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摘要：在水利工程建设中，输水干渠通常采用土方开挖的方式，且开挖方法也分为明挖、洞挖与水下开挖几种。本文结合具体工程实例，探讨水利输水干渠土方开挖的具体方案，并对开挖过程中的质量控制、安全管理与常见的几种渠道防渗施工进行分析，希望为相关工程项目提供一些有价值的参考。
关键词：输水干渠；土方开挖；施工方法
土方开挖是现代建筑工程前期的关键工序，具体操作是将施工区域的土与岩石进行松动、破碎以及挖掘，并将其运出原场地。根据施工现场环境露天、地下或水下，还涉及到方开挖分为明挖、洞挖与水下开挖几种方式。输水干渠土方开挖常用于水电站建设与引水工程，对农业生产与居民生活用水作用突出。
1 工程概况
某水利工程项目，渠道总长142km，其中经过丘陵与平原地区，总干渠的设计水位为136.7m，终点水位为48.2m，全线自流。渠道开挖过程中，根据施工区域的不同土质，分别使用混凝土、水泥土、喷浆抹面等方法对沟渠进行全断面衬砌，行防渗施工。
2 土方开挖施工方案
2.1 施工现场植被与垃圾清理
将渠道开挖现场的树根、杂草、生活垃圾、工业生产废渣以及影响开挖进度的其他障碍物清除，使用大型推土机对现场植被进行清理，将垃圾集中起来并使用车辆将此类垃圾与植被运出施工现场。现场植被与垃圾的清理范围为施工图中标出的最大开挖边或者建筑物的基础边线外侧至少5米的延伸距离。主要区域的植被清理中，为了不影响后续的开挖，应挖除树根，并且挖除的延伸范围为施工图中所标示的最大开挖边线外侧3m的距离。
2.2 表土的清挖与堆放
开挖区域的表土指的是含草木植物、根须以及表皮土壤，土方开挖施工前，应将主开挖区域的、土料场、弃土废渣场以及临时堆土场的土壤表层0.5m的耕作层用挖掘机或者推土机进行剥离，剥离过程中避免与不宜耕种的土料混合。耕作层的土壤剥离完成后，应使用车辆将其运输到指定地点进行妥善的保管，并且还要防止土壤被雨水冲刷导致土壤流失的情况。禁止在临近的边坡开口线开设土壤堆积场，现场堆土的总高度不能超过5m，为了防止土壤流失，可以使用推土机对堆土进行整平压实，并且在堆土附近的相应位置开挖排水沟渠，使雨水能够从排水沟渠中流出，表土的清理使用推土机完成，表土不适合回填，应运送到指定的区域，待工程结束后进行统一处理。
2.3 开设施工区域临时道路
土方开挖中，需要大量的开挖设备与车辆进行，因此在施工区域应根据开挖的具体路线开设临时的通行道路。道路的修筑可以一边开挖一边修筑，原则上临时道路的修筑要比开挖工程快。临时道路的宽度应不小于5米，规定使用砂土路面，临时道路的纵向坡比与转弯半径应符合车辆的行驶需求，土方开挖区域的临时道路开挖完成后，应使用挖掘机对现场进行整平。
2.4 渠道土方开挖施工
2.4.1 土方开挖前，施工单位必须做好现场测量放样工作，标注渠道开挖的具体宽度与开挖位置。
2.4.2 如果施工区域采取明挖的方式，应从上至下、分段进行，严格杜绝从下至上、挖底悬空的开挖操作，这是为了防止开挖区域出现坍塌，导致掩埋施工机械与操作人员的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实际施工中，根据开挖的进度使开挖面形成一定的坡势，以便更好的进行排水。另外，开挖过程中还应避免沟渠积水的问题，确保开挖工程能够顺利进行。
2.4.3 渠道的土方开挖速度应根据组织设计中的工期要求与开挖工程量进行设计，配合相应数量的开挖机械，合理调整开挖季节与开挖方式，做好天气预防，尽量避免在雷雨天气施工。实现对开挖机械进行性能测试，精细组织人员，以实现机械化开挖的快速施工，坚持“早开挖，早防护”的原则，保证机械操作人员的人身安全，确保土方开挖质量。
