浅谈金汇港工程基坑开挖施工措施

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摘 要：金汇港南闸改造工程位于上海市奉贤区西南部的海湾镇，属于一线海塘水闸，面临杭州湾。本工程最为关键的质量安全控制点之一是水闸基坑的开挖工程。如何保证基坑开挖有序安全进行，是多数水利工程面临的一大难题。结合金汇港工程，分析一下类似项目的基坑开挖合理的施工措施。

关键词：水闸基坑；开挖措施；质量保证

中图分类号：U655.4 文献标识码：A

1 工程概述

本工程主要内容为外移新建总净宽60m（设3孔15m+30m+15m）水闸一座，闸上建交通桥及其配套设施；拆除老闸；同步整治1501.8km金汇港河道（随塘河～新闸段）；拆除原水文测亭，新建水文站一座（含内外河两座测亭）；配套管理设施等。

本工程内外河围堰之间相距约330m、东西向河道宽度约为90m。东西两侧河岸工程约为+3.50m，水闸闸室底板底高程在-4.20m。基坑采取大放坡形式开挖，在东西两侧河岸+1.0m处设置5m宽马道，形成二级坡。

2 水文地质条件

2.1 水文条件

内河特征水位：内河设计高水位3.75m，设计常水位2.5m～2.8m，设计低水位2.00m（闸前1.0m）；通航水位2.00m～3.00m。

外海特征潮位：200年一遇高潮位为6.49m；历史最低潮位为-1.62m；20年一遇高潮位为5.79m；多年平均高潮位3.64m；多年平均低潮位-0.05m。

2.2 工程地质条件

工程区滨临杭州湾，地基土均属第四纪沉积物。陆域呈北高南底走势，场区自然标高一般在4.0m～8.0m，河床底标高一般为-3.0m～-2.0m。整个场区河堤顶部及居住区标高在4.0m～6.0m。

本工程地质主要由饱和的粘性土、粉性土和砂土组成，具有成层分布的特点。按照成因可分为7层，第⑤、⑦层按其土性及土色差异又可分为若干亚层，缺失上海地区标准层第③层灰色淤泥质粉质粘土。整个场地层面出露变化基本平缓。

本工程地质的主要分层情况如下：第①层填土以冲填土为主，土性为粘质粉土；第②3层灰色砂质粉土，状态中密，为不液化土层；第④层淤泥质粉质粘土，层厚7.6～17.8m，状态流塑，高压缩性，是②3层砂质粉土的软弱下卧层；第⑤2层灰色砂质粉土，局部夹薄层粘性土，状态流塑，高压缩性，局部缺失；第⑤3层灰色-灰绿色粉质粘土，局部为粘性土，状态流塑；第⑦1层灰绿-草黄色砂质粉土，土质尚好；第⑦2层草黄色粉砂，状态密实，中等压缩性，土质很好。

3 施工总部署

本工程水闸基坑开挖拟分三个阶段进行：

由于金汇港河道为老河道，河底淤泥较多，围堰内侧水抽除完毕后，挖机直接开挖难度较大，第一阶段对河底淤泥采取水力冲挖，冲至硬土层后采取机械开挖至设计高程（约为-2.50m），形成闸室桩基础施工平面。

河底淤泥清除完成后，进入第二阶段开挖，本阶段主要进行基坑东西两侧水闸岸墙、内外河翼墙部位土方开挖，形成桩基施工平面，并进行边坡砼喷面保护工作施工，整个基坑整体形象在本阶段完成。

第二阶段完成后，将地下水位降至底板底高程以下0.5m，进行桩基础施工。桩基施工完成后进入第三阶段基坑开挖。本阶段主要开挖水闸边孔底板、空心岸墙底板及防冲槽部位土方，边孔底板部位开挖深度1.7m，防冲槽部位开挖深度2.5m。本阶段完成后可进行结构垫层浇筑，整个工程基坑开挖全部完成。

由于本工程后期土方回填量较大，外运土方量较少，拟考虑在外河海漫两侧，靠近外河围堰接坡部位设置两个土方临时堆场，开挖出来可用于后期回填的土方堆在临时土方堆场备用。

4 第一阶段水力冲挖清淤施工

考虑到中心河床段不平整，淤泥厚度较大，挖机开挖极不方便，故采用人工高压水枪冲淤的方法。使用“水龙赶沙”技术，通过特制高压水枪形成的急射水流对淤积层进行切割，使之液化、崩塌形成泥浆，流向泥浆囤积点，之后使用泥浆泵统一抽吸清运至指定地点。施工过程中采用的是一台抽泥泵配两把水枪，共6组施工人员日夜施工，考虑到该方式无施工噪音，不受天气影响，故能很好地加快施工进度。

