【摘要】本文以某工程施工作為實(shí)際案例，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下水庫(kù)壩基開(kāi)挖施工的難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析，并給出具體的應(yīng)對(duì)方案，望能起到拋磚引玉的作用。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)壩基開(kāi)挖；施工難點(diǎn)；應(yīng)對(duì)措施

一、工程概況

某水庫(kù)修建工程，正常蓄水位49.4m，總庫(kù)容4018萬(wàn)m3，主要由一座主壩、兩座副壩、溢洪道及輸水隧洞組成，壩型均為土石分區(qū)壩，主壩最大壩高66m。大壩基坑總開(kāi)挖量170萬(wàn)m3，壩體總填筑量700萬(wàn)m3。其中主壩基坑淤泥開(kāi)挖量120萬(wàn)m3，淤泥層平均含水量62.38%，最高達(dá)92.8%，顯軟塑一流塑狀，地質(zhì)情況復(fù)雜；開(kāi)挖面積136000m2，土方量130萬(wàn)m3，最大開(kāi)挖深度達(dá)-14.7m，主壩壩體填筑量430萬(wàn)m3。本文主要對(duì)該大壩基坑開(kāi)挖施工的難點(diǎn)與應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行探討，以供類(lèi)似工程參考。

二、基坑開(kāi)挖施工的難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

1 施工難點(diǎn)

施工難點(diǎn)大致包括：其一，基坑河谷形似“U”，開(kāi)挖出渣工作面的安設(shè)難度大，工作出渣有多個(gè)，出渣道路車(chē)流量相當(dāng)大；其二，淤泥層開(kāi)挖深度最大達(dá)16m，局部帶有貝殼粉細(xì)砂層，因淤泥層含水量大，在開(kāi)挖過(guò)程中存在巨大的安全隱患；其三，河床基坑淤泥層深槽的走向?yàn)閺纳嫌蔚较掠危娱_(kāi)挖之后的上下游的邊坡最大值是16m，基坑開(kāi)挖施工工作是否到位在一定程度上會(huì)對(duì)基坑上下游邊坡的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生影響；其四，施工工期短、緊張，主壩基坑開(kāi)挖是核心線路工期，也是該工程進(jìn)度控制中控制難度最高的一道工序。

2 應(yīng)對(duì)措施

1）下基坑道路的設(shè)置：大壩基坑開(kāi)挖比較深，深度值最大區(qū)域達(dá)到了16m，怎樣設(shè)置排水設(shè)施、建立通暢的開(kāi)挖道路是基坑施工的重要所在。依照前期施工狀況與施工經(jīng)驗(yàn)，施工道路布置可參考下圖1、圖2。

①大壩基坑地表高程一般在0.5m一1.0m之間，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，考慮在大壩左、右岸靠近山邊布置2條主干道，路寬12m，高程1.0m左右，滿足基坑開(kāi)挖機(jī)械運(yùn)行，為大壩上下游交通提供有力保證。

②利用上、下游圍堰及左、右岸主干道將基坑施工區(qū)形成閉合區(qū)域，沿上、下游圍堰及左、右岸施工道路交匯的四個(gè)點(diǎn)布置四條下基坑道路，路寬9.0m路基必須為原始土層，坡度按照9%考慮，根據(jù)開(kāi)挖深度逐步加長(zhǎng)，方向基本平行于左、右岸主干道。開(kāi)挖至-9.0m深度時(shí)，左、右兩條道路各自聯(lián)通，與左、右岸主干道形成兩條環(huán)狀閉合施工道路，為下一步大面積開(kāi)挖提供便利。

③結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙與前期開(kāi)挖工作過(guò)程中所積累的施工經(jīng)驗(yàn)，采取分層開(kāi)挖的方式針對(duì)大壩基坑開(kāi)展施工工作，依據(jù)-2.5m、-6.0m、-9.5m進(jìn)行分層開(kāi)挖，有效保證在下一層開(kāi)挖前此層之上的淤泥能開(kāi)挖完畢，同時(shí)，將開(kāi)挖層高控制到大概3m，同時(shí)，從-2.5m、-6.0m、-9.5m逐步降低基坑開(kāi)挖面貌，禁止違背施工方案胡亂施工的情況發(fā)生。

