程宗健

摘要：順德水道和甘竹溪水道航道整治工程三江船廠段航道切嘴、護(hù)岸工程段河道為急彎河段，施工圖設(shè)計(jì)對(duì)該河段的整治方案為切除部分突嘴拓寬航道、采用直立式無(wú)錨樁墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行護(hù)岸。護(hù)岸工程已按原設(shè)計(jì)方案施工完畢，但切嘴工程還沒(méi)開(kāi)工。期間，護(hù)岸后方的三江船廠先后兩次擴(kuò)建了廠房，擴(kuò)建后廠房建筑物距離護(hù)岸結(jié)構(gòu)物邊線的距離最小處只有6米。增加的建筑物自重荷載和內(nèi)部車(chē)間活荷載，使護(hù)岸結(jié)構(gòu)處于非常不利的狀態(tài)，切嘴后將有傾覆的可能。因此，為確保彎道切嘴開(kāi)挖不影響護(hù)岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)際情況制定了切嘴段航槽調(diào)整方案，以及在調(diào)整航槽的基礎(chǔ)上制定了航道開(kāi)挖方案。

關(guān)鍵詞：航道整治工程 切嘴 航槽調(diào)整 開(kāi)挖 方案

1.三江船廠段航道整治工程概況

1.1 概述

三江船廠段航道切嘴、護(hù)岸屬于順德水道和甘竹溪水道航道整治工程范圍內(nèi)，該段河道為急彎河段，河面較窄，不利于通航，故施工圖設(shè)計(jì)對(duì)該河段的整治方案為切除部分突嘴拓寬航道，同時(shí)根據(jù)岸上地形和建筑物情況，采用直立式無(wú)錨樁墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行護(hù)岸。

甘竹溪水道航道整治按內(nèi)河IV級(jí)航道設(shè)計(jì)，通航500t級(jí)港澳線船舶，代表船型尺度為42x9.0x3.Ox2.2m，其中三江船廠彎道航道設(shè)計(jì)尺度為2.5×80×90m_

1.2 整治河段地質(zhì)概況

根據(jù)鉆探揭示，三江船廠段場(chǎng)區(qū)內(nèi)巖土層自上而下為：填土層（Q^ml、海陸交互相沉積層（Q^mc）。

（1）填土層（Q^ml）（層序號(hào)：1）

主要為雜填土，灰黃色，松散，由砼塊、磚塊、碎石、中粗砂及粘性土組成，厚度3.30-4.30m。

（2）海陸交互相沉積層（Q^mc）（層序號(hào)：2）

本層主要揭露有淤泥質(zhì)土、粉土、粉砂、中砂、礫砂，按自上而下分布可分為5個(gè)亞層。

①淤泥質(zhì)土（層序號(hào)：2-1）：灰色，流塑，含腐殖質(zhì)，味稍臭，局部含較多粉土或粉砂。層頂標(biāo)高-0.30m-2.10m，層頂埋深3.30m-4.30m，厚度4.15-10.60m。

②粉土（層序號(hào)：2-2）：灰色，松散，很濕，含腐殖質(zhì)，局部夾薄層粉砂。層頂標(biāo)高-4.45m，層頂埋深7.45m，厚度3.55m。

③粉砂（層序號(hào)：2-3）：灰色，松散，飽和，含腐殖質(zhì)，局部夾薄層粉土。層頂標(biāo)高-8.5m，層厚1.70m，層頂埋深14.90m_

④中砂（層序號(hào)：2-4）：灰色，稍密～中密，中密為主，飽和，主要為石英砂，顆粒較均勻，級(jí)配較差，局部夾薄層粉土或粉細(xì)砂。層頂標(biāo)高-10.20m～-8.Om，層厚9.15m～12.0Om，層頂埋深1.OOm～16.00m。

⑤中砂（層序號(hào)：2-5）：灰色，密實(shí)，飽和，主要為石英砂，顆粒較均勻，級(jí)配較差，局部夾薄層粉土或粉細(xì)砂。層頂標(biāo)高-20.OOm～-19.35m，層厚7.45m～10.2m，層頂埋深23.80m～25.75m。

