漢班托塔港二期南圍堰施工微風(fēng)化基巖預(yù)先成槽技術(shù)的應(yīng)用

鄭玉河甘富華(中交四航局第二工程有限公司,廣東廣州510300)

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漢班托塔港二期南圍堰施工微風(fēng)化基巖預(yù)先成槽技術(shù)的應(yīng)用

鄭玉河甘富華
(中交四航局第二工程有限公司,廣東廣州510300)

摘要：斯里蘭卡漢班托塔港發(fā)展項(xiàng)目二期新建南圍堰主要由一期基坑開挖料回填而成，回填料主要為砂性土且含有部分塊石。一期工程基坑開挖結(jié)束，考慮到到二期工程施工方便，基坑北側(cè)填筑南圍堰，在堰體底部防滲墻軸線位置，預(yù)先開挖了一條深0.5m、寬1.0m的槽，一期港池底標(biāo)高-17.0m。預(yù)先成槽解決了二期防滲墻成槽微風(fēng)化基巖入巖問題。本文主要介紹了防滲墻預(yù)先成槽施工工藝和實(shí)際止水效果。

關(guān)鍵詞:防滲墻;預(yù)先成槽;沖砸水泥;泄湖抽水

1工程概況

斯里蘭卡漢班托塔港發(fā)展項(xiàng)目二期工程采用圍堰止水圍閉港池，之后抽干水進(jìn)行基坑干地土石方開挖和水工結(jié)構(gòu)施工。新建南圍堰與一期港池（海水）相接，采用塑性混凝土防滲墻施工工藝，液壓抓斗成槽機(jī)“抓取法”成槽。防滲墻總軸線長891.9m，槽孔深度大于21m，最大深度為21.78m。墻體厚度為60cm，總成墻面積1.9萬㎡，共澆筑混凝土16998m。

新建南圍堰在一期開挖完基坑基礎(chǔ)上利用基坑開挖料人工堆填碾壓而成，圍堰臨海，堰體中含大粒徑塊石較多，同時(shí)回填土含砂量較大。堰體頂標(biāo)高為+ 3.5m，底標(biāo)高為-17.0m，堰頂寬度為10m，施工期間平均水位水位在+0.3m~+0.7m之間。

2預(yù)先成槽技術(shù)的應(yīng)用

在斯里蘭卡項(xiàng)目一期工程實(shí)施過程中，已經(jīng)充分考慮到二期項(xiàng)目臨海側(cè)圍堰止水施工的難度，特別是南圍堰防滲墻墻下入巖問題，預(yù)先成槽入巖技術(shù)的應(yīng)用，是南圍堰防滲墻施工中決定性影響因素之一。

2.1預(yù)成槽的必要性

根據(jù)防滲墻施工規(guī)范技術(shù)要求，防滲墻底部設(shè)計(jì)入強(qiáng)風(fēng)化基巖不少于1m，或中風(fēng)化及微風(fēng)化基巖不少于0.5m。新建南圍堰在一期完工港池基面上碾壓堆填而成，底部以下幾乎全是微風(fēng)化基巖，這就要求防滲墻施工時(shí)底標(biāo)高至少需要達(dá)到-17.5m。常規(guī)防滲墻施工，直接從頂部開挖至基巖，再通過抓取或沖砸的方式進(jìn)入基巖0.5m(或1m)。但對(duì)于南圍堰，如果采取重錘沖鑿，施工中槽體內(nèi)約20m深的泥漿，會(huì)大大減小了沖鑿效果，進(jìn)入微風(fēng)化巖需要處理時(shí)間相對(duì)較長，甚至可能無法處理，將直接對(duì)整個(gè)圍堰止水工程的施工工期產(chǎn)生巨大影響。且南圍堰頂面寬度僅為10米，除去澆筑通行道路，施工機(jī)具工作面極小，無法擺放大型沖砸設(shè)備。重型設(shè)備連續(xù)作業(yè)，有造成堰體松動(dòng)的可能，基于此，南圍堰成槽入巖，不能采取常規(guī)工藝。

為了二期防滲墻施工更加方便，一期港池開挖至-17.0m后，在南圍堰軸線上，采用爆破、鉆頭破除等方式，施工一條寬1m，深0.5m的槽（實(shí)際深度略大于0.5米），最大限度清除槽中碎石礫石，回填優(yōu)質(zhì)粘土，夯實(shí)碾壓，預(yù)先進(jìn)行二期防滲墻入巖施工。

