馮立雷 楊鵬鵬

中建二局第二建筑工程有限公司 河南 鄭州 450044

1 現(xiàn)狀分析

鄭州中心城區(qū)地下綜合管廊金水科教園區(qū)位于鄭州市區(qū)北部，緊鄰黃河，為原黃河漁場區(qū)，屬黃河河灘區(qū)。管廊主倉截面13.20 m×3.80 m，上覆土厚度約4.0 m，底板埋深約7.80 m，其地質(zhì)條件為第四紀(jì)沖洪積成因的黏性土、粉土及砂土。其地下水為上層滯水和潛水，水位高。場地土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散、均勻性差，部分土層的黏聚力和剪切力為0。開挖深度為地面以下8.5 m左右，局部14.2 m，土方量約1 500 000 m3。

2 工程地質(zhì)與施工條件

2.1 地下水情況

本工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜，根據(jù)沿線地下水含水介質(zhì)、賦存條件、水理性質(zhì)和水力特征，總結(jié)出與本工程有關(guān)的地下水主要分為2層：

第1層地下水為上層滯水，以大氣降水為主要補(bǔ)給方式，以蒸發(fā)為主要排泄方式，該層地下水僅在局部存在。

第2層地下水為潛水，以大氣降水和地下徑流為主要補(bǔ)給方式，以越流和地下徑流為主要排泄方式，該層地下水在全場地范圍均有揭露，其年變幅約2.0 m。

勘察期間穩(wěn)定水位埋深2.7～5.3 m。

2.2 開挖期間的氣象條件

本工程采取分段施工法，開挖時(shí)間跨越冬期及雨季，主要集中在12月～次年10月。當(dāng)?shù)囟韭L而干冷，月降水量約15 mm；春季大風(fēng)多，月降水量約27 mm；夏季比較炎熱，降水高度集中，月降水量91 mm；秋季氣候涼爽，時(shí)間短暫，月降水量約80 mm。

2.3 施工特點(diǎn)

管廊沿途穿越樹林、干渠、道路、明渠、工業(yè)廠房、魚塘、園林、會所等，全線需保通。施工范圍內(nèi)地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開挖時(shí)放坡和支護(hù)要符合設(shè)計(jì)要求，并重點(diǎn)監(jiān)控圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和位移情況。

本地區(qū)處于沿黃地帶，土質(zhì)屬于砂土，土質(zhì)黏聚力低，易塌方。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用拉森鋼板樁，易變形和位移，施工時(shí)須密切注意位移量。本工程開挖深度大，開挖時(shí)須控制分層開挖深度?；娱_挖面較長、較寬，兩邊施工便道的動荷載頻繁，土質(zhì)含水和含砂率高，基坑開挖存在局部坍塌風(fēng)險(xiǎn)，須監(jiān)控支護(hù)變形和位移量。開挖中涉及河流改道、國防電纜改線、燃?xì)夤艿辣Ｗo(hù)等，應(yīng)按專項(xiàng)方案密切控制預(yù)留尺寸和范圍[1-4]。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 測量控制網(wǎng)設(shè)置

放線前與建設(shè)單位履行正規(guī)的測量基準(zhǔn)點(diǎn)資料和樁位的交接手續(xù)，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置控制點(diǎn)，測定開挖邊線和支護(hù)邊線。

3.1.1 平面控制網(wǎng)的建立

線路中樁測量放樣間距不應(yīng)大于50 m，平曲線上宜為5～10 m。機(jī)械施工中，宜在不大于50 m的段落內(nèi)，距中心樁一定距離處埋設(shè)能控制標(biāo)高的控制樁。發(fā)現(xiàn)控制樁倒伏或丟失時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)上。施工過程中應(yīng)保護(hù)所有標(biāo)志，特別是一些原控制點(diǎn)。根據(jù)工作需要，可測設(shè)線路起終點(diǎn)樁、百米樁、豎曲線的變化情況加樁。

分段施工時(shí)，平面及高程放樣應(yīng)進(jìn)入相鄰施工段50～100 m，以保證分段銜接處線形的平順美觀。在交叉口或其他不規(guī)則地段，高程放樣應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提供的方格網(wǎng)進(jìn)行。場區(qū)平面坐標(biāo)控制網(wǎng)測量精度為二級。

