葉輝明

(惠州市華禹水利水電工程勘測設(shè)計有限公司，廣東 惠州 516003)

1 工程概況

本文以大牛壘電排站工程項目為背景，該電排站位于沙河大堤11+500段上。項目總裝機(jī)量達(dá)到了2520 kW，具有優(yōu)良的排澇性能，建成后可以達(dá)到25.15 m3/s水平。依據(jù)工程規(guī)范可知，該項目等級為Ⅲ等，可以抵御10 a一遇的24 h連續(xù)性強(qiáng)暴雨極端天氣。

2 工程特點

(1)電排站建筑物相互關(guān)聯(lián)，但是與管養(yǎng)房相對分散，水下施工項目較為集中，要在一個枯水期內(nèi)完成電排站水下工程，時間緊、任務(wù)重、難度大。但是，只要施工組織得當(dāng)，材料供應(yīng)及時，資金能及時到位，還是有可能的。

(2)由于電排站水下工程計劃在一個枯水期內(nèi)完成，內(nèi)河側(cè)的施工導(dǎo)流可利用中心排渠中里波水村的閘站進(jìn)行導(dǎo)流。施工期間，可在引水渠上堵上一條圍堰，抽干基坑積水，就可以干地作業(yè)。由于電排站穿堤建筑物需破堤施工，堤頂?shù)缆繁恢袛啵杞ㄔO(shè)臨時公路，因此，在外江填筑圍堰，兼作施工道路。

(3)地質(zhì)勘察表明，建筑物所在地的地基均為粉細(xì)砂及粗砂，其厚度約35 m，對應(yīng)的滲透系數(shù)超過4×10-2cm/s。當(dāng)區(qū)域內(nèi)水頭壓力急劇增大時，將會顯著提升滲水現(xiàn)象，而且很容易發(fā)生滲透破壞，引起基坑的滑塌，造成工程不能正常進(jìn)行的后果，必須引起高度重視。

3 電排站防滲排水布置

本項目中電排站采用的是堤后式泵站結(jié)構(gòu)，其對應(yīng)的閘基防滲長度可利用式(1)計算：

L=C×ΔH

(1)

式中：L為防滲長度， m；ΔH為上、下游水位差， m；C為滲徑系數(shù)。

外江設(shè)計洪水位6.3 m，內(nèi)河對應(yīng)的設(shè)計洪水位1.5 m。其上、下游水位差ΔH=4.8 m。大牛壘電排站滲透逸出點的地基為粗砂層，粗砂層容許滲徑系數(shù)C=5～4，考慮施工圍堰采用高壓噴射灌漿處理地基，可作為板樁，取C=4.0。則初擬閘基防滲長度為：L=4.0×4.8=19.2 m。防洪閘末端到電排站底板水平投影長度為72.0 m，滿足滲徑要求。

由于進(jìn)水前池處地基為粗砂層，其反濾層的布置為地基、300 mm厚(粒徑小于20 mm)級配碎石層、反濾土工布，并預(yù)設(shè)Ф75mm塑料排水管[1]。

4 電排站防滲排水施工技術(shù)

4.1 施工導(dǎo)流圍堰

泵房處基坑的地層為細(xì)砂層、粗砂層、礫砂層，然后進(jìn)入泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積土，泵房持力層為粗砂層，其透水層深度達(dá)到30 m。從來源層面分析，區(qū)域內(nèi)地下水大多依靠大氣水實現(xiàn)補(bǔ)給，同時地下水與河水相連通，二者有著緊密的水利聯(lián)系。泵站離石灣中心排渠約為1 km，泵站出水建筑物位于沙河岸灘上。泵房基坑深度約9 m，防洪閘處基坑深約5 m。水泥攪拌樁對淺基坑的防滲效果較好。

