基坑水冲法土方开挖施工方法

基坑水冲法土方开挖施工方法一、 背景技术在基坑及深基坑施工过程中，由于地质情况多样、土方工程量大、施工工期紧等因素，其土方开挖方式的选择一直是基坑工程的关键点。传统的基坑土方开挖主要采用人工配合挖机进行，然后采用自卸车进行土方外运，该方法往往受到土质、天气、外部交通、环保要求等因素影响，需要投入较多的人力、物力，且施工工期较长，难以满足工程进度、成本控制、文明施工的要求。而水冲法土方开挖施工技术是利用高压冲水压力冲刷要开挖的土体，将泥（砂）土切割、粉碎，以水为土的载体使其成为流沙状泥水，再利用泥浆泵的压力将泥浆通过输送管道运送到指定的弃土场。但现有的水冲法土方开挖施工方法存在安全性低、易发生施工事故等问题；且在冲刷土体时，易在同一部位冲刷时间过长导致高差过大等问题。二、 技术方案为了克服上述现有技术中传统的基坑施工过程受外部影响大、施工工期长、成本高；现有的水冲法土方开挖施工方法存在安全性低、同一部位冲刷时间过长导致高差过大等问题，提供一种基坑水冲法土方开挖施工方法，安全性高、环保、经济效益高、且实现了连续均匀冲刷，避免在同一部位冲刷时间过长导致高差过大。为了实现上述目的，以下技术方案：基坑水冲法土方开挖施工方法，包括以下步骤：S1：施工前期准备，确定施工方案，准备施工设备与材料；S2：泵组安装、管道铺设，进行泵送试验;S3：冲砂拌浆，抽取冲刷水源对土体进行连续均匀冲刷，并从四周向基坑中心进行，形成的泥水由冲刷点流向低洼处；S4：抽取泥浆再将泥浆外送，将泥浆泵通过浮筒机构固定在基坑的低洼处，并将冲刷下来的泥水向泥浆泵部位呈锅底状集中外排至卸土点；S5：围堰施工；S6：对围堰内进行排浆、沉淀析水、清水外排：泥浆在围堰内经自然沉淀后析出清水，清水经预埋清水管排至围堰外沉淀池，经二次沉淀后，过滤排至河道内。在该技术方案中，采用水冲法土方开挖，成本低、损耗小，无需机械开挖和车辆出土，施工扬尘小，对道路污染少，无汽车尾气排放，环境效益高，且泥浆沉淀后，所析出的水可重复利用，沉淀下来的泥土可作为场内回填用土，减少了资源的耗用，对项目绿色工地推广具有积极的作用，且在S3中实现了连续均匀冲刷，避免在同一部位冲刷时间过长导致高差过大。作为优选，在步骤S2中，泵组包括用于抽取冲刷水源的抽水泵、用于加压抽取的冲刷水源的清水泵、用于抽取泥浆的泥浆泵和用于输送泥浆的泥浆增压泵;管道包括用于输送冲刷水源的清水管和用于输送泥浆的泥浆管。清水管、抽水泵和清水泵实现了用冲击水流对土方进行冲击，泥浆管、泥浆泵和泥浆增压泵实现了泥浆的排出。作为优选，清水管包括清水主管和输入清水支管和输出清水支管，泥浆管包括泥浆主管和泥浆支管。清水主管一端连通若十个输入清水支管，另一端连通若干根输出清水支管，在输入清水支管远离与清水主管连接的一端设置有抽水泵。作为优选，所述步骤S3主要包括以下步骤：S3.1：开启抽水泵抽取河道水作为冲水水源（基坑采用深井降水的可利用抽取的地下水作为冲水水源）；:冲刷土体，通过清水泵加压将抽取的冲水水源从输出清水支管中喷出，并喷向土体，对土体进行连续均匀冲刷。这样的设置提高了对土体的冲刷效果，避免在同一部位冲刷时间过长导致高差过大。作为优选，在步骤S3.2中，在输出清水支管中设置有喷枪，冲水水源从喷枪中喷出，喷枪冲水压力在0.6MPa以上，冲击水流与所开挖土面呈30〜60度角冲向土体。作为优选，在基坑外设置有用于实现冲击水流连续均匀冲刷的喷枪固定架。作为优选，喷枪固定架包括支撑架、用于控制冲击水源冲刷位置的管路调节机构和用于固定喷枪的喷枪固定座，管路定位调节机构包括伸缩式管路套、用于支撑管路套的支撑杆，支撑杆一端固定在外管路套上，另一端滑动设置在支撑架上。