基坑土方開挖，我們所見的都是機械開挖方式，在施工過程中容易產(chǎn)生噪音及揚塵污染，同時需要大量的土方運輸車，極易造成交通壓力。那么，有一種新型土方開挖方式“水力沖挖”，你見過嗎？中建三局二公司曾在武漢長江航運中心項目上開行業(yè)之先河，結(jié)合工程特點，創(chuàng)新采用“水力沖挖”方式，一起來見識一下吧！

土方開挖“水力沖挖”

水力沖挖土方的施工原理是根據(jù)自然界水流沖刷原理，借水力的作用來進行挖土、輸土和填土，即水流經(jīng)高壓泵產(chǎn)生壓力，通過水噴出一股密實的高速水柱，切割，粉碎土體，使之濕化，崩解，形成泥漿和泥塊的混合物，在由立式泥漿泵將泥漿吸入管道輸送到指定的場地內(nèi)沉淀，解析出的水可以重復(fù)利用，而沉淀下來的泥土可作為場地回填土或外運。

土方開挖“水力沖挖”?

本工程基坑長207m，寬171m，面積32200㎡，普遍挖深18.8m，局部電梯井挖深24.9m，基坑土方量約68萬m3，基坑支護采取地連墻+四道混凝土內(nèi)支撐的形式。

本工程基坑距離長江僅50米，施工過程又歷經(jīng)長江汛期和到江城看海的季節(jié)，而且項目地處鬧市，若采用傳統(tǒng)機械開挖方式，難度極大：

（1）場地狹小： 無渣土堆場，出入口少，周邊都是居民區(qū)。

（2）交通管制： 土方車輛每天運輸時間僅有六小時且運輸距離長，跨越武漢多個行政區(qū)域（江岸、江漢、硚口、東西湖），土方工程形勢嚴(yán)峻。

（3）效率低下： 項目總土方量約68萬m3，土方施工時間為151天，計劃每天出土量達(dá)5150m3，根據(jù)測算在最高效率下每天僅能完成4000m3，不能滿足土方要求。

（4）環(huán)境影響：土方施工過程中易產(chǎn)生噪音、揚塵，對現(xiàn)場文明施工及周邊居民均會造成影響。

針對上述客觀因素和工程現(xiàn)狀，項目部積極探索新型土方開挖方式以及土方綠色施工工藝，創(chuàng)新地將土方水力沖挖技術(shù)應(yīng)用于房建工程，項目部通過深入調(diào)研和周密策劃，基于①適當(dāng)減少機械開挖②合理利用船運技術(shù)兩點考慮：

（1）地理優(yōu)勢：基坑棧橋板正對江邊運輸碼頭，有獨特的地理優(yōu)勢。

（2）有效措施：現(xiàn)場噪音主要來自挖機及渣土車，揚塵主要來自土方運輸積土積灰處理不及時，可通過適當(dāng)減少挖機、渣土車降低污染。

形成“機械開挖+水力沖挖”的創(chuàng)新方案，采用水力沖挖配合機械開挖的形式，實現(xiàn)了良好效益。

實施過程

進場前場地實景?

施工流程圖

一

土方分區(qū)及施工

表層為雜填土，以碎石、磚塊、塊石為主，由于水力沖挖無法完成雜填土石塊清運，采用單純機械開挖方式。下層以粉質(zhì)粘土、砂土為主，土質(zhì)較好，采用水力沖挖與機械開挖相結(jié)合。

項目地勘報告

除表層雜填土采用機械開挖以外，圓環(huán)外支撐區(qū)域采用水力沖挖，圓環(huán)內(nèi)區(qū)域采用機械中心島式開挖，由外而內(nèi)退挖，始終保持圓環(huán)土方機械開挖面高于撐下土方水力沖挖面1m，確保機械開挖與水力沖挖施工進度接近。機械開挖產(chǎn)生的土方采用自卸汽車通過棧橋板進行外運至46.4公里外東西湖。

表層土方開挖

陰影部分為水力沖挖區(qū)域，圓環(huán)內(nèi)為機械開挖區(qū)域

二

管線及設(shè)備布設(shè)

由于項目與長江僅有一路之隔，整個沖挖工藝無論是抽水沖挖，還是排出泥漿均需均需穿越沿江大道，管線布設(shè)方案采用埋設(shè)地下管線。

1、道路開槽，鋪設(shè)鋼板

2、埋設(shè)管道

3、道路復(fù)原

4、江邊放置抽水泵

5、場內(nèi)連接、布置管道

6、放置水箱及加壓泵

7、安裝高壓水q及浮筒泥漿泵

三

水流沖挖土方

每臺浮筒泥漿泵配置兩個高壓水q，兩名施工人員進行施工；先沖挖環(huán)撐下方土方，沖挖完成后沖挖環(huán)撐外土方；土方被高壓水柱打碎混合為泥漿后由泥漿泵抽取。

四

泥漿船體改造及運輸

水力沖挖產(chǎn)生的大量泥漿需船體運輸，對泥運沙船進行改造使用。

1、改造了三艘貨船用以裝載并運輸泥漿，最大裝載量可達(dá)3000m3。

2、泥漿通過排泥管輸送至泥漿船，將表面沉淀的清水抽取回基坑循環(huán)利用，同時提高運輸效率。

五

泥漿運至棄土場

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1、棄土處租用70T躉船用以泥漿船停靠

2、到達(dá)棄土碼頭后將泥漿吹填至岸上的泥漿池

3、泥漿晾曬干后運送至棄土場

綜合效益

【環(huán)保效益】

通過對比分析，活動后日均土方開挖量由4000m3增加到了5500m3，揚塵也降到了0.83mg/m3以下，噪聲晝間降到60dB(A)以下、夜間降到48dB(A)以下，土方施工效率以及綠色施工環(huán)境指數(shù)得到有效提高。

【工期效益】

常規(guī)單一機械開挖效率為4000/5150=77.6%。排除其他因素影響，在項目的精心組織下，項目采用水力沖挖土方船運結(jié)合傳統(tǒng)機械開挖，提高了土方開挖的效率，開挖效率在原基礎(chǔ)上提高（5500-4000）/5150=29%，項目土方施工實際進度快于計劃進度，原計劃工期172天，實際土方開挖工期151天，節(jié)約工期約為21天。

【經(jīng)濟效益】

相比傳統(tǒng)機械土方僅能在夜晚（22:00~04:00）運土，水力沖挖可以24小時不間斷工作，不間斷運輸，提高了土方施工的效率，同時由于機械開挖難以施工處可由水力沖挖完成，減去了大量的機械挖土及人工掏土?xí)r間及費用，格構(gòu)柱共計300根，按每根費用300元來計，可節(jié)約9萬元。原計劃工期172天，實際土方開挖工期151天，節(jié)工期約21天，綜合費用每天需1萬元計算，共節(jié)約30萬元。

【社會效益】

“機械開挖+水力沖挖”方式對周邊環(huán)境影響小，在保證施工進度的同時，得到了業(yè)主、環(huán)保部門、政府主管單位的一致認(rèn)可。當(dāng)然也為同行在土方施工中提供可參考依據(jù)，亦為相似工程拓展了一條綠色施工之路。