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本文作者：魏海兵作者單位：中國人民武裝警察部隊水電第三總隊十一支隊

1工程概況

本工程的任務是在堰塞湖除險和河道應急疏通的基礎上連續施工，清除河道中的淤積物至原河床，恢復河道的行洪能力，對白龍江舟曲縣城區段因災損毀的堤防進行拆除重建或修復并達到設計防洪標準，完善縣城的防洪體系，為城建等其他部門災后重建提供防洪安全保障。工程的主要建設內容:一是清理河底淤積物，二是新建、加固原有堤防。一期清淤工程在此不做贅述。筆者主要對二期工程防洪擋墻基坑開挖進行論述。如圖1所示，二期工程施工范圍及任務:鎖兒頭橋至瓦廠橋間兩岸堤防的重建及加固。順白龍江水流方向，左岸新建堤防長度為1．064km，右岸堤防僅按局部損毀考慮，新建堤防長度累計為0．622km，合計新建堤防長度1．686km，其余為加高段堤防，合計長度為1．914km，堤防總長度為3．6km。新建防洪擋墻采用直立式一型擋墻和帶護腳的二型擋墻，典型斷面見圖2、3;加固段防洪擋墻典型斷面見圖4。

2場區內氣候及地質、地貌情況

根據舟曲地面氣象站多年氣候觀測資料統計，該地區多年平均氣溫為13℃，歷年極端最高氣溫為35．2℃(發生在1974年7月23日);極端最低氣溫為－10．2℃(發生在1975年12月14日)。多年平均降水量434mm，多年平均蒸發量1975．2mm，歷年最大積雪深3cm，最大凍土深24cm。多年平均日照時數為1766．3h，多年平均濕度60%，多年平均風速2．1m/s、歷年最大風速12m/s，相應風向SSE。

舟曲縣城地處白龍江上游干流段，兩岸山體高聳挺拔，地勢險峻，河谷深切，水流湍急。城區兩岸山高坡陡，地形破碎，植被稀疏，滑坡、泥石流等不良地質現象發育，是舟曲地區比較典型的自然現狀。舟曲縣城段在區域上屬西秦嶺地層區，出露的巖層為白龍江背斜近核部及其兩翼的中泥盆統古道嶺組(D22g)、石炭系(C)、下二迭統(P1)、上二迭統(P2)和第四系松散堆積層，在此不再細述。白龍江舟曲～臨江段區域無歷史強震發生，最大震級為6．5級。根據國家地震局2001年版《中國地震動峰值加速度區劃圖》(GB18306－2001)(1/400萬)及第一號修改通知，本區50年超越概率為10%時的地震動峰值加速度為0．25g，相應的地震基本烈度為Ⅷ度。堤防工程堤身采用混凝土重力式擋土墻，堤基為砂卵礫石，無粉細砂等不良夾層，不存在地基土地震液化問題;存在洪水沖刷問題，施工過程中存在基坑涌水問題;堤基砂卵礫石層的允許承載力為0．35～0．4MPa，變形模量為30～40MPa，混凝土/砂卵礫石摩擦系數為0．4～0．45;堤基允許水力坡降為0．1～0．12。由于基礎置于洪水沖刷深度以下，故施工過程中需采取排水措施。

3工程布置

由于防洪堤沿河道兩岸建設，故本工程總體上呈線型布置，施工場地狹長，作業面多而分散，呈現出點多、線長、面廣的特點。如圖5所示，二期工程施工的范圍及任務即為鎖兒頭橋至瓦廠橋間兩岸的堤防的重建及加固。在施工初期，可以充分利用一期清淤時預留的臨時圍堰作為材料、設備等入場的臨時道路;將篩分、拌合系統布置于瓦廠橋下游，避開了施工區及城區，且位于常年風的下風向，既不影響施工，又不擾民，文明施工程度大大提高。

3．1臨時圍堰的布置

本工程在一期河床清淤的基礎上，沿原防洪堤兩側各預留10m寬的空地作為二期施工的臨時圍堰，既保證了二期施工有足夠的工作面，也為材料、設備的進場提供了臨時道路(圖6)。

3．2場內道路布置

場內臨時道路的布置可分為三個階段:在開挖開始前，場內的臨時圍堰可作為臨時道路以供材料、機械等的入場，具體布置見圖7。開挖開始后，臨時圍堰部分被挖除，挖出的渣料外翻至河道中，經挖掘機拓寬修整可做臨時道路。這里需要特別說明的是白龍江徑流主要來源于大氣降水補給，其中以雨水補給為主，雪水補給為輔，枯季主要由地下水補給。徑流年內分配不均勻，6～9月四個月的徑流量占全年徑流量的53．4%，枯期12～次年3月僅占13．8%，而基坑開挖始于12月份，已進入冬季枯水期，河道內水流少而平緩。考慮到施工所需的工作面，部分渣料可以外翻至河道，具體布置情況見圖8。基礎混凝土澆筑完成后，及時將開挖時外翻至河道中的渣料收起回填，借以拓寬河道，恢復河

