排澇站拆除重建工程不良地質地基的處理分析
——以水貝排澇站（閘）拆除重建工程為例

陳軍

惠州市水電建筑工程有限公司 廣東 惠州 516000

在水利水電工程中，基礎薄弱將會影響到整體工程質量，因此要加強對水利水電基礎建設管理的重視程度，采取有效的處理措施保障工程的施工質量。質量低劣的基礎在洪水過后，土體結構會受到嚴重破壞，造成較大的附加變形，從而對整個工程產生不利影響。松軟地基的高流變性和高靈敏度，將延長建筑物的沉降穩定期，增加沉降。因此，在結構設計中應充分考慮地基的變形和穩定性。對于地基不良的水工建筑物，地基承壓引起的大面積或不規則沉降往往會導致水工建筑物的破壞，從而影響水工建筑物的正常使用。因此，對于不良地基，應采取相應的工程措施，使地基質量滿足建筑物的變形和承載力要求。

1 水利水電工程不良地質地基的弊端

1.1 地基不均勻或變形

一些地基不良的土層不能滿足水工建筑的要求。有些巖土層分布不均勻，強度與巖土地基層有很大的不同，有些巖土的強度也不同。由于上述原因，在外荷載作用下，塌落度不均勻將會導致地基出現變形，難以滿足上部結構的要求。例如，由于基巖和土層含有軟巖和膨脹土層，會引起水工建筑物變形，而由于地基問題引起的大量地表塌陷會對建筑物造成破壞[1]。

1.2 地質條件差，抗滑穩定低

在軟弱巖土層中，巖體與混凝土之間的結構面必須具有良好的抗滑穩定性，因此其安全系數相對較低。由于古風化殼土層、軟弱夾層、不同傾角的斷層土層、破碎帶土層、一般破碎帶土層和溶蝕帶土層，其抗壓強度很低，難以滿足水工建筑物的抗滑穩定。地基抗滑性能較差，也可能引起局部或整體剪切破壞[2]。

1.3 引發基礎滲漏過大

軟基的巖土基礎大多位于松散砂層、高裂縫滲透層、卵石礫石層、構造裂隙、喀斯特溶洞滲透區等高滲透區。這造成了水庫的大量滲漏和壓力超過正常值，而在蓄水層中，會出現管道的滲透變形，造成地基的嚴重破壞和整個水利工程的巨大破壞[3]。

1.4 地基液化

由于地基中有大量的無黏性粉砂層，這些砂層可能由于振動而液化。強烈的地震沉降會對建設工程的穩定性造成極大的破壞，影響整個中小型水利水電建設[4]。

2 水利水電工程不良地質地基的常用處理技術

2.1 換填技術

地基穩固及承載力在一定程度上影響建筑工程抗震性及穩定性，對于工程施工質量的保障及提高有著關鍵作用。換填技術主要是指由于構筑物基礎不合格，無法滿足設計的承載力要求，通過挖除不良土質，換填填充材料，或者通過拋石擠淤等方法，去除不良土質，提高建筑地基整體承載力，達到設計要求的方法[5]。這一技術所進行的應用中，相關工作人員需要妥善處理軟土地基，在促進處理效率有效提高的同時最大程度節約人力以及物力資源。同時相關工作人員還需要對土壤以及材料進行科學選擇，促進工程承載力以及質量的進一步提高。一般情況下，工作期間，工作人員的換填材料以天然沙礫及塊石為主[6]。

2.2 強夯技術

通常情況下，這一方法的應用需要使用重量較大夯錘，使軟土地基能夠盡快固結。在使用強夯法處理市政工程軟土地基之后，其承載能力則會隨之提高[8]。在對這一方法所進行的應用中，相關施工人員需要科學配置機械設備，提高安全錘高度后則可通過自由落體的形式向地面下落擊打，軟土地基土體在沖擊波以及夯擊力的影響下則可展開夯實處理。強夯法不管是在砂性土、雜填土還是非飽和性粘土中都有著極為顯著的應用效果，除此之外施工人員在使用這一技術對軟土地基所進行的處理中，需要科學應用現場試驗法[9]。

3 工程概況

3.1 工程位置

西瀝排澇站（閘）和水貝排澇站（閘）位于永良圍上，永良圍于1964年8月動工興建，位于西枝江左岸和淡水河右岸，在西瀝（紫溪）合攏，全堤長24.36km。其中，西枝江的堤防從大湖溪起至西瀝，堤長約12.28km，屬淡水河的堤防從永湖中學起至西瀝，堤長約12.08km。惠陽區和惠城區位于廣東省中南部，東江中下游，地處珠江三角洲經濟區，位于北緯22°27′至23°25′，東經114°7′6″至114°47′。東部毗鄰惠東，西鄰東莞，西南與深圳接壤，北與惠城、仲愷相鄰，南臨大亞灣與香港隔海相望。惠州市惠陽區永良圍西瀝、水貝排澇站（閘）拆除重建工程是一座以防洪、排澇為主的綜合水利樞紐工程。

