于超敏，袁江濤，單 勤，劉 君

（中交一航局第四工程有限公司，天津 300456）

引 言

為了食用鹽生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量的提高，很多生產(chǎn)食鹽單位將食鹽生產(chǎn)擴(kuò)大到遠(yuǎn)離陸地的淺海區(qū)海域，以保證海水鹽度較高及產(chǎn)鹽的質(zhì)量。

臨近淺海區(qū)水閘施工面臨大風(fēng)天氣頻繁、晝夜溫差較大、海域濕潤(rùn)氣候?qū)?gòu)筑物、閘門等腐蝕性較大、臨海區(qū)受潮汐影響等難題，深基坑施工滲水較難控制處理，另外近岸淺海區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，淤泥質(zhì)黏土層較厚，地質(zhì)穩(wěn)定性較差等這些因素對(duì)水閘施工產(chǎn)生很多不利影響。

1 工程概述

營(yíng)口某水閘是由日本承建，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘門為木質(zhì)閘門，建立于1915年，經(jīng)過(guò)多年潮汐及潮位變化，已無(wú)法進(jìn)行納潮。建設(shè)單位決定在遠(yuǎn)離陸地靠近淺海區(qū)修建新水閘進(jìn)行海水納潮。新建引水閘上、下游均由擋土墻組成，擋土墻基礎(chǔ)打設(shè)有PHC預(yù)制管樁作為結(jié)構(gòu)承重傳力結(jié)構(gòu)。四周為填筑的圍堰，圍堰結(jié)構(gòu)外側(cè)為堤心石擋浪層、內(nèi)側(cè)為海底淤泥質(zhì)黏土止水層。引水閘距陸地約5.5 km，其閘室21孔，每孔凈寬3 m，閘墩厚1 m，水閘總長(zhǎng)84 m。閘門為3 m×6 m球墨鑄鐵閘門，主體為PHC管樁基礎(chǔ)、鋼筋混凝土底板結(jié)構(gòu)形式，上部設(shè)交通橋、檢修橋及工作橋，底板高程-3.0 m，納潮庫(kù)最高水位2.50 m，水閘施工完成能滿足新納潮庫(kù)8 000畝蓄水面積。

由于工程區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)離陸地的淺海區(qū)，施工期安排在四月份到七月份，期間大風(fēng)天氣居多；雨水偏多；周圍受潮汐影響嚴(yán)重。潮位高差較大對(duì)基坑降水施工影響較大。引水閘工程施工作業(yè)環(huán)境較差，施工作業(yè)場(chǎng)地上約有8.5 m厚的淤泥質(zhì)黏土層，對(duì)機(jī)械行走作業(yè)控制有較大影響。

施工區(qū)域潮位：極端高水位為3.14 m（以當(dāng)?shù)乩碚撟畹统泵鏋榛鶞?zhǔn)，下同），設(shè)計(jì)高水位為2.65 m，設(shè)計(jì)低水位為-1.76 m，平均潮位高差為4.66 m。

2 圍堰防滲水和基坑支護(hù)

施工場(chǎng)區(qū)四周圍堰填筑前期，采用山皮石填筑，不能止水，對(duì)基槽開(kāi)挖施工防滲水影響較大。

應(yīng)對(duì)方法：圍堰外側(cè)填筑山皮石，內(nèi)側(cè)距離圍堰坡腳10 m處搭設(shè)鋼板樁，采用H型鋼和鋼絞線進(jìn)行錨固。在鋼板樁與圍堰之間回填淤泥質(zhì)黏土作為止水層，效果明顯，有效的解決了圍堰滲水情況的發(fā)生，保證了基槽開(kāi)挖施工安全和質(zhì)量。圍堰平面布置如圖1。

圖1 圍堰平面布置示意

基坑支護(hù)是本工程重點(diǎn)施工工序，支護(hù)方案選擇直接影響水閘基礎(chǔ)施工安全和質(zhì)量。前期方案有水泥攪拌樁、地下連續(xù)墻、打設(shè)鋼板樁和連續(xù)灌注樁等支護(hù)方案，各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)本工程施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境、臨海地域特點(diǎn)，對(duì)各基坑支護(hù)方案進(jìn)行對(duì)比，如表1。

表1 基坑支護(hù)方案對(duì)比

通過(guò)上述方案對(duì)比，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇打設(shè)鋼板樁支護(hù)方式，保證施工質(zhì)量。鋼板樁采用Spu-IIIw型長(zhǎng)度為12.0m，打設(shè)深度為11.0～11.5 m，具體參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 Spu-IIIw型鋼板樁參數(shù)

