水力冲挖土方施工工法

PAGEPAGE6水力冲挖土方施工工法前言在建筑工程施工中，土方施工是绕不开的一道工序，随着城市土地开发不断向地下发展，建设项目土方工程量占比也相对提高。但随着国家对环境保护、环境治理不断推进改革，传统的机械挖土施工方法，扬尘、噪声等环境污染严重，为达到环保要求需采取各种环保防治措施，施工成本将明显增加，且城市交通对渣土运输车辆管制，严重影响施工进度。水力冲挖土方施工是一种新型的建筑土方施工方法，具有施工机械、设备少，无噪声、扬尘等环境污染现象，并通过高压泵送管道运输，对社会交通无影响等优势，未来必将得到广泛推广、应用。通过对杭州经济技术开发区文化配套用房（暂定名）EPC总承包项目的施工实践，经过总结形成水力冲挖土方施工工法。特点2.1水力冲挖设备少、组装简单、挖掘机仅配合辅助即可，无需渣土运输车辆，施工安全可靠。2.2施工过程环保、无扬尘、无噪声污染，施工不受地下水影响。2.3可连续作业施工，不受社会交通影响，施工效率高，可有效缩短工期，降低成本。适用范围适用于砂土、粉土土层基坑土方开挖。工艺原理水力冲挖施工原理是模拟自然界的水流冲刷现象，借助水力的作用来完成土方开挖的施工作业。使用高压泵抽水产生压力，经输水软管输送，通过水枪喷射出密集的高压、高速、柱状水流，对要开挖的土体进行切割、粉碎，使原状土湿化、崩解，形成泥浆、泥块的混合液，再由泥浆泵及输泥管道输送到弃土场，从而完成土方开挖施工。工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程确定输送管道路线确定输送管道路线管道、设备拼装管道、设备拼装试压试压测量、放线冲水、吸泥设备安装测量、放线冲水、吸泥设备安装冲挖施工冲挖施工5.2操作要点5.2.1确定输送管道线路勘察施工场地及弃土场区地理位置，根据实际情况合理确定输送管道路线。如有河道尽量选取沿河道采用潜管铺设，从而减少因沿路铺设增加的沟槽开挖及对道路交通的影响。输送管道应铺设顺直、平坦，弯度力求平缓，避免因弯度过大增大压力损失，泥浆输送受阻造成管道堵塞。5.2.2管道、设备拼装依据确认的管道线路进行管道、设备的安装。管道采用Ø400的PE管，焊接或法兰连接。每隔3~5公里安装一台增压泵，具体位置根据管道及地形起伏情况经计算确认，确保泥浆输送正常。管道、设备连接应确保连接质量，焊缝进行相应的质量检测，不合格应进行返工；法兰连接应检查垫片及螺栓拧紧程度。位于河道中的管道应加设浮球，确保管道在充满泥浆时不会沉入河底，避免管道拉裂或增压泵移位（或增加配重使管道沉入河底，管道稳定即可）。5.2.3试压输送管道及设备安装完成后进行试压检测，优先选用水压检测，根据设备及管道确定合理工作压力，在1.5倍工作压力下进行试压，试压2小时，检查输送管道无渗漏且压力降符合规定即为合格。试压合格后方可投入使用。5.2.4冲水、吸泥设备安装1、冲水设备主要包括：高压清水泵、输送软管、冲水抢。水源根据现场实际情况选取，可采用河、湖水，也可利用降水水源，但应确保水源供给。水力开挖挖1m³土，约需要2.5~3m³水。输水管道与清水泵、水枪连接应牢靠。水枪端应采取可靠固定措施，可搭设支架并增加配重进行固定。可根据场地及进度需要设置多个冲水管道系统。2、场内吸泥设备为带浮箱的立式污泥泵，污泥泵通过软管连接至主管道，如有多个吸泥泵，应采用三通并入主管道。软管与主管连接采用变径接头，并用专用管箍箍紧，做到不漏浆。5.2.5冲挖施工根据开挖顺序布置冲挖点及吸泥点。水枪与开挖面的距离宜为3~5米；人工调整水枪对土体进行冲刷、切割。泥浆泵应比冲挖点底0.5米以上，也可根据实际情况设置泥浆收集池，应保证泥浆流速，尽量增大含泥量，提高工效。泥浆泵与冲挖点距离不宜太远，一般不超过10米，对含杂物较多的土层，距离可适当增大，流入吸泥点过程中清除杂物，避免损坏泥浆泵；土层中冲刷出的砖、石等块状物，应及时安排挖掘机进行清除，保持泥浆混合液的流动畅通。