排涝泵站工程基坑开挖施工技术探析

陈宁辉，廖轶先

（江西省水利水电建设集团有限公司，南昌 330200）

0 引 言

基坑开挖是排涝泵站工程施工的第一步，基坑开挖的质量对整个工程的质量、安全性都有很大影响。邹家排涝泵站规模大，占地面积大，工程等级达到Ⅱ等。开挖深度大，边坡稳定性不足，开挖难度大。为保证基坑开挖质量和安全性，在开挖中采取了分阶段开挖的方法，不但有效解决了超欠挖问题，而且避免了边坡坍塌和其他不完全因素的发生，取得了良好的施工效果。

1 工程概述

本工程电排站为新建邹家排涝泵站。排涝泵站工程主要施工项目为：进水箱涵、进口过渡段、拦污栅及闸、泵房、副厂房、穿堤出水箱涵、出水渠等。工程等别为Ⅱ等，主要建筑物为2 级，施工围堰等临时建筑物为4 级建筑物。邹家排涝站设计排涝流量11.3m3/s，泵站采用电排布置方式，选用1200ZLB-7 型半调节叶片轴流泵3 台。

2 基坑开挖施工方案部署

邹家排涝泵站泵房外形尺寸25.64m×9.30m。泵房内分水泵层高程43.80m、电机层（安装层）高程52.30m，副厂房外形尺寸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来就为水塘，塘底高程46 ～47m。上部土质条件为粉质黏土较厚，土层承载力可满足一般建筑物的承载要求；细砂层较薄弱且松散，不宜作为建筑物的持力层；下部的砂卵石及基岩承载力较高；可作为永久性建筑的持力层。因基岩开挖后易风化及软化，基础开挖后及时浇筑混凝土覆盖，从地质条件上看开挖边坡段的渗水性较小，暂不考虑边坡渗水情况。为保证开挖质量和安全性，本工程在基坑开挖中分为三个地块进行，分别是泵房主体段基坑土方开挖、进水箱涵段土方开挖、穿堤出水箱涵段土方开挖。组织基坑开挖顺序须“先重后轻”。

3 排涝泵站工程基坑开挖施工

排涝泵站工程基坑开挖施工中采取分阶段开挖方法，第一阶段为过渡段开挖，第二阶段为泵房基坑开挖，第三阶段为基坑高程到基面高程开挖。各阶段地质水文条件、开挖深度不同，适用的开挖方法和要点也不相同。

3.1 过渡段开挖

过渡段为排涝泵站工程基坑开挖施工的第一阶段，整个开挖过程全部在内河道中进行，对排涝泵站前段进水口的土体进行开挖，为保证开挖的效率和安全性，需要综合考虑地下渗水对基坑开挖造成的不良影响，因此，需要采取分层开挖的方法，每层开挖厚度控制在2.5m 左右[1]。开挖的起始位置为进口过渡段前方约5.0m 的位置，首层开挖的标高为开挖到设计高程44.5m 的位置，选择1m³的反铲挖掘机从排涝泵站工程基坑的一端开始，向另一端逐步推进，并配置10t 自卸式汽车将挖土外运弃置，开挖边坡按照1:2.25 的坡比进行开挖，开挖土方量约为2480m³。

3.2 泵房基坑开挖

泵房基坑开挖是排涝泵站工程基坑的第二阶段，开挖范围为泵房基坑到高程42.3m 的位置，在具体开挖中，可在进口过渡段土方开挖同高程开挖，开挖深度为2.2m，从高程44.5m 处到42.3m 处。也是采取1m³反铲式挖掘机从基坑的一端开始向另一端开挖，为提升开挖的效率，投入两台1m³反铲式挖掘机联合开挖，为避免两台挖掘机相互影响，分别布设在10t 自卸式汽车两侧共同开挖，开挖边坡按照设计要求进行1 : 2.25 开挖，并在中间开挖出一个宽度在3m 左右的施工平台，本阶段开挖土方量约为8200m³。此阶段土方开挖的主要环境条件为基坑开挖的深度为2.2m，开挖净宽能够很好的满足1m³反铲挖掘机施工作业的要求[2]。土方开挖采取2 台1m³反铲挖掘机在基坑中进行开挖，开挖弃土装车后外运处置。本阶段基坑开挖施工示意图，如图1 所示。

