1、1水利工程土方开挖研究摘要：在水利工程中土方工程一般采用的施工方式是明挖、洞挖和水下开挖这几种，本文主要针对明挖和水下开挖进行了阐述，重点研究的是明挖是施工过程，和水下开挖时有可能会发生的事故类型、事故原因和应该采取的措施，为以后的施工提供了有效的理论依据。 关键词：水利工程；土方；开挖 中图分类号：TV 文献标识码： A 文章编号： 土方开挖是工程初期以至施工过程中的关键工序。将土和岩石进行松动、破碎、挖掘并运出的工程。按施工环境是露天、地下或水下，分为明挖、洞挖和水下开挖。在水利工程中，土方开挖广泛应用于场地平整和削坡，水工建筑物（水闸、坝、溢洪道、水电站厂房、泵站建筑物等）地基开挖，地下
2、洞室（水工隧洞、地下厂房、各类平洞、竖井和斜井）开挖，河道、渠道、港口开挖及疏浚，填筑材料、建筑石料及混凝土骨料开采，围堰等临时建筑物或砌石、混凝土结构物的拆除等。 本文主要针对水利水电工程明挖和水下开挖进行了阐述，重点研究的是明挖是施工过程，和水下开挖时有可能会发生的事故类型、事故原因和应该采取的措施。 1 干燥情况下的土方开挖 1.1 植被、垃圾清理 将开挖区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及监理人指明的其他有碍2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
3、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居 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
4、，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3必要的施工便道外，及时用挖掘机进行清理。 1.4 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
5、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）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）土方开挖，需根据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；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，上层通道拓宽至边坡顶缘后，再开挖下层通道，以使各层有独立的出土
6、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。 2 水下土方开挖 在水里工程中，土方开挖经常是在水中进行，大型机械设备进入水中施工，难免会发生事故，因为在水中作业，水下情况很难预知。 2.1 水下土方开挖事故的主要种类 4（1）沉陷：施工机械在含水量较大的沙上地、湿淤泥域或沼泽地域不能自行驶出和通过，而发生整机明显沉陷甚至沉没。 （2）蹋坡和滑坡：挖掘机定位于岸上，工作装置挖掘水下上方，,常易发生塌坡，使机械向下倾翻。机械涉水支承向水下作业，形成纵向。角，重心前倾，,常由于作业力作用和水下上附着力不足引起
7、机械沿坡下滑而酿成事故。通常在中硬以上水下上地域发生。 （3）作业中支承失稳：指施工机械初始支承成功后进行作业，作业中突然或渐渐失去可靠支承而不能恢复稳固支承，无法继续作业。 （4）变换支承工位时打滑误事：在某个工位支承并作业，但欲变换工位改变支承时，打滑误车而不能驶出。 （5）浮体在水中失稳：水中作业的施工机械往往要有特殊支承装置。全回转挖掘机在一个工位较长时间作业后，可能由于单测支承轮下陷过大，在解除支承(起腿)时引起浮体在水中横向失稳。严重时可导致倾翻事故。 2.2 施工机械事故发生的主要原因 （1）工况预测失误和机械的误区运用：某些湿淤水域地而承载能力不足，还可能有自然沉陷，这时，通用
8、机械不能运用，只能运用两栖或湿地型特种机械。 (2)工程勘查不准和水下作业情况不清：水而无明确参照物，底盘支承部分过挖甚至挖空。 (3)施工方法及机械运用失误：如通用起重机一般按硬地而支承设计，未经核算用了软支承或涉水地而。 5(4)上的流变性与上地动力学影响：造成粘度下降稠度变小，抗压抗剪强度衰竭，流性增大，支承失稳。 (5)特殊工况作业的附加作用力：粘着力、吸附作用导致的起斗阻力增大，造成支承的局音日下陷。 (6)水流风力潮汐对底盘支承上体和工作装置的作用，包括不利作用力的增加，支承上体被冲刷。 (7)机体入水后随着重量下降，引起附着力下降，易发生滑移。 (8)行驶和支承装置设计不尽完善合
9、理，体积相对较小，支承二级下陷过大，起腿困难，力系动态失去平衡。 (9)人为因素：机械设计人机学指数低，易造成操作者生理与心理疲劳，观察失误，违反操作规程等。 2.3 水域安全性施工和监测要点 （1）加强工况条件及其变化的监测，定时报告比较。 （2）设置必要的可靠参照物，如水深和机位标尺等。 （3）采用新技术进行水下挖掘的驾驶室内显示。 （4）改进工作装置、行驶定位机构和浮体的设计运用。 （5）通用机械用于水域特殊工况，性能指标要校核调整(多为降低)或切实加设辅助技术保障(如加垫木板、布缆和砖块定位)。 （6）提高安全性施工管理和操作水平，操作者应具有一定泅水能力和医学救生常识，并配置救生设备。 参考文献： 1 王伟东.水冲法工艺在软土地区土方开挖工程中的应用J. 建6设监理.2012 年第 9 期 2 卢帆.结合案例探讨大型深基坑土方开挖施工J.建材与装饰：中旬.2012 年第 6 期
