李 聰
(惠州市水電建筑工程有限公司,廣東 惠州 516000)
在水利工程建設(shè)中,如果水工建筑物設(shè)置在地下較深空間內(nèi),則需要開挖一定深度的基坑。當(dāng)基坑所處空間較小,沒有邊坡的放坡空間,或存在地下管線、其他建筑物等不允許放坡的情況,則需要采用深基坑施工技術(shù),通過支護(hù)結(jié)構(gòu)提高基坑穩(wěn)定性。
新民河補(bǔ)水泵站及分洪水閘工程,位于老新民排澇站的馬安圍東江大堤處。新建排水涵閘及補(bǔ)水泵站主要功能,是汛期將洛塘渠水流引至東江,枯水期時(shí)從東江引水用于灌溉。新建排水涵閘及補(bǔ)水泵站主要建筑物,有三孔排水閘1座、新建補(bǔ)水泵站1座以及用于施工的臨時(shí)圍堰。
勘測結(jié)果表明:0至-1.6 m為粉質(zhì)黏土層;-1.6 m至-2.7 m為粗砂;-2.7 m至-8.2 m為砂卵礫石[1]。施工現(xiàn)場基地以上各土層水平方向分布相對穩(wěn)定,土體強(qiáng)度變化較小,縱向土層種類較多,并且土體強(qiáng)度變化較大。
工程區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),溫暖濕潤,雨量充沛。4~9月為雨季,暴雨集中在7~9月,降水日數(shù)占全年百分比為40.8%,降雨量約占全年降雨量的80%以上;枯水期為10月至來年3月,冬季嚴(yán)寒甚少,雨量不多。
區(qū)內(nèi)月平均氣溫22.4℃,1月平均氣溫13℃,7月平均氣溫28.2℃,極端最高氣溫38.2℃,極端最低氣溫-0.5℃。多年平均降水量在1 690~2 380 mm;歷年最大降水量2 394.9 mm;歷年最小降水量972.2 mm;日最大降水量481.3 mm。
新民河補(bǔ)水泵站及分洪水閘工程土方開挖,主要為消力池段、泵房段、進(jìn)水渠段、檢查井段、出水管段、箱涵段等部位,開挖量為28 368 m3?;娱_挖較深處,位于泵房段右岸,基坑邊與圍墻的距離約3 m,基坑邊長23 m,最深處8.2 m,安全等級為II級,其余基坑開挖深度均在5 m以下。
因新民河新建的排澇站沒有驗(yàn)收,不能合法運(yùn)行,老排澇站還要承擔(dān)排洪任務(wù),所以根據(jù)實(shí)際情況,補(bǔ)水泵站及分洪水閘工程不能在同一個(gè)枯水期施工,工期分別安排在兩個(gè)枯水期施工,第一個(gè)枯水期在外江施工,第二個(gè)枯水期在內(nèi)江施工。
施工圍堰為排水涵閘及補(bǔ)水泵站施工時(shí)的臨時(shí)工程,圍堰分為內(nèi)江圍堰和外江圍堰,內(nèi)江圍堰長43 m,圍堰頂高程15 m,圍堰頂寬5 m,圍堰坡比為1∶2,圍堰采用1.2 m旋噴樁防滲,間距1.0 m,樁長21.6 m(高程:12—9.6 m)。外江圍堰長200 m,圍堰頂高程13 m,圍堰頂寬7 m,圍堰坡比為1∶2,圍堰采用1.2 m旋噴樁防滲,間距1.0 m,樁長21.4 m(高程:12.2—-9.2 m),施工圍堰在排水涵閘及補(bǔ)水泵站施工完成后拆除至原地表線。
水閘及補(bǔ)水泵房為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),泵房基礎(chǔ)土方開挖(標(biāo)高6.5 m)水閘基坑底板標(biāo)高8.59 m(黃海高程系),外江原地表線標(biāo)高為11.0 m基坑開挖最深度約3.0 m,采用放坡開挖,泵站開挖坡比1∶1,堤防側(cè)采用9 m鋼板樁支護(hù),水閘處堤頂高程為20 m,水閘開挖土體坡比為1∶3。
首先,施工單位在施工前需要組織有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底,確保施工人員熟悉圖紙,并了解施工重點(diǎn)和難點(diǎn),結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn),分析深基坑施工中可能存在的問題和隱患,并針對性采取防范措施,同時(shí)制定應(yīng)急方案。其次,勞動力組織準(zhǔn)備,施工單位應(yīng)結(jié)合施工方案、施工進(jìn)度以及工程量等要素,分析勞動力需求量,并通過作業(yè)隊(duì)組形式合理配置技術(shù)人員,為后續(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)。再次,做好物資準(zhǔn)備工作,施工單位應(yīng)提前編制材料用量計(jì)劃表,并按照計(jì)劃表采購材料,確保施工現(xiàn)場材料充足。
另外,采購的材料必須證件齊全、質(zhì)量過關(guān)。與此同時(shí),材料進(jìn)場后需要嚴(yán)格按照平面圖布置堆放,同時(shí)做好維護(hù)管理工作,避免受外界環(huán)境影響降低質(zhì)量。最后,機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備工作,結(jié)合水利工程建設(shè)需求配備足夠的施工機(jī)械設(shè)備,并做好設(shè)備配套使用計(jì)劃,有效提高設(shè)備應(yīng)用率和施工效率。提前做好施工調(diào)配和測試工作,確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,無故障和質(zhì)量問題。