图1 泵房基坑开挖施工示意图

3.3 基坑高程到基面高程开挖

等第二阶段开挖完成后，再进行此阶段开挖，本阶段开挖的深度为2.8m，开挖高程为42.3m 到39.5m，同样采取1m³反铲挖掘机从基坑的一端向另一端开挖，逐步推进。为提升开挖速度，采取两台挖掘机联合开挖，通过10t 自卸式汽车将弃土运输到指定的场地进行堆放，避免堆放在基坑边缘，否则在雨水或者施工振动及外力的作用下，会引起边坡坍塌问题，影响排涝泵站工程基坑开挖的安全性。开挖边坡也是按照设计要求的1 : 2.25 进行开挖[3]。本工程基坑设计基础底部高程为39.5m，可按照规范要求预留出20cm 的保护层不用反铲挖掘机开挖，而是采取人工开挖，相比于机械设备开挖，人工开挖的精度更易控制，避免发生超挖和欠挖问题，保证排涝泵站工程基坑开挖施工质量，第三阶段基坑开挖的土方量约为4280m³。土方开挖的环境条件为基坑开挖深度为2.5m，开挖净宽也可以满足反铲挖掘机开挖施工的要求。土体开挖采取2台1m³反铲挖掘机在基坑内部进行开挖，弃土装车后外运处置。

3.4 堤身段开挖

堤身段开挖也是排涝泵站工程基坑开挖的主要环节，工程堤身开挖中按照设计要求从堤顶以1:2.0的坡比来开挖土方。开挖到高程51.55m 后，修建一个宽度≥2.0m 的坡平台，再按照1 : 20 坡比逐步开挖到高程46.75m 的位置[4]。工程在堤身开挖中也是采取1m³反铲挖掘机按照从上到下的顺序依次开挖，为提升开挖效率，在堤身开挖施工空间允许的情况下，同时采取两台反铲挖掘机进行开挖，挖土通过10t 自卸式汽车外运处理，设计基础底部高程为46.55mm，可按照相关规范和标准的要求，预留出20cm 左右的保护层进行人工开挖，避免发生超挖和欠挖问题，保证排涝泵站工程基坑开挖施工质量，堤身开挖土方量约为11000m³。工程堤身土方开挖的环境条件为开挖净宽满足反铲挖掘机安全、稳定运行的需求，采取2 台1m³反铲挖掘机在坑内开挖作业，开挖出的弃土的装车外运，也可以另行堆放。

3.5 雨季施工

本工程基坑开挖范围大，需要跨季节施工，雨季基坑开挖施工是本工程施工的重难点，为降低雨水对基坑开挖难度及安全造成的不良影响，可采取以下措施进行处理：

1）完善场地排水系统。结合基坑降排水方案，切实做好施工现场排水工作，为保证雨水能够及时排出到基坑之外，工程配备了大功率潜水泵，抽出的积水需要排放到基坑之外的排水系统中，严禁胡乱排放，以免污染环境。更不能就近排放，否则有发生回渗的可能，影响施工的安全性。通过布设完善的施工现场排水系统，可避免发生施工现场集水问题，为基坑开挖营造一个无水、干燥的施工条件。

2）切实做好施工现场下水管道和雨水井的布设和施工，施工用水需要有固定的排放途径，以免在雨后出现沉陷、湿滑、泥泞等问题，增大施工难度，而且不利于保证施工的安全性[5]。

3）在进行土方施工中，可填筑施工围堰，结合本工程所在区域地质水文条件，施工围堰可采取均质土围堰，结构型式为梯形断面，因此围堰兼并为村民出行道路，内外河均质土围堰堰顶宽度为5.0m，两侧边坡填筑坡度为1 : 2.0，围堰两侧采用厚1.5m 草袋围堰防护。围堰堰顶高程应超出设计导流洪水位1.0m。

4 施工效果分析

排涝泵站工程基坑开挖施工是整个排洪泵站工程施工的重点也是难点，不同地质条件下，适用的基坑开挖技术也不相同。因此，在具体开挖施工中，需要结合排洪泵站所在区域的地质水文条件，采取合适的基坑开挖技术[6]。本工程上部土质条件为粉质黏土较厚，土层承载力可满足一般建筑物的承载要求；细砂层较薄弱且松散，不宜作为建筑物的持力层；下部的砂卵石及基岩承载力较高；可作为永久性建筑的持力层。因基岩开挖后易风化及软化，存在一定的安全隐患，为保证施工的质量和安全性，采取了分3 个阶段施工开挖施工的方法，有效保障了施工质量，而且没有发生任何安全问题，边坡稳定性比较好，可很好的满足复杂地质条件下，基坑开挖的需求，值得在类似工程中推广和应用。

5 结 语

综上所述，结合工程实例，分析了排涝泵站工程基坑开挖施工技术，基坑开挖作为排洪泵站施工的关键环节，其施工质量直接关系到整个排洪泵站的总体质量。这就要求在基坑开挖中，能够结合排洪泵站所在区域的地质条件和范围，采取合适的开挖施工技术。就邹家排涝泵站而言，规模比较大，地质条件复杂，采取分阶段基坑开挖技术，可有效保障施工质量，避免了安全问题的发生，可为类似工程施工提供一定的参考和指导。