第三节　基坑开挖

一、准备工作

1.人员：3～12人。

2.工具：钢卷尺、铁锹、十字镐、钢钎、大锤、撬棍、木杠、钢丝绳套、小号水桶、大号水桶、小型发电机、冲击电锤、接触网作业车（轨道车、平板车）、空压机、风枪（带钻杆、钻头）、工具袋、防水劳保用品、安全防护用具等。

3.材料：土篮、棕绳、木板、铁钉、防护板、木杠、混凝土防护圈、稻草填充物等。

4.资料：钢柱基础图。

二、作业方法、步骤

（一）开挖准备

1.确认坑口测量标记，复核辅助桩侧面限界，复核坑口尺寸。

2.清理坑口周围环境，排除障碍物。

3.设置预防道砟下滑坑内的防砟挡板见图2.3.1。

4.确定排土地点，采取防止道砟污染及排水沟堵塞措施。

（二）硬土质类基坑开挖

1.基坑开挖

按照坑位测量标记，沿坑口用镐垂直地将地表皮刨开，再用铁锹将土铲去，弃土远离坑口，一般不小于0.6m。开挖过程中，锹镐配合交替使用，每刨松一层（每层150mm左右），就用锹清理一次。

当坑深小于1.5m时，可由坑内人员直接排土，超过1.5m时，由坑上人员用吊篮提土进行排土。当坑口较大，如基础坑开挖提土不便时，可采用撬杆进行排土，如图2.3.2所示。

每挖下几层土后，就应对基坑限界进行校核，修理坑壁，坑底尺寸应与坑口尺寸保持一致。

当坑口弃土堆积过多时，坑上人员应立即进行清理，弃土不可混入道砟，并随时做好水沟的疏通、排水工作。

基坑挖好后，坑下人员将坑底整平夯实，一切妥当后，等待交工验收。

2.土方工程的冬季施工

（1）人工开挖冻土法

人力用大锤将钢钎打入冻土层中，把冻结硬壳打开。

（2）爆破法

用炸药将冻土破碎，再进行开挖。

（3）火烧融化冻土法

用锯末、刨花、板皮、树枝或废机油之类作燃料，在冻土表面进行燃烧融化冻土，其中以锯末、刨花效果最好。

（4）蒸汽针（水针）融化冻土法

蒸汽针融化冻土系用机械钻孔，钻孔直径50～200mm、深度1.5m左右，将蒸汽管插入孔内进行通汽，一般2h能融化冻土ф50cm、深度1.5m以内，融化冻土速度快，缺点是土壤过湿。

（5）电流融化冻土法

用长1.5～2.0m的钢钎作电极，成梅花形排列，间距约500mm。电极可随着冻土融化分次打入，加热时间根据冻层厚度、土壤湿度和电压等而定。为加速上层土壤的融解，可在土表面敷10～25cm厚的湿锯末，用浓度为0.2％～0.5％的食盐或氯化钙溶液浸湿，使电流通过锯末，加速上层土壤的融解。这种方法耗电量大，须特别注意安全，可在急需施工的极个别冻土坑开挖时考虑选用。

3.土方防冻方法

（1）松土防冻法

在预定冬季挖坑部位，根据冻结期长短及寒冷程度，先翻松一定深度的土壤并耙平，或挖坑至冻结深度处预留一层翻松土壤。由于翻松的土壤颗粒中存在大量不流动的空气间层，从而可有效防止或减缓下部土壤受冻。在冻结期短、不太寒冷的（-10℃）地区，土壤未冻前，一般翻松250～500mm；在冻结期长、严寒地区，一般需翻800～1200mm厚的土壤。

（2）用保温材料防冻法

在土壤未冻前，坑位表面覆盖炉渣、草垫、草帘或锯末等保温材料。此法适用于气温不太低的情况。

（三）碎石类基坑开挖

1.基坑开挖

基坑开挖方法与硬土质类基坑相同，在保证行车安全的前提下，坑口宜适当加大。

2.基坑的支撑防护

（1）一般支柱基坑套板防护

防护板一般采用30mm厚、200mm宽的木板制成，一般用松木或硬杂木。腐朽及破裂多节的木材不得使用。

防护板的安装步骤及方法如下：

①根据基坑大小，预制防护板。

②修理坑壁，使之易于安装防护板。

③按坑口方向在基坑碎石层安装防护板。每挖下200mm就安装一层防护板，形成一层木框，层与层之间的防护木框长宽边的固定方式要互相错开，交替使用（图2.3.3、图2.3.4）。方框放好后，不应出现扭斜现象。

