綜合港口工程中縱向滑道施工技術分析
——以毛塔南部綜合港口為例

朱慧演

（保利長大海外工程有限公司，廣東 廣州 510000）

毛里塔尼亞南部綜合港口工程滑道設計，斜坡段總長度由218m增至262m，長度增加了44m。滑道中心線和頂部高程不變，底標高由-12.03m調整至-14.967m。在緊鄰滑道底部增設沉砂池，沉砂池平面尺寸為10m×20m，底標高-15.967m，沉砂池周圍設C30現澆砼護坡，護坡從沉砂池頂部按1∶ 5坡比放坡至港池底-12.0m高程。滑道基坑開挖至高程-15.967m，滲水層主要在中砂及細砂層，考慮淤泥質土及貝殼膠結層的相對不透水性，根據最新的地勘資料，參考地勘報告W140號水井試驗成果值，主要透水層滲透系數取6.31×10-3cm/s=5.452m/d進行計算。地下水分布高程為1.14m～2.04m，現場量測地表水位高程為2.5m。從施工難度、成本、工期以及安全等方面綜合考慮，采用抽砂船在縱向滑道斜坡段進行明抽施工。

1 施工準備

施工前準備工作如下：施工人員熟悉施工圖及各種資料，詳細掌握施工內容和設計意圖，做好圖紙會審和交底工作；施工涉及的土方運輸、材料機械進場等通過預留的施工道路進出，滑道基坑外施工道路寬12m，基坑內滑道兩側各預留>5m施工道路，根據開挖后的便道路況考慮鋪筑10cm厚碎石墊層，采用C25砼對施工道路進行硬化，硬化厚度10cm。對測量控制網進行設置，包括控制基線、軸線和水準基點，經過檢查復合無誤后，作為施工控制的依據。在施工區域內做好臨時性排水設施，在場地向排水方向做成≥0.2%的坡度，使場地不積水，必要時設置排水溝和排洪溝。機械設備進場，進行維護檢查、試運轉，使其處于良好的工作狀態[1]。

2 關鍵施工技術

2.1 深井降水技術

井徑采用700mm，過濾器直徑采用400mm，井深為24m（井管上部2節長8m的水泥井管，下部為長16m的過濾器），過濾器使用鋼筋骨架纏絲過濾器（豎筋?28mm～?32mm，外焊?20mm環筋），外包40目尼龍紗網一層，并注意接頭處包嚴。填礫規格為直徑5mm～10mm的小礫石，不均勻系數<2.0。采用鉆機降水、氣沖孔，當成孔時，須采用護管及護壁措施，孔徑與井管外壁要保留30cm的富裕度，以滿足填充過濾層要求，并用砂石過濾材料填滿，井管安置結束后，采用空吸法或活塞法進行洗井工作，出現清水后再洗8h停止。

井點降水管理包括以下7點：①水泵采用100m3/h～160m3/h，水泵吸水管口保持在動水以下，成井后進行單井試抽，檢查降水效果。②在降水過程中，定期取樣測試含砂量，保證含砂量≤0.5‰。③當正常降水時抽水井點應保持連續抽水，不要間歇和反復，以免擾動砂層，造成涌砂現象。④當水位降至設計標高后，視動水位穩定程度和涌水量大小，可調整水泵出水量，以免降深超限，造成地面沉降。⑤降水期間應設長觀孔，進行水位預報，避免施工的盲目性。⑥降水井施工完畢，必須經驗收、檢驗，填寫驗收報告，合格后方可移動鉆機。⑦在降水前，應開始沉降觀測[2]。

基坑涌水量計算如公式（1）所示。

式中：Q為基坑涌水量，m3/d；K為滲透系數，m/d；R為滲水影響半徑，m；M為承壓含水層厚度，m；S為基坑水位降深，m；L為降水井中過濾器長度m；r0為基坑等效半徑，m。