圖1預(yù)先成槽開挖示意圖

2.2南圍堰成槽處理

成槽施工主要采用液壓抓斗“純抓法”，對(duì)于部分存在回填塊石的槽孔，輔以沖擊鉆機(jī)，采用“鉆抓結(jié)合法”進(jìn)行成槽施工。施工過程中，使用密度為1.10g/cm3左右的淡水膨化膨潤土泥漿護(hù)壁，起到了很好的效果，最大限度保障了成槽時(shí)的孔壁穩(wěn)定。為了保證充分入巖，成槽終孔采用雙控標(biāo)準(zhǔn)，必需同時(shí)滿足以下兩種條件，方可停止成槽工作：1、槽底標(biāo)高至少為-17.5m；2、經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)人員確認(rèn)，液壓抓斗無法繼續(xù)，底部可判定為已達(dá)到基巖面。標(biāo)高未達(dá)到-17.5m，絕對(duì)不允許停止成槽；標(biāo)高達(dá)到或低于-17.5m后，還要以液壓抓斗不能繼續(xù)抓取作為終孔必要控制條件。必要時(shí)，還采用XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)對(duì)槽底鉆孔取芯，然后由設(shè)計(jì)代表結(jié)合地質(zhì)資料對(duì)巖性做出鑒定，判定終孔深度的合理性。從而保證了規(guī)范要求的入微風(fēng)化巖0.5米，同時(shí)，保證槽底至少為一期港池開挖后預(yù)成槽基巖面標(biāo)高，保證預(yù)先成槽的有效性。

實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，個(gè)別槽段還未達(dá)到-17.5m，液壓抓斗就不能繼續(xù)抓取。主要由于預(yù)先成槽后，槽中碎石礫石塊未清理完全，同時(shí)由于堰體自身存在一定量的塊石，成槽過程中堰體內(nèi)塊石下沉，和粘土結(jié)合在槽底部。現(xiàn)場(chǎng)利用沖擊鉆空心鉆頭進(jìn)行改裝，內(nèi)部增加配重改制成重錘。利用45t履帶起重機(jī)配合重錘對(duì)槽底進(jìn)行沖鑿破碎處理，破碎后再由液壓抓斗撈取。取得了良好的施工效果，順利完成了個(gè)別此類槽段成槽施工。同時(shí)，也有部分槽段在達(dá)到-17.5m后，還能繼續(xù)抓取，現(xiàn)場(chǎng)以抓斗控制。南圍堰施工成槽最大深度達(dá)到-18.28米，終孔標(biāo)高達(dá)到-17.6米及其以下的的槽段總長約占大南圍堰總長的三分之二。

2.3混凝土澆筑處理

抓取孔終孔驗(yàn)收合格后，進(jìn)行清孔作業(yè)。清孔作業(yè)分兩步進(jìn)行，第一步，用抓斗撈取孔底大顆粒沉渣，第二步，采用“氣舉法”或“泵吸法”清孔。清孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：清孔換漿結(jié)束1h后，孔底淤積厚度不大于10cm；泥漿密度＜1.15g/cm3；泥漿粘度＜32~50s；含砂量＜6.0%。由于I序槽需要下放接頭管，澆筑前準(zhǔn)備時(shí)間較長，約2.5小時(shí)。需每隔1小時(shí)測(cè)量一次孔深和淤積深度，保證槽底沒有坍塌和過量淤積。

同時(shí)，由于預(yù)先成槽寬度為1.0m，而防滲墻寬度僅為0.6m，預(yù)先形成的基槽沒有完全被防滲墻混凝土填塞，理論剩余0.4m間隙。如果不能有效填塞止水，不但達(dá)不到入巖效果，反而增加了滲水的風(fēng)險(xiǎn)。為了充分保障預(yù)先成槽銜接處的防滲止水效果，在清孔結(jié)束后投放袋裝水泥，在槽底沖砸，形成水泥漿液，填塞預(yù)先形成的基槽內(nèi)尚未被防滲墻混凝土封堵的空隙，進(jìn)一步提高槽底防滲性能。

