賀永前
(連云港科誼工程建設監(jiān)理有限公司,江蘇 連云港 222042)
伴隨著時代的發(fā)展,社會的不斷進步,經(jīng)濟、科技的迅速攀升,使得我國在各個領域中都出現(xiàn)了變革與優(yōu)化,尤其在水利事業(yè)方面,我國獲得了不小的成就,因此我國很多固堤工程都完成了良好建設。從圍堤工程的本質(zhì)來看,合龍口施工對工程整體質(zhì)量,起著決定性的影響,因此要想良好保證合龍口施工水平,就要注重處理好合龍口處理質(zhì)量控制難點,并給出有效應對措施。
連云港港30 萬噸級航道徐圩港區(qū)吹填Ⅰ區(qū)1 號圍堤、正堤、l 號隔堤組成,長度分別為1304、1410.52、897m,遠期規(guī)劃在正堤外側進行港池開挖建設碼頭泊位,因此正堤堤身及外側坡腳是否落底直接關系到后期堤內(nèi)陸域形成吹填及港池挖泥期間的堤身安全[1]。
正堤范圍天然泥面標高-0.3~-0.9m,淤泥層厚度12~21m。該層土具有高壓縮性、強度低、厚度大的特點。正堤采用爆炸擠淤填石法進行圍堤施工,具有施工工藝成熟、落底質(zhì)量有保證的優(yōu)點。采用爆炸擠淤填石形成圍堤堤身結構,合龍口一直是施工質(zhì)量控制的難點,若合龍口最后的爆填進尺未控制好,石舌未經(jīng)爆炸處理而提前搭接(此處布藥器無法進行布藥),則此處拋石無法完成爆炸振動達到擠淤填石的效果,從而導致堤身不落底成為薄弱段甚至危險段(見圖1)。
此外,合龍?zhí)幱倌喟∑疠^高且排出通道不暢,加大了擠淤的難度;另外還應考慮到堤身的落底要經(jīng)過多次爆破震動后才能達到,而合龍段所經(jīng)歷的震動次數(shù)相對較少,也造成落底困難。
吹填I 區(qū)圍堤工程的正堤采取爆炸擠淤軟基處理方式(如圖2 所示),正堤總長1410.52m,分兩個施工作業(yè)區(qū)相向推進(一個由樁號K0+000 開始自東向西推進、另一個由樁號K1+410.52 自西向東進),合龍段位置的選擇基于確保工程質(zhì)量且方便施工的原則,主要考慮如下兩點:
(一)參照地質(zhì)資料、根據(jù)地質(zhì)情況,盡量避開深淤泥處、避開附近過大的淤泥包隆起。
(二)盡量保證兩個作業(yè)區(qū)均衡推進,縮短正堤拋填工期。確定樁號K0+700 K0+750 為合龍段樁號。長度50m,該段淤泥深度約為14m,灘面標高-0.6m。屬于淤泥厚度較淺區(qū)域。
(二)合龍段淤泥包隆起較高且排出通道不暢,加大了擠淤的難度。
應對措施:合龍段堤前淤泥包高于+2~+3m吹填I 區(qū)正堤端頭爆炸擠淤隆起的淤泥包普遍高時,趕低潮水將高出的淤泥包用長臂挖掘機清除。
(二)合龍口位置漲落潮流速大,石料流失量較大。同時造成布藥困難,影響爆炸堤身落底。
應對措施:對合龍段拋填石料在石場進行分選,選擇粒徑大的石料,嚴格控制裝車石料質(zhì)量,布藥前用普通短臂挖機沿堤邊(頭)將水流沖刷的石頭回挖,保證爆炸擠淤效果[2]。
確定了合龍口的位置后,待全線圍堤高程達到5.5m、且相應的內(nèi)坡反濾及壓載結構完成,水門安裝完畢后,實施合龍施工,以防發(fā)生反濾結構受頂托失效導致吹填土滲漏現(xiàn)象。為保證合龍段堤身落底質(zhì)量,合龍時兩端要同時推進,并且用一道窄堤先行合龍,然后再在窄堤的基礎上通過爆炸擠淤擴寬,最終達到設計斷面(該窄堤以下簡稱為子堤)。
在綜合考慮了淤泥的力學指標、潮差大小、淤泥包的影響、地質(zhì)情況的差異等方面的因素.同時借鑒其他類似工程成功經(jīng)驗,合龍段施工總流程如圖3 所示。
(一)合龍段施工步驟及要求
1.正堤兩施工面相向推進,分別至樁號K0+700~K0+750 相距50m時,進入合龍段施工[3]。
2.子堤施工。
在正堤堤身中間偏內(nèi)側2m 位置拋一子堤。子堤頂面寬度控制在5m、標高控制在+9m以上,要求集中設備、石料及人力資源,精選大石料,堤身窄而高,這樣能更好的排開淤泥使子堤堤身落底,為加寬創(chuàng)造條件(圖4)。
3.子堤爆填堤身推進。
子堤兩個堤頭繼續(xù)爆填推進,進尺5 米,直至最后剩10m長時(通過補藥器插探,此時兩子堤石舌相距1.5m),兩子堤同時爆炸,一次拋填爆炸合龍,使子堤封閉[4]。子堤爆填相關參數(shù)如表1 所示。
表1 子堤爆破相關參數(shù)
4.子堤爆后補填。
在50m 子堤堤身內(nèi)側和外側同時進行爆填處理,爆前子堤進行加高,參數(shù)見表2,示意圖見圖5。
表2
5.子堤爆后補填并向兩側第一次加寬,第一次每側加寬3m,在堤頂寬度達到11m 時進行爆炸處理,爆炸參數(shù)見表3,示意圖見圖6。
