水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用

水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用

米长满

摘要:针对市政工程深基坑工程施工作业中水下开挖法的应用，做了简单的论述。从实践应用情况来说，合理运用水下开挖法，做好施工技术要点的把控，能够获得不错的施工效果，提高深基坑作业质量和水平。现结合工程实践，总结水下开挖法的应用要点，共享给行业人员。

关键词:市政工程；深基坑；水下开挖法

引言

在地下水位较深，需要进行沉管的隧道施工中，通过水下开发法能够有效的降低难度，且具有较强的施工专业性。通过水下开挖法在很多实际工程用的应用效果来看，其成功的解决了地下水渗透系数大，地质复杂且水下大面积开挖的难题，并且有效的提升了开发效率和从淤泥到高硬度岩石的水下开挖技术。随着目前市政工程施工难度的不断增加和水下开挖技术的不断推广，这项技术将在市政工程建设中发挥不可替代的重要作用。本文将结合过江隧道梅子洲风井工程来进行水下开挖方式的分析。

1工程案例施工分析

1.1南京的梅子洲风井工程.

该项工程在某通道的下游5km， 长江大桥上游的4.5km处，按照N,S双线进行修建，其中N线路长4931m，S线长约5532m。盾构隧道内径为13.3m,外径为14.5m.该隧道工程项目的具体施工建设也就涉及到了相应的水下施工作业，其下穿梅子洲，具备着一定的施工难度和作业危险性，需要引起施工操作人员的高度重视。在具体的施工处理中，还需要重点着眼于相应的风井进行有效构建，如此才能够有效提升整个施工操作的有序运行，并且为相应人员疏散构建合理的通道。在相应施工建设过程中，该风井设计里程为SDK6+761.400- SDK6+790.60，整个风井平面呈圆形进行设置,相应的外直径、内直径以及埋深等都按照工程项目自身的构建要求进行合理分析和确定。梅子洲风井相对应的地质岩层结构的分析也是确保相应工程项目能够得到有效构建的重要前提条件，该工程项目所处区域为统灰色和灰褐色粉质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂以及圆砾混卵石地层为主，如此也就可能对于施工建设造成一定的不良影响和威胁，需要在具体的施工建设前加强相应的分析和处理，确保整个风井工程项目的有序建设。

1.2梅子洲风井施工工序

(1)施工场地平整及临时防洪围堰施工。(2)基坑内外侧高压旋喷桩加固施工，地下连续墙及项冠梁施工。(3)基坑开挖。由上而下依次分层分块开挖并浇筑环梁，直至第三道环梁。待环梁达到设计强度后，向坑内灌水。坑内水位应高于坑外地下水位(不少于1.0m)。水下分层分块开挖至基坑底部，水下开挖过程中应保持坑内液面不变。如有异常, 应立即上报并提前向坑内回灌护壁液浆。(4)对坑底进行平整、清底，并在水下分层浇筑混凝土。完成23m厚的素混凝土封底结构后，清除基坑内积水。(5)顺作法施工。实施情况南京梅子洲风井于2012年2月开始施工，50d完成地下连续墙施工年4月开始水下开挖及内衬结构水下浇筑，2013年4月完成。5月份完成竖井内填充素混凝土水下浇筑。2015年4月份，纬三路盾构机掘进通过风井素混凝土段。7月中旬完成竖井内混凝土凿除及内部风井结构施工。实施情况表明，梅子洲风井施工全过程安全可控。

2水下开挖法在市政工程中可行性及适应性

(1)临近地表水系。南京梅子洲风井位于长江梅子洲，地表水系与地下水有较密切的水力联系，两者之间水位互补关系明显。(2)基坑范围内地层分布有较厚的透水地层，地层渗透系数大。基坑地下相对隔水层都比较深，难以采用竖直隔断手段。(3)基坑开挖深度都大于40m，属于超深基坑工程。总体来说，水下开挖法经济可行。但水下开挖法在市政深基坑工程中也有其使用范围。笔者通过对两个项目的考察，进行了相关资料调研，并结合水下开挖工法的特点及难点，建议其适用范围为:①临江、河、湖、海且采用明挖法施工的深基坑工程:②基坑开挖深度不小于30m，且基坑面积不大于1000m²;③基坑下部范围及基坑底存在强透水地层，且该地层与地表水系存在密切的水力联系

3深基坑水下施工工艺及抗浮板设计

3.1水下施工工艺

首先喷嘴上方安装1个三翼钻头，通过旋喷机的高压水和三翼钻头对土体进行充分切割搅动，使土体变为均匀的泥浆;然后，先下放低压旋喷喷头至地表以下30c m,再开动高压水泵及空压机，边旋转边下沉，下沉速度为25-35c m/ mi n,提升速度为50-60cm/ min。最后，将潜水渣浆泵安装在旋喷设备一侧，待原状土变成泥浆后，用旋喷设备上副卷扬机将渣浆泵放入泥浆中进行排浆开挖应分层实施，严格控制开挖速度在1.5m/ d以内。对于具体的水下混凝土浇筑施工操作来看，选择恰当的浇筑处理方式也是比较核心的一个方面，在该工程项目的具体施工建设中，主要采用满堂红法进行处理，该处理模式具备着理想的适应性特点，能够满足于水下混凝土施工建设质量的保障效果。在具体的施工建设处理中，还需要注意对于具体浇筑流程的管理和把关。首批灌注应该注意总浇筑量的合理性;在第一根导管开始灌注后，每隔30min记录一次各测点的混凝土表面标高，以确定混凝土流动半径和坡度，作为其余导管首灌混凝土的依据。

3.2抗浮底板设计施工后期坑内降水后

封底混凝土底面的水压较高，在封底混凝土板与地下连续墙界面接缝处出现较严重的渗漏水问题，故建议在封底混凝土与围护墙之间设置抗剪槽，以满足封底混凝土板抗浮要求。当水下开挖完成后，采用刷壁器配合高压水枪清除凹槽中的残留泥浆和土层，并由潜水员进行辅助清理和检查，以确保水下封底混凝土与地下连续墙的有效承载搭接。

4结语

针对市政工程深基坑工程施工作业中水下开挖法的应用，做了简单的论述。从实践应用情况来说，合理运用水下开挖法，做好施工技术要点的把控，能够获得不错的施工效果，提高深基坑作业质量和水平。随着目前市政工程施工难度的不断增加和水下开挖技术的不断推广，这项技术将在市政工程建设中发挥不可替代的重要作用。总而言之，从实际的工程开展总结来看，在地下水位较高、透水层厚且强的深基坑施工中，水下开挖方法完全符合自平衡的相关理念要求，成为当前沿途工程发展的主流方向，应该在同类的市政工程实施中加以推广和利用。另外，随着城市规划中地下轨道的交通规划，一些3层，4层的更深，更大面积的基坑也会出现，这就使得水下开挖技术在分仓开挖方式中有了用武之地。

参考文献

[1]柏江源.水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用[J].江西建材,2020(03):94-95.

[2]廖维刚.水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2018(07):187-188+191.

[3]孙智勇.水下开挖法在市政工程深基坑施工中的应用[J].城市轨道交通研究,2016,19(03):114-118+137.