深基坑施工在南水北调穿越工程中的应用

刘忠良

（河北省水利工程局，石家庄050000）

1 工程概况

本工程位于河北省邯郸市磁县境内，南水北调中线干线（桩号18+790.9），因地段地质条件较复杂，周围环境等不确定因素较多，施工中属于较为复杂的穿越工程。本次共涉及两个基坑，采用水平定向钻非开挖施工。水平定向钻施工需要对定向钻进出口位置存在的卵石层进行开挖换填，进口基坑深度5m，出口基坑深度12m。开挖完成后，进行水平定向钻管道穿越施工，并将穿越管道与和谐大道两条老管道衔接并回填。

施工区地层岩性主要表现为上第三系中新统湖积（N1）黏土岩、砂岩、砾岩、细砂，第四系中更新统下段冰碛（glQ12）泥砾、细砂。地下水赋存于上第三系中新统砾岩层中，属基岩裂隙水，地下水位高程81.8～82.7m。基坑开挖高程最低79.0m，较地下水位低2～3m。

该工程特点为地质情况复杂、开挖深度较深；且处于主干道公路，开挖作业面积较小，公路车流给监测沉降、滑坡、周围高压线塔等建筑物带来了很大困难，给施工带来了较大难度。

2 深基坑开挖施工

基坑开挖采用反铲挖掘机配合自卸汽车以2～3m为一层分层开挖，边开挖边削坡，先挖中槽再挖两边。

2.1 施工准备

施工机械设备进入施工区后，将施工计划、方案、技术等进行核查。

2.2 开挖方法

对开挖区、 临时道路及施工临建区等范围内的表层耕作土按30cm厚度进行剥离清表，单独堆放、防护和看管；不足30cm，按实际耕作土厚度剥离。耕植土用装载机推至临时道路外侧堆放，回填时用装载机推回原处。对堆土区未剥离的表层耕作土在回填时要妥善保护。本工程土方主要为管沟土方开挖与回填。

（1）开挖段根据设计坡比放坡开挖，由于地形复杂，设计公路段和南水北调两端，工期较紧，故分层分段开挖。基坑土方开挖以“先中间成槽后向两边扩展”为原则，分层、分段、对称、均衡进行。基坑拟采用无支护机械开挖，两侧开挖高度基本保持一致，严格按设计要求放坡，坡比1∶1.5，确定基坑质量安全。采用挖掘机开挖土方，自卸汽车运输。使用人工对基坑底部以上进行开挖，控制开挖距离，以防对基坑底部造成破坏。对靠近公路施工段使用重锤对路面沥青混凝土进行拆除，注意避开地下管线、电缆等通讯设施，防止对其造成破坏。管沟粗挖成型后，建基面地基采用人工开挖，人工装双胶轮车运输，以免扰动建基面。施工过程中在沟槽底部每10m设一轴线桩，在轴线桩上标出沟槽高程的准确位置，挂线人工整修。

（2）土方回填采用未冻、含水量适宜、透水性好的土料填筑，严格控制铺土厚度及土块大小，并应连续填筑，防止基面破坏，保证填筑质量。

3 排水与降水

本工程地层岩性主要为： 上第三系中新统湖积（N1）黏土岩、砂岩、砾岩、细砂，第四系中更新统下段冰碛（glQ12）泥砾、细砂。本区地下水赋存于上第三系中新统砾岩层中，属基岩裂隙水。由于本黏土岩层渗透系数小，则采用明沟排水的施工方法进行基坑降排水。深基坑开挖至底后，在基坑底部四周设排水沟，使水流汇集于集水坑内 （集水坑尺寸120cm×120cm×80cm），再用水泵排出基坑外截流沟内。开挖过程中若出现渗流量较大的现象时，采取管井降排水。为防止外界水进入基坑内，在基坑四周设50cm×50cm高挡水土埝和50cm深排水沟。基坑边坡铺设防晒网，以便阻止外部水的涌入基坑。深基坑的排水设施从开始到结束始终进行，防止深基坑开挖过程中由于土方隐患造成的事故。

4 施工监测

本工程监测的内容主要涉及深基坑周边地面沉降、坡面滑坡，西侧高压线塔倾斜、坑内外地下水位及周边构筑物等。

4.1 监测布置

在基坑四周、基坑边坡、高压线塔基础及周边构筑物分别设置观测点。各监测项目测点布设位置和密度与基坑开挖顺序、 被保护对象在位置及特性上相匹配。

在施工过程中，使用仪器检测与巡视相结合的方法进行施工监测。通过水准仪观测上下高程变化情况，全站仪观测平面位置变化及倾斜角度，对裂缝、坍塌进行目测，保证及时掌握和发现不安全因素的变化情况。

4.2 监测频次

基坑工程施工过程中进行巡视检查，边坡、基坑周围地面、地下水位每天2次，构筑物每天1次，高压线塔每天2次。巡查主要以目测巡视和仪器设备监测为主，发现异常情况要拍照上报。一旦遇到异常和危险等情况，监测频次适当增加，对照仪器监测数据进行综合分析，保证施工安全。

5 施工措施

深基坑的开挖作业是整个施工工序上最容易出现事故的环节，在国内外众多工程事故中基坑开挖导致边坡滑坡、边坡失稳的例子较多。根据工程出现的常见施工问题，本文提出以下解决预防办法：

（1）若地层或边坡出现裂缝，及时进行砌堵，并对边坡重点数据做好记录。

（2）基坑边形出现非正常变化时，当变形较小时，可铺设密目网等方法，并增加监测频率；当变形过大，利用沙袋压重进行加固。

（3）当深基坑在开挖过程中，周围建筑物的地基沉降发生变化时，应立即停止施工，对其进行安全评测，同时上报。

6 结语

深基坑施工在实际工程应用上面临着诸多问题，目前深基坑开挖技术还是以防护措施为主，更重要的是加强安全监测和增强判断经验，同时能够掌握各种险情的处理，从而做到技术与经验兼备，有效保证工程质量安全。