水利工程输水干渠土方开挖施工问题探讨

【摘要】本文分析了水利工程输水干渠土方开挖施工方案，介绍了土方开挖安全措施，并提出了几种常用的防渗施工技术，包括土料防渗，混凝土防渗，砌石防渗和膜料防渗。

【关键词】土方开挖；质量控制；防渗施工

0.工程概况

1.土方开挖施工方案

1.1植被、垃圾清理

将渠道开挖区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及监理人指明的其他有碍物清除，采用推土机进行植被清理、拢堆。清理范围延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线（或填筑坡脚线）外侧至少5米的距离。主体工程的植被清理，须予挖除树根的范围延伸到离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧3m的距离。清理垃圾采用装载机辅以人工铲运作业，集中堆渣。植被、垃圾清理的废料采用反铲挖掘机或装载机装至自卸汽车，运至指定的弃渣场堆放。

1.2表土（含耕作层）的清挖、堆放

表土指包含细根须、草木植物根系及覆盖草等植物的表层有机质土壤，土方开挖需将标段内的土料场、施工场区、弃土弃渣场和临时堆土场的土壤表层0.5m厚（厚度<50cm的按实际厚度剥离）的耕作层剥离，剥离时避免与不宜耕种的土料混杂。耕作层剥离后需运到指定地点妥善保存，并防止土壤被冲刷流失。严禁在邻近边坡开口线附近堆土，堆土高度不超过5m，堆土用推土机整平压实，并根据条件开挖顺坡的排水土沟，以免土壤被雨水冲刷流失。表土清理采用推土机进行，清基土方不用于回填，运到指定堆放处，便于工程结束时恢复工作。

1.3开挖区域的临时道路

按开挖运输机械的经常性运行线路，合理规划开挖区域的施工道路。渠内开挖运输作业时，可一边开挖一边修路，原则上结合渠道一级马道进行施工。道路宽度为6m，规划为砂土路面，纵向坡比、转弯半径满足施工规范的场内道路要求。开挖区域内的临时道路、通道在开挖完成后，除必要的施工便道外，及时用挖掘机进行清理。

1.4渠道土方开挖

（1）土方开挖前，首先进行测量放样，标识出开挖范围和位置（断面开口线或轮廓边线）。

（2）土方明挖从上到下分段分层依次进行，严禁自下而上或采取倒悬掏底的开挖方法，以免土方坍塌掩埋施工机械和人员；施工中根据开挖进度情况随时在开挖面做成一定的坡势，以利排水，开挖过程中避免边坡稳定范围内形成积水。

（3）渠道土方开挖前需综合考虑开挖工程量、工期要求、机械配备情况和地质条件，依此合理安排施工季节、开挖段长度和开挖方式。做到准备充分、精心组织，集中力量进行机械化快速施工，坚持“快开挖、早防护”的原则，确保工程质量。

（4）渠道土方开挖，需根据渠道上口开口线的宽度布置2个或1个开挖作业面。开挖采取纵向分段、分层（分层厚度3～5m）；横向根据具体情况采用全宽开挖，或分台阶开挖：先沿纵向挖掘一通道，然后向两侧拓宽，上层通道拓宽至渠道边坡顶缘后，再开挖下层通道，以使各层有独立的出土道路和临时排水设施，如此向纵深开挖至渠底标高。深挖渠段的施工分级开挖、分级防护。施工中做好每一开挖层的引排水工作，以确保开挖面干燥无水。

（5）机械开挖土方，接近设计坡面时采用反铲削坡，削坡时预留0.2～0.3m厚，再以人工整修至设计要求的坡度和平整度。边坡易风化崩解的土层，开挖后不能及时回填的预留0.5m左右的保护层，在后续工序开始前人工削坡，达到设计断面要求。

