南通船閘下游引航道護岸應急改造工程的組織實施

袁平 南通市港航事業發展中心南通船閘運行中心

1.引言

南通船閘建于上世紀60年代初，位于通呂、通揚運河入江口段，下游距長江口1.2km，是南通地區水上交通咽喉。由于南通地區建材物資需求量大，通過船閘的船舶較多，船閘年通過量2500噸以上，大大超過了500萬噸的年設計通過量。南通船閘下游引航道護岸原為漿砌塊石扶壁式結構，建成于上世紀80年代未，結構單薄，建設標準較低。近40年的使用中，由于船舶噸位的提高，護岸長期受船舶碰撞及船行波、船舶啟動時螺旋漿的攪動、長江潮水的沖刷等因素的影響，護岸結構出現損壞、局部墻前土掏空嚴重，局部護岸倒塌，已威脅到停泊在靠船墩處的船舶安全及防洪大堤安全，2019年相關部門決定對南通船閘下游引航道護岸分期實施應急改造工程，以確保船閘的安全運營。

2.方案的確定

本次護岸改造工程的原則是拆除原有護岸，建設滿足使用要求的新護岸。結合氣象水文、地形地貌、工程地質與工程施工對周圍環境及船閘安全運行的影響等因素，組織進行了方案比較，以選擇更為合理的改造方案。

2.1 方案比較

表1是各設計方案的優缺點比較。在工程實際應用中，不僅要求成熟的技術方案，而且考慮外部的施工條件，并保證改造后的護岸結構相對穩定。

通過分析，方案一相對合理。是由于結構簡單，后期無需維護；施工無需大開挖，對護岸后方景觀綠化與防洪大堤影響較小，且長江潮汐對現場施工影響也較小；工程施工在靠船墩及原護岸后側，對船閘運行無影響。

2.2 工程設計

方案設計如圖1所示，前排灌注樁+后排錨固樁結構，對原護岸進行應急改造，并在前排灌注樁后設連排咬合水泥攪拌樁，以防止前排灌注樁之間漏土。

前排鉆孔灌注排樁直徑φ1.0m，按一字形間隔排列，間距1.1m，樁長15.5m；上部設鋼筋砼帽梁，帽梁高1.5m，寬1.5m，頂高程▽3.20。后排錨固樁采用φ1.2m鉆孔灌注樁，間距為2.2m，樁長13.0m；上部設鋼筋砼帽梁，帽梁高1.0m，寬1.5m，頂高程▽2.70。前后兩排灌注樁中心距6.5m，通過系梁連接，系梁斷面尺寸為0.5×0.5（m）。

為防止灌注樁之間漏土，在前排灌注樁后方設直徑500mm的水泥攪拌樁，樁頂、底高程分別為▽1.70、▽-5.80，樁長7.5m，水泥攪拌樁連排咬合，中心距400mm（咬合10cm）。

表1 方案優缺點比較表

為增加前排灌注樁的美觀，在樁前增加掛板，頂、底高程分別為▽1.70、▽0.00。

圖中除高程（廢黃河零點）以m計外，其余均以mm計。

3.工程施工期的控制

影響工程施工的主要因素是長江潮汐、施工環境與護岸墻后土下塊石，本工程施工的難點是前排灌注樁施工。如何化解影響施工的因素與解決施工中的難點，保證施工順利與施工質量，需合理的施工方法及施工中出現問題的處置方法。

3.1 施工工序

綠化遷移→塊石清理、場地平整→護岸倒塌段圍堰構筑→灌注樁施平臺設置、泥漿池設置及鋼筋加工場地→灌注樁施工→掛板預制→水泥攪拌樁施工→老駁岸拆除→掛板安裝→帽梁、系梁澆筑→墻后土方回填→綠化恢復。

3.2 灌注樁及水泥攪拌樁的施工質量控制

（1）施工前查清施工場地工程地質情況與長江南通段潮汐情況；綠化遷移、場地平整讓施工有足夠的施工場地；清理塊石，減小對灌注樁、攪拌樁施工的影響。

（2）灌注樁施工采用回旋鉆機成孔，泥漿護壁，正循環排渣工藝。鉆機成孔時，粘土制漿護壁，清孔檢測泥漿的比重、粘度、含砂率與孔深；鋼筋籠直徑允許誤差1cm，鋼筋籠安放后，頂標高允許誤差為5cm，灌注樁樁基沉淀厚度不得大于0.1m；混凝土澆筑在二次清孔結束后30分鐘內進行，初灌量必須保證導管底部埋入混凝土中80cm以上，且連續灌注。

圖1

表2 試樁參數

表3 水泥攪拌樁各樁抽檢綜合質量評分表

（3）水泥攪拌樁施工需驗證方案可行性與技術參數，先進行工藝性攪拌樁的試樁。水泥攪拌樁摻灰量20%，樁身（拌和土）強度標準值不小于1080Kpa，7（28）天強度不小于設計值的30（70）%，采用“四攪兩噴”施工工藝，按水泥攪拌樁施工流程試樁3根。