1.3 三江船廠段航道整治工程布置情況

1.3.1 平面布置

航道平面布置通過(guò)切嘴和拓寬河道等工程措施適當(dāng)改善航道的通航條件，充分利用原有河道，減少工程投資。 三江船廠切嘴工程：三江船廠段彎道的彎曲半徑為90m，河面寬度為70～100m，左岸堤防屬樵桑聯(lián)圍的一段，堤頂寬6～7m，外坡1：2.0），內(nèi)坡1：2.5，頂高7.3m，離河岸較近。根據(jù)實(shí)船試驗(yàn)成果，單船通過(guò)三江船廠彎道是可行的，船舶在三江船廠彎道會(huì)船時(shí)，由于航道彎曲半徑小，航道較窄，船舶航行漂角大，安全距離難以保證，會(huì)船危險(xiǎn)性很大，對(duì)駕駛?cè)藛T產(chǎn)生較大思想壓力，會(huì)有意使船舶提前快速轉(zhuǎn)向且靠邊航行，以便于會(huì)船，這樣在流速較大、航速與操舵配合不當(dāng)時(shí)，容易發(fā)生觸坡、碰撞等事故。因此需通過(guò)進(jìn)行彎道適當(dāng)切嘴，將彎道寬度加大到80m以上，這樣，船舶使用大舵角時(shí)可雙線安全通過(guò)彎道。

在三江船廠彎道凸岸進(jìn)行切嘴工程，適當(dāng)加大彎道彎曲半徑和航道寬度，以滿足船舶安全航行需要，切嘴工程以不拆遷三江船廠附屬建筑物為控制，切嘴以后采用直立式護(hù)岸的結(jié)構(gòu)形式，以減少征地拆遷。

1.3.2三江船廠段切嘴工程護(hù)岸結(jié)構(gòu)

采用無(wú)錨樁排式擋土墻結(jié)構(gòu)，護(hù)岸總長(zhǎng)度256.12m；灌注樁樁徑0.8m，樁間凈距0.2m，樁頂標(biāo)高+1.1～3.Om，樁底標(biāo)高-20.0m，樁基鋼筋伸入胸墻0.4m，樁基砼伸入胸墻0.1m；在相鄰兩根樁基中間設(shè)置一根Φ0.5m旋噴樁，旋噴樁與灌注樁相切，旋噴樁頂標(biāo)高與胸墻底標(biāo)高一致，底標(biāo)高-4.Om；鋼筋混凝土胸墻為L(zhǎng)型，底標(biāo)高+1.1～3.Om，頂標(biāo)高+3.1～5.Om，底寬1.5m，頂寬0.5m，每隔20m設(shè)置一變形縫，縫寬0.01m；胸墻施工完成后人工回填土夯實(shí)，鋪設(shè)厚0.2m的砂墊層及厚0.2m的C20砼路面。灌注樁和胸墻施工完成后進(jìn)行彎道切嘴，分層開(kāi)挖至設(shè)計(jì)航道尺度要求，為防止水流掏刷對(duì)無(wú)錨樁排式擋土墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，在墻腳處開(kāi)挖頂寬3.5m、底寬2.5m、深度1.Om的基槽，然后進(jìn)行拋石護(hù)腳。

2.結(jié)構(gòu)安全性

根據(jù)《板樁碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》踢腳穩(wěn)定性公式，只要踢腳力矩不大于穩(wěn)定力矩，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就可滿足要求。經(jīng)計(jì)算，三江船廠段原施工圖設(shè)計(jì)護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定力矩大于踢腳力矩，穩(wěn)定力矩與踢腳力矩的比值為1.22。護(hù)岸結(jié)構(gòu)安全性能是滿足規(guī)范要求的。施工圖設(shè)計(jì)完成于2007年5月，此后，順德水道和甘竹溪水道航道整治項(xiàng)目正式開(kāi)工，至2009年5月三江船廠護(hù)岸工程已按原設(shè)計(jì)方案施工完畢，但切嘴工程還沒(méi)開(kāi)工。灌注樁的檢測(cè)報(bào)告顯示，所有樁基質(zhì)量符合規(guī)范的要求。對(duì)樁墻的觀測(cè)顯示，目前樁墻的沉降為零，累計(jì)位移為2mm，樁墻是穩(wěn)定的。