④將臨時(shí)道路安設(shè)于-2.5m、-6.0m、-9.5m層面，臨時(shí)道路分別和下基坑中的四條道路相連，其之間的艱巨也應(yīng)嚴(yán)格遵守施工設(shè)備高效出渣的原則，兩個(gè)臨時(shí)道路中心間距應(yīng)以24m為宜，路面寬度是9m，石渣鋪筑的厚度可考慮設(shè)置成1.5m。

⑤基坑采用自上而下開(kāi)挖形成一9.5m高程基面后，基坑護(hù)腳支護(hù)河堤采用“拋石擠淤法”進(jìn)行施工，先從左右岸拋“堅(jiān)硬塊石”于上下游坡腳處，鋪填厚度根據(jù)實(shí)際情況可控制在1-2m范圍，鋪填寬度按10m考慮，垂直下擠并采用20t以上振動(dòng)碾逐層碾壓，當(dāng)填筑體下的淤泥被強(qiáng)制擠向兩側(cè)，向上翻涌和隆起時(shí)及時(shí)清運(yùn)翻涌淤泥至棄渣場(chǎng)。

2）施工排水

①在開(kāi)挖區(qū)域附近安設(shè)截排水溝或者排水槽，尤其是在下游面與上游面，以免外來(lái)水轉(zhuǎn)入到開(kāi)挖作業(yè)面。

②在主要施工道路開(kāi)展排水工作，順著出渣主干道路內(nèi)側(cè)安設(shè)排水溝，排水溝產(chǎn)生健全的排水系統(tǒng)，分層安設(shè)積水坑，集中抽排水。

③基于各層開(kāi)挖時(shí)逐步產(chǎn)生的開(kāi)挖面，安設(shè)積水坑，有效確保工作面滲透水或者雨水可自動(dòng)地流入至積水坑中，在坑內(nèi)安設(shè)泥漿泵或者潛水泵抽水。

3）開(kāi)挖施工作業(yè)流程

開(kāi)挖施工作業(yè)按如下流程進(jìn)行：主干出渣道路形成～臨時(shí)施工道路（馬道）填石渣～工作面淤泥開(kāi)挖～裝渣、出渣～臨時(shí)道路（馬道）進(jìn)占～石渣鋪筑～工作面淤泥開(kāi)挖出渣～下一工作循環(huán)臨時(shí)道路進(jìn)占且石渣沉降穩(wěn)定后，挖掘機(jī)開(kāi)始左右及前方三個(gè)工作面的淤泥開(kāi)挖工作，邊開(kāi)挖出渣邊進(jìn)行前方石渣鋪筑，必須保證道路寬度9m，雙車(chē)道要求。

由于淤泥的含水率相當(dāng)高，在施工工作面進(jìn)占時(shí)容易出現(xiàn)因淤泥被擾動(dòng)而引起的坡面整體順層滑動(dòng)，為保證工作面的人員、設(shè)備的安全，在每個(gè)施工作業(yè)面安排專人進(jìn)行安全巡查，防止安全發(fā)生事故。

4）-9.5m高程基坑護(hù)腳支護(hù)河堤施工

①上游基坑坡腳開(kāi)挖支護(hù)施工。在形成-9.5m高程基面后，采用擠淤法進(jìn)行開(kāi)挖，先拋填大于0.5m的塊石于上游坡腳處，鋪填厚度根據(jù)實(shí)際情況在1一2m左右，鋪填寬度為10m，采用20t振動(dòng)碾垂直下擠，當(dāng)碾壓層面沉降穩(wěn)定后，從拋石邊緣開(kāi)挖淤泥，開(kāi)挖深度2.0m，寬大于80m，再拋填塊石（10m寬）并采用振動(dòng)碾碾壓至沉降穩(wěn)定后，開(kāi)挖至-13.3m高程，寬度大于30m，并盡快填風(fēng)化石至-9.5m高程，形成寬30m的堆（拋）石河堤支護(hù)。