3．3施工用電

本工程的施工用電主要用于工地夜間施工照明、鋼材焊接、抽排水設備運行等。本工程用電以電網供電為主，自備電源為輔。

(1)電網供電。

①左岸鎖兒頭橋至城關橋上游250m(長810m，加高及加固處理)之間布置1臺800kVA變壓器，高壓接線點從最近的高壓線引接(長100m)，低壓線沿開挖線外布置(采用185鋁芯線，長3240m)，各施工點用電纜線從就近低壓接線箱引接。②左岸城關橋下游120m處至瓦廠橋(長1064m，重力式擋土墻)之間布置2臺800kVA變壓器，高壓接線點從最近的高壓線引接(長300m)，低壓線沿開挖線外布置(采用185鋁芯線，長4256m)，各施工點用電纜線從就近低壓接線箱引接。③右岸三眼峪至瓦廠橋(長510m，重力式擋土墻)之間布置1臺800kVA變壓器，高壓接線點從最近的高壓線引接(長300m)，低壓線沿開挖線外布置(采用185鋁芯線，長2024m)，各施工點用電纜線從就近的低壓接線箱引接。④右岸鎖兒頭橋下游100m至后壩村(長510m，加高處理)之間布置1臺800kVA變壓器，高壓接線點從最近的高壓線引接(長200m)，低壓線沿開挖線外布置(采用185鋁芯線，長1530m)，各施工點用電纜線從就近的低壓接線箱引接。⑤篩分場及拌合系統布置2臺1000kVA變壓器，高壓接線點從最近的高壓線引接(長500m)，低壓線沿開挖線外布置(采用185鋁芯線，長400m)，各用電點用電纜線從配電柜引接。

(2)自備電源。

配置1臺400kW、2臺250kW柴油發電機、20kW柴油發電機10臺(混凝土施工作業面)。

(3)供電設施匯總。

供電設施見表1。

3．4排水措施

基坑排水采用抽水加排水系統，沿護坡開挖齒槽并在臨側設置排水明溝，順堤線每間隔50m設置集水坑、安置污水泵分段抽排至河道，在滲漏水嚴重地段，可在排水溝內鋪墊塑料編織袋，確?；雍档厥┕?。鎖兒頭橋至城關橋左岸臨時圍堰較窄、基礎大石多、空隙大、滲漏水嚴重，開挖排水溝困難，故該段基坑排水采用不設排水明溝的強排水方式，即從基礎底部起0．2%的坡，在臨河一側埋設土工布防滲，在集水井處安裝多臺離心泵強抽水，在基坑挖至設計高程后向坑內拋擲大塊石，同時需將水降至大塊石之下以備隨后進行的混凝土澆筑，具體情況見圖10。其余段基礎砂層較厚，易開挖排水溝，故基坑開挖采用排水溝引水加離心泵強抽水的方式排水，具體情況見圖11。

4施工過程

4．1施工前的準備工作

(1)復核施工設計圖紙，查看相關文件，現場開挖探坑了解地基、地層地質情況。當發現現場存在諸如影響開挖的障礙物、地基土特性與設計報告文件不符等現象時，應及時通知設計單位予以確認，由設計單位決定是否變更設計。(2)編制施工方案并對現場施工作業人員進行技術交底。(3)施工方案確定后，根據工程量、工期要求、現場土質等情況，初步確定施工段數、施工過程數、施工機械、抽水設備、防滲材料等用量。(4)初步估算開挖土方量及回填土方量，合理外運渣料，最大限度避免渣料的二次倒運，以期達到節約成本的目的。(5)安排好運輸道路、排水、降水、支護等一切可能的準備及輔助工作。(6)保證施工質量，對施工中可能遇到的問題，如土壤液化、流沙、邊坡穩定等提前進行技術分析并提出解決措施。(7)制訂確保安全施工的措施。

4．2現場清理及放樣

(1)施工前，清除地表的各種障礙，對于不利于機械運行的松軟地段進行壓實，將場地平整至滿足機械作業施工要求;對于圍堰寬度不滿足的地段，應事先進行加寬。(2)測量放線，定出開挖邊線，計算出開挖深度?，F場負責開挖人員跟蹤測量人員盯點，測量人員測量完畢后，現場對作業人員進行交底。

4．3基坑開挖

本工程施工項目相對比較單一，沿線可采用對點同時開工，組織開挖、混凝土澆筑、回填等工序流水作業，土方開挖采用1．8m3挖掘機施工，20t自卸汽車運輸，挖掘機清基、修坡，并在設計堤底、設計邊坡高程以上保留一定余量由人工清挖，避免超挖和擾動基底土。(1)土方開挖施工采用水平分段、垂直分層的方法，根據施工現場滲水情況確定施工段的長度，本工程基本采取每50m為一個施工開挖段。(2)本工程采用集水井配合排水溝降排水。首先開挖集水井，集水井底部高程要低于基礎底部高程，綜合考慮本工程采用的真空泵最低抽水深度為0．6m及開挖過程中泥沙的沉積作用，故集水井底部高程統一低于基礎底部高程1．5m。(3)根據開挖邊線及開挖深度，按照設計坡比1∶1放坡分層退挖，分層深度為1．5～2m。具體分層退挖情況見圖12、13。(4)預留30cm的欠挖層，防止擾動原地基土，同時也便于支模時人工找平。

