土方開挖是工程初期以至施工過程中的關(guān)鍵工序。將土和巖石進行松動、破碎、挖掘并運出的工程。按巖土性質(zhì),土石方開挖分土方開挖和石方開挖。
土方開挖按施工環(huán)境是露天、地下或水下,分為明挖、洞挖和水下開挖。
在水利工程中,土方開挖廣泛應用于場地平整和削坡,水工建筑物(水閘、壩、溢洪道、水電站廠房、泵站建筑物等)地基開挖,地下洞室(水工隧洞、地下廠房、各類平洞、豎井和斜井)開挖,河道、渠道、港口開挖及疏浚,填筑材料、建筑石料及混凝土骨料開采,圍堰等臨時建筑物或砌石、混凝土結(jié)構(gòu)物的拆除等。
方式
在施工前,需根據(jù)工程規(guī)模和特性,地形、地質(zhì)、水文、氣象等自然條件,施工導流方式和工程進度要求,施工條件以及可能采用的施工方法等,研究選定開挖方式。
明挖有全面開挖、分部位開挖、分層開挖和分段開挖等。全面開挖適用于開挖深度淺、范圍小的工程項目。開挖范圍較大時,需采用分部位開挖。
如開挖深度較大,則采用分層開挖,對于石方開挖常結(jié)合深孔梯段爆破(見深孔爆破)按梯段分層。
分段開挖則適用于長度較大的渠道、溢洪道等工程。對于洞挖,則有全斷面掘進、分部開挖和導洞法等開挖方式。
土方開挖的施工方法
土方開挖施工,包括松動、破碎、挖裝、運輸出渣等工序。石方開挖,除松軟巖石可用松土器以鑿裂法開挖外,一般需以爆破的方法進行松動、破碎。
人工和半機械化開挖,使用鍬鎬、風鎬、風鉆等簡單工具,配合挑抬或者簡易小型的運輸工具進行作業(yè),適用于小型水利工程。
有些灌溉排水溝渠的施工直接使用開溝機,可以一次成形。大中型水利工程的土石方開挖,多用機械施工。
明挖
除使用各類鑿巖、鉆孔機械鉆孔,進行爆破作業(yè)外,主要使用:挖掘機械,如各種單斗挖掘機或多斗挖掘機;鏟運機械,如推土機、鏟運機和裝載機;有軌運輸機械,如機車牽引礦車;無軌運輸機械,如自卸汽車等。
根據(jù)不同條件,采用各種配合方式,進行挖、裝、運、卸等各項作業(yè)。
要根據(jù)工程規(guī)模、施工條件,合理選用適宜的施工機械和相應的施工方法,特別要注意機械設(shè)備的配套協(xié)調(diào),避免存在薄弱環(huán)節(jié)。
在特定條件下,可采用水力開挖的方法開挖土方;也有采用爆破開挖的方法,即用拋擲爆破或揚棄爆破技術(shù),不僅將土石破碎,并全部或部分地將其拋棄到設(shè)計邊界以外。
洞挖
一般常用鉆孔爆破法掘進,用機械進行挖裝、運卸作業(yè);也可采用全斷面隧洞掘進機開挖隧洞;在土質(zhì)松軟巖層中可用盾構(gòu)法施工(見隧洞開挖、地下廠房開挖)。
水下開挖
可以采用索鏟、抓斗等陸上開挖機械,但通常多使用各式挖泥船,配合拖輪、駁船等水上運輸設(shè)備進行聯(lián)合作業(yè)(見疏浚)。