竹银水库基坑开挖施工工艺

　　摘要：大坝基坑开挖量大、深度大，最深达15m，如何形成顺畅的开挖道路及排水设施是基坑施工关键
　　关键词：竹银水库淤泥基坑戗堤
　　1.概述
　　竹银水库大坝基坑淤泥开挖条件为深厚软弱淤泥，淤泥层平均含水量为62.38%，最高达92.8%，呈软塑～流塑状，地质情况复杂；开挖面积14600m2，方量130万m3，最大开挖深度达-14.7m。
　　2.主要施工难点及应对措施
　　2.1下基坑道路布置
　　大坝基坑开挖深度大，最深达15m，如何形成顺畅的开挖道路及排水设施是基坑施工关键。
　　根据施工经验及前期施工情况，施工道路布置：
　　（1）大坝基坑地表高程一般在0.5m～1.0m之间，根据施工现场情况，考虑在大坝左、右岸靠近山边布置2条主干道，路宽12m，高程1.0m左右，满足基坑开挖机械运行，为大坝上下游交通提供有力保证。
　　（2）利用上、下游围堰及左、右岸主干道将基坑施工区形成闭合区域，沿上、下游围堰及左、右岸施工道路交汇的四个点布置四条下基坑道路，路宽9.0m，路基必须为原始土层，坡度按照9%考虑，根据开挖深度逐步加长，方向基本平行于左、右岸主干道。开挖至-9.0m深度时，左、右两条道路各自联通，与左、右岸主干道形成两条环状闭合施工道路，为下一步大面积开挖提供便利。
　　（3）根据设计图纸及我部前期开挖掌握的施工经验，大坝基坑开挖严格按照分层开挖施工，按-2.5m、-6.0m、-9.5m分层开挖，确保在进行下一层开挖之前，该层以上的淤泥已开挖完成，控制开挖层高在3.0m左右，基坑开挖面貌以-2.5m、-6.0m、-9.5m逐层下降，杜绝不按施工方案无序施工的现象。
　　（4）在-2.5m、-6.0m、-9.5m各层面上布置临时道路，临时道路分别与下基坑4条道路连接，临时道路间距保证施工设备高效出渣为原则，两临时道路中心间距按24m考虑，路宽9m，石渣铺筑进占，厚按1.5m考虑。
　　（5）基坑采用自上而下开挖形成-9.5m高程基面后，基坑护脚支护戗堤采用“抛石挤淤法”进行施工，先从左右岸抛“坚硬块石”(填粒径大于0.5m的占50%以上，软化系数大于0.8)于上下游坡脚处，铺填厚度根据实际情况可控制在1～2m范围，铺填宽度按10m考虑，垂直下挤并采用20t以上振动碾逐层碾压，当填筑体下的淤泥被强制挤向两侧，向上翻涌和隆起时及时清运翻涌淤泥至弃渣场。如基坑护脚支护戗堤采用振动碾逐层碾压无法达到设计持力层时，可以适当考虑采用强夯法施工直至持力层为止。
　　2.2施工排水
　　（1）在开挖区域周边作好截排水沟（槽），特别是上、下游面，防止外来水进入开挖作业面；
　　（2）做好主要施工道路排水工作，沿出渣主干道路内侧布置排水沟，排水沟形成完整的排水系统，分层设置集水坑将水集中抽排；
　　（3）在各层开挖过程中逐渐形成开挖面上设置积水坑，保证工作面雨水或渗透水能自流到积水坑，在积水坑内布置潜水泵（泥浆泵）抽水；
　　2.3开挖施工作业流程
　　由于基坑淤泥层深厚，流动性强，开挖施工作业按图2.3-1流程图进行：
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图2.3-1基坑开挖作业流程图
　　临时道路进占且石渣沉降稳定后，挖掘机开始左右及前方三个工作面的淤泥开挖工作，边开挖出渣边进行前方石渣铺筑，必须保证道路宽度9m，双车道要求。