單井涌水量計算過程如公式（2）所示。

式中：q為單井涌水量，m3/d；rs為過濾器半徑，m；L為降水井中過濾器長度，m；K為滲透系數，m/d。

降水井布置數量計算過程如公式（3）所示。

式中：n為降水井數量；Q為基坑涌水量，m3/d；q為單井涌水量，m3/d。

2.2 抽沙船降水技術

抽沙船從港池3號便道位置橫穿6號便道，抽一個口進入滑道降水區域。抽砂斷面坡度按1∶4進行設計，基坑斷面如下：抽砂船最大抽深為-19m，基坑最低水位保持在-17m，保持在-16m深度的滑道底部處于干燥環境的環境。抽砂船抽砂面積為50939m2，目前，抽沙點棄沙設在東側，遠離施工作業區防止水往回滲流。在目前水域的水位標高通過抽砂船及水泵抽水等方式排水到施工區域外進行控制，如圖1所示。

圖1 抽沙船基坑降水縱斷面示意

配置2臺2200m3/h小型抽砂船，利用潛臥式離心泵（自帶柴油機），利用泵頭高壓水槍將底部泥沙沖出1個坑的同時將泵體下沉，邊上的沙體會向已形成坑的區域坍塌和流動，再利用離心泵抽沙。對于小范圍施工來說，需要在岸邊設錨碇，然后通過不同方向卷揚機拉動船體移動，對于大范圍的清淤疏浚來說，采用卷揚機配合多個錨進行移動。施工參數控制見表1。

表1 抽砂船施工參數

2.3 土方開挖技術

滑道基坑開挖采用挖掘機和鏟車開挖，自卸汽車運輸的方式，對滑道基坑內的沙進行分層開挖。在抽沙船將水位降到設定標高后，挖機開挖沙面標高控制在水位以上15cm～20cm，創造自卸車能在沙面上行駛的條件。按照“縱向分段，豎向分層，從上到下”的施工原則進行基坑開挖，在施工過程中加強監控量測，保障基坑開挖中的安全性。基坑按縱向分段，依次從深基坑段向上坡段開挖，采用挖掘機直接挖除表層松散沙，自卸車運輸，邊坡采用挖機修整。在基坑開挖的過程中，加強施工監控量測，隨時掌握土體壓力、邊坡穩定以及地下水位變化等情況，做到信息化指導施工[3]。1）距離管井中心軸線外側回填寬7m的貝殼土便道，用于日常機械設備及作業人員通行，同時作為電路、水泵和邊坡的日常檢修的通道；距離管井中心軸線內側3m，采用全站儀現場施放開挖邊坡線，反鏟挖掘機采用后退式開挖的方式，開挖至第一級邊坡（坡度采用1∶2.5）坡腳高程-2.9m處，在橫移區往滑道水平段預留一條寬12m，縱坡5%的進出場道路，開挖基坑平面如圖2所示。2）預留第一級邊坡坡腳施工平臺，平臺寬2m，施工平臺內回填貝殼土，第一級邊坡按照100m間距設計4道檢修步梯，步梯位置可根據現場實際情況進行調整（初步定位為第20排和第40排樁相對的區域），步梯采用砂漿混凝土硬化，便于作業人員進行日常邊坡檢查與維護。3）在第一級邊坡施工平臺修筑完成后，開始沿著施工平臺外邊沿線開挖第二級邊坡，邊坡坡率按照1∶2.5開挖，開挖方法與第一級相同，坡底開挖到標高為-8.3m。二級邊坡開挖完成后，在坡腳位置預留2m的施工平臺，并在邊坡上按照70m間距設計2道檢修步梯，步梯位置可根據現場實際情況進行調整（初步定位20排樁），步梯采用砂漿混凝土硬化，滿足作業人員進行日常邊坡檢查與維護。4）通過觀測抽沙船降水的水位變化情況，將水位降到設定的標高-14.967m以下，開始進行第三級邊坡開挖工作，邊坡坡率按照1∶2.5開挖，開挖標高為-8.3m。開挖方法與第一、二級相同，按照第三級設計邊坡施工到標高為-14.967m。

