王冠

（湛江市志滿水庫管理處，廣東 湛江 524000）

1 工程概況

五七水閘位于湛江市麻章區(qū)舊縣聯(lián)圍上（樁號2+050），于1965 年11 月建成并投入使用，是一座集擋潮、泄洪、蓄水等綜合功能的工程，擔(dān)負(fù)著湖光鎮(zhèn)鋪仔圩及沿海村莊東嶺村、西嶺村、舊縣村、厚高村、蔡屋村0.16 萬hm2以及3.57 萬人口的防汛任務(wù)。

五七水閘經(jīng)過多年運行，混凝土破損嚴(yán)重，閘門及啟閉機銹蝕老化，原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低過流能力偏小，消能防沖設(shè)施損壞，已嚴(yán)重影響工程安全運行，經(jīng)安全鑒定為四類工程，急需拆除重建。

新五七水閘總共7 孔，總凈寬38.50 m，采用邊孔二孔一聯(lián)，中間三孔一聯(lián)結(jié)構(gòu)，選用潛孔式平面鋼閘門、卷揚式啟閉機。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為4 級，次要建筑物和臨時工程建筑物為5 級。

2 氣象水文地質(zhì)

工程所在地地處北回歸線以南的低緯地區(qū)，屬于熱帶北緣季風(fēng)氣候，終年受海洋氣候的調(diào)節(jié)，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，年平均氣溫在22.70℃～23.50℃，遞增的方向是從北到南，表現(xiàn)1.40 ℃南北差距。降雨量年平均為1 387.50～1 724.10 mm；湛江東部海區(qū)潮汐，屬于不規(guī)則半日潮，在1 個太陽日（24 小時50 分）內(nèi)出現(xiàn)峰—谷、峰—谷的潮候，即有兩次高潮兩次低潮，兩峰的高低、兩谷的深淺也不一樣。根據(jù)地質(zhì)勘察報告揭示，閘址處基面土層為淤泥，厚0.60～3.10 m，層頂埋深0.00 m，層頂標(biāo)高-1.78～0.11 m，承載力特征值fak=40 kPa。根據(jù)室內(nèi)土工試驗成果，該層土的物理力學(xué)指標(biāo)平均值如下：含水量w=78.50%，孔隙比e=1.49，液性指數(shù)IL=1.69，壓縮模量Es0.10～0.2 0=1.50 MPa，直接快剪黏聚力Cq=4.50 kPa，內(nèi)摩擦角φq=6.50°，屬高壓縮性軟土。

3 工程設(shè)計要點

3.1 閘基處理設(shè)計

水閘基底有部分地方含有淤泥層，層厚1.50～9.90 m，層頂埋深0.00～3.80 m，層頂標(biāo)高-13.34～-4.32 m，其地基承載力特征值為60 kPa，具有顯著的不良物理力學(xué)性質(zhì)和水理性質(zhì)，淤泥底下為粉質(zhì)黏土或黏土層，地基承載力特征值為110 kPa，需進(jìn)行地基加固處理。

復(fù)合地基常用的有水泥攪拌樁、高壓旋噴樁和CFG 樁等，此工程地質(zhì)剖面揭示，閘室建基面以下4～10 m 為淤泥，層厚1.50～9.90 m，根據(jù)經(jīng)驗判斷復(fù)合地基加固深度18 m 左右，通常攪拌樁基穿透下臥黏土層很困難，且攪拌樁質(zhì)量難以保證，同時地基承載力提高的幅度有限；但CFG 樁穿越該黏土層也很容易，施工速度快。高壓旋噴樁可適應(yīng)黏土地基加固，且機具較輕便，但樁身強度低、造價較貴。綜上，從經(jīng)濟(jì)及施工速度考慮，此工程設(shè)計最終確定為CFG 樁復(fù)合地基加固方案。

3.2 閘室結(jié)構(gòu)設(shè)計

此工程地基屬軟弱的淤泥，承載能力較低，采用整體式結(jié)構(gòu)可降低基底壓力，增強整體穩(wěn)定性和抗震性，適應(yīng)地基不均勻沉陷，提高工程耐久性，延長工程壽命，缺點是底板厚度較大。此工程設(shè)計采用整體式閘室結(jié)構(gòu)。

3.3 抗海水腐蝕混凝土設(shè)計

結(jié)構(gòu)的使用年限：五七水閘主要建筑物級別為4 級，結(jié)構(gòu)的使用年限不低于50 年；環(huán)境類別：近海或海洋環(huán)境，環(huán)境作用等級級別為E 級，屬極端嚴(yán)重；混凝土耐久性的技術(shù)要求：采用抗海水腐蝕混凝土，混凝土最大水膠比取0.40?；炷林新入x子含量不大于0.015（按混凝土質(zhì)量計），混凝土抗氯離子滲透性指標(biāo)6 h 電量值要小于950 微庫侖。鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度為板、墻等面開構(gòu)件取45 mm，梁、柱等條形構(gòu)件取50 mm；最大裂縫寬度限值為：短期組合0.15，長期組合0.10?；炷敛牧弦螅簯?yīng)滿足廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《抗海水腐蝕混凝土應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》的相關(guān)要求。