2008年～2009年間在該樁墻護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，三江船廠加大了規(guī)模，先后兩次擴(kuò)建了廠房。擴(kuò)建后廠房建筑物距離護(hù)岸結(jié)構(gòu)物邊線的距離最短處只有6米。增加的建筑物自重荷載和內(nèi)部車(chē)間活荷載，等效于28KPa的均布荷載作用在護(hù)岸結(jié)構(gòu)物后方。

對(duì)護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核，結(jié)果為踢腳力矩大于穩(wěn)定力矩，穩(wěn)定力矩與踢腳力矩的比值為0.95，已經(jīng)不滿足規(guī)范要求。若再按原設(shè)計(jì)裁彎切嘴方案進(jìn)行航道開(kāi)挖，樁墻將處于非常不利的狀態(tài).將有傾覆的可能。因此，原設(shè)計(jì)方案必須進(jìn)行調(diào)整，采取措施保證護(hù)岸結(jié)構(gòu)的安全。為確保彎道切嘴開(kāi)挖不影響護(hù)岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)際情況制定了切嘴段航槽調(diào)整方案，以及在調(diào)整航槽的基礎(chǔ)上制定了航道開(kāi)挖方案。

3.航槽調(diào)整方案

三江船廠無(wú)錨樁排式擋土墻已經(jīng)施工完畢，三江船廠對(duì)岸（右岸）為堤圍等水利設(shè)施的砌石構(gòu)筑物，而且這些構(gòu)筑物幾乎已經(jīng)達(dá)到原設(shè)計(jì)航槽右邊線，航槽線基本不能再往對(duì)岸平移，為了達(dá)到設(shè)計(jì)尺度2.5×80×90m，切除部分突嘴拓寬航道仍然是必需的。

三江船廠彎道航道設(shè)計(jì)尺度為2.5×80×90m。但原設(shè)計(jì)方案中，該彎道段航槽底寬最寬處為89米，較實(shí)際需要的航槽寬度80米多9米，存在一定的調(diào)整空間，在不改變本航道整治施工圖批復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，即保持該段航槽底寬80米，及航道彎曲半徑90米不變的基礎(chǔ)上，將靠三江船廠段彎道的航槽邊線（即左邊線）往對(duì)岸平移9米，同時(shí)與彎道兩端的直線段平順連接。通過(guò)航槽的調(diào)整，可以以減少開(kāi)挖量，增加樁墻的被動(dòng)土壓力，使樁墻的穩(wěn)定性增加，經(jīng)計(jì)算，穩(wěn)定力矩與踢腳力矩的比值可達(dá)到1.27，滿足規(guī)范要求。

4.切嘴開(kāi)挖施工方案

三江船廠段航槽設(shè)計(jì)底標(biāo)高為-3.06m，從前面的地質(zhì)情況的介紹可知，開(kāi)挖的土質(zhì)主要是填土層和淤泥質(zhì)土，頂層是填土層，厚度約3.30～4.30m，第二層是淤泥質(zhì)土，層頂標(biāo)高為一0.3～2.1m，厚度為4.5m～10.6m，故開(kāi)挖主要是在此兩層土間進(jìn)行，挖走填土層和部分淤泥質(zhì)土。

切嘴工程選擇在枯水期進(jìn)行施工，采用1艘1m3抓斗式挖泥船及配套泥駁進(jìn)行開(kāi)挖。開(kāi)挖必須分段、分層施工，航道內(nèi)疏浚開(kāi)挖的分段長(zhǎng)度不大于45m，分層厚度不大于1.5m。開(kāi)挖速率控制在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部沉降量不大于10mm/d、側(cè)位移不大于5mm/d范圍內(nèi)，并以側(cè)位移控制為主，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果調(diào)整航道及邊坡開(kāi)挖速率。

5.結(jié)語(yǔ)

三江船廠段航道切嘴工程經(jīng)制定的調(diào)整航槽和開(kāi)挖方案進(jìn)行施工，沒(méi)有出現(xiàn)質(zhì)量及安全事故。竣工后，航道邊坡及護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，達(dá)到了航道整冶的目的。