農村穿堤泵站深基坑施工風險分析

陳友國 曹馳宇

（1.浦口區水利局，江蘇 南京 211800；2.南京市水利規劃設計院有限責任公司，江蘇 南京 210022）

近年來，南京市浦口區在農村重點排澇站更新改造中，多采用機泵一體的潛水軸（混）流泵，這種系列的泵型，具有單機流量大、效率高、揚程變幅寬以及土建結構簡單、堤防振動破壞小、便于遠程控制與自動化操作等優點。但在具體實施中，與之配套的進水池與泵室部分，由于坑基基礎開挖較深，土方量大，存在一定施工風險，因而成為整個泵站施工過程中質量、安全、進度控制與風險防范的重點。

1 概況

浦口區的農村重點排澇泵站，大多分布在沿長江、滁河流域的主堤防或通江、通滁堤上。沿長江圩區屬沙洲平原，滁河圩區則為典型的河谷洲地平原，表層土質松散，多為上游或沿岸細粉砂礫與泥沙長期沖刷堆積而成。境內長江最高水位為1954年記錄值10.2 m（吳淞高程，下同），長江主堤防堤頂現狀高程一般為12.5～13.5 m，堤內平臺高9.0～9.5 m；滁河最高水位出現在1991年，為12.6 m，滁河主堤堤頂現狀高程13.5～14.5 m，堤內一級平臺高程多在10.0 m 左右，寬8.0～10.0 m。沿江、沿滁內圩地面農田高程大多在6.0～7.0 m。潛水排澇泵站的泵室及進水池部分通常位于堤內一級平臺及以下部分。

2 工程實例

以2012年長江圩區通江河上某排澇站移址新建為例，新建泵站總排澇能力8.0 m3/ s，選用4 臺HQ3650 A-6 型潛水混流泵，配套功率740 kW，最大揚程7.0 m，采用濕室型泵室，駝峰式虹吸出水。工程設計時，需在原址保留1 座低涵引水灌溉。建站處通江河堤頂高程12.5 m 左右，進水池及泵室位于堤內平臺以下，泵室開挖處地表面高程9.1 m，泵室底板的設計底高程2.0 m，最大開挖深度超過7.0 m。開挖時，連同低涵，濕室泵房底部凈寬度20.8 m，進水池兩側底板總寬度12.0 m，平行堤頂軸線方向最大開挖寬度超過30.0 m，垂直堤頂軸線方向開挖長度超過25.0 m，整個基坑底部的開挖作業面超過700 m2。工程的地基基礎加固處理方案，按設計要求采用泥漿護壁鉆孔鋼筋混凝土樁基礎。

工程的地質勘測資料顯示，擬建場地地貌單元單一，屬河漫灘，地基的復雜程度為二級（中等復雜程度）。施工所在地場地普遍分布淤泥質粉質粘土，具有埋深淺、局部分布厚、含水量偏大、壓縮性高、強度低、易觸變等特點，在地震或荷載作用下易產生大的沉降、側向流變?？辈炱陂g鉆孔初見水位埋深0.1～2.1 m，穩定水位埋深0.1～2.1 m，標高6.7～6.9 m。地下水位變化主要受大氣降水和外河水位影響，變幅為2.0～3.0 m。場地淺表部以軟弱土層為主，設計基礎底板位于地下水位以下?；娱_挖時，在內外水頭差壓力作用下，基坑內可能受到周邊或底部滲水、周邊陡坡坍塌、基底隆起等不穩定因素影響。

3 風險分析

農村排澇泵站的深基坑基礎土方施工，涉及土方開挖、擋土與支護、防水、降水、棄土堆放或外運等多個環節，綜合影響因素多，施工環節風險大，雖有一定隨機性，但也并非不可預見。從近年來的實踐看，絕大多數排澇泵站的泵室及兩側擋墻需進行樁基礎加固處理，連同進水口底板、濕式泵室的施工，整個基坑部分的施工周期較長，因此，對基坑圍護處理、降水等方面的技術要求較高。保證明挖土方施工不造成土體坍塌和有效控制周邊建（構）筑物的沉降及變形，是整個深基坑施工中需要重點控制的環節。

（1）開挖面對周邊地表的破壞作用?；娱_挖位置多在堤防內平臺坡腳臨近引水河道處，地勢起伏大，施工作業面狹小，有的周邊地表分布有民居、道路、桿線設施及地下水管等。以上種種，對擴大基坑開挖范圍形成限制，與此同時，施工隊伍為減少土方開挖量，也盡可能控制開挖面，人為形成基坑周邊的陡坡。堤防臨近堤腳處的土體多為飽和狀態，開挖形成的陡坡破壞了基坑周邊土體的穩定，同時也降低了基坑周邊地表層的地下水位，使得地表出現明顯裂縫，影響民居、道路和桿線設施等的穩定與安全。

（2）基坑滲漏及積水影響正常施工。沿江、沿滁河地區內圩地下水水位普遍較高。通常情況下，基坑開挖過程貫穿淤泥質土層和粉砂質土層，基坑底部低于外河河底，開挖中產生的地下水主要有潛壓水和承壓水兩類?；娱_挖時，當外河水位與基坑底面的高差達到一定值時，便會引起基坑滲水，這種滲漏在同一層面是多點位的，尤其是在粉砂層，嚴重的往往會引發流砂甚至管涌等不利現象。堤內因白蟻危害或腐殖質較多等原因形成的陳年漏洞會在開挖過程中出現，并會伴有明顯的漏水。泵站基坑的開挖多在秋冬季節，遇明顯的連續雨雪天氣，往往會因坑底積水較多而出現塌方事故。

