水利闸站建设中深基坑施工技术

随着我国水利基础设施的快速发展，水利闸站建设项目日益增多。闸站多建于地质复杂、水文条件多变的区域，施工过程中面临深基坑稳定性差、地下水影响大等问题。如何保证深基坑施工安全、提高施工效率，是当前水利工程领域亟需解决的技术难题。

1 水利闸站建设中深基坑施工难点

1.1 地质条件复杂

在水利闸站的建设过程中，深基坑施工常常面临复杂的地质条件，对施工的安全性和有效性提出了严峻挑战。不同的土层结构和土质类型将直接影响到基坑的开挖、支护和整体稳定性。通常，水利闸站选址于河流、湖泊等水域附近，这些地区的地质条件往往不均匀。地表下可能存在软土、沙土、粘土和硬岩等不同类型的土壤，而每种土质的物理和力学特性均不同。例如，软土层在湿润状态下承载力较低，易发生变形和沉降，而砂土层则容易受到水流的影响，表现出良好的渗透性，但在开挖时又会增加坍塌和流动的风险。此外，地下水位的波动也对施工构成影响，尤其是在多雨季节和洪水期间，地下水的流动性和压力会显著增加，可能导致基坑的土体变形与不稳定，进一步加大施工风险。

1.2 施工环境恶劣

水利闸站施工所在地一般为河流和湖泊邻近地区，受到气候变化和水文因素的显著影响，施工环境往往较为恶劣。高地下水位是该地区的常态，施工过程中需处理大量涌水，必须采取有效的降水措施，以防止基坑浑水和土体的有效承载力降低。受季节影响，雨季时施工现场容易出现积水，导致施工进度延误，甚至可能迫使施工暂停。同时，强降雨可能引发洪水，对施工设备和工作人员的安全造成威胁。在寒冷地区，冬季施工时，低温和冰雪也会对施工技术和人员的安全产生一定影响。此外，施工现场可能邻近居民区或城市建设，噪音和施工震动可能对周边环境造成干扰。

1.3 施工工艺复杂

深基坑施工在水利闸站建设中涉及多个工艺环节，施工工艺复杂性直接影响到施工的顺利进行。施工的过程包括基坑的开挖、支护结构的设立、地下水的降水以及施工后的安全监测等。每个环节不仅需要精准的技术支持，还需要各个环节之间有效的协调与配合。例如，在开挖过程中，需要根据设计进行土方开挖，随时观察和评价支护结构的稳定性，确保不会因土体的突然沉降或坍塌而影响整个施工。支护施工作为保障基坑稳定的重要环节，其设计和实施也具有一定的难度，需根据不同的土质和条件选择适当的支护方式，如锚杆、钢板桩等。同时，降水系统的设计与实施，需有效控制地下水位，以保障基坑施工的安全性。施工过程中，技术人员还需不断进行监测，收集数据以评估施工的安全工况，并在发现潜在问题时立即采取相应措施。多工序、相互关联的施工流程对于施工团队的综合素质及项目管理水平提出了较高要求，要求团队能够快速响应、灵活调整，保障每个环节的高效实施[1]。

2 水利闸站建设中深基坑施工技术

2.1 开挖

深基坑的开挖是水利闸站建设中的关键环节，直接影响施工安全和工程质量。开挖过程中需遵循“分层分段、对称平衡、限时支护”的基本原则，以实现施工的高效与安全。根据不同的地质条件，应选择合适的开挖方式。软土层通常采用分层厚度不超过2 米的台阶式开挖。在每层开挖完成后，必须在48 小时内完成支护，以确保土体的稳定性，避免因长时间未支护而导致的坍塌现象。砂卵石地层推荐优先采用机械破碎结合液压锤的开挖方式，以减少振动带来的爆破对周边土体的干扰，降低施工风险。使用全站仪进行实时放样，以确保开挖的精确性。机械开挖时，需预留 30cm的保护层，由人工进行最后的修整，确保达到设计标高。在软土区，边坡的坡度应控制在 1:1.5 至 1:2.0 之间，而砂土层应控制在 1:2.0 至 1:2.5，并结合喷射混凝土等措施进行防护。在进行基底保护时，当开挖至距设计标高20cm时，应停止机械作业，改由人工清理，以避免对原状土的扰动，保证基坑的持久稳定性[2]。