3.2 工程建設內容

本工程的主要建設內容包括：拆除重西瀝泵站穿堤出水涵、新建西瀝自排閘一座，拆除重建水貝排澇站（閘）—泵閘合建，管理區工程等。工程總投資約6040.38萬元。

西瀝排澇站為堤后式泵站，設計排澇流量4.32m3/s，設計裝機容量415kW。西瀝排澇站（閘）為小（1）型工程，泵站等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為4級，次要建筑物為5級建筑物。西瀝自排閘的過閘流量72.3m3/s，西瀝排澇站自排閘建筑物的級別為3級。

水貝排澇站為堤后式泵站，設計排澇流量12.7m3/s。水貝排澇站為中型泵站工程，泵站等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級，次要建筑物為4級建筑物，臨時性建筑物級別為5級。水貝自排閘的過閘流量為210.8m3/s，自排閘主要建筑物級別為3級，次要建筑物級別為4級，臨時性建筑物級別為5級。

3.3 工程作用

西瀝排澇站（閘）和水貝排澇站（閘）是永良圍主要的水工建筑物，其主要任務是防洪、排澇。通過重建西瀝排澇站（閘）和水貝排澇站（閘），提高水背倉和筷子堤倉的防洪、排澇能力，與永良圍堤防共同抵御外江洪水，確保永良圍圍內人民生命財產安全。

4 水貝排澇站（閘）現狀分析

水貝排澇站前池設有兩道攔污柵，上游處攔污柵已被損壞；水貝站下層是自排閘，泵機在上面，基礎有沉降，邊上2臺機組基礎下沉，自1989年起不能使用，其余4臺可用。自排閘為蓋板涵，底板為鋼筋混凝土結構，已發生不均勻沉降，并出現混凝土剝蝕、破損、露筋等現象。強排涵管為鋼筋混凝土結構，擱置在自排閘的頂蓋板之上，內部混凝土局部出現老化開裂、鈣化，并出現露筋、漏水等現象。

站址地基存在厚度介于7.0～14.3m的細砂層及厚度介于1.40～11.30m的礫砂層，透水性大。早在建站施工過程中，就曾出現大量流沙，影響施工質量。建站以來，受內、外江水位差反復作用，下部基礎逐年流失淘空，自排閘及泵房基礎逐漸下沉，在穿堤涵洞中部分縫位置，沉降嚴重，分縫變寬；泵房出現多處裂縫，整體結構破損，存在著嚴重的安全隱患，影響泵站安全運行。

5 排澇站拆除重建工程不良地質地基處理的施工原則與臨時設施設計施工

5.1 施工原則

本工程的平面布置必遵循以下施工平面布置總體原則：

（1）因地制宜，集中布置，節約用地，把握重點，控制全局；

（2）利于生產，方便生活，協調安排，統籌兼顧，易于管理；

（3）循環流暢，進退無擾，交錯有序，環境優美，創立形象；

（4）布設簡易，經濟合理，技術可行，方法適宜，安全可靠。

施工臨時設施場地的劃分和布置符合國家有關的安全、衛生、環境保護、噪音、粉塵廢水、污染物等規定，做到文明施工，最大限度地減少對周圍環境的影響。施工棄渣運輸運至業主指定棄渣場。

在這些原則的指導下，本工程工區根據利于生活、方便生產、快速安全、經濟可靠、易于管理的原則指導下，因地制宜、按功能集中布置，結合現有交通、場地建設，工程工區辦公區暫時布置在永良圍堤下。緊靠西瀝排澇站施工區，由于水貝排澇站因資產未移交，暫時無法施工。故現階段本工程施工重點在西瀝排澇站施工。

5.2 土料場和棄渣場

本工程設計擬定采用原堤的破堤土方再次利用于圍堰以及土方回填，不必另外取土。為保證工程質量達到設計標準，我項目部計劃先對永良圍江堤西瀝排澇站施工區域的江堤土方進行取樣檢測土料是否合格，如滿足設計要求再加以利用。由于本工程工期緊，為了確保工期項目部擬選定備用土料場為永湖土料場，距西瀝、水貝排澇站15.5km，土料場經設計現場踏勘且進行了土樣取樣檢測，該土料場的土各類參數符合本工程設計要求及相關規范需要。項目部擬先期對該土料的土進行重新取樣復測，西瀝排澇站土堤回填時，如發現土料無法滿足施工要求，立刻能在土料備用場中取土。確保2017年永良圍江堤防洪度汛安全。棄渣場由業主制定。土料場、棄渣場運距由四方聯合測量確定。