引水閘工程基坑鋼板樁支護(hù)周長(zhǎng)為 401 m，施工包括打設(shè)鋼板樁和H型鋼、采用鋼絞線進(jìn)行錨固。

具體技術(shù)要求：后方錨點(diǎn)為12 m長(zhǎng)300×300×10H型鋼，錨點(diǎn)打入開(kāi)山石圍堰內(nèi)，圍檁為雙拼10#槽鋼，拉桿采用2束Φ15.2鋼絞線，基坑四角加設(shè)型鋼支撐。鋼板樁底高程為-11.0 m，錨入土體深度為5.5 m，外露長(zhǎng)度6.5 m。如圖2。

圖2 鋼板樁支護(hù)斷面

2 PHC管樁施工存在問(wèn)題及改進(jìn)措施

現(xiàn)場(chǎng)回填山皮土含大量大粒徑山皮石，管樁打設(shè)在大塊石上易產(chǎn)生樁體滑移導(dǎo)致樁位偏差過(guò)大，影響樁基施工質(zhì)量。

應(yīng)對(duì)方法：管樁施工前將樁位位置放出，并插上木樁，用挖掘機(jī)把樁位周圍50 cm范圍大粒徑山皮石挖出，將粒徑較大的山皮石填在兩樁之間的縫隙內(nèi)，這樣既有效的解決了管樁樁位處無(wú)大塊石，避免樁體發(fā)生滑移問(wèn)題，又保證了樁機(jī)施工行走作業(yè)條件。

由于設(shè)計(jì)樁頂高程低于海平面，在PHC管樁施工完成后，部分管樁內(nèi)部有滲水現(xiàn)象，水流明顯，但流速不大。如果處理不好，將嚴(yán)重影響后續(xù)樁芯混凝土澆筑、擋土墻基礎(chǔ)和閘室底板混凝土澆筑質(zhì)量。

應(yīng)對(duì)方法：對(duì)滲水明顯的管樁，在樁芯混凝土澆筑前，采用水泵抽水降低管樁內(nèi)部水位至施工層下，并在樁芯內(nèi)部布設(shè)塑料水管，然后澆筑膨脹混凝土，此種技術(shù)措施目的就是讓樁芯滲水通過(guò)塑料軟管排出，待混凝土終凝后，將塑料軟管端部與樁頭切平，并灌入速凝砂漿，再用木楔打入塑料軟管進(jìn)行封堵，滿足施工要求，保證了管樁混凝土澆筑質(zhì)量，如圖3。

圖3 PHC管樁樁芯滲水封堵

3 基坑自動(dòng)控制降水系統(tǒng)的運(yùn)用

受潮汐影響，基坑降水量和水位變化大，需根據(jù)出水量及時(shí)開(kāi)關(guān)水泵，前期安排多人24小時(shí)值班看守，但人工控制容易出現(xiàn)抽水不及時(shí)基坑被泡，或者抽水水位過(guò)低降水設(shè)備損壞的問(wèn)題，并有一定安全隱患。

針對(duì)這些情況，項(xiàng)目部通過(guò)調(diào)研，利用浮球式液位控制器研發(fā)出基坑自動(dòng)控制降水系統(tǒng)，安裝時(shí)根據(jù)基坑施工情況設(shè)定好液位控制器限位，當(dāng)水位達(dá)到上限處即自動(dòng)接通電源啟動(dòng)水泵抽水，當(dāng)水位降低至下限水泵可自動(dòng)關(guān)閉停止抽水（如圖4）。

圖4 基坑自動(dòng)控制降水系統(tǒng)

4 泵送混凝土減速裝置的運(yùn)用

在進(jìn)行基槽墊層混凝土施工初期，泵送混凝土至基槽時(shí)，由于泵送混凝土的沖擊力較大，導(dǎo)致下部含水量大的淤泥質(zhì)黏土向上翻起與混凝土摻雜一起，嚴(yán)重影響了基槽墊層施工質(zhì)量，而且還浪費(fèi)混凝土。

應(yīng)對(duì)方法：采用Φ8圓鋼和2 mm厚鋼板進(jìn)行焊接制成泵送混凝土減速裝置，此裝置可大幅降低泵送混凝土的沖擊力，有效解決了基槽墊層混凝土澆筑時(shí)因摻雜淤泥帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題，保證了施工質(zhì)量，如圖5。

