā)生超挖和欠挖問題，保證排澇泵站工程基坑開挖施工質(zhì)量，堤身開挖土方量約為11000m3。工程堤身土方開挖的環(huán)境條件為開挖凈寬滿足反鏟挖掘機安全、穩(wěn)定運行的需求，采取2 臺1m3反鏟挖掘機在坑內(nèi)開挖作業(yè)，開挖出的棄土的裝車外運，也可以另行堆放。

3.5 雨季施工

本工程基坑開挖范圍大，需要跨季節(jié)施工，雨季基坑開挖施工是本工程施工的重難點，為降低雨水對基坑開挖難度及安全造成的不良影響，可采取以下措施進行處理：

1）完善場地排水系統(tǒng)。結(jié)合基坑降排水方案，切實做好施工現(xiàn)場排水工作，為保證雨水能夠及時排出到基坑之外，工程配備了大功率潛水泵，抽出的積水需要排放到基坑之外的排水系統(tǒng)中，嚴禁胡亂排放，以免污染環(huán)境。更不能就近排放，否則有發(fā)生回滲的可能，影響施工的安全性。通過布設(shè)完善的施工現(xiàn)場排水系統(tǒng)，可避免發(fā)生施工現(xiàn)場集水問題，為基坑開挖營造一個無水、干燥的施工條件。

2）切實做好施工現(xiàn)場下水管道和雨水井的布設(shè)和施工，施工用水需要有固定的排放途徑，以免在雨后出現(xiàn)沉陷、濕滑、泥濘等問題，增大施工難度，而且不利于保證施工的安全性[5]。

3）在進行土方施工中，可填筑施工圍堰，結(jié)合本工程所在區(qū)域地質(zhì)水文條件，施工圍堰可采取均質(zhì)土圍堰，結(jié)構(gòu)型式為梯形斷面，因此圍堰兼并為村民出行道路，內(nèi)外河均質(zhì)土圍堰堰頂寬度為5.0m，兩側(cè)邊坡填筑坡度為1 : 2.0，圍堰兩側(cè)采用厚1.5m 草袋圍堰防護。圍堰堰頂高程應(yīng)超出設(shè)計導流洪水位1.0m。

4 施工效果分析

排澇泵站工程基坑開挖施工是整個排洪泵站工程施工的重點也是難點，不同地質(zhì)條件下，適用的基坑開挖技術(shù)也不相同。因此，在具體開挖施工中，需要結(jié)合排洪泵站所在區(qū)域的地質(zhì)水文條件，采取合適的基坑開挖技術(shù)[6]。本工程上部土質(zhì)條件為粉質(zhì)黏土較厚，土層承載力可滿足一般建筑物的承載要求；細砂層較薄弱且松散，不宜作為建筑物的持力層；下部的砂卵石及基巖承載力較高；可作為永久性建筑的持力層。因基巖開挖后易風化及軟化，存在一定的安全隱患，為保證施工的質(zhì)量和安全性，采取了分3 個階段施工開挖施工的方法，有效保障了施工質(zhì)量，而且沒有發(fā)生任何安全問題，邊坡穩(wěn)定性比較好，可很好的滿足復雜地質(zhì)條件下，基坑開挖的需求，值得在類似工程中推廣和應(yīng)用。

5 結(jié) 語

綜上所述，結(jié)合工程實例，分析了排澇泵站工程基坑開挖施工技術(shù)，基坑開挖作為排洪泵站施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個排洪泵站的總體質(zhì)量。這就要求在基坑開挖中，能夠結(jié)合排洪泵站所在區(qū)域的地質(zhì)條件和范圍，采取合適的開挖施工技術(shù)。就鄒家排澇泵站而言，規(guī)模比較大，地質(zhì)條件復雜，采取分階段基坑開挖技術(shù)，可有效保障施工質(zhì)量，避免了安全問題的發(fā)生，可為類似工程施工提供一定的參考和指導。