松土保温法在加格达奇甘河堤防排水闸施工中的应用

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发布时间：2021-08-28

资料介绍

松土保温法在加格达奇甘河堤防排水闸施工中的应用
郑国龙，马立俊，王传荣
(1．黑龙江省水利水电工程总公司，黑龙江绥化152000；2．东宁县水务局，黑龙江东宁157200)
摘要：工程地处加格达奇甘河右岸、距甘河主河道1．9 km处，地下水位直接受甘河水位影响。为节约降水费用保证工期，本工程必
须在枯水期进行基坑开挖，一般为翌年春季，冻土尚未融化，利用松土保温法使表层冻深范围内土翻松后直接开挖，不必采
用冻土开挖设备，其方法简单适用，效益显著。
关键词：松土；保温；基坑开挖；应用
中图分类号：TV52 文献标识码：B
1 问题的提出
加格达奇段甘河流域位于大兴安岭南坡，属寒温带大陆
性季风气候区，气温年内变化和日内变化较大。夏季炎热而
短暂，冬季严寒而漫长，秋季降温迅速多早霜。年最低气温
一41．5℃ ，出现在1月份；年最高气温32℃ ，出现在7月份，
年平均气温一0．6 oC。多年平均降水量500 mm，年降水量的
70％集中在6—8月。本区封冻期约5—6个月，一般11月上
旬、中旬封河，4月下旬开河。6—8月为丰水期，9一lO月为
次丰水期，11月_5月为枯水期。
排水闸场地地层比较简单。地下水主要为第四系空隙
潜水，地下水赋存于砾石、砂中，地下水主要补给来源为大气
降水，上游侧向径流及甘河水的补给，地下水补给充分，富水
性强，径流畅通，以地下径流及蒸发的形式排泄。地下水动
态随季节而变化，地下水变幅1．0～2．0 m。
加格达奇及周边地区为大兴安岭山区，近两年针对该地
区的水文地质条件及特点，我们实践总结出了利用松土保温
的方法，可较好地利用地下水位最低的时期进行基坑施工，
翌年春季再尽早进行开挖工法，节约了成本，加快了工程施
工进度，解决了在该地区施工困扰多年降水难和开挖冻土的
难题。
2 工艺原理
根据土颗粒结冻原理，充分利用土颗粒之间的缝隙，尽
最大可能将土的密实度降低，使土块分离。再利用翻松后的
土层对原基坑进行保温，避免继续结冻。原因是含水量小的
松土可起保温作用，开挖区地表土层在封冻前进行翻松或采
取覆盖保温的目的是防止第二年进行基坑开挖时产生大量
冻土。
3 适用条件
松土保温法适用于东北严寒地区，跨年度工程，在土冻
结前翻松，翌年4—-5月份进行基坑开挖。
4 施工工艺方法
1)施工程序：水文地质条件调查一开挖区测量放样一开
挖区域表层土翻松(利用松土进行冬季开挖区保温)或覆盖
保温一翌年基坑开挖。
2)施工测量放样：按照施工图纸确定开挖范围。
对开挖区域，在封冻前用反铲挖掘机对土体进行翻松，
利用松土对开挖区的土进行冬季保温，防止第二年春季开挖
产生大量冻土。松土保温层的厚度根据多年施工经验，在加
格达奇地区一般不低于2．40 m。在4月中旬可浇筑基础混凝
土时，用反铲挖掘机将基坑开挖完成。
施工中应注名：①开挖深度及宽度要满足最大冻深的要
求；② 土层翻松时间宜选择在10月20日_31日为宜。
5 效益分析
采用松土保温法进行基坑开挖，将低温严寒的不利施工
条件变为对施工有利的因素，不但不增加任何费用，节能减
排，实现绿色施工的环保要求，在抓住有利时机的情况下还
可加快施工进度。在加格达奇地区如采用冻土开挖设备开
挖方案，需增加成本4倍以上。所以采用松土保温法不但可
取得可观的经济效益，还有较好的社会效益。
6 应用实例
大庆市东城水库取水泵站工程是成功运用松土保温法
和土层冻结截渗法进行施工的成功范例。
大庆市东城水库取水泵站工程位于大庆市东风新村东
北新建的东城水库1+730处，301国道东200 m。主要分为
集水池、前池、进水池、主副厂房、计量井等项目，工程总长度
158．3 m，最大开挖宽度为85 In，最大开挖深度为7．6 m。地
层结构为0～一3 m为黑色壤土和黏土；一3一一4．5 m为细砂
层；一4．5一一8 m为黑色和灰色黏土；地下水位为一3 m，一3
～一4．5 m细砂层为含水层。工程开工日期为2008年9月
20日，竣工13期为2010年6月30日。
开挖边坡坡度为1：I，在一3 m高程上设置5 m宽的缓台，
基坑工作面1 m。基坑上口周围一3 m以上7 m宽部分先行开
挖，以利冬季将含水层冻结；截渗墙里面的土体在地下水位
以上部分翻松1．5 m深，以对基坑土体下部进行覆盖保温，确
保第二年基坑不开挖冻土。开挖分层进行，第一层为1．5—
2．0 m，第二层为2—6 m，第三层为6—8 m。
2009年3月11 13_3月30日进行基坑开挖，利用20 d
时间开挖土方3万m 。主厂房、进水池、前池挡土墙开挖深
度较大，均按设计开挖到位，4_5月份底板混凝土全部结
束，避免了地下水的侵扰。由于2008年秋冬季节所采取措施
得当，方案制定合理，开挖非常顺利。
节约开挖及回填土方4 000 m ，节约费用为8万元。不
但缩短了工期而且提高了经济