棄渣場應做好排水措施，保證渣料堆體的邊坡穩定，防止沖刷和水土流失，在表面及時鋪蓋種植土和植被。

5.3 施工工廠、倉庫

根據工程需要，本工程輔助生產工廠設綜合倉庫、模板加工廠、鋼筋加工廠。計劃在西瀝排澇站施工區旁，永良圍堤腳內河河邊灘地搭設工棚，面積約200m2。

（1）模板加工廠：模板加工廠負責木模板加工制作，木工加工廠前設置模板堆放場。生產區設40m2。模板加工廠，磚瓦結構，包括材料和成品堆放場堆放場等共占地60m2。內設30m2木模拼裝平臺，木工廠內布置臺鋸1臺，帶鋸1臺，平刨1臺，壓刨1臺。模板加工廠內堆放的材料主要是易燃的木材，為確保施工期間木材加工廠安全，需制定有關安全保證措施，并予以落實。另外，需按要求在場內設置2個4kg手提式干粉滅火器消防設施。

（2）鋼筋加工廠：鋼筋加工廠包括鋼筋制作、安裝；考慮到鋼筋原材料和加工成品料的堆放配須占用場地，鋼筋加工廠前閑置空地設置為鋼筋堆料場。根據生產需要，擬在生產區內布置一座鋼筋加工廠。鋼筋加工廠建筑面積40m2，包括加工廠和成品堆放場占地面積共40m2。廠內設鋼筋剪斷機1臺，彎曲機1臺，鋼筋調直機1臺。

（3）綜合倉庫：設置在鋼筋加工廠旁邊，分為原材料存儲倉庫及工具房，占地面積共100m2，場內設置干粉滅火器消防設施。

（4）機械修理、停放場：設置在模板加工廠旁邊的露天灘地，其占地面積約為80m2。

以上除機械設備停放場、鋼筋堆料場及生活污水處理池為敞棚結構外，其他均采用標準活動板房。

6 排澇站拆除重建工程不良地質地基的危害及處理方案

6.1 粉砂地層基坑開挖及降水的危害及處理

由于西瀝、水貝排澇站地基是粉砂地質，基坑開挖及降水導致地層擾動，粉砂遇水流動成泥漿被水帶出，導致周邊舊的建筑物及邊坡地基下沉。而邊坡地基下沉，導致邊坡滑移，導致外側的高壓旋噴圍封樁斷樁破損。導致圍封漏水。

對基坑四周打拉森鋼板樁支護，保護邊坡地基，防止邊坡滑移。對舊泵房采用拉森鋼板樁隔斷，防止降水作業，導致舊泵房地基被掏空，導致下沉。

6.2 不良地基延長工期及處理

由于西瀝排澇站基坑開挖是施工，發現水泥攪拌樁費時，水泥攪拌樁需要施工完成后，28天后才能基坑開挖，而排澇站施工在10月15日汛期過后才能破堤施工，明年的4月份汛期來臨前要完成排澇站的水下部分施工，原堤防回填至原堤頂高程。而且還要完成閘門安裝。時間緊，任務重。原施工工藝耽誤工期。而且水泥攪拌樁在粉砂地層成樁差，尤其水貝排澇站在舊站拆除的基礎上，在見新站采用水泥攪拌樁無法滿足工期，而且通道先期西瀝排澇站施工及水貝高壓圍封樁施工，發現施工區地質復雜，老站有進行地基處理，填了渣石，導致樁打不下去而繞打。影響圍封樁的效果。導致水泥攪拌樁成樁質量不好。由于工期不滿足，質量難以得到有效保障。

基坑采用拉森鋼板樁支護，防止邊坡地基擾動，滑移。對水貝排澇站地基采取塊石換填處理，取消原水泥攪拌樁處理，換填1m后塊石。圓滿的解決問題，變更工藝后，基坑在兩周完成換填，完成基礎開挖，比原工藝節約了1個半月的工期。地基處理效果良好。

7 總結

綜上所述，為了有效的降低不良地質地基對水利水電工程質量的影響，施工項目組要加強對不良地質地基處理的重視程度，對工程中所屬的不良情況進行深入的分析，尋找出最有效的治理措施，最大程度上減少不良地質情況對水利水電基礎質量的影響。

本文所述作業方式，一方面更好的了解不良地基的原理，另一方面改善了不良地質地基的處理，保障了工程的安全順利進行，提升了工程的整體社會效益。