劉 浩

(江西省建洪工程監(jiān)理咨詢(xún)有限公司，南昌 330096)

1 工程概況

廣昌縣潤(rùn)泉供水工程以旴江作為取水水源，取水口建在沙子嶺水文站上游約15km位置，位于小崗村上撈港村村內(nèi)靠旴江自然田內(nèi)，設(shè)計(jì)取水量為3.0×104m3/d，以大口井取水方式取旴江河床、漫灘淺層地下水。本工程采用滲透河床水的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，為保證取水量，大口井周?chē)璞ＷC有地表水。按設(shè)計(jì)圖紙要求1#大口井和2#大口井采用沉井方法施工，1#、2#大口井均在枯水期施工，井壁鋼筋混凝土采用兩次澆筑兩段下沉，在砂礫層中采用不排水下沉，在卵石層中采用排水下沉，施工前先按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)钪ね羾邠跛?，并在基坑?nèi)圍堰坡腳處設(shè)置排水溝進(jìn)行排水；迎水面采用沙袋及土工布和彩條布布置。

工程區(qū)位于北東東向狹長(zhǎng)斷陷盆地內(nèi)，地貌單元主要為構(gòu)造剝蝕丘陵和河流侵蝕堆積地貌。所在旴江流域蜿蜒曲折且自南往北流經(jīng)本區(qū)，地勢(shì)四周高中間低。斷陷盆地外圍為構(gòu)造剝蝕中低山，東低西高，山頂高程400-1700m，軍峰山海拔1761m，為西北最高峰。斷陷盆地以?xún)?nèi)河谷兩岸為頂高程105-150m的剝蝕低丘。旴江河谷呈“U”型態(tài)勢(shì)，且平緩開(kāi)闊，河谷寬度在300-850m范圍，沿岸面寬0-500m的Ⅰ級(jí)階地-多級(jí)階地零星發(fā)育，地面高程134.0-127.0m，由上向下傾斜，河道寬200-500m，河道內(nèi)漫灘遍布。

本供水工程取水河道水量豐富，基坑施工受到上游水庫(kù)水量調(diào)節(jié)及河道水位季節(jié)性變化的影響較大，卵石混漂石缺乏封水效果，基坑施工防水難度較大。為此，應(yīng)在基坑開(kāi)挖前在其四周開(kāi)挖環(huán)形溝槽，通過(guò)黏土換填形成高度符合水位變化最大安全要求的圍堰，并加寬圍堰填筑寬度，減緩坡率，加固迎水面，避免黏土圍堰和巖面接觸面發(fā)生滲水。此外，還應(yīng)保證黏土圍堰外河道水流的通暢性，防止因河道堵塞而壅高水位，并控制水頭，降低水壓，以避免發(fā)生嚴(yán)重滲漏，在基坑內(nèi)設(shè)置完善的排水系統(tǒng)，并配備水泵及時(shí)抽排積水。

2 黏土圍堰施工方案確定

由表1所進(jìn)行的圍堰方案比選可知，與其他基坑防水和支護(hù)方案相比，黏土換填圍堰具有止水作用直接，止水效果良好，施工過(guò)程簡(jiǎn)單，邊坡穩(wěn)定，工期段，材料機(jī)械費(fèi)用節(jié)省等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，所以大口井圍堰采用均質(zhì)黏土圍堰擋水，并在大口井施工前完成，設(shè)置在大口井除河床岸邊外的其它三邊圍住大口井，便于大口井施工。該基坑圍堰設(shè)計(jì)主要利用了黏土的高壓縮性、低膨脹性，強(qiáng)黏聚力及優(yōu)良的力學(xué)性能，將基坑四周卵石混漂石層挖除后以黏土換填，形成止水效果良好的圍堰結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定[1]。

本導(dǎo)流工程的圍堰采用頂寬4.0m，頂高程136.5m，側(cè)邊坡均為1∶1，圍堰填筑高度2.9m，在基坑內(nèi)圍堰坡腳處設(shè)置排水溝進(jìn)行排水，適當(dāng)位置設(shè)計(jì)集水井，便于水泵抽水排水。

表1 圍堰方案比選

3 黏土圍堰施工要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

本供水工程主要采用以下施工工序：挖掘機(jī)和推土機(jī)沿岸坡邊進(jìn)行圍堰基礎(chǔ)覆蓋層清除→堰體進(jìn)占式分層填筑→草袋土分層鋪設(shè)→迎水面土工布防護(hù)→鋪砂袋鋪蓋。在施工準(zhǔn)備階段主要做好挖掘機(jī)、裝載機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)等施工機(jī)械性能的檢查，并選擇工程性能較好的黏土，同時(shí)進(jìn)行止水效果和穩(wěn)定性的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。結(jié)合施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量放樣和施作。

3.2 圍堰換填

采用80t推土機(jī)清除圍堰基礎(chǔ)表層，同時(shí)采用外運(yùn)黏土料和部分開(kāi)挖利用料的方式取得圍堰施工所需黏土填筑料。黏土傾倒時(shí)應(yīng)同時(shí)進(jìn)行擠壓填筑，即將黏土倒入開(kāi)挖后的溝槽內(nèi)使其略高于水面，并將后續(xù)黏土回填在干燥處，通過(guò)挖掘機(jī)抓斗推擠填筑溝槽，這種處理既能將溝槽底部殘留的卵石全部向前推擠，防止在黏土圍堰和巖面之間形成滲水層，又能防止黏土后續(xù)回填過(guò)程中與水接觸后工程性能發(fā)生改變。待黏土實(shí)際填筑高度比水面高出50cm后通過(guò)振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)處理，并分層回填碾壓至設(shè)計(jì)壓實(shí)度。