②下游基坑坡腳開(kāi)挖支護(hù)施工。在形成-9.5m高程基面后，采用擠淤法進(jìn)行開(kāi)挖，先拋填大于0.5m的塊石于下游坡腳處，鋪填厚度根據(jù)實(shí)際情況在1一2m左右，鋪填寬度為10m，采用20t振動(dòng)碾垂直下擠，當(dāng)碾壓層面沉降穩(wěn)定后，從拋石邊緣開(kāi)挖淤泥，開(kāi)挖深度2.0m，完成-11.5m高程以上淤泥開(kāi)挖；再在-11.5m平臺(tái)分2次拋填塊石（10m寬）并采用振動(dòng)碾碾壓至沉降穩(wěn)定后，爭(zhēng)取一次擠淤至設(shè)計(jì)持力層，然后開(kāi)挖至-14.7m高程，寬度大于30m，并盡快填風(fēng)化石至-9.5m高程，形成寬30m的堆（拋）石河堤支護(hù)。

5）低于-9.5m高程的淤泥開(kāi)挖施工

在形成-9.5m高程河堤以后，可考慮運(yùn)用封閉式開(kāi)挖手段開(kāi)挖出-9.5m高程內(nèi)基坑淤泥，并同步應(yīng)用風(fēng)化石促使基坑護(hù)腳支護(hù)河堤加固，堤中淤泥可考慮運(yùn)用分層開(kāi)挖曾，確保分層的厚度不超過(guò)3m。由-9.5m到基坑設(shè)計(jì)基底開(kāi)挖高程，深度值處于3至5.2m的范圍內(nèi)，上游結(jié)合具體起情況可分兩層進(jìn)行開(kāi)挖，依據(jù)實(shí)際情況下層可分三層進(jìn)行開(kāi)挖，從-9.5至11.5m為一層開(kāi)挖，從-11.5m至-13.3m為一層開(kāi)挖，從13.3m至14.7m為一層開(kāi)挖。

6）主要設(shè)備配置分析

根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃和開(kāi)挖強(qiáng)度的要求，布置基坑開(kāi)挖臨時(shí)道路，考慮一個(gè)出渣點(diǎn)布置一臺(tái)挖掘機(jī)，共安排14臺(tái)挖掘機(jī)用于基坑淤泥出渣，型號(hào)為PC200/8臺(tái)、CAT330/4臺(tái)、CAT330BL/2臺(tái)。另外考慮安排2臺(tái)PC200挖掘機(jī)挖裝石渣及塊石用于工作面鋪筑。挖掘機(jī)總量16臺(tái)?？紤]安排振動(dòng)碾和推土機(jī)各兩臺(tái)用于道路及馬道鋪設(shè)和碾壓施工。

大壩下游棄碴場(chǎng)是主壩淤泥棄渣的主渣場(chǎng)，其與大壩基坑之間相距1.1公里，基坑的所有出渣點(diǎn)每臺(tái)挖掘機(jī)配置4至5輛20噸的自卸汽車(chē)，總共配備了70臺(tái)自卸汽車(chē)。

結(jié)語(yǔ)

在該工程施工階段，由于寒潮的影響，降雨頻繁，汽車(chē)出渣難度大，因高含水量壩基會(huì)增加淤泥開(kāi)挖施工難度，因此在此方面展開(kāi)了具體地研究，運(yùn)用拋石擠淤固坡、抽槽降水、河堤固坡腳等諸多開(kāi)挖新工藝，促使施工過(guò)程中出現(xiàn)的難題得到妥善地處理，給壩體填筑、壩基處理預(yù)留出充足的時(shí)間，從而有效確保工程主壩的安全施工。

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