劉 源

(浙江省水利水電建筑監(jiān)理公司,浙江 杭州 310020)

1 工程概況

浙東引水蕭山樞紐是浙東水資源優(yōu)化配置格局中關(guān)鍵性工程,是浙東引水系統(tǒng)工程的龍頭。工程位于錢塘江、富春江、浦陽江三江匯合口義橋鎮(zhèn)附近,供水對象為蕭、紹、寧、舟地區(qū)的一般工業(yè)用水及農(nóng)業(yè)灌溉用水。

工程主要由外江側(cè)閘站上游段、閘站、內(nèi)河側(cè)閘站下游段、閘站后輸水河道及跨河橋梁等組成。其中閘站段由左岸引水閘、主泵房、右岸引水閘3部分組成,左岸引水閘上設(shè)安裝間,副廠房布置在主泵房靠內(nèi)河側(cè)。引水閘為2孔×10 m,水泵為雙向,設(shè)計(jì)流量50 m3/s,下游輸水河道長1.53 km,與杭甬運(yùn)河連接。設(shè)計(jì)多年平均引水量為8.9億m3。本樞紐工程確定為1等工程,泵站、引水閘及上游連接堤為1級建筑物。

2 閘站工程地質(zhì)情況

閘站基礎(chǔ)屬錢塘江沖海積平原,地面高程7.0 m左右(浦陽江防洪堤頂高程10.05 m左右)?？辈橘Y料顯示,地基土劃分為9個工程地質(zhì)層,17個工程地質(zhì)亞層及2個夾層。土體為多元結(jié)構(gòu),土層分布不均勻,基礎(chǔ)承載力低。主要土層:粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土、粉砂夾淤泥質(zhì)土,層厚1.3～5.7 m;淤泥質(zhì)土層厚變化較大,層厚0.80～17.7 m,為高含水率,中等高-壓縮性土,力學(xué)性質(zhì)較差,受震動易液化,動水條件下易產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。流紋質(zhì)玻屑凝灰?guī)r分布較廣,部分地段埋深淺,全風(fēng)化厚度小于2 m,以下強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化是良好的天然地基持力層,但基巖起伏較大,需要進(jìn)行基巖開挖。

地下水位埋深較淺,為地表以下0.3～2.0 m,黏質(zhì)粉土滲透系數(shù)達(dá)4.2×10-4～5.6×10-4cm/s,由于基礎(chǔ)開挖較深,容易發(fā)生滲透破壞。

3 樞紐工程基礎(chǔ)處理施工方案的選擇

閘站基坑施工方案原初設(shè)為大面積開挖,采用1∶3大邊坡開挖,并結(jié)合井點(diǎn)排水降低地下水位;閘站基礎(chǔ)、翼墻基礎(chǔ)采用C25混凝土灌注樁處理。

經(jīng)過工程補(bǔ)充勘察,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜,除含有大量Ⅱ2層黏質(zhì)粉土和Ⅲ層淤泥質(zhì)土外,閘站位置還存在石方需要爆破,因此,樞紐工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求建在基巖上。同時,基坑西側(cè)為浦陽江1級堤防,南北兩側(cè)農(nóng)居房、管理設(shè)施、生活用房及施工臨時設(shè)施的距離很近。軟土地區(qū)基坑開挖深度大于8 m時,基坑工程屬一級基坑工程,因此按原方案開挖,需要重新征地,政策處理和施工工期都難以滿足要求。