基坑的防滲采用高壓噴射灌漿與水泥攪拌樁相結(jié)合的方式。泵房處基坑較深，滲透壓力較大，采用高壓噴射灌漿，防止外江水通過透水層大量滲入基坑。防洪閘處基坑深度較淺，滲透壓力較小，且有原大牛壘水閘基坑防滲施工的經(jīng)驗，本次也采用水泥攪拌樁，并且與高壓噴射灌漿形成圍封。

采用高壓噴射灌漿法，需要在高壓環(huán)境中進(jìn)行，在鉆桿的作用下可以實現(xiàn)水泥漿沿水平方向的噴射，由此產(chǎn)生噴射流，由于噴射壓力足夠大，因此可以對土體進(jìn)行切割，而后與較為破碎的土體進(jìn)行拌和，所產(chǎn)生的水泥土可以作為地基加固的主要方式?？紤]到高噴灌漿壓力偏大的現(xiàn)象，因此對于地層廣泛的區(qū)域更為適宜。本次設(shè)計灌漿孔間距為1.2 m，樁底端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖0.5 m，鉆孔單根平均長33.5 m，高壓擺噴圍封樁總長度為7191.0 m。基坑開挖后，采用水泵抽干基坑內(nèi)積水，達(dá)到干地作業(yè)條件。泵站出水箱涵下面的高壓噴射灌漿樁(下游側(cè))作為泵站的永久防滲設(shè)施，應(yīng)按永久建筑進(jìn)行檢測及驗收[2]。

利用攪拌機(jī)鉆進(jìn)至一定深度，而后使用高壓注漿泵，在高壓環(huán)境下將水泥漿噴射出來，以工作面基準(zhǔn)對應(yīng)噴射深度應(yīng)到達(dá)其下方0.3 m位置；而后進(jìn)行多次循環(huán)提鉆，直至達(dá)到地表處方可停止施工。

基于水泥攪拌樁的方式，一方面可以改善防滲效果，對于淤泥土質(zhì)地形具有良好的適用性，另一方面則可以節(jié)約工程成本。但也應(yīng)注意到，此方法在施工時可控性較差，在搭接節(jié)點位置極容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象；由于機(jī)械的制約作用，攪拌深度最大只能達(dá)到20.0 m。在此項目中，水泥攪拌樁對應(yīng)直徑為0.6 m，對應(yīng)長度為20.0 m，采用的是懸掛式結(jié)構(gòu)。水泥攪拌樁為防洪閘及出口箱涵的防滲幕墻，與上游高壓噴射灌漿形成封閉的防水屏障，其累計樁長為7775.0 m。

為了增加中心排渠對基坑的滲徑，內(nèi)河涌施工圍堰修筑在連接渠的首端，采用土圍堰，長度44.0 m，堰頂高程取地面高程4.5 m，平均堰高4.8 m，堰頂寬度5.0 m，圍堰的上下邊坡坡比均為1∶2。外江圍堰設(shè)計如圖1所示。

圖1 外江圍堰設(shè)計(單位：m)

4.2 基坑開挖

基坑開挖分為堤內(nèi)泵房基坑開挖、堤外水閘基坑開挖和穿堤箱涵基坑開挖。泵房基坑邊線在建筑物邊線外1.0 m，以便施工放線和架設(shè)模板。高程0處設(shè)3.0 m寬平臺，平臺以下部分按1∶1開挖，土釘掛網(wǎng)噴射混凝土護(hù)坡，基坑底部四周設(shè)集水溝，平臺以上部分按1∶2開挖。穿堤箱涵及水閘位于堤身上，根據(jù)《堤防工程施工規(guī)范》(SL 260—2014)穿堤建筑物兩側(cè)堤防的開挖邊坡應(yīng)按1∶3放坡。

基礎(chǔ)開挖宜采用反鏟挖掘機(jī)設(shè)備，基于提升效率此處宜配備6臺。施工環(huán)境較為復(fù)雜，若遇到地下水時應(yīng)設(shè)置集水溝，由此將其引導(dǎo)至地面排水溝，避免基礎(chǔ)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)積水?；娱_挖過程中應(yīng)特別注意原堤邊坡的穩(wěn)定性。對于符合回填要求的土料，可以直接作填筑土料。不符合要求的棄土，必須運至指定的棄土場。