圖2 基坑開挖平面（單位：m）

當開挖深度超過2m時，其邊緣上面作業同樣應視為高處作業，要設置警告標志。在溝槽（坑）邊緣1m內不能推土或堆放物料；距溝槽（坑）邊緣1m～3m堆土高度≤1.5m；距溝槽（坑）邊緣3m～5m堆土高度≤2.5m；停置車輛、設備、起重機械以及振動機械≥4m；當小翻車往溝槽內卸料時，要設專道，并在距溝槽（坑）邊緣1m處設置限制器。當開挖時，應根據土質情況進行放坡或支撐防護。當挖掘深度超過1.5m，且不加支撐時，應按規定確定放坡坡度。如果施工區域狹窄不能放坡，那么應按規定采取圍壁措施。要注意固壁支撐的木料，不能出現槽、朽、斷和裂的現象。

3 邊坡穩定性控制

縱向滑道監控項目是在滑道基坑開挖后，及時在距離開挖線50cm布置有效的監控點，監控點采用長1m，直徑16mm螺紋鋼，打入邊坡內80cm，外露20cm；鋼筋頂部焊接鐵片用于貼十字反光貼，打入邊坡內的80cm鋼筋，開挖30cm×30cm的基坑澆筑砼進行包裹。在沿第一級邊坡坡頂環形布置10個監控點，在基坑尾部，開挖深度最深的關鍵區域加密監控點的數量，進行重點監測；在沿第二級邊坡坡頂環形布置8個監控點，在基坑尾部，開挖深度最深的關鍵區域加密監控點的數量，進行重點監測；在沿第三級邊坡坡頂環形布置6個監控點，在基坑尾部，開挖深度最深的關鍵區域加密監控點的數量，進行重點監測。單個測點布置如圖3所示。

圖3 單個測點布置示意意（單位：m）

為了保證縱向滑道順利施工，在施工中將對滑道基坑邊坡頂水平位移、豎向位移沉降進行監測，以便監控部門及時匯總監測數據并進行預測，采取保護措施，完成信息化施工[4-5]。在滑道工程中以基坑開挖、鋼管樁成樁、下部結構施工監測工作為重點的階段應根據施工工況適應加密監測頻率。根據相關規范及設計要求，本次監控內容為基坑周邊沉降及水平位移。

工作人員每天對基坑工程進行巡視必不可少，與其他監測技術一樣重要。巡視內容包括基坑周邊的裂縫、沉陷發生和發展情況。主要觀測項目如下：1）側壁土體有無裂縫、沉陷和滑移。2）基坑有無涌沙、流沙和管涌。3）基坑周邊有無裂縫或塌陷。4）深井降水水泵的運行情況、水位下降的情況。5）基坑周邊有無超載情況。6）基坑邊坡有無滲水現象。監測頻率見表2。

表2 現場監測頻率

在監測工作中，監測精度應滿足以下要求：平面位移監測誤差≤1mm；沉降位移監測誤差≤0.4mm。監測報警值應符合工程設計的限值、地下主體結構設計要求以及監測對象的控制要求。監測報警值應以監測項目的累計變化量和變化速率值2個值控制，見表3。

表3 監測報警值

當出現下列情況之一時，必須立即警報；如果情況比較嚴重，應立即停止施工，并對支護結構和周邊的保護對象采取應急措施：1）當監測數據達到報警值。2）基坑土體的位移出現異常情況或基坑出現滲漏、流砂、管涌、隆起或陷落等。3）根據當地工程經驗判斷，出現其他必須報警的情況。

當監測項目的變化速率達到表中規定值或連續3天超過該值的70%時，應警報。

4 結語

在該工程縱向滑道項目中，基坑處理相對困難，通過深井降水和抽沙船配合降水有效控制了基坑水位，為縱向滑道施工提供了較好的條件，后期監測可以保證施工質量。配合施工現場的綜合管理，提升工程質量。