堰體水下部分則主要通過(guò)進(jìn)占方式填筑并結(jié)合自然壓實(shí)方式，水上部分則按照50cm左右的厚度分層填筑碾壓，并將碾壓遍數(shù)控制在4-6遍/層，碾壓施工采用挖掘機(jī)或推土機(jī)完成。將土容量約2/3-3/4的河砂裝入編制袋內(nèi)施工時(shí)，應(yīng)將編制袋交錯(cuò)放置，且不得出現(xiàn)明顯通縫。逐段進(jìn)行圍堰施工，并將圍堰內(nèi)側(cè)邊緣和基坑外側(cè)邊緣之間的距離控制在1m左右。圍堰外形設(shè)置必須充分考慮對(duì)水流排泄的適應(yīng)性，以避免對(duì)流水面造成過(guò)度沖刷以及發(fā)生過(guò)高壅水后危及圍堰安全。圍堰還應(yīng)適應(yīng)基礎(chǔ)施工要求，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定堰身斷面尺寸及圍堰結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以確?；娱_(kāi)挖后，圍堰不會(huì)發(fā)生破裂、滑動(dòng)或傾覆。

待完成沉井施工后拆除圍堰。在圍堰拆除前，必須對(duì)圍堰保護(hù)區(qū)徹底清理。此后按照先內(nèi)后外，從中間至兩頭的順序依次拆除，并主要采用PC-220反鏟及自上而下分層后退式開(kāi)挖方式拆除，開(kāi)挖及拆除后所產(chǎn)生的廢料運(yùn)至棄渣場(chǎng)。

3.3 止水效果檢驗(yàn)及滲水點(diǎn)處理

待將承臺(tái)四周黏土均換填形成圍堰后，應(yīng)在臨近圍堰處設(shè)置挖驗(yàn)坑并開(kāi)挖后進(jìn)行封水效果的檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)滲水點(diǎn)及滲水情況，必須準(zhǔn)確標(biāo)出滲水點(diǎn)位置后計(jì)算滲水流量。

待完成基坑四周全部滲水點(diǎn)的檢測(cè)后必須進(jìn)行滲水點(diǎn)處理，具體而言，應(yīng)將注漿管插打進(jìn)黏土圍堰結(jié)構(gòu)體內(nèi)以達(dá)到注漿封閉的效果，并根據(jù)滲水點(diǎn)實(shí)際滲水量進(jìn)行注漿量的推算和實(shí)證，完成滲水點(diǎn)處理后必須重新檢測(cè)其止水效果，待止水合格后開(kāi)挖基坑。

3.4 開(kāi)挖基坑邊坡及基坑排水

為降低支護(hù)施工量，增強(qiáng)基坑邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)采用JTGT 3650-2020的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行邊坡放樣開(kāi)挖，并對(duì)特殊部位噴混凝土增強(qiáng)支護(hù)?？紤]到本工程基坑實(shí)際深度，應(yīng)當(dāng)先開(kāi)挖圍堰內(nèi)卵石混漂石層與黏土圍堰之間的部分，按照動(dòng)荷載確定圍堰頂坡率為1∶0.75，寬度1.0m的護(hù)坡道則主要由強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖形成，并按照1∶0.33的坡率放坡開(kāi)挖圍堰底部1.2m深的區(qū)域?；舆吰麻_(kāi)挖過(guò)程中必須加強(qiáng)坑內(nèi)排水處理[2]。

基坑排水按照實(shí)施時(shí)間分為初期排水與經(jīng)常性排水兩個(gè)階段?？紤]到本供水工程基坑規(guī)模不大，且施工期主要安排在枯水期，由圍堰滲水和降水所共同組成的經(jīng)常性排水量不大，所以，基坑排水主要表現(xiàn)為初期排水。

所選擇的排水泵既要達(dá)到排水強(qiáng)度和揚(yáng)程要求，重量、尺寸又不能太大，從基坑抽排而出的水通過(guò)布管排水系統(tǒng)跨過(guò)圍堰后直接排入盱河。為保證抽排水效果，排水泵坑必須低揚(yáng)程、基礎(chǔ)牢固，并不影響基坑開(kāi)挖出渣、混凝土澆筑等工序的正常施工。

3.5 監(jiān)控量測(cè)

為加強(qiáng)過(guò)程控制保證施工效果，必須在基坑施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)圍堰邊坡變形的測(cè)量，并將圍堰實(shí)際變形程度和可能的變形趨勢(shì)通過(guò)數(shù)據(jù)圖表予以反應(yīng)，以指導(dǎo)本工程深基坑黏土圍堰施工?？紤]到本供水工程基坑實(shí)際深度及周邊結(jié)構(gòu)物較少的情況，根據(jù)GB50497-2009可將其確定為三類(lèi)基坑，為進(jìn)行基坑開(kāi)挖過(guò)程中邊坡穩(wěn)定性及開(kāi)挖結(jié)束后橫縱向位移的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在基坑周?chē)O(shè)置16個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)結(jié)果均顯示基坑開(kāi)挖期間邊坡穩(wěn)定性良好，開(kāi)挖后平面及豎向位移均未超出安全設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié) 論

本工程實(shí)踐過(guò)程證明，黏土圍堰深基坑施工能充分利用黏土材料所具有的高壓縮性、低膨脹性、強(qiáng)黏聚力及高強(qiáng)度等工程性能，止水效果良好，邊坡穩(wěn)定，能大大節(jié)約施工成本，縮短工期，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。黏土圍堰技術(shù)對(duì)于深基坑降排水十分適用和可行，為保證深基坑黏土圍堰施工質(zhì)量，必須結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件靈活選擇具體的施工方法，以保證施工效果。