5進度控制及資源配置

5．1進度控制

由于本工程土質呈現多樣化的特征，有的地段屬人工雜填土，有的地段屬砂卵礫石，有的地段屬沙土加堅硬的巖石。故不同段開挖速度不同。開挖初期，根據開挖總工期粗略估計平均開挖速度為50m/d。在開挖過程中，根據實際開挖情況，多次采用工期倒排的方法調整開挖速度，最終實際平均開挖速度為36m/d。進度計劃見表2。

5．2資源配置要求

(1)人員配置。本工程安排現場總負責人員1名，一個施工段安排現場技術兼管理人員1名，其余人員配置情況見表3。(2)機械設備配置。一個施工段配置挖掘機2臺，真空泵根據現場滲水情況分4、6、8臺不等，整個開挖現場共用液壓錘1臺。因本工程基坑開挖的渣料無需大量外運，故其他機械(如裝載機、推土機、自卸車)在開挖過程中應用有限且需用強度不大，故根據實際需要從拌合樓、篩分場調配。具體施工機械設備配置情況見表4。

6質量控制

6．1土質要求

本工程土質為砂卵礫石，其本身穩定性不良，再加上含水量較大，所以開挖過程中很容易發生坍塌，成坡較難。開挖過程中，對于涌水或滲水較嚴重的地段，應先挖出集水井，然后挖去地表以下1．5～2m深的一層，抽水1～2d，將地基土的含水量降低，而后再進行深層的開挖，或者采取埋設土工布、沙袋等堵漏措施。

6．2開挖過程控制

(1)開挖時，現場負責人員要充分保護、利用好測量人員標記在現場的點，必要時可以在標記點的部位釘上木樁，借以提醒其他施工人員及機械操作手。(2)開挖過程中，現場負責人員要利用手中的工具，如卷尺、鉛錘(或小石頭)、線繩等，隨時檢查開挖的深度及寬度。(3)基坑開挖基本完成時，要及時通知測量人員進行復測，并根據復測結果進行最后的修整。

7施工過程中遇到的重、難點問題及應對措施

7．1施工過程中遇到的問題及原因分析

基坑開挖過程中遇到的主要問題:(1)基坑滲、漏水嚴重;(2)邊坡坍塌。主要原因如下:(1)基坑滲、漏水。①部分地段臨時圍堰較窄，加之有的地段為砂卵礫石，有的地段是人工雜填的大塊石渣，都存在土質疏松、空隙大的特點。在河道縮窄、水流湍急的情況下，水流對圍堰形成較大的側壓力，在沖走大石空隙間的細沙后，隨空隙進入基坑。②地基土本身含水量較大，大部分地段已經飽和或基本飽和，這樣，在開挖時就有大量的水流入基坑，造成開挖困難。(2)邊坡坍塌。砂礫石摩擦系數小，地基土含水量大，加之河道水流對圍堰具有較大的側壓力，大礫石間細小的沙粒先被沖走，在邊坡上出現許多小的空洞，水流將空洞越沖越大，當重機在圍堰形成的道路上行走時就會將空洞壓塌，邊坡在動力荷載的作用下極易坍塌。

7．2解決的措施

(1)基坑滲、漏水的解決措施。①埋填土工布進行防滲處理。在臨時圍堰中部偏河道水流一側深挖，形成一條深槽，而后將土工布按要求埋入槽內，再用細土回填壓實。②預先降排水。對于地基土本身滲水嚴重的地段，事先挖出集水井和排水溝，再挖除地表以下1．5～2m深度的地基土，降水1～2d，而后進行開挖。③換填粘土堵漏、防滲。在臨時圍堰中部偏河道水流一側深挖，形成一條深槽，而后將粘土填入槽內，表層再用從河道里淘洗干凈的砂礫石鋪填壓實。(2)邊坡坍塌的解決措施。在臨時圍堰靠河道的一側用粘土鋪蓋，用形成的泥漿填滿礫石間的空隙，起到堵漏作用，具體見圖14;另一方面，開挖時邊坡坡度可依據現場實際情況適當放緩，挖出的渣料分層鋪筑，用挖機分層壓實，減小、減少空隙的存在，防止水流淘蝕。

8結語

甘肅省白龍江堰塞河道綜合治理及防洪工程事關舟曲縣13萬多人的生命安危，黨和國家都非常重視工程的質量，因此，本工程在實施中切實秉承“質量第一”的原則進行施工?；娱_挖是所有施工開展的前提和基礎，正所謂:基礎不牢，地動山搖。所以，其施工的進度、質量都關系著后續工程的展開。針對本工程實際，筆者希望本文能對同類工程有一定的參考價值。