淤泥質(zhì)岸坡土方開挖施工方法

段斐

摘 要：本文通過(guò)分析以一般土方開挖的施工方法，提出針對(duì)淤泥質(zhì)岸坡土方的特性，以本著加快施工進(jìn)度，保證開挖質(zhì)量，確保人機(jī)安全，對(duì)其進(jìn)行開挖的方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：航道整治 土方開挖 施工方法

在長(zhǎng)江航道整治工程中，幾乎大部分項(xiàng)目都含有護(hù)坡工程，土方開挖分項(xiàng)工程為護(hù)坡工程的第一道工序，其施工的質(zhì)量和進(jìn)度直接影響到整個(gè)護(hù)坡工程的質(zhì)量和進(jìn)度。因此，如何高效、優(yōu)質(zhì)的完成長(zhǎng)江沿岸特殊地質(zhì)下護(hù)坡工程的土方開挖施工，給我們提出了新課題，本文以“長(zhǎng)江中游瓦口子至馬家咀河段（以下簡(jiǎn)稱“瓦馬河段”）航道整治工程雷家洲邊灘護(hù)岸工程”中淤泥質(zhì)土方開挖使用的方法進(jìn)行分析和探討，以尋求類似工程更好的施工方法。

施工條件分析

1、地質(zhì)條件

根據(jù)雷家洲邊灘護(hù)岸工程地質(zhì)鉆探資料表明，雷家洲邊灘的淺層地層呈二元結(jié)構(gòu)，上層7～16米為粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，夾粉細(xì)砂薄層，軟塑狀，該層具層理發(fā)育，抗剪強(qiáng)度較低。下部為粉細(xì)砂層，抗沖刷能力極差。粉細(xì)砂層分布在岸坡的下部和坡腳，局部地段位于洲體水沫線以上。

工程區(qū)鉆孔揭露的地層為第四系全新統(tǒng)（Q4al）松散沖積沉積物，主要由粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、砂土及卵石土組成，自上而下分為如下5層：①粉質(zhì)粘土：灰色，軟塑狀為主，夾粉土及粉細(xì)砂薄層，層理較發(fā)育，局部漸變?yōu)榉圪|(zhì)粘土夾粉細(xì)砂，最大厚度為2米，普遍分布于地表。②淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰褐色～灰色，軟塑，飽和，微具腥味，局部地段夾粉細(xì)砂，全地段分布，最小厚度5.4米，由MZ9號(hào)孔揭露，最大厚度14.7米，由MZ13號(hào)孔揭露。③粉細(xì)砂：灰褐色，松散狀為主，飽和，含泥量較高，全地段分布。④細(xì)砂：灰褐色-灰色，稍密狀為主，飽和，全地段分布。⑤砂卵石：密實(shí)狀，粒徑3～5cm，磨圓度較好，充填物以細(xì)砂為主，充填程度一般，級(jí)配良好。

根據(jù)鉆探結(jié)果，雷家洲岸坡在29.6m（枯水平臺(tái)）高程以上主要由：1.2～2.0m厚的粉質(zhì)粘土、5.0～8.0m厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土及松散至稍密狀的粉細(xì)砂組成。

2、地形條件

由于雷家洲邊灘護(hù)岸工程處瓦馬河段中的反彎河段，該處長(zhǎng)期受水流的頂沖，河岸邊地形陡峭，窩崩較為嚴(yán)重。加之施工區(qū)后方不遠(yuǎn)處有一人工養(yǎng)殖湖泊，受湖泊水的滲透影響，護(hù)岸開挖施工區(qū)中部以下一直有水滲出，土壤長(zhǎng)期處于飽和水狀態(tài)。因此，臨近岸邊的岸坡土壤穩(wěn)定性差，在受外力擾動(dòng)下很容易失穩(wěn)，造成大范圍的塌方。

施工工藝

1、常規(guī)土方開挖施工工藝

在一般的土方開挖中，土方開挖施工機(jī)械較多的選用反鏟挖土機(jī)，反鏟挖土機(jī)的挖土特點(diǎn)是“后退向下，強(qiáng)制切土”。開挖方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種。