綜合以上征地、防洪堤安全和地質(zhì)條件、施工場地等因素,為確?；邮┕て诎踩?閘站進(jìn)行專項(xiàng)支護(hù)設(shè)計(jì)。

4 樞紐建筑物基坑支護(hù)的施工

4.1 基坑支護(hù)工程內(nèi)容

圖1 支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖

根據(jù)設(shè)計(jì)要求基坑開挖尺寸長133 m×寬115 m,開挖面積約為15 295 m2,開挖深度達(dá)6.95～9.10 m。支護(hù)結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁+止水帷幕結(jié)合內(nèi)支撐形式。地面至5.50 m高程按1∶1放坡處理,坡面噴射掛鋼筋網(wǎng)混凝土;5.50 m高程下設(shè)φ 800@1 100鉆孔灌注樁;設(shè)計(jì)在4.65m高程設(shè)混凝土支撐和壓頂梁,支撐及壓頂梁分3大塊,基坑上游兩端設(shè)置三角斜撐,面積為4 000 m2,下游兩端設(shè)置相連支撐,面積為5 000m2,支撐尺寸為850 cm×850 cm和700 cm×700 cm;鉆孔樁插入深度為10.5 m,鉆孔樁外側(cè)用旋噴樁φ 800@600止水。坑內(nèi)設(shè)置排水溝和集水井排水。具體基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)見圖1所示。

4.2 施工程序

施工程序影響支護(hù)工程的順利進(jìn)行和安全施工,根據(jù)工程特點(diǎn),施工順序如下:圍護(hù)樁、旋噴樁→挖土至5.5 m高程、噴射坡面混凝土→壓頂圈梁、支撐梁→分層開挖至設(shè)計(jì)底高程→閘室、上下游進(jìn)水口施工→拆除下游對稱支撐系統(tǒng) (下游翼墻施工到高程4.5 m后)→堤防具備破堤條件時,拆除上游角撐系統(tǒng) (上游翼墻施工到高程4.5 m后)→回填土方。

4.3 主要部位施工質(zhì)量控制

4.3.1 土石方開挖(石方爆破)

4.3.1.1 土方開挖

遵循先撐后挖,分層開挖,嚴(yán)禁超挖的原則。支護(hù)后,留給挖機(jī)活動的區(qū)域極為狹小,給機(jī)械設(shè)備的布置、施工進(jìn)退路線等增加了很大難度,采用大小挖機(jī)配合,傳遞式挖土。

分3個階段。第1階段,從地面開挖至支撐梁底標(biāo)高4.65m,開挖深度約2.2 m,澆筑支撐梁、壓頂梁;第2階段,開挖至標(biāo)高0m,開挖深度約4.65 m,待支撐梁、壓頂梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%時,繼續(xù)向下挖土;第3階段,開挖至設(shè)計(jì)底高程,開挖深度約3.35 m,該階段最關(guān)鍵,要求分層、分區(qū)進(jìn)行,嚴(yán)禁超挖,基礎(chǔ)地質(zhì)情況復(fù)雜,基巖面起伏較大,且設(shè)計(jì)底高程不同。土方開挖分層見圖2所示。

圖2 土方開挖分層剖面圖

4.3.1.2 石方開挖

由于基坑西側(cè)即為浦陽江1級提防,南北兩側(cè)農(nóng)居房建設(shè)管理、生活用房及施工臨時設(shè)施距離很近,因此石方爆破嚴(yán)格控制爆破參數(shù),采用控制性淺孔微差松動分層控制爆破,同時為了減輕爆破震動影響,在爆破區(qū)域、圍護(hù)樁邊緣和鋼格構(gòu)立柱四周布置雙排密排減震孔,以減弱爆破地震效應(yīng)對支護(hù)、臨近建筑的影響。

4.3.2 鋼筋混凝土灌注樁

圍護(hù)樁采用 Ф 1 000@1 200、Ф 800@1 100,最大樁長15.75m,共布樁361根,鋼筋籠伸入壓頂梁錨固長度按30 d控制,垂直度不大于1%,樁徑偏差在+5～3 cm,混凝土等級為C25,形成一道連續(xù)水泥土墻,創(chuàng)造一個良好基坑開挖條件。

4.3.3 高壓旋噴樁

在圍護(hù)樁外側(cè)施工一排高壓旋噴樁Ф 800@600,三重管法施工,空氣壓力0.7MPa,高壓清水壓力25 MPa,漿液壓力1 MPa,水灰比0.6,提升速度控制在16 cm/min,搭接套打,樁入土深度5.3～8.1 m,共布孔643根,總長4 782.6 m。通過高壓水、氣、漿三管同時噴射,利用高壓水氣切割攪拌地層,水泥漿充填置換,使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強(qiáng)度的樁體,主要起到止水帷幕作用,避免滲透水和地下水滲入基坑內(nèi)。

