大型水利水电项目深基坑支护施工关键技术及安全管理

一、引言

随着我国水利水电事业的蓬勃发展，大型水利水电项目不断涌现。这些项目往往涉及复杂的地质条件和严苛的施工环境，其中深基坑支护施工作为基础工程的重中之重，面临着诸多挑战。深基坑支护不仅要确保基坑本身的稳定性，防止坍塌事故，还要满足周边建筑物、地下管线等设施的安全保护要求。因此，深入研究深基坑支护施工关键技术及安全管理具有极其重要的现实意义。

二、大型水利水电项目深基坑支护施工关键技术

（一）土钉墙支护技术

1.技术原理

土钉墙支护是一种原位土体加筋技术，通过在土体内植入钢筋土钉，将土体与土钉形成复合土体，利用土体自身的强度和土钉的锚固力共同抵抗土体的滑动和坍塌。土钉一般采用螺纹钢制成，通过钻孔、注浆的方式植入土体，在土体表面铺设钢筋网并喷射混凝土面层，形成一个整体的支护结构。

2.施工要点

（1）土钉制作与安装：土钉的长度、直径和间距应根据地质勘察报告和设计要求确定。在制作土钉时，要确保其钢筋质量符合标准，焊接牢固。安装土钉时，钻孔的垂直度、孔径和深度必须满足设计规范，注浆要饱满，保证土钉与土体的粘结力。

（2）钢筋网铺设与混凝土喷射：钢筋网应采用点焊方式连接，网格间距均匀，与土钉头可靠连接。混凝土喷射应分层进行，每层厚度控制在 7-10cm ，确保喷射均匀、密实，混凝土强度达到设计要求。

（二）地下连续墙支护技术

1.技术原理

地下连续墙是在地面上利用专用设备，沿着深基坑周边轴线，开挖狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼并浇筑混凝土，形成一道连续的钢筋混凝土墙体，作为基坑的支护结构。它具有挡土、止水、承重等多重功能，适用于各种复杂地质条件。

2.施工要点

（1）导墙制作：导墙是地下连续墙施工的导向结构，其质量至关重要。导墙应具有足够的强度和刚度，采用钢筋混凝土结构，深度一般为 ，确保地下连续墙施工的垂直度和精度。

（2）成槽施工：成槽是地下连续墙施工的关键工序，可采用抓斗式、冲击式或回转式等成槽机械。在成槽过程中，要严格控制槽壁垂直度、槽深和槽宽，防止槽壁坍塌。同时，要及时进行泥浆护壁，泥浆的性能参数如比重、粘度、含砂率等要符合要求，确保槽壁稳定。

（3）钢筋笼下放与混凝土浇筑：钢筋笼的制作要符合设计尺寸，钢筋焊接牢固，吊点设置合理，确保钢筋笼下放平稳、准确。混凝土浇筑应采用导管法，导管间距、埋深要合理，保证混凝土浇筑连续、均匀，防止出现断桩、夹渣等质量问题。

（三）内支撑体系

1.技术原理

内支撑体系是为了增强深基坑的整体稳定性，在基坑内部设置的支撑结构，通常由水平支撑和竖向立柱组成。水平支撑可以是钢支撑或混凝土支撑，它与基坑周边的支护结构相互作用，将基坑外侧的土压力、水压力等荷载传递到竖向立柱，再由竖向立柱传递到基础底板。

2.施工要点

（1）支撑选型与设计：根据基坑的形状、大小、深度以及地质条件等因素，合理选择支撑类型。钢支撑具有安装拆除方便、可重复利用等优点，适用于工期紧的项目；混凝土支撑则刚度大、稳定性好，适用于深基坑或对变形要求严格的区域。支撑的设计要通过力学计算，确定其截面尺寸、间距和布置方式。

（2）钢支撑施工：钢支撑的安装要确保其轴线与设计轴线重合，连接牢固，采用千斤顶施加预应力，提高支撑的刚度和承载能力。在施工过程中，要定期检查钢支撑的应力、变形情况，及时调整预应力。拆除钢支撑时，要按照设计要求的顺序进行，防止基坑变形过大。

（3）混凝土支撑施工：混凝土支撑的施工要注意模板安装、钢筋绑扎和混凝土浇筑的质量。模板要具有足够的强度和密封性，钢筋绑扎要符合规范，混凝土浇筑要连续、振捣密实，确保混凝土支撑达到设计强度后才能进行下一步施工。

三、大型水利水电项目深基坑支护施工安全管理

（一）安全管理制度建立

1.建立健全安全生产责任制

明确各部门、各岗位在深基坑支护施工中的安全生产职责，将安全责任层层落实到个人，形成“纵向到底、横向到边”的安全责任体系。项目经理作为安全生产第一责任人，全面负责项目的安全管理工作；技术负责人负责制定安全技术措施；施工员负责现场施工安全监督等。

2.制定安全操作规程

针对深基坑支护施工的各个工序，如土钉墙施工、地下连续墙施工、内支撑施工等，制定详细的安全操作规程，规范施工人员的操作行为。操作规程应包括施工前的准备工作、施工过程中的安全注意事项、施工后的检查验收等内容，确保施工全过程的安全。

（二）安全教育培训

1.施工人员入场培训

所有进入施工现场的人员，包括管理人员、技术人员和一线工人，都必须接受入场安全教育培训。培训内容包括项目的安全管理制度、施工现场的危险有害因素、个人防护用品的正确使用等，使施工人员对项目的安全要求有初步的了解。

2.专项技能培训

对于从事深基坑支护施工关键技术操作的人员，如钻机操作工、焊工、混凝土工等，要进行专项技能培训，使其熟练掌握本岗位的操作技能和安全注意事项。培训合格后，颁发相应的上岗证书，确保操作人员具备专业能力。

（三）安全监测与预警

1.监测项目选择

选择合适的监测项目是安全监测的关键，一般包括基坑边坡位移、沉降，地下水位变化，支护结构的应力、应变等。通过对这些项目的监测，能够及时掌握基坑的变形趋势和支护结构的受力情况。

2.监测频率确定

监测频率应根据基坑的施工进度、地质条件和变形速率等因素综合确定。在基坑开挖初期，变形较小，监测频率可以较低；随着基坑开挖深度增加，变形加快，监测频率应相应提高。当发现监测数据异常时，应立即加密监测频率，以便及时发现问题并采取措施。

3.预警机制建立

建立科学的预警机制，根据监测数据设定不同的预警级别，如黄色预警、橙色预警和红色预警。当监测数据达到预警级别时，立即启动相应的应急预案，采取停工、抢险等措施，确保基坑安全。

四、结论与展望

大型水利水电项目深基坑支护施工关键技术及安全管理是一个系统工程，需要综合运用多种技术手段和管理措施。通过合理选择和应用土钉墙支护、地下连续墙支护、内支撑体系等关键技术，能够确保基坑的稳定性和安全性；建立健全安全管理制度、加强安全教育培训、完善安全监测与预警以及制定应急预案并演练，为施工安全提供了全方位的保障。在未来的水利水电项目建设中，随着科技的不断进步，新的支护技术和安全管理理念将不断涌现，如基于大数据和人工智能的安全监测、绿色环保型支护材料的应用等，将进一步推动大型水利水电项目深基坑支护施工向更加科学、高效、安全的方向发展。

参考文献

[1]张勇，王浩，李明.大型水利水电项目深基坑土钉墙支护施工关键技术探讨[J].水利水电技术，2022(06):102-107.

[2]刘华，陈刚，孙悦.大型水利水电深基坑地下连续墙支护的质量控制要点[J].人民长江，2023(03):78-82.