2.4.4 渠道土方开挖时，应根据开挖的实际宽度，设计1个或者2个开挖作业面，即统一开挖区域使用两台开挖机械进行。开挖过程中纵向开挖采取分段、分层的方式，横向开挖采取全宽开挖或者分台阶开挖的方式，具体操作上，先沿纵向开挖出一通道，然后对通道进行两侧拓宽，待纵向上层通道拓宽后，再向下挖掘与拓宽。纵向挖掘过程中应采取分级开挖与分级防护的方式，施工过程做好分段区域的排水工作，确保开挖断面干燥无积水情况。
2.4.5 使用机械进行土方开挖时，接近设计坡面采取反铲削坡的方法，在人工修整至所需的坡度。对于风化与开裂的土层，开挖后应及时进行回填，并预留0.5m的防护层。
2.4.6 开挖过程中，为了防止工程对周围环境造成影响，施工中应始终强调环境保护这一理念，对开挖区域周边的植被进行保护，开挖区域与范围用石灰石标注，或者使用彩绳进行隔离。
3 土方开挖的质量控制
土方开挖的质量控制是非常重要的施工内容。具体管理上，第一，在施工开始前，一定要结合开挖区域的地质条件与开挖要求设计出一套详细的开挖方案。第二，应合理安排施工工序，围绕土方开挖的实际需求，进行动态的调整，保证土方开挖设计断面与填筑施工满足实际需求。第三，应配置合理的施工人员、机械设备与检测仪器，根据国家引水工程的实际需求，对本实验中的开挖深度与宽度进行精确测量，施工过程中，还应详细检测开挖轮廓与坡面。第四，应对施工区域的边坡变形情况进行全方位的观察，尤其是在大雨过后，要观察施工区域是否出现坍塌或者积水的情况，并对此类问题进行合理的处理，保证边坡开挖施工质量与施工人员的人身安全。
4 土方开挖过程的安全管理措施
安全管理是土方开挖顺利进行的关键，实际安全管理中，第一，实际土方开挖中，如果要进行机械挖掘与人工挖掘配合操作时，人员一定不能进入到挖掘机的作业半径中。如果必须要进入时，也要等挖土机停止工作后人员方可进入施工现场。若施工现场出现明显的滑坡迹象，机械开挖与人工作业应立即停止，必要时将机械设备与人员撤离到安全地带。第二，土方开挖过程中，一定要做好开挖区域的排水工作，以免开挖区域积水影响开挖速度。第三，机械开挖渠道时，要求做好安全防护工作，严格杜绝非施工人员进场，并在施工现场附近设置显眼的警告牌与防护栏。第四，施工现场应配备专职的安全管理人员，一旦发现施工中存在威胁情况与违反安全操作的问题，应及时制止，并采取有效的措施，待危险完全解除后方可继续进行施工。第五，应制定一套完善的安全防范措施，定期检查施工现场的作业情况，及时排除施工现场存在的安全隐患。
5 渠道防渗施工
施工渠道的防渗施工是非常重要的工作内容，这对提高水利工程的整体质量有重要意义，现实中渠道防渗施工主要有以下几种方法。
5.1 土料防渗
该方法具有整体造价低、投资少、取材方便等优势，但是其耐久性较差，冬季土壤冻结容易导致防渗层剥离，从而降低防渗性能。但是随着碾压技术的不断进步，土料防渗的缺陷也逐渐得到修补，施工中可以通过对土料进行筛除，控制土料的含水率等来提高土料防渗水平。
5.2 混凝土防渗
混凝土防渗的优势是耐久性与强度高，适应性广，便于管理。其缺点是应对变形的能力较差，在石料缺乏的区域造价较高，因此适用于气候条件适宜且施工周围石料与砂土较丰富的区域。
5.3 砌石防渗
砌石防渗宜应用于石料充足的渠道。砌石的防渗能力可以达到70%~80%，使用视线在30年~50年不等。在石料比较几种的渠道，砌石防渗通常表现出施工简单、抗冲刷能力强、耐磨与耐腐蚀性强等特点，在国内使用的比较广泛。
6 结语
综上所述，在输水干渠的土方开挖中，为了保证施工质量，应做好施工前期的准备工作，根据施工现场的实际情况，选择合适的开挖方式，另外，施工过程中还应做好质量控制、安全管理、防渗施工等工作内容，使土方开挖满足实际需求。
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论文作者:普俊
论文发表刊物:《科技中国》2016年7期
论文发表时间:2016/10/18
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