2.2 支护

在水利闸站建设中，深基坑的支护技术是确保施工安全和稳定性的重要环节。不同深度的基坑和复杂的地质条件需求采取不同的支护方式，以保障施工的顺利进行和周边环境的安全。钢板桩支护主要适用于深度 5 米至 8 米的软土地基。该方法通常采用拉森Ⅳ型或Ⅴ型钢板桩，通过振动锤将钢板桩打入地基土中，并通过锁口连接形成连续的防渗帷幕。这种方式的优点在于，施工速度快、可回收再利用，能够有效降低施工成本。钻孔灌注桩支护适用于8米至 15 米深的基坑，通常采用直径在 800 至 1200mm 之间的桩体，桩间距在 1.0 至 1.5 米。为增强结构的整体性，钻孔灌注桩的顶部通常设有钢筋混凝土冠梁。该支护方法具有较高的刚度和适应性，能够有效应对复杂的地质条件，且通常与高压旋喷桩的止水帷幕结合使用，大幅度降低软土区基坑变形的风险。地下连续墙主要适用于 15 米以上深基坑或地质情况复杂的项目。该支护结构的墙体厚度一般为 600 至 1000mm ，施工时采用抓斗或铣槽机形成的槽壁，通过泥浆护壁方式浇筑混凝土，从而形成刚性墙体，具备优异的防渗性能，还可兼作主体结构的地下室外墙，在环境保护和空间利用上具有明显优势。SMW工法桩适用于深度8 米至12 米的软土地区。通过多轴搅拌机将水泥土与型钢结合形成支护结构，施工过程中产生的环境污染较小，成本也相对较低，而且型钢可以回收和重复利用，符合可持续发展的理念。SMW工法桩的施工灵活性使其成为处理复杂土质问题的有效手段，适合于在市区或环保要求严格的区域进行施工。

2.3 降水

降水的主要目标是“疏干地层、降低水头、防止突涌”，通过有效的控制地下水位，确保施工区域的干燥环境，避免地下水对基坑稳定性造成影响。在选用降水技术时，需充分考虑当地的地质条件、地下水埋藏深度和施工环境，以选择合适的降水方案。管井降水是常用的降水方法之一，适用于渗透系数在10 至 200m /d的砂层或卵石层。降水系统通常由周围布置直径为 300 至 500mm 的管井组成，管井深度应超过基坑底3 至5 米，通过潜水泵进行持续抽水。某闸站基坑的实际应用案例表明，通过布置 32 口管井，可将地下水位从地表下 1.5 米有效降至基坑底以下 1 米，确保了施工的干作业环境。轻型井点降水系统由井点管、集水总管和真空泵组成，适用于渗透系数较低的地层，如粉土和粉质黏土层，通常渗透系数在 0.1 至50m /d之间。该系统能够达到 6 至 9 米的降水深度，具有设备轻便、施工灵活的优点，特别适合于小面积基坑或作为辅助管井降水的组合使用。轻型井点降水的实施，可以迅速降低施工区内的水位，为开挖作业提供必要的条件。高水位和强透水地层，应采用止水帷幕的方法来控制地下水流动。通过高压旋喷桩、搅拌桩或地下连续墙等形成封闭的止水帷幕，能够有效阻断坑外地下水的补给。某些砂卵石地层的闸站工程中，通过双排Φ800 高压旋喷桩搭接200毫米的方式，形成的止水帷幕显著降低了基坑涌水量，减少幅度达 70% 以上，确保了基坑的安全和施工环境的干燥。明沟排水是基坑降水系统的重要补充措施，通常在基坑底部设置300×300mm 的排水沟，并间隔30 至50 米设集水井，以及时排除雨水及浅层渗水，保持基坑的干燥状态。这种排水方式简单易行，可有效防止降雨期间基坑内水位上升，从而为深基坑施工提供保障[3]。