④在防护板与坑壁的间隙处，用碎石、土填满挤紧，以便加强防护板的稳固性。

⑤复核限界。每下几层防护板之后，就要复核一下基坑限界、防护板安装位置，应能满足立杆要求。

在基坑开挖过程中，应随时检查支撑结构的状态，除检查支撑是否变形、开裂外，还可用小锤敲击，按音响判别受力大小，受力小者音钝，受力大者音脆，受力过大的松杉木能自发格格声。对于过度受力或变形的支撑，应预先加固，加固的方法是打紧受力较小部分的楔子，增加立木及横撑等。

（2）基础坑的防护

基础坑开挖一般采用水平支撑防护，如图2.3.5所示。基坑支撑防护选用见表2.3.1。

（3）混凝土软横跨柱基坑的防护

混凝土软横跨柱基坑可采用局部水平支撑防护（图2.3.5）和水平垂直混合支撑防护（图2.3.6）。

为了节省木料，还可采用混凝土防护井圈进行施工。施工方法见（四）流沙类基坑开挖。

（四）流沙类基坑开挖

对于流沙类基坑采用局部支撑防护板进行开挖的方法已不适宜，尤其是混凝土软横跨柱基坑，由于支撑面大，防护板容易变形、折断，而采用混凝土防护圈进行基坑防护，不仅保证了施工安全，还可节省大量的人力和木材。实践证明，在流沙地带开挖接触网支柱坑，采用混凝土防护圈防护，是一种行之有效的防护措施。

1.混凝土防护圈的规格

混凝土防护圈的规格：外径1600mm，内径1480mm，壁厚60mm，高度400mm。其结构如图2.3.7所示。

2.基坑开挖

（1）安装混凝土防护圈

安装混凝上防护圈时，防护圈中心应与支柱中心重合，防护圈中心至线路中心的距离为：

S0=CX+a轨/2

人工安装防护圈时，可由4人用两根长木杠将其抬起，安放在基坑位置有条件时，也可由吊车安装。防护圈的安装如图2.3.8所示。

（2）防护圈挖土下沉

在防护圈里边均匀取土，每次挖深40～80mm，使其均匀下沉。对于比较密实的砂土，可先挖坑的中间部分，再挖防护圈壁脚周围的土。对于松散的砂土，应先挖防护圈壁脚下的土。为防止在加防护圈时突然下沉或倾斜，必要时先在其壁脚上回填垫实。

当第一层防护圈沉下地面后，在第一层的上面摞上第二层，第二层沉下去之后，再摞上第三层，如此连续进行，直至坑深符合规定要求为止。在下沉过程中，发现倾斜、位移要及时纠正。所有防护圈的中轴线应保持重合、竖直。

防护圈如不能借自重下沉时，可在其上面均匀地增加载荷；发现树根、石块等障碍物要及时清除。

基坑挖好后，立即安装底板，必要时对防护圈作加固处理，以防防护圈继续下沉。

（3）防护圈倾斜、偏移的矫正方法

在防护圈下沉的过程中，应不断检查下沉方向和位置，如发现有较大的偏斜时，应及时矫正。否则，当下沉到一定深度时，就难以矫正了。矫正前，必须摸清情况，分析原因，如有障碍物，应首先排除。

①矫正倾斜

a 　挖土法：在下沉较慢的一面多挖土，在下沉较快的一面夯实土或垫碎石，但要注意避免一点支撑。

b　增加载荷法：在防护圈较高的一面增加载荷，如砂袋、钢轨等，此法可与挖土法同时进行。

②矫正偏移

可先偏挖土使防护圈倾斜，然后均匀取土，使防护圈沿倾斜方向下沉至防护圈中心接近基坑中心位置时，再矫正防护圈的倾斜。

（五）高水位土质类基坑开挖

1.沉井法

施工方法详见本节（四）流沙类基坑开挖。

水坑挖土方法见表2.3.2。

2.围栏支撑法

当挖至水位时，下入第一层横挡，并在横挡与坑壁之间打入立挡木（下端削尖），同时在立挡木与坑壁之间填塞稻草。边放草，边将立挡木向下打，立挡木应保持垂直，一直打入土中200mm左右，再继续挖土。此后应先挖空坑中间，然后配合打沉立挡木，依次挖掉坑边的土，在挖掉坑边土的同时，立即将立挡木打下并塞草（图2.3.9）。

坑内集存的水和土用泵及水桶排除。

当坑挖至2/3深度时，将第二层横挡下入坑内，再继续挖土，打沉立挡木和填塞稻草，如此反复进行，直至挖至规定深度为止。

3.板桩支撑法

当杆坑挖到需要板桩来支撑的深度时，下入第一层横挡，并依次打入板桩，打时应使板桩垂直，当坑的四壁都打入板桩后，再继续挖土（此后的挖土方法与前述相同）和打入板桩，在约距第一层横挡1m处下入第二层横挡，然后再继续挖土和打沉板桩，直至挖到规定深度为止（图2.3.10）。