3.1.2 高程控制網(wǎng)的建立

在支護(hù)邊周圍不影響施工、通視良好、易保存，且地質(zhì)堅(jiān)固的地方設(shè)置加密水準(zhǔn)點(diǎn)，按四等水準(zhǔn)測量的方法建立高程控制網(wǎng)。從業(yè)主給定的已知水準(zhǔn)點(diǎn)引測高程到各加密水準(zhǔn)點(diǎn)上，并和已知水準(zhǔn)點(diǎn)組成一個附合水準(zhǔn)路線。在施工時(shí)將水準(zhǔn)點(diǎn)從相應(yīng)的控制水準(zhǔn)點(diǎn)上引測到管廊箱體附近，用紅色油漆畫出并標(biāo)注其高程。

在標(biāo)段施工區(qū)間范圍內(nèi)，沿線路兩側(cè)的穩(wěn)定位置埋水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志樁并與業(yè)主或設(shè)計(jì)部門提供的水準(zhǔn)基點(diǎn)形成附合或閉合水準(zhǔn)路線，將相鄰兩加密水準(zhǔn)點(diǎn)間距離控制在150～200 m，以確保在進(jìn)行施工測量高程放樣時(shí)能引測高程。

3.2 施工段及施工順序設(shè)計(jì)

按照管廊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將管廊的施工分為8段（圖1）。擬訂的施工計(jì)劃為：

1）首開段1#施工區(qū)域先施工，從K2＋036方向往K1＋580施工。

2）待首開段施工完成后，再對2#和4#施工區(qū)域進(jìn)行施工。

3）待2#和4#施工區(qū)域施工完畢后，再行施工3#和5#施工區(qū)域。

4）待3#和5#施工區(qū)域施工完畢后，再行施工6#和7#施工區(qū)域。

圖1 總平面施工分段

5）2#施工區(qū)域施工完畢后，再行施工8#施工區(qū)域。

4 開挖方法

4.1 方案設(shè)計(jì)

4.1.1 基坑開挖方案設(shè)計(jì)

土方開挖采用分層倒退開挖的方法，各施工段分別從一端倒退向另一端開挖（圖2）?；娱_挖共分4層進(jìn)行開挖支護(hù)：第1層為路面素土層，開挖2 m（嚴(yán)禁超過2 m）；第2層開挖深度為2 m左右（嚴(yán)禁超過2 m），開挖至一級放坡的位置時(shí)，測量放線人員重新定點(diǎn)定位，并且放出開挖導(dǎo)槽位置，施工導(dǎo)槽和鋼板樁；第3層土方開挖至開挖坡腳位置；第4層開挖至設(shè)計(jì)開挖標(biāo)高上50 cm時(shí)，采用人工進(jìn)行開挖。

圖2 土方開挖示意

4.1.2 基坑邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

采用二級放坡，一級放坡根據(jù)區(qū)段不同分別為1∶1、1∶2，二級放坡均為1∶1。

全線一般地質(zhì)及路段的邊坡支護(hù)形式為：基坑護(hù)坡均采用C20網(wǎng)噴細(xì)石混凝土，噴射厚度8 cm，鋼筋網(wǎng)片采用φ8 mm鋼筋，間距200 mm×200 mm。第4層采用拉森鋼板樁支護(hù)。

4.2 基坑土方開挖工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量放樣→基坑開挖→基坑修整→基坑支護(hù)→拉森鋼板樁導(dǎo)槽→拉森鋼板樁→人工清槽及基坑驗(yàn)槽→測量放樣→碎石換填→墊層施工

4.3 土方開挖

土方開挖與支護(hù)施工技術(shù)的要點(diǎn)是：沿縱向按限定長度的開挖段逐段開挖，在每個開挖段中分層、分小段開挖，按30 m為一個區(qū)段。

本著挖完一步支護(hù)一步的原則，同時(shí)做好基坑降排水，減少基坑暴露時(shí)間?；釉陂_挖過程中掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時(shí)”5個要點(diǎn)，遵循“豎向分層、縱向分區(qū)分段”的施工原則[5-8]。

4.3.1 放坡開挖施工

第1層土方開挖時(shí)，根據(jù)開挖邊線直接按圖紙?jiān)O(shè)置位置進(jìn)行1∶1或1∶2放坡，清除2 m深度范圍內(nèi)素填土層。開挖順序?yàn)閺墓ぷ髅婵v向各配置2臺挖掘機(jī)同時(shí)倒退式向一端開挖，開挖時(shí)兩側(cè)邊坡土均先預(yù)留30 cm，開挖下臺階配置1臺挖掘機(jī)并配合人工進(jìn)行邊坡修整，邊坡修整完成一段后及時(shí)進(jìn)行掛網(wǎng)噴混凝土。每個開挖面配備技術(shù)人員1名，隨時(shí)進(jìn)行開挖深度、邊坡坡度的測量（坡度尺），避免超挖。同時(shí)現(xiàn)場配備車輛指揮人員按順序進(jìn)行倒車、裝土、運(yùn)走。