3 水利闸站建设中深基坑施工管理

3.1 施工准备

在水利闸站建设中，深基坑施工的准备工作，是确保项目顺利进行和施工安全的基础。首先，施工现场进行详尽的勘察和地质调查，包括研究现场的地质资料，了解土壤特性、地下水位、岩层结构等。其次，依据现场勘察结果，施工团队需制定详细的施工设计方案。在方案中，应包含明确的施工步骤、技术要求和时间安排。同时，针对不同地质条件应选择合适的施工方法，施工所需的人力、物力和财力进行全面的准备。设备的选择和采购应提前完成，保障在施工开始前，所需的重型机械、施工材料以及辅助设施均到位。最后，制定详细的安全管理方案，明确安全责任人，建立必要的安全监督机制，确保在施工过程中每位工人都能遵循安全规范，降低事故发生的概率。急救设备和应急预案应及时到位，以应对可能的突发情况[4]。

3.2 施工过程管理

在水利闸站建设的深基坑施工中，施工过程管理是确保工程顺利推进、按时交付以及维护工程质量的重要环节。首先，制定详细且可执行的施工计划，将整体项目分解为若干阶段性任务，并设定明确的时间节点。各项工作的进度应实时记录和监控，以便项目经理能够及时掌握施工进展，并在出现延误时迅速采取纠正措施。其次，各施工环节需遵循设计规范和行业标准，项目管理团队需定期对施工材料、工艺和技术执行情况进行严格检查，特别是在基坑开挖、支护施工和降水技术应用等关键节点，进行定期质量检查和检测，确保施工质量符合规范。再次，设立明显的安全警示标志，并佐以必要的安全防护设备，确保施工人员的安全。在施工前，应对所有参与施工的工人进行全面的安全培训，使其了解施工现场的潜在危险及相应的安全操作规范。项目管理团队还应定期进行现场安全检查，发现和消除隐患，及时防止事故的发生。在施工过程中，一旦发生安全事故，必须立即启动应急预案，保障现场员工的安全。从次，根据施工进度和现场实际情况，实现人力、物力和资金的合理分配。施工设备和材料的采购和调配要确保及时到位，以满足施工需要。若在某个施工阶段出现资源短缺，应迅速采取补救措施，避免影响整体施工进度和质量。最后，根据环境管理计划，采取适当的环保措施，防止施工噪声、废水和施工扬尘对周边环境造成污染。定期对施工现场进行环境监测，确保符合环保法规。

3.3 竣工验收

竣工验收标志着水利闸站深基坑施工阶段的结束和工程项目的实质性完成，是项目交付使用的关键环节。首先，在进行竣工验收前，施工团队需对所有相关的施工文件进行整理，包括施工记录、质量检验报告、安全检查记录、材料的合格证书以及环境监测结果等，有助于回顾施工过程中的每一个细节，还为后续的验收提供了重要依据，确保每个环节都按照标准和要求执行。其次，竣工验收由业主、设计单位、施工单位和监理单位等相关方共同参与。通过多方合作，竣工验收小组能够对工程成果进行全面、系统的检查，涵盖工程的所有方面，确保了验收的公正性和专业性，每位参与方的意见和视角都能得到充分考虑。最后，在工程质量检查过程中，尤其要关注基坑的安全性和支护效果。基坑作为水利闸站建设中关键的结构部分，其稳定性直接关系到工程整体的安全，因此，在验收时必须确保工程结构符合设计要求和相关标准。如果在检查过程中发现不符合之处，验收小组需明确提出整改意见，并对整改的具体要求和期限进行详细说明[5]。

4 结语

综上所述，水利闸站深基坑施工技术的合理应用，是保证水利工程质量和安全的关键。通过科学设计支护结构、有效降水、合理开挖，能够克服复杂地质条件带来的挑战。未来，应加强技术创新与信息化手段应用，进一步提升施工安全性与经济性。

参考文献

[1] 黎子荣．双排桩在水利工程深基坑支护中的应用[J] ．河南水利与南水北

调,2021(5):39-41.

[2]徐良寅,傅理文,彭渊．多因素约束条件下中小型水利工程深基坑设计的探索与实践

[J]．浙江水利科技,2020(4):86-90.

[3]周军．水利工程中深基坑支护施工技术分析[J]．文摘版：工程技术,2021(2):101.

[4]林海松．深基坑排桩预应力锚索支护技术探讨[J]．建筑技术开发,2020(5):152-154.

[5]边亚伟．水利工程深基坑施工安全措施探究[J]．工业,2021(1):212-213.