表3
6.第一次加寬爆填后繼續(xù)第二次兩側同時加寬.內(nèi)側達到設計寬度要求,外側加寬4m 后再次進行內(nèi)外側爆填,藥量及布藥間距第一次(如圖7 所示)。
7.爆后補拋后第三次加寬,使外側寬度達到設計要求后,在堤身外側進行爆炸,單包藥量45kg,藥包26 個,間距2m,合龍口形成設計斷面,第三次加寬示意圖見圖8。
8.為確保合龍段堤坡腳施工質(zhì)量,確保落底,在合龍段位置堤身內(nèi)外側30m 長度范圍內(nèi)增加一次側爆。
(一)合攏段堤前淤泥包高于+2~+3 米時,必要時須將淤泥包機械清除,擬定采用長臂挖機進行。
(二)合攏段拋填石料要盡可能保證質(zhì)量,粒徑較大為好,特別是最后合龍位置要嚴格控制石料質(zhì)量。一方面通過石料場裝車環(huán)節(jié)予以保證,一方面通過正堤外側石料反挖,選取大粒徑塊石[5]。
(三)合攏段子堤必須要保證拋填高度和寬度及進尺,高度控制加高2.5~3 米,嚴格控制拋填寬度,特別是子堤的形成,防止超寬。
(四)由于合攏段的特殊性,淤泥的出路不暢通,通過多次爆炸振動使拋石體落底。
(五)為確保合攏的爆破效果,保證高潮時爆破。
(六)嚴格控制子堤合攏前最后一炮的拋填樁號。
(一)施工過程中的實時質(zhì)量監(jiān)控
1.堤心石拋填控制。
拋填參數(shù)的保證是控制石料落底的重要手段之一,加寬、加高拋填是保證外坡達到設計斷面的關鍵,拋填參數(shù)按如下標準執(zhí)行:
(1)拋填進尺偏差士0.5m;
(2)拋填寬度偏差士1.Om(子堤按負偏差);
(3)拋填高程偏差+0.5m。
2.裝藥工藝控制。
裝藥工藝參數(shù)按如下標準執(zhí)行:
(1)藥包間距偏差±0.5m;
(2)藥包埋深偏差5m;
(3)單炮藥重偏差±5%。
(二)階段檢測
1.體積平衡檢驗。
根據(jù)拋填石料質(zhì)量、方量記錄,堤心爆填進尺每5m 左右進行一次體積平衡檢驗,即在準確統(tǒng)計單炮拋填石料方量的基礎上,比對設計斷面方量,以便確定堤心石落底情況,根據(jù)檢驗結果.適當調(diào)整爆炸參數(shù)[6]。
2.沉降位移觀測。
合龍段爆炸處理結束時,在堤身上設立沉降和位移觀測點,進行沉降位移觀測。
合龍段施工從2010 年10 月15 日開始,嚴格按本方案實施,2010 年10 月21 日子堤閉合,2010 年11 月10 日合龍段施工結束。
合龍段采用拋石體鉆孔檢測方法(鉆孔探摸法),直接探明拋石體下部狀態(tài),鉆孔位置由設計單位和監(jiān)理單位共同確定,定于K0+725 斷面。共布置三個孔位,分別是外側孔前沿線向外27m,堤中孔前沿線向內(nèi)3.5m,內(nèi)側孔前沿線向內(nèi)18.5m,具體位置如圖14 所示。鉆孔結果如表5 所示。鉆孔時間2010 年11 月15 日~2010年11 月21 日。根據(jù)鉆探結果,三個孔的泥石混合層厚度均不大于100cm,符合規(guī)范要求,證明合龍段堤身拋石落底,施工質(zhì)量符合設計要求。
(一)鑒于合龍段對結構安全的重要性,在合龍段施工時必須集中設備、石料及人力資源,合理組織,在最短的時間內(nèi)完成子堤施工。
(二)子堤施工是合龍段施工的重中之重。必須嚴格執(zhí)行設計方案,加強過程控制,如有異常情況需及時同方案設計人員溝通,及時調(diào)整爆炸及拋填參數(shù)。
表4 鉆孔結果一覽表
(三)合龍段施工時間應盡量選擇在一個周期(如7d)天氣晴好的時段內(nèi)進行,否則對堤身的形成及連續(xù)性造成影響,會降低合龍段的總體質(zhì)量。連云港地區(qū)l0 月份受寒潮影響,在子堤加寬過程中遇惡劣天氣,龍口位置流速大,導致堤身破壞,補拋返工損失大。
(四)合龍段施工時要合理組織安排布藥和起爆時間,要求做到同時布藥和起爆,這樣對合龍段堤身落底質(zhì)量有保證,另外嚴禁一側堤頭布藥一側堤頭起爆.以免殉爆導致發(fā)生安全事故。
由于合龍段是結構安全方面的重要保障,因此在對合龍段展開實際施工的時候,一定要注重科學合理配置人力、設備和石料等資源,力求能夠用最短時間做好子堤施工。且子堤施工為合龍段方面的重點施工內(nèi)容,所以一定要嚴格依據(jù)設計方案進行執(zhí)行,強化對過程的管控,一旦發(fā)現(xiàn)任何異常問題,一定要立刻和此方案的設計人員展開溝通,變更爆炸和拋填參數(shù)。進行合龍段方面的施工時,最好選擇天氣在7d內(nèi)都放晴的時間進行,以免對堤身帶來連續(xù)性不良影響,損害合龍段工程整體質(zhì)量。