喷浆固定架将喷枪固定，避免人工手持喷枪，安全性高，还带动了喷枪的移动，进而避免了在同一部位冲刷时间过长导致高差过大等问题，此外还有利于调节冲击水流与所开挖土面之间的角度，使得冲击水流与所开挖土面呈30〜60度角方向冲向土体，连续均匀冲刷。作为优选，在步骤S4中，浮筒机构设置为用钢管将铁皮筒焊接而成的井字格构架，泥水泵设置在井字架上。浮筒机构的设置便于控制吸泥口与基坑底之间的距离，进而便于将泥浆输出。作为优选，吸泥口与基坑底距离在300mm以上。三、 有益效果环保、经济效益高、且实现了连续均匀冲刷，避免人工手持喷枪、安全性高;避免在同一部位冲刷时间过长导致高差过大、冲刷效果好。四、 附图说明

图1是基坑水冲法土方开挖施工方法的工艺示意图图2是冲刷土方处的结构示意图-sou图3是喷枪固定架的结构示图1是基坑水冲法土方开挖施工方法的工艺示意图图2是冲刷土方处的结构示意图-sou意图图中：1、抽水泵2、清水泵3、泥浆泵4、泥浆增压泵5、清水管501、清水主管502、输入清水支管503、输出清水支管6、泥浆管601、泥浆主管602、泥浆支管7、喷枪8、基坑9、喷枪固定架901、支撑架902、内管路套9021、滑移限位环903、外管路套9031、滑移限位凸起904、支撑杆905、喷枪固定座10、卸土点。五、具体实施方式结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。如图1、图3所示，一种基坑8水冲法土方开挖施工方法，其主要包括以下步骤：S1：施工前期准备，确定施工方案，准备施工设备与材料；S2:泵组安装、管道铺设，进行泵送试验；S3：冲砂拌浆，抽取冲刷水源对土体进行连续均匀冲刷，并从四周向基坑8中心进行，形成的泥水由冲刷点流向低洼处;S4：抽取泥浆再将泥浆外送，将泥浆泵3通过浮筒机构固定在基坑8的低洼处，并将冲刷下来的泥水向泥浆泵3部位呈锅底状集中外排至卸土点10；S5：围堰施工，将待排放的泥浆送入砂袋中进行充填，充填过程中不断更换充砂口，砂袋内充填均匀、饱满、平整，并留有一定的固结脱水时间，适当停止充填，避免砂袋爆裂，下层砂袋固结完毕后，再进行上一层充填袋施工，直至完成围堰的施工；S6：对围堰内进行排浆，泥浆在围堰内经自然沉淀后析出清水，清水经预埋清水管5排至围堰外沉淀池，经二次沉淀后，过滤排至河道内。步骤S1具体包括以下步骤：S1.1：确定施工方案：根据现场基坑8开挖面大小、深度、土方量、工程工期、泥浆输送距离以及卸土点10的大小来确定具体的施工方案，根据施工方案准备施工设备及材料；S1.2:完成基坑8围护施工和基坑8监测；:对上层土方采用机械开挖，并在机械开外完成后施工内支撑梁在步骤S2中，泵组包括用于抽取冲刷水源的抽水泵1、用于加压抽取的冲刷水源的清水泵2、用于抽取泥浆的泥浆泵3和用于输送泥浆的泥浆增压泵4；管道包括用于输送冲刷水源的清水管5和用于输送泥浆的泥浆管6,清水管5包括清水主管501和输入清水支管502和输出清水支管503，泥浆管6包括泥浆主管601和泥浆支管602。清水主管501一端连通若十个输入清水支管502，另一端连通若干根输出清水支管503,在输入清水支管502远离与清水主管501连接的一端设置有抽水泵1。在该实施例中，一个抽水泵1连接一个清水支管。清水泵2设置在清水主管501上，而由于清水泵2主要用于增压，清水泵2靠近清水主管501与输出清水支管503连接的一端设置。泥浆支管602用于连通泥浆泵3和泥浆主管601，泥浆泵3设置在基坑8内。泥浆增压泵4设置在泥浆主管601上。步骤S2具体包括以下步骤:S2.1:将各泵组安装完毕并接通电源后，进行试运转，确保水冲法土方开挖作业时，工作正常；S2.2:选择合适管径的管道，将清水管5道和泥浆管6道铺设在地面上，外运管道泵管安装由施工现场沿河道铺设至卸土点10。:在管道铺设完成后，利用河水进行泵送试验，检查各泵组是否运行正常，各泵管是否存在泄漏现象性，确保无泄漏现象后，方可进行泥浆泵3送作业。