排涝泵站深基坑工程的开挖

王占国

摘要：本文主要从泵站主泵房深基坑开挖的角度出发，论述了泵站主泵房深基坑开挖工程的施工技术，及其需要注意的问题，讨论了开挖工程的主要要点，以期可以提高泵站主泵房深基坑开挖工程的质量。

关键词：排涝泵站 深基坑工程开挖

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、工程概述

某排涝泵站位是一座担负排涝、防洪等综合任务的大型排涝泵站。排涝泵站位于防洪堤内侧、滞洪区内，规划建设场地为50mX80m，泵房及导流渠基坑开挖范围为(长X宽)44.6mX36.4m，开挖深度为4.0-7.3m。由于泵站三面环水，地下水埋藏浅且补给丰富，为确保泵房及导流渠水下混凝土结构的施工安全和工程质量，必须对泵房和导流渠深基坑进行支护并采取有效的降水措施。经过设计方案比选(方案一基坑围护平面布置图见图1,方案二基坑围护平面布置图，见图2 ),所采用的基坑围护型式见图1一图3(即方案三:外护内撑基坑围护结构)。

图1水泥搅拌桩挡墙基坑围护平面布置图(方案一)

图2混凝土地下连续墙基坑围护平面布置图 (方案二)

图3钻孔桩、水泥搅拌桩内撑外护基坑围护平面布置图(方案三)

二、工程地质条件

根据现场地质勘察结果，在基坑开挖深度及影响范围内，主要地基土的组成自上而下为:①杂填土;②粉质粘土;③淤泥;④含泥细中砂;⑤淤泥质土与中细砂互层;⑥泥质中细砂;⑦砾石中粗砂，地质剖面见图4，场地各主要地基土物理力学指标见表1

该场地有较为丰富的潜水，场地地下水埋深约2. 0一2. 5 m,主要含水层为含泥中细砂、泥质中细砂、砾石中粗砂。同时，场地受晋江河水侧向补给，经过对含泥细中砂抽水试验，其渗透系数为35. 5 m/d。

图4基坑地质土层分布图

三、方案简述

1、方案一。采用格栅式深层水泥搅拌桩挡墙式支撑挡土的支护方案，即采用“格栅状”双排水泥搅拌桩挡墙围护对外挡住边坡土体，在搅拌桩主挡墙内侧设置被动区搅拌桩挡墙，内侧的被动区设置被动区搅拌桩挡墙。基坑围护平面布置见图1配置深井降水系统，并辅以局部井点降水。

2、方案二。采用钢筋混凝土地下连续墙的支护方案，即为射水法造墙机成槽后，泥浆护壁法浇筑水下混凝土形成地下连续墙，作为深基坑施工围护挡墙，基坑围护平面布置见图2配置深井降水系统，并辅以局部井点降水。

3、方案三。采用柱列式钻孔灌注桩“外护”支撑挡土及外围水泥搅拌桩帷幕防渗，“内支”为钢筋混凝土锁口梁、环形梁及支撑杆件，为外护桩的稳定提供足够的支撑力，基坑围护平面布置见图3,配置必要的深井降水系统，并辅以局部井点降水。

4、方案比选

根据表2不同形式的基坑围护方案的经济技术比选，最终确定基坑围护方案采用方案三，即设计采用“外护内支”的基坑围护体系。围护基坑(长X宽)44.6mX36. 4 m, 圆600钻孔桩长15 m. 圆600水泥搅拌桩长18 m。

四、基坑开挖施工

1、测量放线

1.1 基线复核

施工前，按设计单位提供的测量基本数据、精度要求校测基本控制点和基线的测量精度，控制网点有：IC08、IC12、IC13 均为二级导线点,并复核资料和数据的准确性，并提交相应报告。

1.2 施工测量放样

根据设计提供的测量基准点，基准线和水准点及其基本资料和数据。按国家测绘标准和本工程施工精度要求，测设出用于工程施工的控制网，加密水准点，并将施工控制网资料报送监理单位审批。根据监理工程师批准的施工控制网放样出开挖边线。

2 、基础土方开挖方法

2、1土方开挖施工方法

根据工程特点,泵站土方开挖分区、分层开挖，按泵站轴线纵剖面分为泵房和事故防洪闸两个区域，泵站厂房基础分层开挖（大泵房基础挖至1.65高程，集水井最低挖至-2.65高程），事故防洪闸开挖底高程在3.56m，泵房基础开挖完成后再进行事故防洪闸的基础土方开挖。由于下基坑道路的布置是影响土方开挖进度的关键性工作，第一、二层土方开挖的下基坑道路结合进厂道路进行,汽车的爬高8m左右；第三、四层土方开挖下基坑道路布置在基坑左侧，沿进水渠道边坡面上连接搅拌站旁的道路进入弃土场；五、六层由于受施工现场环境制约，离原地面高程越来越高，基坑运输道路也相应变陡了，土质是属粉质粘土状况；另一方面是基坑原地下水及透水量也相涌而出，虽然保持24小时抽水，但只可保持机械开挖施工，因为车辆无法在临时道路上行驶（车辆运输流砂流泥时砂泥和水会流到地上，车辆打滑无法行驶），因此第五、第六层土方开挖（高程4.2m以下的土层）采用长臂挖机配合多台挖机上下接力，一次性开挖成型的方法进行，后再用车辆将流砂流泥运至弃土场。基础土方采用全面开挖方式施工。施工方法：用1.0m3挖土机倒退挖装，推土机推土集渣，20t自卸汽车运土；无用料（表土、不可用于回填的淤泥及淤泥质土等）运至经业主、监理批准的渣场堆弃；弃渣不乱堆乱放，不污染环境；弃渣场做好挡土、排水沟等设施，防止水土流失。