（3）邊坡不穩定帶來施工期間的事故隱患。堤防范圍內的開挖土層一般為人工堆筑加固土方，自穩性差，開挖中遇邊坡過陡或陰雨天表層土水分飽和等情況，容易導致出現大面積塌方，這也是深基坑施工需要防范的重點?；又苓叴罅慷逊诺墓こ虠壨良吧笆?、水泥、鋼材等建筑材料，加大了邊坡附近土體的側向壓力，改變了土層間原有的固結力；樁基礎施工、土方挖運裝載、材料運輸和商品混凝土車輛的運送、現場澆注及混凝土振搗等一系列施工活動引起的振動破壞，也都會不同程度影響邊坡土體的穩定。

4 風險預防

從工程施工風險控制角度來看，項目風險控制一般由風險識別、風險評價、風險管理三部分組成。風險識別是風險控制的第一步，全面識別并準確評價各種風險，有利于提高風險管理的效率。泵站深基坑施工的工程地質條件復雜，周邊環境多變，不同的設計施工單位在基坑開挖方案及施工管理水平上存在差異，實施過程中可能發生的風險事件也不盡相同。但無論這些風險事件在表現形式上如何不同，分析其根本原因，在風險的控制與預防方面卻有相同之處。

（1）結合現場情況，制定合理可行的基坑開挖施工方案。在制定具體的基坑開挖方案時，應根據開挖深度、基坑底部大小，綜合考慮施工場地周邊的環境及建筑物規模、重要性等因素，對照工程地質、水文地質資料，確定合理的開挖范圍與邊坡尺寸?，F場進行施工放樣時，針對可能出現的坍塌、滲水等情況，落實好支護加固與排水措施。開挖面過于陡窄、開挖邊坡陡于1∶2 時，可考慮開挖成大臺階狀，嚴格按“縱向分塊，豎向分層，橫向先開挖中間后修邊坡”的要求施工，并控制好開挖深度。

（2）完善預案，落實好施工過程中的防護措施。施工過程中，當工程地質和水文條件發生變化，且與地勘報告存在明顯出入時，應對施工方案的合理性進行檢查并作修正調整。遇含水量大、粘結性差、易滑塌邊坡等，視現場情況可采取塊石荷載加固、木樁防滑加固或模板支撐加固，也可以采用鋼板樁連接加固。淺層地表水豐富、基坑周圍滲水普遍的，應及時采取井點降水措施，控制基坑周邊地表水下滲。降水井點的布置及井點數量，需視現場情況而定，井點數量不宜過多，排水量也應適度控制，避免排水過多出現地表裂縫?？蓪⒖拥诐B水集中引流至淺水坑內，再用潛水泵定時排出。在基坑開挖范圍周邊設置圍擋，圍擋范圍內嚴格禁止堆放工程棄土及大宗建筑材料，限制圍擋周邊的機動車通行。

（3）加強施工中的動態監測，有效防范事故的發生。動態監測內容包括：地下水位及滲漏變化量情況、邊坡土體穩定性、鄰近構筑物相對位置、防護樁的位移、地表裂縫及沉陷變化等，及時記錄監測情況，以便于分析比較。對重點部位可加大監測頻率，雨雪天或外河水位較高時也須加強觀測頻次，一旦發現異常應及時分析研究，采取對策。在基坑底部的邊坡處進行施工作業時，要同時安排專人對邊坡的穩定情況進行觀察，且原則上不允許在基坑底部進行鋼筋制作、模板加工等中間環節的施工。

（4）重點抓好施工現場的管理，統籌安排好施工工序?；拥撞繄龅匦?，建筑物及材料、設備占用空間較大，施工中應嚴格遵循操作規范要求，不斷加強現場管理。按構筑物分布情況確定施工順序，控制進入工程現場設備與材料的數量，對暫時閑置或多余的材料設備應及時清理出場，以保證施工人員正常的操作空間。在基坑底部綁扎鋼筋、立模時，人與機械設備均應遠離危險區域。機械施工過程中必須要有專人現場指揮，嚴禁碰撞支撐體及邊坡，以防止邊坡坍塌。局部施工結束后，具備土方回填條件的，應盡早安排土方回填。遇集中雨雪天氣，可用薄膜、彩條布等對較陡坡段的邊坡進行遮擋防護，防止滑坡。為預防并及時應對可能出現的事故，現場還應準備足量的方木、鋼管等應急搶險和加固物資。

5 結論

總體來說，農村重點排澇站深基坑工程的施工，普遍存在開挖深、工期短、場地設施差、工程地質水文條件復雜多變等實際困難，但深基坑工程施工風險的產生，歸根結底，還是源于施工人員對工程的基本情況、施工條件方面的認識偏差及對施工管理環節的疏忽與粗放。因此，只有加強對具體工程中各種不利因素的分析，注重抓好施工中的過程管理，采取積極主動應對措施，防患于未然，才能夠有效化解工程風險，滿足施工質量、進度與安全方面的整體要求。