在步骤S2.2中，管道铺设在道路位置时，采用预埋形式并做好警示标志，提高安全性；管道沿河道铺设时，在非作业状态下，管道保持满蓄水状态，通过管道自重使其沉入水中，在输送泥浆状态下，利用泥砂自重使其沉入水中，管道全程不露出水面，确保不影响河道通行及美观。在步骤S2.3中，当管道铺设在河道中时，通过观察河面是否有气泡产生来判断管道是否泄漏。在步骤S3中，一般每方土用水量约3〜4立方米，泥浆比控制在3:1（水：泥），泥水含泥量约20%左右（按体积），冲刷区土层边坡坡度控制1:1左右，水冲法开挖从四周向基坑8中心进行，基坑8顶内边5m范围内、基坑8底以上1m范围内采用机械挖土，冲刷时做到勤测量，避免过界冲刷，形成的泥水由冲刷点流向低洼处（泥浆泵3部位），使冲刷下来的泥水向泥浆泵3部位呈锅底状集中外排。步骤S3主要包括以下步骤：S3.1：开启抽水泵1抽取河道水作为冲水水源（基坑8采用深井降水的可利用抽取的地下水作为冲水水源）；S3.2:冲刷土体，通过清水泵2加压将抽取的冲水水源从输出清水支管503中喷出，并喷向土体，对土体进行连续均匀冲刷。在步骤S3.2中，在输出清水支管503中设置有喷枪，冲水水源从喷枪中喷出，喷枪冲水压力一般要求达到0.6MPa以上，冲击水流与所开挖土面呈30〜60度角冲向土体。在基坑8外设置有用于实现冲击水流连续均匀冲刷的喷枪固定架9。喷枪固定在喷枪固定架9上。相较于传统的施工工人手持喷枪，使用喷枪固定架9的方式更加省力，同时还提高了安全性。如图2所示，喷枪固定架9包括支撑架901、用于控制冲击水源冲刷位置的管路调节机构和用于固定喷枪7的喷枪固定座905。管路定位调节机构包括伸缩式管路套、用于支撑管路套的支撑杆904，伸缩式管路套一端设置在支撑架901上，另一端设置有喷枪固定套，支撑杆904、伸缩式管路套和支撑架901形成三角结构，保证结构的稳固性。伸缩式管路套在使用时套设在输出清水支管503外，伸缩式管路套包括内管路套902和外管路套903，内管路套902设置在固定支架上，外管路套903与喷枪固定座905连接，支撑杆904一端固定在外管路套903上，另一端滑动设置在支撑架901上。在内管路套902的外壁面上设置有若干沿周向布置的滑移限位环9021，滑移限位环9021并列设置在内管路套902外并形成波纹状的内管路套902的外壁，在外管路套903的上设置有若干滑移限位凸起9031，滑移限位凸起9031倾斜设置，滑移限位凸起9031与内管路套902上的滑移限位环9021的侧部抵接。支撑杆904设置为折叠式结构，在支撑杆904的中间位置设置有用于实现支撑杆904折叠的转动环。而滑移限位环9021外设置有弹性结构，这就便于提高滑移限位凸起9031与滑移限位环9021之间的摩擦力。在对土方进行冲刷时，将输出清水支管503设置在伸缩式管路套外，喷枪固定在喷枪固定座905上，在进行冲刷过程中，在高压冲水压力的作用下，外管路套903上受力，此时滑移限位凸起9031在高压冲水压力作用下开始逐步移动，伸缩式管路套进行收缩，支撑杆904在支撑架901上逐步下移，当收缩到一定程度是，支撑杆904在转动环处发生折弯，而由于滑移限位凸起9031和滑移限位环9021的设置，提高了外管路套903和内管路套902之间的摩擦力，同时滑移限位凸起9031对滑移限位环9021还有一定的阻碍作用，这就降低了外管路套903的移动速度。外管路套903的移动带动了喷枪的移动，进而避免了在同一部位冲刷时间过长导致高差过大等问题。伸缩式管路套收缩后将外管路套903直接拉出即可再次使用。在步骤S4中，泥水泵距离冲刷点控制在5〜10m，随着开挖区域的变化而移动，用浮筒机构固定泥水泵，浮筒机构包括钢管将2只铁皮筒焊接成井字格构架，泥水泵放置于井字架