土方开挖在表层土清理完毕后，按规划好的作业面布置基础处理，施工机械和其他设施，待基础处理完工并经监理机构验收合格后，进行基础土方挖运；考虑土方填筑量的平衡，有用料运至规划好的存土场，用于基坑回填和回填造地，减少无效弃土。

2.2边坡变形观测

为了保证边坡稳定和工程顺利进行，需对边坡进行变形监测。主要对边坡进行水平位移观测。

1)观测点的布置

在边坡散水上沿基坑边坡距坡边800mm布点，每边布置观测点3―4个。在周围建筑物四角设水准观测点进行沉降观测。

2)监测方法

在基坑开挖深度以一倍距离的边坡口垂直延长线上设基准点，打一个固定目标为后视方向，用带有刻度的钢卷尺放在观测点上，读取数值，作为一次观测。初始值亦要测2次，以保证无误。

3)监测周期

在开挖过程中，每天观测一次；如发现较大或有突变时，应在上、下午各观测1次；混凝土垫层浇注完后视边坡上体变形情况适当延长观测周期。监测结果按监理要求及时上报。

2.3观测结果分析

对监测的成果，应及时进行定量分析，并根据变形趋势作出预报观测。在施工监测中，如果发现变形异常，应及时提交变形警报资料，为采取相应保护措施提供依据。

2.4基坑排水及降水

1）初期排水:当开挖到4～5.0m高程后进行含水层，基坑底面积500m2，平均含水深按7.0m计，基础开到6m高程后，在基坑四个角布置开挖降水点，按每小时500m3排水量配置水泵，计划5天时间开挖完含水层土方。按每3m分层进行降水，开挖随水位下降后移至下一层处进行排水。小区域低洼水采用潜水泵进行抽排。

2）经常性排水

经常性排水主要由降雨、施工弃水和围堰渗水三部分构成，分别计算如下。

a.降雨：

根据本区多年降雨量资料，在枯水期降雨少，基坑积水面积约为500m2，扣除利用各类截排水系统直接排出降雨不进入基坑的部分集水面积，估算进入基坑积水面积降雨排水量可以不计。

b.施工弃水：

施工弃水主要为砼养护水、仓面冲洗用水等，施工弃水主要考虑大坝砼养护用水，工程所在地枯水季降雨少，围堰基坑经常性排水包括围堰堰体及基础渗水、降雨汇水和砼养护产生的施工弃水。经估算围堰堰体及基础渗水、降雨汇水均较小，围堰基坑经常性排水主要是泵房、出水闸砼最大浇筑强度260m3/d。抽水强度Q=260×0.9/24=10m3/d。

c.围堰渗水:

围堰渗漏水计按150m3/h。

3)排水设备配置

按双倍配置,经常性排水设备配置离心式水泵，型号：6SAP-8B，扬程32m，流量160m3/h，泵重120kg）2台，可满足排水要求。

3)排水沟

施工期除了基坑顶周围设计排水沟外，沿开挖台阶坡脚也布置排水沟，雨天雨水排至基坑下，边坡雨天加盖塑料薄膜，防止塌方。

五、土方开挖施工安全控制措施

1、制定科学合理的开挖方案

深基坑开挖的原则土方的开挖顺序、方法必须与设计一致，其原则就是:开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖。土方开挖施工前，要制定可行、合理、详尽的开挖方案，尤其对于开挖过程中可能会出现的防水问题及相关应急措施要做专门设计。方案一旦经论证批准，就要向所有施工人员就开挖施工中的每一细节做详细交底，确保全体施工人员都清楚明白，心中有数。如前所述，深基坑工程是一项系统的综合性强的工程，它不比一般的土石方工程及路基工程，坡陡一点或多挖一点无关紧要，深基坑土方开挖中往往一个环节控制不好，就有可能产生连锁反应，导致整个基坑产生灾难性的后果，因此务必使全体施工人员要明白，施工中绝不可盲干、蛮干，一切都要以监测反馈信息下的既定的方案进行。

2、掌握施工场地有关情况

土方施工前，应了解建筑现场及周边，地表至支护结构底面下一定深度范围内地层结构、岩土性状、地下水位、含水层性质、渗透系数等，掌握建筑施工现场及其附近的地下管线，地下埋设物的位置、结构形式、深度及埋设时间等，以及已有邻近建筑的深基坑施工情况，以及邻近建筑物位置、结构类型、层数、基础类型高度等。此外，还要掌握深基坑施工的其他条件，如基坑周围的地面排水情况、地面雨水、流水、上下水管线排入或漏入基坑的可能性以及基坑附近的地面堆载及车辆经过所产生的动、静荷载，等等，只有掌握了这些情况，才能在具体施工中做到临危不惧，举措得当。

结束语：

总而言之，泵站主泵房深基坑开挖工程的过程一定要遵循必要的作业流程，针对比较关键的环节提出相关的质量管理对策，同时，必须要注意泵站主泵房深基坑开挖的安全问题。

【参考文献】

[1]林松焕.浅谈沙井泵站深基坑开挖施工技术[J].城市建设理论研究.2012.25.

[2]徐荣华.变电站雨水泵站深基坑支护施工技术探讨[J].科技信息.2011.12.

[3]钟剑锋.深基坑开挖施工技术及安全管理探讨[J].科技博览，2011（14）：160.