板桩厚度应不小于50mm，宽度以150～200mm为宜。横挡间的距离应不大于1m。

（六）石质基坑开挖

石质基坑一般采用分层打眼爆破进行开挖，每爆破一次，就需对基坑中的松动石、土作一次清除。为了不致在爆破时损坏周围建筑物，接触网基坑一般采用控制爆破法。下面是打眼的施工方法。

1.人工打眼

常用双人打眼法（一人扶钎、一人打钎）使用一字形钢钎头，刃口可根据岩石软硬不同做成不同的形状（有平行，内凹月牙形，外凸三角形）。对于坚硬的岩石，适合用较厚的刃口，钎头两边比钢钎直径宽2～3mm。对于较软岩石，适合用较薄的刃口，钎头两边比钢钎直径可宽出4～6mm。打锤要准、要狠，注意避免滑锤伤人。每打一下要提一次钎，同时转30°，落钎时要稍用力冲击岩石（如果打干眼，只要转一下即可，不要提钎）。打完一段时间后，用掏勺将石粉掏出。

打眼应准确按设计布设的炮孔位置、深度和角度钻孔，不得任意改变，以保证爆破效果，在不能保证炮孔正确位置、角度和深度时，应及时通知设计人，修正药量和采取补救措施。在每一炮眼打好后，立即以旧水泥袋纸或废旧棉纱等物将炮眼口堵住，防止砂石掉入孔内。

2.机械打眼

机械打眼的主要机械为空气压缩机、风动凿岩机（也叫风枪）和内燃凿岩机，在石质基坑数量不多时，也使用电锤进行打眼。

下面介绍使用电锤进行打眼的方法。

（1）检查发电机，给注油机构注满润滑油，给汽油箱灌满汽油。

（2）启动发电机，运行3min，检查运行状态和电压，一切正常即可使用。

（3）检查冲击电锤，接通电源，观察运转状态，正常即可使用。

（4）安上钻头即可打眼作业。

三、质量标准

1.基坑位置应根据测量时在钢轨上标注的支柱号、限界、支柱类型及顺线路方向支柱中心位置来确定。如必须移动坑位时，可按设计跨距允许误差m进行调整。调整后的跨距不得大于设计允许最大跨距，调整软横跨支柱基坑位置时，同一组软横跨支柱基坑应相应位移。单开道岔的标准定位支柱位置应符合设计要求。

2.基坑挖好后，其坑口尺寸应能满足以下要求：

（1）设有横卧板或底板的基坑，应留有安装余量；

（2）能满足立杆、整杆的要求；

（3）基坑坑壁应根据土质情况设有一定的坡度，采取适当的基坑防护措施，保证路基的安全；

（4）基础坑采用原坑灌筑时，各部尺寸不得小于基础外形尺寸；当采用支模板灌筑基础时，坑口尺寸应考虑坑内的支模、拆模的活动余地。

3.各种支柱坑深和基础坑深见表2.3.3和表2.3.4。

4.拉线坑应设在下锚支的延长线上，在任何情况下拉线各部分不得侵入基本建筑限界。锚板埋深（以地面最低处算）应不少于设计值，一般为2m。锚板拉杆与地面夹角一般为45°，特殊困难地区不得大于60°，并应适当增加锚板埋设深度。拉线坑马道的坡度应与拉线角度一致。

四、安全注意事项

1.开挖基坑，每处不得少于2人，坑内有人作业时，坑上必须有人防护。列车通过时，坑内不得有人。

2.挖坑发现地下设施（如电缆、管道等）不能自行处理时，由施工负责人与有关单位联系处理。

3.挖坑时必须注意路基的稳定，不得使其受到破坏和减弱。挖坑作业遇到排水沟（盲沟）应做疏通改道排水工作，以免积水影响路基的稳固。

4.挖坑时，坑边不得放置重物或工具。

5.挖坑时，应随时注意坑壁的稳定情况，如有变化，应及时加强防护措施。

6.挖坑地段必须设专人经常巡回检查，发现情况及时处理与上报。开挖的基坑，于收工前进行检查，确认路基稳固、坑壁坚固、无坍塌危险方能离开，必要时应设专人看守。

7.在站内或有行人的地点挖坑时，应采取防止人畜坠落的安全措施，如设置桩绳防护栏，悬挂标示牌，或用木板盖住坑口，或设人防护，夜间应加设灯光防护，但需注意不得与行车信号混淆。