3.4 安全監(jiān)測設(shè)施設(shè)計

水閘主要設(shè)置的觀測項目有沉降位移、水平位移、水位、揚壓力等。利用位移標(biāo)點、埋設(shè)沉降等實施沉降位移觀測工作，在翼墻頂端的角點、閘墩、岸墻處分別布置測點，埋設(shè)底板層面是施工的第一步，完成施工后、未曾放水時再導(dǎo)引到以上結(jié)構(gòu)的頂端。埋設(shè)完標(biāo)點后要馬上進(jìn)行沉降觀測，隨后的觀測要按照建設(shè)期間不同載荷階段進(jìn)行，比如：土方回填前后或者完建期間等。完成施工放水前和放水后都要進(jìn)行觀測，后續(xù)的觀測要按照工程運行狀況確定，直至不再有沉降現(xiàn)象。要在施工完成前和施工完成后，分別觀測一次水平位移，后續(xù)的觀測可以按照工程狀態(tài)不定期進(jìn)行。水位觀測除了水情自動測報系統(tǒng)外，還在閘室上下游的翼墻上設(shè)置水位標(biāo)尺，共2 根。水閘閘底的揚壓力觀測通過埋設(shè)測壓管進(jìn)行，測壓斷面設(shè)4 個，位于閘室中墩上，每個斷面的測點設(shè)3個，測壓管總長度為132 m。

4 工程施工難點

4.1 拆除工程

拆除流程順序由上及下、相同的結(jié)構(gòu)水平面先中間后兩側(cè)、先壩軸線后兩邊。布置1 臺25 t 吊車機，作為舊閘拆除的垂直運輸機械。舊閘室主體混凝土結(jié)構(gòu)整體用風(fēng)鎬拆除粉碎成小塊，用挖掘機、裝載車裝車，然后10 t 自卸車將廢渣運送到特定的區(qū)域。針對舊閘室的拆除，首先進(jìn)行板結(jié)構(gòu)拆除，然后是梁結(jié)構(gòu)拆除。針對拆除上下游扶臂式翼墻工序，混凝土的拆除作業(yè)也配合翼墻后土方開挖程序，混凝土拆除要在土方每開挖2 m 深左右進(jìn)行一次。

4.2 施工導(dǎo)流

導(dǎo)流方案為在閘室上游左右兩岸開設(shè)兩條導(dǎo)流渠，其中右岸為應(yīng)急導(dǎo)流渠（見圖1），經(jīng)連接堤處埋設(shè)預(yù)制混凝土承插管，最終導(dǎo)向下游流向外海；左岸則新開挖導(dǎo)流明渠，連接現(xiàn)有排水閘作為平時導(dǎo)流渠。

圖1 右岸導(dǎo)流渠橫剖面圖

4.3 降排水及圍堰工程

施工期間基坑內(nèi)布置井點排水共5 個，利用無砂濾水管作為井管，實管則是在含水層以上使用，管的外徑和內(nèi)徑分別為500 mm 和400 mm，采用5 m 長的濾水管，不能低于18%的孔隙率，利用80 m 目的尼龍網(wǎng)進(jìn)行兩層外包。降水井的深度要到達(dá)透水砂層底部的黏土層下1.50 m 處，井底管必須是采用類型。選用6～9 臺QY25-24-2.2 潛水泵，流量24 m3/h、揚程26 m、功率2.20 kW。

施工單位編制圍堰工程專項施工方案，對填筑土料、邊坡防護(hù)、鋼板樁打設(shè)及對拉以及日常維護(hù)等編制翔實的具體實施要求，保證圍堰的安全。

4.4 基礎(chǔ)處理

工程在閘基底部采用直徑50 cm CFG 樁，在翼墻等其他部位采用水泥攪拌樁和預(yù)制六角樁，其中水泥攪拌樁797根，總長8 969.50 m；CFG 樁773 根，共計15 427 m；預(yù)制六角樁271 根，共1 084 m。經(jīng)檢測，成樁質(zhì)量均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

4.5 抗海水腐蝕混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

工程主要建筑物混凝土均采用抗海水腐蝕混凝土，抗?jié)B等級W4，施工單位編制混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)專項施工方案，在材料選擇、配合比試驗、澆筑工序、后期養(yǎng)護(hù)上細(xì)化管理流程，特別是閘墩結(jié)構(gòu)采用“兩頭推進(jìn)、分段分層、斜面澆筑、一個坡度、薄層澆搗、循序推進(jìn)、一次到頂”的方式，保證了混凝土澆筑質(zhì)量，經(jīng)留樣試壓和現(xiàn)場回彈，混凝土強度及碳化情況滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

5 結(jié)語

根據(jù)氣候因素、地質(zhì)條件、施工環(huán)境等方面，對五七水閘拆除重建工程在設(shè)計要點和施工難點上做了充分的分析和論證，對能夠預(yù)見的難點問題做了大量細(xì)致的工作，提高了工程建設(shè)質(zhì)量的可靠性。