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来源：职称驿站所属分类：环境科学论文 发布时间：2012-08-28浏览：82次
摘要：结合具体工程的施工情况，制定了淤泥基坑水下开挖的施工方案，通过在江新联围除险加固应急项目三江口水闸工程的实施，该施工方案经济合理，取得了满意效果，同时有效的维护了施工场地周边环境的水文地质稳定。
关键词：淤泥基坑，水下开挖，绞吸船
一、工程概括
三江口水闸位于虎坑水道与八宝水道交汇口上游约420m处，江门市新会区三江镇境内。是江新联围干堤上一座集挡潮、排涝、泄洪、通航为一体的水利工程。主要建设包括新建通航孔、两侧连接土堤及配套工程的管理设施等。三江口水闸通航建筑物规模按1000t级设计，通航孔级别为Ⅲ级。
二、基坑开挖方案确定
三江口水闸闸室开挖面为▽-11.5m，外江翼墙开挖面-10.5m，内江翼墙开挖面为▽-6.8m，水闸两侧旧堤顶高程为2.5，水闸最大开挖深度为13.0m，水闸基础从上到下垂向划分为淤泥层、砂砾质粘性土层、全风化带、强风化带和弱风化带。淤泥层较厚，平均厚度13.5M。主要物理指标平均值为：天然含水量w=72.9﹪,天然密度p=1.61g∕㎝,孔隙比e=1.995，液限W=48.8﹪,液性指数I=2.27。主要力学指标平均值为：压缩系数a=2.438，压缩模量=1.73，为高压缩性土。
三江口水闸基坑开挖特点为：⑴淤泥开挖量及开挖深度较大，淤泥最大开挖深度为10m；⑵此土层为高压缩性土，含水量较大，承载力较差；⑶闸室开挖面较内外江低，一次开挖后，如不支护闸室基坑四周极易出现滑坡现象。
本工程拟选择水下开挖与明挖结合的方式，在围堰施工的同时，采用绞吸式挖泥船分层将闸址位置范围内的基底进行开挖至设计高程后，在已绞吸的闸址位置处抛填粗砂，平均约1.5米厚。以保证抽水时基坑的稳定，待基坑水抽干后，采用PC220挖掘机按设计边坡修整基坑边坡。
三、水下开挖施工
先在两岸岸边进行水上卸载开挖，再采用绞吸船按设计要求尽可能多地绞吸基坑淤泥，绞吸完成后，立即进行抛填砂施工，以避免引起基坑两岸边坡淤泥塌陷，之后进行基坑抽水，抽完水后，采用从上到下的开挖顺序，先水上部分边坡开挖，后水下部分边坡开挖。
1、 施工工序
设备选用120m3/h中型绞吸式挖泥船开挖，施工工序：施工准备→绞吸船定位→排泥管架设→挖泥船施工→弃碴处理。
（1）施工准备
首先采用全站仪和水准仪进行水上测量，测定开挖范围，定点用竹杆做好标记。对施工区域清除少数块石、渔网、渔栅栏、木栅栏、铁丝网、沉没的木船、木桩等施工障碍。在水闸左侧业主提供的临时征地线范围内的废弃鱼塘与香蕉地作为临时弃渣场。施工时直接由PC220挖掘机将相邻鱼塘塘梗挖通，直接将抛泥管线架至离基坑最远的鱼塘和香樵地，在弃碴场附近修建污水处理池，处理开挖碴料中的污水，达标后排放。
（2）绞吸船定位
当挖泥船由拖轮拖至施工区域后，利用全站仪定位，并用锚艇顶推船头和船尾，逐渐调整船位基本到达设定位置，船停后，放下一个定位桩，并在船首抛设两个边锚，并逐步将船位调整到挖槽中心线上。
（3）排泥管架设
a）排泥管线应平坦顺直，避免死弯。出泥管口伸出排泥场围堰坡脚外的距离不小于5m，并应高出排泥面0.5m以上。水下排泥区的管口应伸出排泥区标志线外30m，且应高出水面。
b)排泥管接头应紧固严密，整个管线和接头不得漏泥漏水。一旦发现泄漏，应及时修补或更换。
c)排泥管支架必须牢固，水陆排泥管连接应采用柔性接头。