圖2槽底沖砸水泥形成水泥漿液填塞示意圖

水泥量的多少，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。選取成槽條件好，沒有發(fā)生塌孔、漏漿等問題的槽段，投放水泥，砸壓后通過取漿液桶撈取槽底漿液現(xiàn)場(chǎng)查看，一次增加一袋水泥，直到能夠形成良好水泥漿停止，記錄水泥總數(shù)，核算延槽軸線每米水泥用量。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出，大約每2m投放一袋50kg水泥時(shí)能夠形成較好水泥漿，南圍堰施工中，I期槽長6m投放3袋，II期槽長7.2m投放4袋。

沖砸水泥具體做法為：①投放袋裝水泥前，用液壓抓斗充分抓取槽底淤積和泥塊，用驗(yàn)收測(cè)針和測(cè)餅檢驗(yàn)，確保底部無集中淤積，防止投放水泥后形成過多辦結(jié)泥塊。②根據(jù)槽段長度，投放紙質(zhì)袋裝C42.5水泥，用液壓抓斗輔助投放，直接投送到槽底，保證水泥能夠均勻投放到槽底。③投放完成后，用清壁刷子（重約300kg方形混凝土墩）延槽沖砸水泥，來回兩遍充分砸壓，在槽底“拌合”形成水泥漿液。④水泥砸壓充分后，立即用液壓抓斗抓取槽底結(jié)塊（泥塊和未散開的水泥塊），撈取水泥紙袋。⑤水泥砸壓完成后，以最快時(shí)間完成混凝土澆筑，縮短槽孔等待時(shí)間。

圖3槽底投放袋裝水泥處理示意圖

2.4施工效果

塑性混凝土防滲墻墻體為C1混凝土（標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊強(qiáng)度為1Mpa)，質(zhì)量檢查主要通過鉆孔注水試驗(yàn)來檢測(cè)。墻體檢查孔位置和數(shù)量由設(shè)計(jì)根據(jù)施工情況進(jìn)行確定。在混凝土澆筑完成28天后，由設(shè)計(jì)根據(jù)施工澆筑過程記錄，選取最有可能滲水的地方作為檢查孔位置，在墻體上進(jìn)行鉆孔注水試驗(yàn)，檢查孔深度為槽孔終孔深度以上0.5m。新建南圍堰布置檢查孔8個(gè)，其中騎縫檢查孔2個(gè)，墻體檢查孔6個(gè)。注水試驗(yàn)最大滲透系數(shù)為0.82×cm/s，滿足設(shè)計(jì)不大于3.0×cm/s。同時(shí)，其中兩個(gè)孔在做完上訴檢測(cè)后，繼續(xù)鉆孔至基巖以下0.5米，做基巖滲水檢驗(yàn)，結(jié)果表明，滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)中基巖滲透要求。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，槽底連接部位無不良接觸現(xiàn)象，佐證了本工程中預(yù)先成槽技術(shù)的可行性。南圍堰注水試驗(yàn)質(zhì)量檢查成果匯總見表1如下：

表1防滲墻墻體質(zhì)量檢查成果匯總

二期南圍堰內(nèi)側(cè)圍閉區(qū)正在降水，目前南圍堰內(nèi)側(cè)泄湖抽水已經(jīng)降至-15.0m以下，巡視和監(jiān)測(cè)過程中，南圍堰內(nèi)側(cè)堰體上未發(fā)現(xiàn)任何滲水、漏水情況，防滲墻止水效果良好，有力地驗(yàn)證了南圍堰防滲墻施工效果，進(jìn)一步證明了預(yù)先成槽技術(shù)的可行性。

圖4南圍堰內(nèi)側(cè)泄湖抽水前后對(duì)比效果圖

3結(jié)束語

漢班托塔港二期圍堰止水工程南圍堰施工共完成防滲墻槽孔135個(gè)，成墻面積1.9萬㎡。通過本工程的施工實(shí)踐，總結(jié)了一套臨海側(cè)圍堰防滲墻施工重難點(diǎn)問題處理方法，表明預(yù)先成槽技術(shù)可以解決防滲墻微風(fēng)化基巖入巖問題。對(duì)于臨海側(cè)微風(fēng)化基巖防滲墻，采用預(yù)先成槽施工技術(shù)證明是行之有效的施工方法，為類似工程的防滲施工積累了寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，值得借鑒。

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DOI編碼：10.13646/j.cnki.42-1395/u.2016.01.015

中圖分類號(hào)：U655.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006－7973（2016）01－0051－03