4.3.4 混凝土澆筑

壓頂圈梁及支撐采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),壓頂梁斷面尺寸為1 200 mm×850 mm和1 000 mm×850 mm,平支撐斷面尺寸為850 mm×850 mm、700 mm×700 mm,混凝土等級為C25,在坑內(nèi)形成3道支撐體系。為保證支撐體系的整體性,整個基坑的支撐及壓頂梁分3大塊澆筑,3大塊內(nèi)的支撐及壓頂梁需同時澆搗,混凝土采用混凝土泵車入倉。

4.3.5 基坑排水

在基坑四周設(shè)400 mm×500 mm排水明溝,間隔30m設(shè)集水井1 000 mm×1 000 mm×800 mm?？油獠捎镁c(diǎn)降水方案,西江堤側(cè)基坑外處設(shè)置3組井點(diǎn)。輕型井點(diǎn)管間距1m,長度為6 m,其中濾管長1.2 m,每組井點(diǎn)控制在40 m左右。

4.3.6 立 柱

立柱上部為鋼結(jié)構(gòu)格構(gòu)柱,下部為鉆孔灌注樁,鋼格構(gòu)450 mm×100 mm×10 mm,立柱伸入樁內(nèi)2 000 mm,伸入支撐梁內(nèi)350 mm,立柱與壓頂圈梁、支撐梁、圍護(hù)樁組成基坑工程的整體支護(hù)體系。

由于閘站基巖分布較復(fù)雜,根據(jù)實(shí)際開挖情況,現(xiàn)場有2個鋼格構(gòu)立柱座落在弱風(fēng)化巖面埋深較淺,立柱基礎(chǔ)高程比閘站底板底高,需要臨時進(jìn)行立柱置換。立柱置換部位,嚴(yán)格實(shí)施分序開挖,先挖置換立柱部位巖石,后挖立柱部位巖石,做到先布換撐立柱,再拆除原有立柱。

4.3.7 圍護(hù)工程施工期監(jiān)測

業(yè)主委托專業(yè)監(jiān)測單位在開挖期間嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求做好位移、沉降、應(yīng)力等的監(jiān)測工作。隨著基坑開挖,各監(jiān)測項(xiàng)目相續(xù)展開,各項(xiàng)監(jiān)測值都在設(shè)計(jì)允許范圍以內(nèi)。

5 效 果

施工過程中,通過采取有效措施嚴(yán)格控制基坑支護(hù)的施工質(zhì)量,確保了基坑四周建筑物和道路、提防等安全。在基礎(chǔ)施工期間,沒有發(fā)生變形、沉降、塌陷等位移事故,滿足了基坑支護(hù)的要求。

6 結(jié) 語

基坑開挖與支護(hù)技術(shù)復(fù)雜,必須制定完善的基坑支護(hù)施工方案?；又ёo(hù)工程為臨時性工程,他與勘測、設(shè)計(jì)、開挖作業(yè)、施工質(zhì)量、檢測等因素有密切聯(lián)系,同時又對工程工期,造價等有重要影響。水利工地大多處于山區(qū),得不到建設(shè)方的重視,也不愿投入資金,因此水利工程應(yīng)用較少?？偨Y(jié)幾點(diǎn)體會:

(1)基坑開挖復(fù)雜性,決定了在確保施工質(zhì)量的同時,必須進(jìn)行變形和位移連續(xù)監(jiān)測,從土方開挖開始至拆除、土方回填為止。

(2)基坑支護(hù)對構(gòu)筑物施工操作、開挖土石方有所干擾,支撐梁下土方需要多臺小挖機(jī)進(jìn)行倒運(yùn),施工難度增加。

(3)加強(qiáng)對基坑運(yùn)行期間的管理。控制閘站施工運(yùn)輸車輛荷載,基坑周邊10 m范圍內(nèi)禁止堆載。以免造成基坑失穩(wěn)事故。