d)水上浮筒排泥管线应力求平顺。为避免死弯，据水流及风浪条件，每10m抛设一只浮筒锚。浮筒末端采用打桩或抛锚等措施加以固定，但须防止锚缆埋死。
（4）挖泥船施工
碴场布置完毕、绞吸船停靠就位、吹送管架设牢固后，即可绞吸开挖，清理河床底淤泥。挖泥时采用挖深控制仪确定绞刀下放深度。使用全站仪和水准仪经常检测开挖底高程及开挖边线，以避免超挖。
挖泥船疏挖采用横挖法,即以左定位桩为主桩，作为横移摆动中心，利用左右缆交替收放，摆动挖泥。主桩前移的轨迹始终保持在挖槽中心线上，使绞刀的平面轨迹始终保持在设计开挖线内前移，避免重挖和漏挖现象。
各疏挖分区分条、分层开挖，挖泥船单条标准宽度为28—26米，相邻的开挖分条重叠不小于2米，以免漏挖。根据各区疏挖泥层厚分层疏挖，每层厚度约0.4米，最大不超过0.5米。开挖好的分区由技术人员按区域编号、施工时间、施工班组和质检情况作好详细施工记录，并在平面图上作好标记。边坡拟采取台阶开挖方式进行施工，台阶设计的原则是：上欠下超，超欠平衡。开挖后的边坡台阶土体在自重和动水的作用下，自然坍塌后形成的边坡可满足设计要求。各分层设计开挖边线技术参数由施工测量技术人员计算确定，挖泥船操作员按提供的数据进行开挖。待水下开挖完成、围堰填筑完成、基坑抽干水后，采用PC220挖掘机将两岸边坡修至设计要求的坡度。
（5）弃碴处理
绞吸船开挖的河床淤泥，经导管输送至临时弃碴场，每次吹填时，应按由近及远的顺序进行，即由河岸侧逐步向堆泥区外边缘吹填，使吹填后的水流向卸泥区外污水处理池，经污水排放池沉淀处理达标后排放至外江。
2中粗砂回填
基坑开挖完成后，先对基坑开挖面进行复测，经验收合格后，采用350T皮吊船运送砂至施工区域内水下抛填，平均1.5米厚。在坡脚处抛填成堆，砂堆可以对基底进行反压，以防至抽干水后，两岸边坡的滑动，待基坑抽干水后，采用PC220挖掘机由基顶往基底修筑一条临时道路，以保证挖掘机行驶至砂堆上，将基坑底的粗砂堆按照设计要求摊平，并利用中粗砂修筑桩机下基坑的道路。
四、施工注意事项
⑴按照测量放样标记进行开挖，分层开挖，加强现场管理，避免出现漏挖、欠挖等现象。
⑵开挖时应根据泥层厚度、挖槽宽度和机械能力，确定是否分层、分条开挖。分条开挖时，条与条之间应有重叠区，以免形成欠挖土埂。采用铰吸式挖泥船挖较硬的黏性土时，其一次切削厚度应通过试验确定。
⑶按下列规定选择挖泥船的开挖方向：当流速小于0.5m／s时，采用顺流开挖，当流速不小于0.5m／s时，采用逆流开挖。
五、结语
通过合理安排开挖顺序，在基坑淤泥开挖前进行边坡卸载开挖，从而确保了在基坑淤泥开挖时两岸边坡的稳定。在基坑淤泥开挖时，充分利用绞吸船的优点，完成了基坑大部分的淤泥开挖量。实践证明，本工程淤泥基础的开挖方法和处理措施合理有效，既缩短了工期同时，又可较大幅度地节约成本，值得推广应用。
【参考文献】
1.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002
2.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
3.《疏浚工程技术规范》（JTJ319-99）
《浅谈淤泥基坑水下开挖的施工技术》
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文章名称： 浅谈淤泥基坑水下开挖的施工技术
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