常用施工方法有：分條開挖法、分層開挖法、溝角開挖法和多層接力開挖法等。開挖過(guò)程中采用自卸汽車、推土機(jī)配合挖掘機(jī)進(jìn)行土方開挖和轉(zhuǎn)運(yùn)。

2、淤泥質(zhì)土方開挖施工工藝

由于雷家洲河岸邊地形陡峭，窩崩較為嚴(yán)重，因此，本工程堅(jiān)持采用下部拋石鎮(zhèn)腳、上部削坡減載、上下同步實(shí)施的總體思路，具體方法為：在護(hù)岸區(qū)域分段實(shí)施，先加快沉排護(hù)底，并及時(shí)跟進(jìn)已沉排區(qū)域的拋石鎮(zhèn)腳工程施工，穩(wěn)固岸坡；同時(shí)，在岸坡上部對(duì)已鎮(zhèn)腳區(qū)域的岸坡進(jìn)行開挖，達(dá)到削坡減載的目的，防止岸坡進(jìn)一步發(fā)生坍陷、崩岸等現(xiàn)象。在處里淤泥質(zhì)土質(zhì)的問(wèn)題上，主要措施如下：

2.1施工機(jī)械

由于航道整治工程施工的特殊條件的限制，一般土方開挖后的棄土均堆放在施工區(qū)后方指定的區(qū)域，本工程中棄土區(qū)距護(hù)坡截流溝的距離為30m，施工區(qū)距棄土區(qū)較近，加上大部分土方開挖均是在坡度較陡的斜坡上進(jìn)行。因此，從經(jīng)濟(jì)和安全的角度考慮，施工機(jī)械選擇反鏟式挖掘機(jī)與推土機(jī)相結(jié)合，進(jìn)行土方開挖。

由于岸坡開挖后，坡面較長(zhǎng)，坡面開挖后的長(zhǎng)度最大超過(guò)50m，考慮到岸坡的特殊地質(zhì)情況和經(jīng)濟(jì)性，挖掘機(jī)選用標(biāo)準(zhǔn)臂和加長(zhǎng)臂兩種規(guī)格的挖掘機(jī)。

坡度較陡的淤泥質(zhì)岸坡不適宜推土機(jī)的作業(yè)，推土機(jī)只能在坡頂以外的地方進(jìn)行推土作業(yè)，為減少開挖棄土因集中堆放增加了局部岸坡的荷載，造成岸坡失穩(wěn)。因此，為加快施工進(jìn)度，及時(shí)轉(zhuǎn)走坡頂棄土，推土機(jī)選用施工效率較大的較大型推土機(jī)。

2.2施工方法

2.2.1排水

由地質(zhì)條件和地形條分析可知，本工程土壤除表層部分土壤含水量較低外，其余大部分長(zhǎng)期處于飽和水狀態(tài)下。降低土壤的含水量可增加土壤的內(nèi)摩擦角，提高土壤的承力，從而提高岸坡的穩(wěn)定性。因此，在進(jìn)行土方開挖之前，首先進(jìn)行坡面的排水，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，在進(jìn)行岸坡土方開挖前，先在坡頂施工區(qū)外一定距離挖一條截流溝，使得因天雨時(shí)施工區(qū)外的地面水不進(jìn)入施工區(qū)；其次在坡面每隔一定距離沿坡面從坡頂?shù)狡履_開挖一條排水溝，使得坡面土壤中的水沿排水溝排出土體中；再次是在每開挖一層后，晾曬一段時(shí)間，使其開挖后下層土中的水分得以蒸發(fā)從而降低土壤的含水量提高土壤的承載力。開挖前的排水方式見圖1所示。

2.2.2局部沙土換填

根據(jù)設(shè)計(jì)及實(shí)際地形分析可知，本工程土方的開挖平均厚達(dá)8m，開挖厚度較大。根據(jù)本工程的地形地質(zhì)條件分析可知，岸坡土壤的內(nèi)摩擦角較?。?-6°），岸坡陡峭且不穩(wěn)定。因此，對(duì)于土壤的含水量較大，開挖過(guò)程中極易因土壤的承載力不足導(dǎo)致挖掘機(jī)械下陷的區(qū)域（淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的容許承載力為80KPa），先進(jìn)行沙土換填，后進(jìn)行機(jī)械開挖施工。