水力冲挖时按照由北向南的顺序进行，12把水枪同时平行施工，围堰堤脚处10m范围内严禁冲挖。

采用4PL-250水力冲挖机组进行冲挖，初步估算淤泥工程量约为12万m3，工期15天，工程量8000m3/天，因此需要六组4PL-250水力冲挖机组，通过两次加压将泥砂输往指定位置。

5 基坑机械开挖

淤泥清理完成后场地晾晒至可供挖机行走状态，开始进行基坑土方机械开挖。

本阶段主要进行基坑东西两侧水闸岸墙、内外河翼墙部位土方开挖，形成桩基施工平面。本阶段土方开挖方量约5000m3，工程量主要集中在东西两侧岸墙及内外河翼墙部位。

本工程开挖的顺序，机械配合人工进行，方法必须与设计工况相一致，遵循先平整后开挖，分层开挖，严禁超挖的原则进行。

6 土方开挖质量保证措施

开工前要做好各级技术准备和技术底工作。施工技术人员（工长）、测量人员要熟悉图纸，掌握现场测量桩及水准点的位置尺寸。配备专职测量人员进行质量控制。

要及时复撒灰线，将基坑开挖下口线测放到基坑底。及时控制开挖土标高、做到5m挖土工作面内，标高白灰点不少于2个。

土方开挖完毕，报请建设单位、组织设计，地堪、监理部门、进行检查验槽。

认真执行项目部制定的技术、质量管理制度。施工中要积累技术资料。

根据地质勘察报告数据及现场查看，基础工程土质较好。按施工规范规定，机械开挖按设计标高预留20公分用人工清理。土方开挖放坡坡度为1:0.33。基坑土方开挖必须严格按施工方案进行，严禁超挖、扰动基底土质。基坑四周不得任意堆放其他材料。开挖土方时应有足够的照明，电工应日夜值班。

7 基坑开挖技术措施

7.1 除井点降水措施外，地面及坑内应设排水措施及时排除雨水及地面流水，坑内排水采取基坑底四周设明沟，挖土时挖土方负责边坡修整，挖后及时支护。

7.2 地面超载应严格控制，基坑边严禁堆放重物。

7.3 机械进出口通道应铺设路基箱减小压力，或局部加固地基。

7.4 土方挖至一定程度后，就在基坑内组织人员用竹笆，防滑木条搭设下人坡道，坡度为1:2。

7.5 基坑土方开挖完成后，采用钢管在基坑四周搭设防护栏杆围护，高度1.2m，用密目蛛网封牢险处，夜间设红色标志灯。

7.6 做好围护措施，防止下雨天积水泥浆冲入基坑及边坡塌方。

7.7 土方开挖机械施工严禁撞击桩机和锚头。

7.8 开挖过程中若发现与地质资料不符时，要及时通知设计单位、监理到现场勘查，按实际情况处理。

8 基坑喷面混凝土施工

基坑边坡土方开挖完成后，进行护坡喷面混凝土施工，施工范围为闸首东西两侧开挖坡面。

喷面混凝土施工前准备工作：喷射作业开始前，应对喷射机进行检查和试运转；喷射作业开始时，应先送风，后开机，再给料；结束时，应待喷射机和输料管内的料喷完后，再停机关风。喷射机供料应连续均匀；机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料。

9 机械人员投入

人员投入：挖机操作工7人、电工2人、自卸车司机12人、普工20人、管理人员3人，共计54人。

泥浆泵（22KW6寸）6台，水枪12把，抽水泵4台，挖机（EX300）6台，自卸汽车（10T）10辆。

结语

沿海地区基坑开挖工程，一直是困扰广大水利工作者的难题。金汇港南闸工程基坑开挖采取上述措施进行施工，效果良好，获得了宝贵的沿海基坑施工经验，为以后同类型项目提供了一定的参考经验。

参考文献

[1]江正荣.建筑地基与基础施工手册[Z].

[2]DG/TJ08-236-2006，市政地下工程施工质量验收规范[S].

[3]JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范[S].