圖5 泵送混凝土減速裝置

5 閘墩大體積混凝土施工

水閘閘墩施工處于近岸淺海區(qū)，受環(huán)境影響較大，水閘混凝土的養(yǎng)護(hù)面臨諸多困難。養(yǎng)護(hù)直接影響水閘閘墩施工質(zhì)量，該工程閘墩厚 1 m，長(zhǎng)15 m，高8.5 m，屬于大體積混凝土，相鄰幾個(gè)閘墩澆筑完成后，閘墩間易產(chǎn)生穿堂風(fēng)，對(duì)閘墩混凝土內(nèi)外溫度影響較大。

應(yīng)對(duì)方法：為了保證水閘閘墩施工質(zhì)量，對(duì)閘墩養(yǎng)護(hù)采取外部保溫保濕防風(fēng)，內(nèi)部降溫的措施，澆筑前首先在閘墩內(nèi)部布設(shè)地?zé)峁?，布設(shè)間距為 1 m。拆模后閘墩周圍棉被覆蓋，閘墩間兩側(cè)搭設(shè)帆布擋風(fēng)簾。

布設(shè)在閘墩頂部的地?zé)峁苓B接閘墩內(nèi)部地?zé)峁艹鏊?，間隔0.5 m布置噴水孔，混凝土內(nèi)部循環(huán)排出的熱水通過(guò)頂部的地?zé)峁車姙⒃诨炷帘砻妗Ｍㄟ^(guò)以上多重措施，達(dá)到降低混凝土內(nèi)外溫差的目的，有效避免了因混凝土內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生裂縫，保證了閘墩施工質(zhì)量，圖6。

圖6 閘墩地?zé)峁懿荚O(shè)和養(yǎng)護(hù)

6 閘門安裝控制

閘門安裝精度要求很高，要確保閘門的水平度和垂直度，各工序控制必須全面考慮。該工程閘門為球墨鑄鐵閘門，閘門高6 m，寬3 m，厚14 mm，每套自重6.8 t，共計(jì)21套。閘門安裝前采用全站儀對(duì)閘門軸線進(jìn)行測(cè)量定位，在閘墩的上部和下部分別進(jìn)行定位，并采用線墜進(jìn)行復(fù)核。滿足要求后采用水準(zhǔn)儀對(duì)布設(shè)在閘門槽底部的兩個(gè)型鋼限位進(jìn)行測(cè)量，使兩個(gè)支撐構(gòu)件頂面在同一水平高程。然后起吊閘門進(jìn)行安裝，如圖7。

將閘門緩慢放進(jìn)閘門槽，并坐落在已設(shè)置好的槽鋼支撐構(gòu)件上，采用水平尺和鋼楔對(duì)閘門進(jìn)行水平微調(diào)；在閘門兩側(cè)固定孔上穿入高強(qiáng)度螺絲桿，在螺絲桿兩端安裝螺絲帽，采用線墜和螺絲帽對(duì)閘門垂直度進(jìn)行調(diào)控。

閘門槽內(nèi)部預(yù)埋筋與閘門框通過(guò)焊接進(jìn)行加固固定，增加閘門的穩(wěn)定性，防止在閘門槽澆筑混凝土振搗過(guò)程中造成固定閘門的螺絲帽松動(dòng)，導(dǎo)致閘門垂直度偏差。最后在閘門安裝完成后和閘門槽混凝土澆筑前再次對(duì)閘門水平和垂直度進(jìn)行檢查復(fù)核，符合要求后進(jìn)行閘門槽混凝土澆筑。保證所有閘門安裝質(zhì)量。

圖7 閘門型鋼限位及螺桿限位

7 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在近岸淺海區(qū)進(jìn)行引水閘工程施工過(guò)程中，本文分別從圍堰防滲水技術(shù)、基坑支護(hù)技術(shù)、基坑自動(dòng)控制降水系統(tǒng)、PHC管樁樁芯滲水處理技術(shù)、泵送混凝土減速裝置技術(shù)、閘墩地?zé)峁懿荚O(shè)技術(shù)、養(yǎng)護(hù)技術(shù)和閘門型鋼限位及螺桿限位安裝技術(shù)等優(yōu)化施工技術(shù)，解決了近岸淺海區(qū)圍堰滲水、基坑支護(hù)穩(wěn)定性安全性、基坑降水、臨?；炷潦┕べ|(zhì)量通病等施工難題，效果明顯，保證水閘施工的質(zhì)量和安全，得到了建設(shè)單位、質(zhì)檢單位的一致好評(píng)。希望本文能為類似項(xiàng)目工程提供經(jīng)驗(yàn)，也能在其它類似項(xiàng)目施工中起到一定的借鑒作用。