挖机 水冲：基坑开挖出土新技术，降本增效又环保！ -欧洲杯投注官网

 

中建八局投建的亚运三馆项目在超大面积深基坑工程中，成功研制 “挖机配合水力机械开挖出土方法”，比“传统挖机配合土方车出土方法”节约成本约37.5%，节约工期约25%。新技术见识一下！

采用超大面积深基坑土方机械配合水力机械开挖施工技术，有效进行了基坑围护、场内短驳土、冲土区翻土松土、冲土稀释、泵送泥浆、基坑降水、破桩清底、防水及底板结构施工，不仅加快了工程施工进度、降低了成本且90%的土方采用泵送泥浆方法出土，实现了现场土方施工阶段的绿色环保， 无土方车外运，场内扬尘少。

挖机与水力机械配合冲土方式

在不同开挖深度上布置推土机、挖机与水力机械，在整个现场形成土方短驳、翻土与松土、冲土与泵送泥浆连续工作面，加快冲土、出土效率。将冲土泵送泥浆工序与基坑围护、降水、破桩头、清底、防水与底板施工等各道工序按总体施工组织设计的要求，合理组织有序穿插形成流水施工。

现场泥浆泵管道

冲土泵送泥浆的工艺原理是：在现场基坑合适处布置一处蓄水池，蓄水池中的水可以是循环水、河水或市政水，蓄水池通过泵体加压打入现场待挖区土方，土体遇水制配成泥浆，待挖区泥浆坑放置抽浆泵，对泥浆进行增压，基坑外铺设泥浆管至卸土点，泥浆通过铺设管道输送至卸土点，完成场内土方外运工作。考虑卸土点距离项目距离较远，为保证泥浆增压稳定，每5公里位置设置1台增压泵。

 

土方机械配合水利机械土方开挖技术

确定止水帷幕与围护结构开始施工的工期， 在止水帷幕与围护结构开始施工的同时就可以根据总体施工组织设计的要求在需要先行施工的区域开始冲土泵送泥浆施工，冲土泵送泥浆开始时就在基坑的一端一次性冲到设计基地标高以上1m，然后沿直线往基坑另一端冲土施工，在冲出一定面积100㎡左右），开始在冲出的面积内进行降水施工，降水施工结束后，紧接进行破桩 头、清底、垫层、防水、底板结构施工， 随着冲土泵送土方的向前推进后道工序依次在冲出的区域流水进行周边20m与坑底1m使用短驳的方式运到冲土处出土。

1）可泵泥浆水土比例的确定

为确定泵送冲土的出土效率，需确定本工程地质条件及开挖工况下，砂土与粉质砂土在高压水枪冲刷作用下形成冲刷泥浆的比重，用于计算泵出泥浆的水与土比例，从而确定泵送冲土的施工效率。

泥浆的比重确定

2）泥浆泵功率及泵送管线数目确定

根据泥浆泵功率要求设置配电柜与机房确保泥浆泵正常运转，根据水与土的比例选择清水泵流量，一般清水泵流量为泥浆大泵流量的一半，清水泵用于泵送清水到高压水枪或清水池。

泥浆泵

泥浆泵机房

3）泵路布置与增压泵设置

为方便布管及减小对地面交通的阻碍，根据现场周边环境的特点，把运输管道全部布置在河道中。为把泥浆泵送到10km以外的区域去，需考虑泥浆的沿途输运压力损失，根据分析计算与试验可得泥浆在管道内沿途水头损失为0.012m/m~0.016m/m，根据选定泵56m扬程，10km的运输管道需要沿途增设两次增加泵。

河道中的运输管

沿途增加泵

4）接收泥浆围堰修建

泥浆运到指定地点后需修建围堰集中处理，让泥浆沉淀，沉淀后的粉砂做其它相关用途，清水则重新打回到现场再次利用，围堰的容量根据泥浆日输送量及沉淀后粉砂处理速度确定为6万m³。

泥浆处理围堰

泥浆运至围堰

5）泵管防渗防爆设计

泵管采用聚乙烯压力管，经检测在20℃时14mpa静液压强作用100h可不裂不渗，而泥浆泵在管内产生的最大压强为1.08mpa，泵管本身具有较大安全系数，法兰采用10个φ16mm高强螺丝相连，可保证在14mpa静液压强作用下接头不漏不渗。

泵管材料与接头

6）压力水枪与泥浆小泵布置

高压水枪可直接接在与清水泵相连的管道上，一般一台清水泵可接6～9个水枪，3个水枪为一组在一个冲土地点进行冲土施工，3个水枪冲出的泥浆由一台放在现场的泥浆小泵抽至与泥浆大泵相连的泵管中，一般三台泥浆小泵的流量加起来为一台泥浆大泵的流量，三台泥浆小泵可同时向一台泥浆大泵的泵管内抽送泥浆，再由泥浆大泵加压后向场外运输。

泵管上接出的高压水枪（带阀门）

冲土与现场泥浆小泵

泥浆小泵接入泥浆大泵泵管接头（不带阀门）

高压水枪也可通过水泵从清水池中取水进行冲土，现场泥浆小泵也可把泥浆先抽至一个泥浆池中，再使用泥浆大泵从泥浆池中抽走泥浆，只要做到清水池、高压水压、泥浆小泵、泥浆池、泥浆大泵间的流量平稳即可。

清水泵管、清水池与高压水枪泵管

三个水枪现场冲土

泥水池与泥水池中的三个泥浆小泵

7）泥浆泵防堵控制

为防止泥浆泵被泥浆中的垃圾堵塞造成停机可跳闸，需在泥浆流经的道路上设置过滤铁栏栅，使用周边带过滤网的浮箱水泵，并派专人定时清理栏栅周围垃圾。

过滤铁栏栅

周边带过滤网的浮箱水泵

8）挖机与水力机械配合冲土方式

为加快泵送冲土的施工效率，加快泥浆的形成速度，可使用挖机配合高水枪形成泥浆，具体做法是在开挖深度的一半处形成一台阶，在台阶上停一挖机，工人在基坑的最深处冲土，挖机一方面帮助把最低层处土翻松方便水枪冲成泥浆，另一方面可把高处的土直接翻倒至高压水枪形成的水流中形成泥浆，这种配合方式可加快出土速度3～5倍。

挖机与水力机械配合冲土方式

9）预留土体厚度的确定

为防止冲土破坏槽底标高基层土，以及为防止冲土对边坡稳定造成不利影响，对冲土的范围进行规定：（1）冲土达到的标高在槽底标高以上1m；（2）距离边坡20m的范围采用常规挖机配合土方车出土，边出土边修理成为设计的边坡。

挖机与人工出最后1m土

10）冲土标高控制

冲土过程中，为防止土方超冲超挖破坏槽底基层、增加额外成本、延缓施工进度，必需严格控制冲土的标高。具体作法是：（1）每个承台的选一根桩，桩身用红油漆涂刷控制线；（2）涂刷完油漆后，桩身用反光带缠绕并固定；（3）每间隔20m，在桩身设置标识牌，注明区域位置、轴线、标高。

冲土标高控制

11）冲土方向与冲土总体开挖方法

结合体育游泳馆施工组织设计，先行施工两馆部份，且最先施工两馆周边有劲性钢管柱部分，冲土方向确定为两台泵分别沿着两馆周边有劲性钢管性的区域部分从西向东进行冲土施工，冲土的方式为“一次到底，一线到项”，一次到底即冲土一次直接冲到设计高度，一线到项即沿着一条直线一直冲到端部，这种冲土方式可以提高冲土的出土效率与减小来回布管的时间。

总体一次到底，一线到项开挖方法