第2層土方開挖前，第1層邊坡臨邊2 m范圍已完成防護(hù)并滿足護(hù)坡強(qiáng)度要求。第2層開挖時(shí)，挖到一級放坡位置留出2 m平臺位置，繼續(xù)向下開挖，開挖高度不超過2 m。基坑范圍內(nèi)修整臨時(shí)便道，拉土車裝土后從進(jìn)出口馬道通行，將土方運(yùn)輸至指定場地。第2層開挖完成后，測量放線并安裝導(dǎo)槽，使其具備鋼板樁施工條件。

第3層土方開挖前，鋼板樁完成施工并滿足支護(hù)及擋水要求。

第4層開挖時(shí)，采用2臺小型挖掘機(jī)，挖掘機(jī)距離鋼板樁至少2 m，小幅度轉(zhuǎn)角施工，防止機(jī)械碰撞鋼板樁，對其產(chǎn)生損害。

當(dāng)挖到距設(shè)計(jì)標(biāo)高50 cm后采用人工挖土，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

在每一層土方開挖完成后，均在上下坡道上并排鋪設(shè)1.5 m×2.0 m×0.2 m的雙層雙向配φ12 mm@200 mm鋼筋的C30預(yù)制混凝土塊，來作為可周轉(zhuǎn)硬化道路。

4.3.2 土方垂直開挖施工

基坑開挖前的準(zhǔn)備工作已經(jīng)就緒，圍護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度，噴漿作業(yè)及鋼板樁施工完成，基坑才可開挖。

4.3.3 基坑開挖施工方法及技術(shù)措施

土方開挖過程中及時(shí)修補(bǔ)拉森鋼板樁上的滲漏點(diǎn)，并注意保護(hù)坑內(nèi)降水明溝和集水井，確保降水、排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

基坑開挖應(yīng)分層均衡開挖，層高不宜超過2 m。

基坑開挖到最底層后，挖掘機(jī)開挖至標(biāo)高，立即進(jìn)行基底檢查，迅速完成級配碎石換填及墊層施工，無墊層坑底最大暴露面積不得大于200 m2，最大暴露時(shí)間不超過6 h。

鄰近基坑邊的局部深坑（深度超過1.5 m）應(yīng)在大面積墊層完成后開挖，嚴(yán)禁一次開挖到底。

土方挖機(jī)、運(yùn)輸車直接進(jìn)入基坑作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取保證坡度穩(wěn)定的措施，坡道坡度不大于1∶8。

基坑坡頂2～6 m范圍內(nèi)允許堆荷在15 kN/m2以內(nèi)，并及時(shí)清運(yùn)，2 m范圍內(nèi)嚴(yán)禁堆載，并嚴(yán)格控制不均勻堆載，大量超載位置應(yīng)另行加固。

基坑開挖過程中，應(yīng)采取措施防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁或擾動基底原狀上。

機(jī)械開挖的同時(shí)輔以人工配合，特別是基底以上50 cm的土層采用人工開挖，以避免超挖，一旦出現(xiàn)超挖部位不得采用原土回填壓實(shí)，必須采用砂石換填等措施。

加強(qiáng)基坑穩(wěn)定的觀察和監(jiān)控量測工作，以便發(fā)現(xiàn)施工安全隱患，并通過監(jiān)測反饋及時(shí)調(diào)整開挖程序。

開挖至坑底標(biāo)高后坑底應(yīng)及時(shí)滿封閉并進(jìn)行基礎(chǔ)工程施工。

整個基坑開挖過程中采用人工配合機(jī)械開挖，機(jī)械無法開挖和開挖不到的土方，由人工進(jìn)行開挖，并用手推車把土方運(yùn)到機(jī)械可以挖到的地方，以便及時(shí)挖走?；娱_挖土方應(yīng)運(yùn)到指定的棄土場，嚴(yán)禁亂扔、亂棄。

基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)及時(shí)組織基坑的報(bào)檢、驗(yàn)收，基坑報(bào)檢、驗(yàn)收合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行下一道工序的施工，嚴(yán)禁基坑長時(shí)間暴露。

5 結(jié)語

綜上所述，通過對本工程的現(xiàn)場條件和施工方法的分析，對線帶性工程通過有組織的施工，可以節(jié)省費(fèi)用，縮短工期，確保工程安全，為今后類似工程施工提供一定的參考及指導(dǎo)意義。