水利工程深基坑施工中涉及到諸多分項(xiàng)工程,需要施工單位結(jié)合工期要求,控制好施工進(jìn)度,編制科學(xué)、合理的施工作業(yè)計(jì)劃,協(xié)調(diào)好各分項(xiàng)工程中的穿插關(guān)系,統(tǒng)籌安排分享工程施工順序,強(qiáng)化各部門、各工種之間的溝通交流,確保施工人員在相互配合、相互協(xié)調(diào)中保質(zhì)保量完成施工任務(wù),有效規(guī)避深基坑施工中可能存在的問題和隱患[2]。
第一,設(shè)計(jì)井點(diǎn)。通常情況下,濾管和井點(diǎn)管之間的距離需要控制在50 mm-6 m范圍內(nèi),濾管和井點(diǎn)支管之間的距離需要控制在1.2 m-1.5 m范圍內(nèi),井點(diǎn)和基坑邊距離控制在1 m左右,井點(diǎn)埋深要至少低于基礎(chǔ)開挖深度的1.5 m。
第二,輕型井點(diǎn)。①在井管埋設(shè)過程中,要用壓力射水方式成孔;孔深要高于井管長1 m以上。成孔后拔出壓力射水管,安裝井管,回填中粗砂;在距離地面1.5 m左右時(shí),用黏土封填。②做好鏈接工作。在抽水機(jī)組安裝完畢后,施工人員需將出水管鏈接到集水總管,重點(diǎn)檢查裂解位置是否有漏氣、死井現(xiàn)象,如果有需要及時(shí)采取措施處理[3]。③開泵抽水環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)需要將出口閥門全部關(guān)閉,在真空環(huán)境下開啟進(jìn)水閥,如果抽水過程中存在沙礫,需要施工人員合理調(diào)節(jié)進(jìn)水閥。④拔管。完成抽排水操作后,施工人員需要及時(shí)拔掉連接管,并拔出井管,結(jié)合實(shí)際情況添加一定量砂濾料,同時(shí)將井管和集水總管線連接,沖孔孔徑不得小于300 mm。
土層錨桿施工,是水利工程深基坑施工技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔,達(dá)到設(shè)計(jì)深度后灌注水泥漿,強(qiáng)化孔壁穩(wěn)定性。在施工人員完成鋼絲絞線穿越作業(yè)后,需要對孔壁進(jìn)行灌注補(bǔ)漿,確保達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,完成錨桿張拉作業(yè)。
土層錨桿施工難度較大,涉及到定位、鉆孔、注漿、張拉等環(huán)節(jié)。在定位過程中,施工人員需要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)需求進(jìn)行測量;在鉆孔過程中,應(yīng)提前對錨桿機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行檢查,對準(zhǔn)定位點(diǎn)進(jìn)行鉆孔,確保鉆孔質(zhì)量。在鉆孔過程中施工人員要嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范和工藝流程,如果遇到障礙物需要及時(shí)清理,并繼續(xù)鉆進(jìn)[4]。在注漿過程中,需要控制原材料顆粒配比,避免其他雜物混入其中。在錨桿張拉過程中,需要確保錨固體和混凝土強(qiáng)度超過15 MPa。
土釘支護(hù)施工技術(shù),就是將錨索固定到一定深度的土體中,利用錨索連接功能,鏈接土體之間產(chǎn)生的作用力,以提高邊坡穩(wěn)定性。在施工過程中,需要注意以下兩個(gè)方面:
第一,在設(shè)計(jì)拉力和強(qiáng)度過程中,需要盡可能規(guī)避土體變形問題。由于土體縫隙較大,加上含有一定水分,所以在張力和彎矩力作用下,會產(chǎn)生一定變形。因此,需要設(shè)計(jì)人員在土釘拉力和強(qiáng)度設(shè)計(jì)過程中,充分考慮施工區(qū)域土壤結(jié)構(gòu)實(shí)際情況,并遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),選擇合理設(shè)計(jì)方案。
第二,做好土釘拉拔力試驗(yàn)。拉拔力試驗(yàn)的主要目的,是為深基坑邊墻施工穩(wěn)定提供參考依據(jù)。為了確保試驗(yàn)準(zhǔn)確,需要第三方全程參與,并協(xié)助施工人員完成相關(guān)工作,如果土釘力學(xué)要求沒有通過試驗(yàn),則不能應(yīng)用到實(shí)際施工中[5]。另外土釘支護(hù)技術(shù)對注漿力度、注漿量要求也相對較高,需要施工人員做好科學(xué)控制。
水利工程深基坑施工,具有技術(shù)難、風(fēng)險(xiǎn)高、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn),涉及到巖土力學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科知識,在施工中需要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)流程操作。應(yīng)特別重視水利工程深基坑施工前的技術(shù)組織重點(diǎn)和分項(xiàng)工程協(xié)調(diào)管理要點(diǎn),同時(shí)對施工中較為常見的深基坑施工技術(shù)進(jìn)行深入研究,為提高施工效率和施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。