开挖时应由上向下分层、水平分段进行。冲挖边坡土方时，冲水水柱尽量与坡面保持垂直。开挖过程中应做好测量放线工作，开挖时应预留30cm左右，采用挖掘机或人工配合清土、修面，避免超挖，以保证施工质量。每个作业段应一次冲挖到位，经验收合格后进行下一作业段施工。弃土场安排专人看守，定期观察输送管道排出泥浆状况，根据泥浆稠度、出浆量合理调整冲挖速度及冲水量。5.3劳动力组织（见表5.3）。表5.3劳动力组织情况表序号工种数量备注1管理、技术人员32施工人员86杂工1合计12人材料与设备本工法无需特别说明的材料，采用的机具设备见表6。表6机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1水准仪DS3台1测量标高2全站仪OTS238台1定位放线3挖掘机PC200台1辅助挖土4高压清水泵22KW台4冲挖土方5污泥自吸泵315KW台1抽泥浆6增压泵220KW台4管道增压7PE管φ400*1.25mpa米/土方输送质量控制7.1工程质量控制标准7.1.1土方开挖施工质量执行《建筑地基工程施工质量验收标准》GB50202-2018。土方开挖允许偏差按表7.1.1执行。7.1.1项序项目允许偏差检查方法单位数值主控项目1标高mm0-50水准测量2长度、宽度（由设计中心线向两边量）mm+200-150全站仪或用钢尺量3坡率设计值目测法或用坡度尺检查一般项目1表面平整度mm±20用2m靠尺2基地土性设计要求目测法或土样分析7.1.2输送管道施工质量执行《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008的有关规定。7.2质量保证措施7.2.1铺设输送管道所用PE管材，需具备质量合格证，符合质量标准规范要求。管道连接施工由专业人员进行操作施工，严格按照相关施工规范及质量验收规范进行施工及验收，确保质量合格。7.2.2土方开挖过程中应及时进行测量复核，对平面位置、水平标高、边坡坡率、分层开挖厚度应严格按照图纸设计进行施工，确保开挖位置准确，边坡及基底应预留30cm以上，采用人工进行清土、修面，避免超挖。7.2.3冲挖时应控制开挖面高差及坡度，高差不超过2m，坡度不大于60°，避免因高差、坡度过大造成土层滑动，对工程桩造成损害。7.2.4污泥泵吸泥区尽量选择在标高较低的位置，可合理利用电梯基坑、集水井等位置进行设置，尽量减少超挖回填量；如因条件限制吸泥区造成超挖，应制定专项回填方案，以保证回填质量符合承载力要求。安全措施8.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.2施工现场临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。8.3各类机电设备应专人操作，电工、焊工等特殊工种应持证上岗；各种设备应做好维保、检测工作，严禁带病工作。8.4水力冲挖作业范围应设置隔离带，严禁无关人员进入作业区。8.5通水冲挖时，水枪必须有人固定扶稳，避免因水枪晃动伤人，且水枪不得向人员冲水。8.6严格控制冲水开挖作业面坡度，严禁掏洞作业，确保开挖面稳定。环保措施9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。9.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.3落实输送管道检查工作情况，避免因管道渗漏造成泥浆污染河道及周边环境。9.4弃土场设置围挡，根据地形填筑泥浆围堰，坝体应填筑密实，防止泥浆外流。效益分析10.1本工法将传统土方开挖、运输改为湿法作业、封闭管道运输，避免了土方施工产生的大量扬尘、污染场内、场外道路等情况发生，本工法不需要渣土运输车辆，消除了对城市交通的严重影响。水力冲挖施工时，周围的居民及企事业单位均能正常生活及工作，社会效益