4.3 高壓噴射擺噴樁施工

泵房基坑四周圍封采用高壓擺噴樁處理，施工前要求先進(jìn)行圍井試驗。在施工過程中，應(yīng)對覆蓋層進(jìn)行全面清除，由此確保場地內(nèi)不存在任何樹根以及大塊石等物。如果施工區(qū)域上方架有高壓線時，應(yīng)確保其與地面凈空距離至少保持在20 m以上?；诨剞D(zhuǎn)鉆完成鉆孔作業(yè)，而后使用泥漿材料進(jìn)行護(hù)壁。在鉆孔過程中，應(yīng)增強(qiáng)鉆機(jī)的平穩(wěn)性，并提升鉆具的強(qiáng)度與長度。將鉆桿與粗徑鉆的垂直偏差控制在5‰以內(nèi)，工程對鉆內(nèi)偏斜率提出了較高要求，其斜率應(yīng)限定在1%范圍內(nèi)[3]。

4.4 鋼筋混凝土施工

(1)混凝土工程。此項目中以商品混凝土為宜，基于管道泵完成輸送作業(yè)。需要對混凝土進(jìn)行密實振搗處理，待其表面出現(xiàn)泛漿現(xiàn)象后方可停止，將振搗間距控制在40 cm，基于梅花形振搗的方式有助于提升振搗效果，此外變截面處不允許產(chǎn)生施工縫。

(2)模板工程。對于曲面模板而言宜采用木模板結(jié)構(gòu)，如果結(jié)構(gòu)斷面表現(xiàn)為明顯的規(guī)則平面，此時宜采用鋼模板材料。應(yīng)提升模板穩(wěn)定性，當(dāng)完成混凝土澆筑后其幾何形狀等各類結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計要求，這意味著在選材時應(yīng)挑選強(qiáng)度與剛度優(yōu)良的材料，對于木模板而言需要提升其表面的光潔程度，縫隙應(yīng)嚴(yán)密結(jié)合，且施工時不允許出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

(3)鋼筋工程?；诜诸惙▽Ω黝愪摻畈牧线M(jìn)行劃分并單獨堆放，將等級、規(guī)格一致的鋼材放置在一起，禁止混堆現(xiàn)象。無論是貯存還是運輸均需要做好防水工作，由此避免鋼材發(fā)生銹蝕現(xiàn)象；若采用露天堆放的方式，此時需要在底面墊上一定高度的墊層，并使用防雨蓬布進(jìn)行覆蓋，在使用時也應(yīng)優(yōu)先使用此部分材料。鋼筋安裝時應(yīng)嚴(yán)格遵循圖紙要求進(jìn)行，注重內(nèi)、外層次序，控制搭接長度，做好綁扎工作。

4.5 土方填筑施工

土方填筑包括內(nèi)外圍堰、堤防土方回填、廠區(qū)回填等。土方回填為分層回填，并夯實，回填以機(jī)械為主，輔之以人工。土料全部取自土料場。填筑土料為亞黏土，控制填筑土料含水量接近最優(yōu)含水量(誤差在±3%以內(nèi))。土方填筑之前，應(yīng)清除表面的草皮、磚渣、垃圾等，挖除淤泥質(zhì)軟土，夯實底土，填筑每層土的鋪筑厚度不大于30 cm。74 kW推土機(jī)集料和散料，YZTK12型拖式凸塊振動碾碾壓密實，填土的壓實度不低于0.92；邊角部位采用YZK07型手扶自行式凸塊振動碾碾壓密實。

5 結(jié) 語

該工程在枯水期充分發(fā)揮電排站的作用，當(dāng)泵站位置選在滲水系數(shù)大的透水層時，可以采用圍堰導(dǎo)流的方式來起到防滲排水的作用，經(jīng)實踐證明是有效的，類似的工程可以采用上述方法安排防滲排水工程。