（6）在开挖过程中，按照施工期环境保护的要求，对清基范围线以外、周边的植被需加以保护，将开挖边线撒白灰加以标明，或辅以彩旗和彩绳或警戒绳加以标。

2.土方开挖质量控制

第一，本工程边坡、基槽等部位均为开挖，工艺要求高。施工前，结合各部位开挖要求和地形地质条件进行详细的开挖方案设计。第二，合理安排开挖施工程序，围绕土方填筑需要和土方开挖的要求，根据地层情况实行动态调整，保证开挖的质量满足土方填筑和设计断面的要求。第三，配置足够的、合格的测量人员、仪器和设备，按国家测绘标准和南水北调工程精度要求，建立施工控制网；施工过程中，及时放出开挖轮廓线并对坡面进行复核检查。第四，对开挖边坡进行监测，保证边坡稳定；同时加强施工期边坡变形观测，保证边坡开挖施工安全和质量。

3.土方开挖安全措施

（1）机械挖土与人工挖土进行配合操作时，人员不得进入挖土机械作业半径内，必须进入时，待挖土机停止作业后，人员方可进入槽底清理、边坡找平等工作。如果有滑坡迹象（如裂缝、滑动等）时，应立即采取措施，暂停施工，必要时所有人员和机械撤至安全地点。

（2）在开挖过程中，必须采取确实可行的排水措施，以免积水影响渠坑土壤结构，造成塌方。

（3）渠道开挖要注意安全防护，严禁非工作人员靠近，并在渠坡两边设置明显的安全防护栏。

（4）现场配备专职安全员，发现危险情况时要及时制止并要采取有效措施，危险解除后方可继续施工。

（5）制定切合实际的安全应急预案，定期检查施工作业区，排查隐患。

4.几种渠道防渗施工方法

4.1土料防渗

土料防渗造价低、投资少，可就地取材，但存在耐久性差的问题，往往由于冻融的反复作用，使防渗层疏松剥蚀，从而失去防渗性能。尽管如此，随着大型碾压机械的应用及防渗技术发展，土料防渗仍然广为应用。施工中土料的原材料应粉碎、过筛，必须清除含有机质多的表层土和草皮、树根等杂物；施工中应严格控制配合比和含水率；是混合土料宜先干拌后湿拌；铺筑时灰土、三合土、四合土按先渠坡后渠底的顺序施工。

4.2混凝土防渗

混凝土防渗的优点是防渗抗冲效果好，输水能力大，耐久、强度高，能减少渠道断面尺寸，适应性广，便于管理。缺点是混凝土衬砌板适应变形的能力差，在缺乏砂、石料的地区造价较高。混凝土衬砌适用于各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道，附近应有骨料来源。

4.3砌石防渗

砌石防渗适用于石料来源丰富、有抗冻和抗冲刷要求的渠道。砌石防渗一般可减少渗漏量70%～80%，使用时限达20a～40a。砌石防渗具有就地取材、施工简单、抗冲刷、耐磨和耐腐蚀性强等优点，具有较强的稳定渠道的作用及能适应渠道流速大等特点。国内大部分浆砌石防渗渠道没有设垫层，直接砌筑在渠基上。因石板较薄，为使其与渠床紧密结合，常铺一层2～3cm厚的砂料或低标号砂浆作垫层。为提高砌石的防渗效果，也有在砌石下面加铺粘土、三合土、塑料薄膜等垫层的。

4.4膜料防渗

膜料防渗具有防渗性能好，适应变形能力强，材料质轻，运输方便，耐腐蚀性强，施工简便，工期短、造价低等优点。缺点是抗穿刺能力差，易老化，与土的摩擦系数小，不利于渠道边坡稳定。膜料防渗施工质量的核心是在施工过程中保持膜层的完整和土保护层的边坡稳定。土渠层的铺膜基槽可采用梯形、台阶形、五边形和锯齿形等断面形式，当渠槽开挖整平并进行灭草处理后，根据渠道大小将膜料加工成大幅，自渠道下游向上游由渠道一岸向另一岸铺设膜料，膜料应留有小褶，并平贴渠基。[科]