2.2.3開挖方法

由于岸坡開挖過(guò)程中，推土機(jī)不能到坡面上的進(jìn)行開挖棄土的推土作業(yè)，雖然開挖機(jī)械選用了部分加長(zhǎng)臂的挖掘機(jī)，但是由于開挖坡面較長(zhǎng)，挖掘機(jī)將土方開挖后只能將土方堆放在其有效作業(yè)半徑內(nèi)，不能一次性的堆放到推土機(jī)的作業(yè)區(qū)，需要進(jìn)行棄土的二次轉(zhuǎn)運(yùn)。

因此，本工程的土方開挖方法采用水平分區(qū)、沿設(shè)計(jì)坡面斜向分層、多層接力的開挖施工方法。具體施工見圖2所示。endprint

2.2.4質(zhì)量控制

土方開挖施工前，先分區(qū)分段進(jìn)行土方量的計(jì)算，根據(jù)土方的開挖厚度合理確定分區(qū)范圍和分層厚度，開工前先進(jìn)行施工部位的測(cè)量放線，并打樁撒灰線，樁上標(biāo)明樁號(hào)和需開挖的厚度及標(biāo)高，施工前先開挖出“標(biāo)準(zhǔn)樣坡”，指導(dǎo)施工作業(yè)。

2.2.5安全控制

由于淤泥質(zhì)岸坡土壤的含水量較高，土壤的承載力差，挖掘機(jī)直接置于其上容易向下陷落，使挖掘機(jī)無(wú)法進(jìn)行作業(yè)，甚至造成機(jī)損事故。因此，在進(jìn)行土方開挖前需先進(jìn)行挖掘機(jī)作業(yè)平臺(tái)的修筑，作業(yè)平臺(tái)的修筑采取先用含水量低的土壤進(jìn)行平臺(tái)的修筑，在平臺(tái)修筑完后，再在平臺(tái)頂平鋪設(shè)鋼板，完成后挖掘機(jī)再開行到平臺(tái)頂部進(jìn)行平臺(tái)周圍的土方開挖。

在開挖土方過(guò)程中，挖掘機(jī)所在的位置要留足安全距離，以防邊坡突然垮塌，造成挖掘機(jī)落水事故的發(fā)生。挖掘機(jī)司機(jī)在施工中途就餐或下班時(shí)，需將機(jī)械停至安全地帶。

施工過(guò)程中必要時(shí)，設(shè)置測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)，及時(shí)觀測(cè)邊坡變化情況，并做好記錄，施工中，如出現(xiàn)裂縫和滑動(dòng)跡象時(shí)，立即暫停施工，采取應(yīng)急搶救措施。

機(jī)械施工要派專職人員進(jìn)行指揮，和負(fù)責(zé)道路交通指揮，在轉(zhuǎn)彎和道口派專人指揮并設(shè)警示牌。

嚴(yán)禁機(jī)械在開挖邊坡及坡頂運(yùn)行頻繁，避免由于人為因素增加荷載導(dǎo)致河道滑坡。實(shí)施過(guò)程應(yīng)加強(qiáng)沉降及變形觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)采取措施予以解決。

總結(jié)

通過(guò)以上土方開挖施工方法的實(shí)施，“瓦馬河段”雷家洲邊灘護(hù)岸的淤泥質(zhì)岸坡土方開挖得以順利的完成，為后序施工項(xiàng)目得以順序的實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。施工過(guò)程中質(zhì)量和安全始終處于受控狀態(tài)，未出現(xiàn)任何安全和質(zhì)量事故。

在進(jìn)行河道兩側(cè)的岸坡開挖施工中，由于河道兩側(cè)的土壤長(zhǎng)期受水浸泡，其含水量較大，岸坡極不穩(wěn)定。因此，為確保岸坡的穩(wěn)定，確保施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中確保人機(jī)安全，首先得認(rèn)真分析地形地質(zhì)條件，其次是采取科學(xué)合理的施工方法，選擇合理的施工機(jī)具，選擇最佳的施工季節(jié)，在施工過(guò)程中進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，實(shí)施動(dòng)態(tài)管理。同時(shí)，類似的地質(zhì)條件下的土方開挖施工，施工過(guò)程中如何降低土壤中的含水量、穩(wěn)固水下岸坡的穩(wěn)定顯得尤其重要。

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