　　由于淤泥的含水率相当高，在施工工作面进占时容易出现因淤泥被扰动而引起的坡面整体顺层滑动，为保证工作面的人员、设备的安全，在每个施工作业面安排专人进行安全巡查，对出现异常情况第一时间通知作业面人员，随时准备撤离，防止事故造成人员伤亡。
　　
　　2.4-9.5m高程基坑护脚支护戗堤施工
　　（1）上游基坑坡脚开挖支护施工
　　在形成-9.5m高程基面后，采用挤淤法进行开挖，先抛填大于0.5m的块石于上游坡脚处，铺填厚度根据实际情况在1～2m左右，铺填宽度为10m，采用20t振动碾垂直下挤，当碾压层面沉降稳定后，从抛石边缘开挖淤泥，开挖深度2.0m，宽大于80m，再抛填块石（10m宽）并采用振动碾碾压至沉降稳定后，开挖至-13.3m高程，宽度大于30m，并尽快填风化石至-9.5m高程，形成宽30m的堆（抛）石戗堤支护。
　　（2）下游基坑坡脚开挖支护施工
　　在形成-9.5m高程基面后，采用挤淤法进行开挖，先抛填大于0.5m的块石于下游坡脚处，铺填厚度根据实际情况在1～2m左右，铺填宽度为10m，采用20t振动碾垂直下挤，当碾压层面沉降稳定后，从抛石边缘开挖淤泥，开挖深度2.0m，完成-11.5m高程以上淤泥开挖；再在-11.5m平台分2次抛填块石（10m宽）并采用振动碾碾压至沉降稳定后，争取一次挤淤至设计持力层，然后开挖至-14.7m高程，宽度大于30m，并尽快填风化石至-9.5m高程，形成宽30m的堆（抛）石戗堤支护。
　　2.5-9.5m高程以下淤泥开挖施工
　　形成-9.5m高程戗堤后，采用封闭式开挖-9.5m高程内基坑淤泥，同时采用风化石加固基坑护脚支护戗堤，堤内淤泥采用分层开挖层，分层厚度按小于3m进行。
　　从-9.5m至基坑设计基底开挖高程，深度在3～5.2m之间，上游考虑分2层开挖，下游考虑分3层开挖，-9.5～-11.5m为一层开挖，-11.5m至-13.3m（上游设计基坑底高程）作为一层，-13.3m5～-14.7m（下游设计基坑底高程）为一层开挖。
　　2.6主要设备配置分析
　　根据基坑开挖临时道路布置情况，考虑一个出渣点布置一台挖掘机，共安排16台挖掘机用于基坑淤泥出渣。型号为PC360、PC400。
　　另外考虑安排4台PC360挖掘机挖装石渣及块石用于工作面铺筑。挖掘机总量20台。
　　考虑上下游各安排2台20t振动用于道路及马道碾压施工。
　　大坝下游弃渣场作为主坝淤泥弃渣的主渣场，离大坝基坑1.1km，基坑每个出渣点每台挖掘机配4辆20t自卸汽车，自卸汽车总量64台。按照80%的汽车完好率，自卸汽车总量80台。
　　3.后记
　　竹银水库位于珠江三角洲南缘，地势低平。降雨量大、湿度大、多年平均气温高，淤泥基本处于饱和状态，加之淤泥开挖深度及开挖量大，施工难度大，技术要求高。通过大体积淤泥开挖，总结以下几点：
　　（1） 施工道路的布置要科学合理，主干道及下基坑道路路基必须布置在原装地基上，路面宽度不小于9.0m，路面用石渣铺垫，坡度不大于9%。
　　（2） 路面尤其是有坡度路面一定要及时清理及养护，保证行车安全。
　　（3） 基坑积水及时排除，防止淤泥遇水垮塌造成不安全因素，同时也降低拉运效率。
　　（4） 尽量减少对淤泥震动干扰，淤泥本身处于饱和状态，震动干扰容易造成淤泥崩塌，发生不安全事故。
　　（5） 控制开挖厚度，淤泥开挖一般控制在2.5m~3.0m，达到同层下降，避免形成孤岛、掏槽、高边坡、局部深坑等现象。