港珠澳大橋圍護結構寬榫槽止水施工工藝

馬旭，張怡戈，程琪

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

港珠澳大橋圍護結構寬榫槽止水施工工藝

馬旭，張怡戈，程琪

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

以港珠澳大橋島隧工程為例，介紹鋼圓筒寬榫槽膜袋壓漿止水施工工藝的開發與應用，重點描述了該工藝的止水試驗過程及對鋼圓筒圍堰止水效果和意義。

圍護結構；榫槽；膜袋壓漿；止水效果

1 工程概況

港珠澳大橋全長約35.0 km，采用橋隧組合方案，橋隧通過東、西人工島銜接。島體采用了大型鋼圓筒插入不透水層截斷深層滑動面，圓筒間采用兩道弧形鋼板（副格）連接形成圍護止水一體的基坑支護結構，鋼圓筒上寬榫槽與副格倉兩端焊接鋼板形成的T形鎖口連接（見圖1），在寬榫槽外側安裝防滲角型膠皮，寬榫槽內進行膜袋壓漿填充止水材料（見圖2）。

圖1 鋼圓筒平面示意圖Fig.1 Steelcylinder p lanesketch

圖2 鋼圓筒寬榫槽與弧形鋼板鎖口連接示意圖Fig.2 Lock connection between steel cylinder w ide mortiseand curved steelplate

施工特點及技術難點：

1）施工難度大，尤其在施工過程中清孔、下管受條件制約較大。

2）作業時間受其它工序影響，施工區域狹小，成島初期大型設備無法在陸域進行施工，作業平臺移動、施工設備轉移存在較大困難。

3）施工處于臺風等災害性天氣多發地區，頻率高，災害重，對正常施工造成不利影響，影響材料儲存及施工進度。

2 工藝試驗

2.1 布設降水井

為了驗證寬榫槽止水效果，在X19-X15的副格內預先埋1個降水井（見圖3）。

圖3 降水井埋設Fig.3 Embedding dew atering well

降水井管直徑273 mm，壁厚6 mm，長12 m，下部6m為過濾段，設直徑16mm，間距300 mm過濾孔，外面包裹2層60目濾網，用細鉛絲扎緊，每1 m一道。為避免海側拋砂對降水井管直接沖擊，降水井管布置靠近島內側。

2.2 止水效果驗證

降水試驗分3個階段進行，通過3次試驗觀測數據進行對比，從而檢驗止水效果。

第一階段：在副格內填砂后，觀測降水井水位和海側水位，每0.5 h記錄1次，持續2 d，主要驗證外側海水漲落潮對副格內水位的影響。

第二階段：采用1臺5 m3/h深井泵進行抽水，持續觀測并對降水量、水位進行記錄，抽水至標高-7.0 m后，觀測回水速度直至水位穩定，主要驗證未灌止水材料情況下榫槽鎖口及橡膠皮的止水效果和副格內滲流量。

第三階段：待副格內寬榫槽灌漿后，采用1臺5m3/h深井泵進行抽水，持續觀測并對降水量、水位進行記錄。抽水至管底后，觀測回水速度直至水位穩定。反復進行3次，主要驗證灌完止水材料后，副格內滲流量。

試驗結束后，比較3次試驗得出的滲流量，得出止水效果是否滿足設計要求。

2.3 副格止水材料

通過實驗比選，綜合經濟性、可操作性和止水效果，摻膨潤土類止水材料效果最好，原材料規格及配合比詳見表1，并用于上述止水試驗。

表1 寬榫槽灌漿材料配合比及材料用量Table 1 Proportion ofm ixture and consum p tion ofw ide mortisegroundingmaterial

原材料進場后需要對原材料各項指標進行檢驗，水泥：膠砂強度、標準稠度用水量、凝結時間、安定性、細度（75μm干篩）；膨潤土：細度（75μm干篩）；膨脹劑：總堿量、氯離子、凝結時間、限制膨脹率。