表2為試樁參數，以相同的水灰比、噴漿壓力，不同的下攪、提升速度試樁。

檢測單位對3根試樁鉆孔取芯檢測，表3為水泥攪拌樁各樁抽檢綜合質量評分表，3根不同下攪、提升速度施工的水泥攪拌樁綜合質量等級為優。

根據試樁參數與鉆孔取芯檢測報告進行分析總結，3#試樁參數作為水泥攪拌樁施工參數。

（4）掛板預制與安裝的質量控制。掛板在預制場地制作，然后運到工地現場安裝。掛板按預制件工藝要求施工，掛板預制時迎水面須進行二次抹面收光，同時對預制板進行覆蓋，噴水養護，保持濕潤。掛板安裝前清理灌注樁前塊石，開挖至▽-0.6，GPS放樣，汽車吊吊裝掛板并固定，以確保掛板迎水面線形美觀。

（5）帽梁、系梁澆筑的質量控制。帽梁、系梁澆筑按混凝土澆筑技術要求進行，但要注意的是帽梁的整體線形。帽梁、系梁澆筑施工受長江潮水影響較大，高潮位時無法進行施工，立模、澆筑需在水位▽-1.8以下進行。立模結束后要看潮水情況，才能澆筑混凝土。只有當退潮時，潮水退至模板以下，立即清理模板內雜物積水和鋼筋上的污垢后，才能澆筑混凝土，保證混凝土初凝時間不小于4小時。掌握長江潮水變化規律，減少潮水對工程施工的影響。

圖2 結構平面圖（變1）

圖3 結構平面圖（變2）

4.對樁孔出現擴孔的處置

施工中，當鉆孔至▽-1.0～-2.0時，出現鉆桿抖動，下鉆困難，成孔后檢測發現樁孔擴孔。混凝土澆筑超方嚴重，每根灌注樁設計混凝土用量12.2m3，個別樁混凝土用量在14m3～17m3之間。

4.1 擴孔狀況

由于擴孔，對其它樁位灌注樁的施工產生了影響。9#、11#、16#、43#樁鉆孔施工，鉆孔至▽-1.0時無法下鉆，當對該樁位進行開挖探查發現，9#、11#、16#、43#樁樁位處已被相鄰樁擴孔混凝土填充，9#樁相鄰的8#與10#號樁之間間距為0.2m；11#樁相鄰的10#與12#樁之間間距僅為0.85m；16#樁相鄰的15#與17#樁之間間距為0.8m；43#樁相鄰的42#與44#樁之間間距僅為0.2m。

4.2 原因分析

部分樁位在鉆孔時，出現下鉆困難或鉆桿抖動，起鉆檢查時有塊石帶出。為分析擴孔原因，查閱建閘設計資料與原護岸設計施工資料，下游引航道兩側原為土坡。據當地村民反映，船閘下游引航道兩側土坡受潮水、雨水沖刷，土坡出現坍塌現象，局部地段坍塌嚴重，危及防洪大堤的安全，當地防汛部門在土坡坍塌處拋填大量塊石。鉆孔前對施工地段進行土方開挖，清理塊石，由于長江水位原因未能將塊石清除。通過分析，樁孔擴孔是樁位下塊石所致。

4.3 樁身檢測

采用低應變動力檢測法對灌注樁進行檢測，8#、10#、12#、15#、17#、42#、44#樁樁端反射較明顯，距樁頂2.7m有擴徑缺陷所產生的反射信號，混凝土波速處于正常范圍，樁身砼結構基本完整，屬Ⅱ類樁，其余為樁端反射較明顯，無缺陷反射波，振幅譜線分布正常，混凝土波速處于正常范圍，樁身砼結構完整，屬Ⅰ類樁。

4.4 處置方法

由于個別樁孔擴孔，受影響的樁無法按原設計樁徑施工。根據灌注樁檢測報告及9#、11#、16#、43#樁樁位開挖檢查分析，提出如下解決方案。

（1）11#、16#樁的相鄰兩側灌注樁，因擴孔被混凝土填充，樁間距不足1m，不能按原設計的樁徑進行施工。其解決方案為將樁徑由φ1.0m變更為φ0.8m，樁長不變，鋼筋籠直徑0.88m變更為0.68m，鋼筋型號及數量不變，并在φ0.8m灌注樁后側增加4根φ0.5m、長7.5m水泥攪拌樁，11#、16#樁兩側▽-1.0以上的間隙用混凝土填充。如圖2所示。

（2）9#、43#樁的相鄰兩側灌注樁，因擴孔被混凝土填充，在▽-1.0以下樁間距僅為0.2m，9#、43#樁無法施工。其解決方案為將在9#、43#樁位后側各施打4根PHC（AB）400長8m管樁+4根φ0.5m、長7.5m水泥攪拌樁，且在兩樁位相鄰灌注樁▽-1.0以上植筋，澆筑鋼筋混凝土。如圖3所示。

（3）為提高樁間隙防漏土效果，在9#、11#、16#、43#樁位后側增加的水泥攪拌樁，并與原設計施工的水泥攪拌樁相互咬合10cm。

5.結語

根據船閘運行情況與引航道護岸加固改造的外部環境，合理的改造加固方案，既能起護岸加固效果，又能起到防止水土流失而導致的堤坡坍塌，保護防洪大堤的安全；又能起到防止泥土進入引航道而造成於積，影響過閘船舶停泊與航行。合理的施工工序有利于工程施工順利，有利于工程施工質量。施工中出現的擴孔問題的原因分析與處理方案，對二期加固改造的設計施工有一定的借鑒意義。