3 施工工藝及方法

設備選用見表2。

表2 膜袋壓漿止水主要使用設備Table 2 M ain equipm ents form embrane bag grouting water-stop

工藝流程見圖4。

圖4 膜袋壓漿止水流程圖Fig.4 Flow diagram ofmembranebag grouting water-stop

施工過程：

1）原材料使用前需要按配比進行稱量[1-2]，水泥、膨潤土、膨脹劑、砂子采用磅秤進行計量，攪拌用水采用體積法計量，并在攪拌罐上做好標記。其中砂子需先進行篩選，用3 mm的篩網過濾，將砂中的大顆粒和雜物清除。

2）灌漿前利用空壓機對榫槽進行清孔，需在壓漿管上做好標識，以便確認是否達到榫槽底部。在清孔過程中，操作人員需要將壓漿管不斷上下提升，防止回落的泥沙埋住壓漿管，并便于將更多的泥沙清洗帶出榫槽。

3）在攪拌機中先加入實際拌合水用量的80%～90%，開動攪拌機，均勻加入全部壓漿劑，邊加入邊攪拌，然后均勻加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌2min，然后加入剩余的10%～20%的拌合水，將拌合好的漿體放入儲漿筒，儲漿筒的漿體進口處應設過濾網，濾去雜物及水泥塊以防止堵塞管道，過濾網孔格不大于3 mm×3 mm，需及時清理濾網。

4）砂漿比重控制在1 600～1 800 kg/m3，利用NB25型比重計進行測量。

5）清孔結束后，將壓漿管提出，套上模袋。下管時注意保護模袋，收緊貼近漿管，邊提邊放。

6）壓漿時由下至上，壓漿管提管應保持速率穩定緩慢進行，保證壓漿管在漿體下30 cm。

7）單個榫槽壓漿過程應連續，保證榫槽內止水材料的完整性；壓漿結束后應高于榫槽口1m，1 h后進行補漿，壓漿管需進入漿體50 cm以下。

8）完成灌漿平臺所能灌注的范圍后，進行下一個循環。模袋水泥漿成型見圖5。

4 施工效果分析

4.1 施工工效分析

綜合考慮設備維修、天氣等因素的影響，根據近3個月施工情況進行工效分析，每天8 h作業可以完成7個榫槽壓漿，單日長度約210m。

4.2 施工質量分析

圖5 水泥漿成型Fig.5 The slurrym olding

目前，已壓漿完畢的寬榫槽248個，灌注延米7 040m，止水效果滿足要求[3]。在經歷約720 d西小島開挖、西大島開挖、隧道基礎施工與隧道結構施工的過程中，膜袋壓漿止水工藝處理過的榫槽止水效果依然明顯。

5 結語

作為港珠澳大橋島隧工程的止水二次屏障，膜袋壓漿止水工藝在東西人工島均取得了成功，具有節約場地，作業范圍大，操作人員少，作用效果顯著等優點，有一定的發展前景和應用范圍，可為同類工程施工提供參考。

[1]唐平.深孔帷幕灌漿技術參數研究[D].武漢：中國地質大學，2010. TANG Ping.Study on technical parameters of curtain grouting in deep holes[D].Wuhan:China University ofGeosciences,2010.

[2]孫鋒.海底隧道風化槽復合注漿堵水關鍵技術研究[D].北京：北京交通大學，2010. SUN Feng.Study on the key techniqueof compositgrouting forwater blockage in weathered slotof subsea tunnel[D].Beijing:Beijing Jiaotong University,2010.

[3]港珠澳大橋管理局.港珠澳大橋島隧工程人工島施工及質量驗收標準[S].2013. Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Authority.Construction and quality acceptance criteria for artificial island of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island and tunnel project[S].2013.

Construction technology of water-stop of widemortise for Hongkong-Zhuhai-M acao Bridge retaining structure

MA Xu,ZHANGYi-ge,CHENGQi
（No.1Eng.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarborEngineeringCo.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

Taking the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island&tunnelprojectas an example,we introduced the development and app lication of membrane bag grouting water-stop construction technology in wide mortise of steel cylinder,mainly describes the processofwater-stop test,and the stop-watereffectand significance for steel cylinder cofferdam.

retaining structure;mortise;membrane bag grouting;effect ofwater-stop

U655.58；U655.541

B

2095-7874（2015）11-0110-03

10.7640/zggw js201511029

2015-10-12

馬旭（1982— ），男，陜西漢中人，工程師，港航與路橋工程專業。E-mail：kinglion15@163.com