劉 柳，朱位隆，葉 操

（1.上饒市水利科學(xué)研究所，江西上饒 334000；2.上饒市科信水利水電勘察設(shè)計咨詢有限公司，江西上饒 334000）

1 工程概況

湖南省韶山銀河渡槽于1965年7月動工，是韶山灌區(qū)左干渠內(nèi)的一座跨度較大、外形較美觀的渡槽。渡槽跨過云湖和長韶公路，是通向韶山的大門，渡槽全長246.0 m，集灌溉良田、工業(yè)供水、防洪排澇、養(yǎng)殖等綜合利用功能于一體，產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益。受各種因素的影響，該渡槽在第8～9號墩之間變形縫位置，出現(xiàn)了豎向約6.0 cm、側(cè)向約1.5 cm的錯位，引起變形縫的橡膠防水帶撕裂滲漏。為了保證該渡槽的安全性、使用性、耐久性及文物價值，文中對該渡槽進行相關(guān)的加固和糾偏處理。

2 問題及原因分析

通過現(xiàn)場對渡槽的8～11號墩頂高程及9～10號渡槽上部線形的檢測，9號墩地基與其他樁號墩地基之間出現(xiàn)了較大的地基沉降差。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及向周邊村民了解，9號墩基礎(chǔ)沉降已經(jīng)經(jīng)歷了很長的時間，隨著時間的延長，不均勻沉降會繼續(xù)擴大，過大的沉降差將會導(dǎo)致渡槽的整體滑落，從而發(fā)生安全事故，渡槽的正常使用功能也受到影響。將渡槽9號墩基礎(chǔ)沉降的直接和間接原因進行分析。

1）間接原因：墩柱及基礎(chǔ)的不均勻沉降差。9號墩與8，10號墩的高程產(chǎn)生了3.5～4.0 cm的沉降差，根據(jù)線性幾何關(guān)系比例換算，渡槽梁體懸挑端伸縮縫的位置會產(chǎn)生6.0 cm的變形。同時，由于10號墩左右位置的墩柱存在6.0 mm的高程差，引起渡槽一定程度的扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)致伸縮縫位置橫向產(chǎn)生1.5 cm的錯位。

2）直接原因：地基土的不均勻沉降差。9號墩地處河邊，根據(jù)原圖紙?zhí)峁┑牡刭|(zhì)資料表明，該墩基礎(chǔ)持力層為亞粘土，厚6.5～7.5 m，下臥土層分別為亞砂土、粗砂、礫砂、礫石、軟泥質(zhì)亞粘土層。根據(jù)現(xiàn)場墩柱浸沒線調(diào)查，該灌溉區(qū)發(fā)生過多次洪澇災(zāi)害，而砂性土層具有一定的濕陷性，遇水浸泡存在一定的濕陷。洪澇災(zāi)害發(fā)生過后，在動水壓力作用下，容易帶走一些微細(xì)砂土顆粒，導(dǎo)致下臥土層中孔隙率變大?？菟竟?jié)，在土壓力及上部基礎(chǔ)荷載作用下，土體發(fā)生了收縮，產(chǎn)生地基沉降，與10號墩地基產(chǎn)生了較大的沉降差[1]。

3 糾偏方案

3.1 地形地質(zhì)情況

9號墩渡槽處地段的原始地貌屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，后經(jīng)人類工程活動的改造，現(xiàn)場為農(nóng)作物區(qū)。目前，場地地形總體趨勢東北高西南低，地面高程49.5～50.2 m，地形坡度3°～10°，9號渡槽東南側(cè)9.0 m處為河流。根據(jù)原設(shè)計圖紙記載，各地層巖性特征依上下順序簡述如下：①亞粘土，黃褐色～黃棕色，含高齡土，厚6.5～7.5 m；②亞砂土，深灰、黑色，含腐殖質(zhì)，厚1.1～1.5 m；③粗砂，黃褐色、棕褐色，厚0.8～1.2 m；④礫砂，白色、清灰色，厚0.8～1.5 m；⑤礫石，白色～清灰色，主要成分為灰?guī)r、石英砂巖，粒徑10.0～20.0 mm；⑥軟泥質(zhì)亞粘土，以灰黑居多，也有白、黃、紫色等，厚約3.0 m。

3.2 糾偏方案確定

初擬3個糾偏方案對9號墩進行處理。

方案1：首先對地基進行加固，固化砂性土中微小顆粒，增加土體的密實性，減緩地基的沉降量；地上部分對渡槽梁體進行頂升，再進行支座加高，使梁體得到糾偏。該方案操作性強、風(fēng)險較小、經(jīng)濟成本底，具有可行性。由于支座要加高約4.0 cm，對渡槽舊貌外觀略有影響，但支座厚度較小，影響忽略不計。

方案2：與方案1不同點在于，墩柱與梁體一樣，都需要進行頂升。該方案需要做較大的開挖面，風(fēng)險較高、成本較多。優(yōu)點是支座外觀基本沒有大的變化，對舊貌保護較好。

方案3：預(yù)應(yīng)力糾偏方案，即對下沉懸挑段渡槽施加體外預(yù)應(yīng)力，使懸挑段產(chǎn)生向上的反拱以抵消其錯位量。因該渡槽建筑使用年代久遠(yuǎn)，混凝土已經(jīng)發(fā)生了老化，在能不能經(jīng)受較大的預(yù)應(yīng)力、會不會下部開裂、能不能解決伸縮縫錯位等方面，都具有較大的不確定性。同時，施加體外預(yù)應(yīng)力，會改變渡槽的外觀，與修舊如舊的原則產(chǎn)生較大的偏差。

因此，從可操作性、可控性、實施的經(jīng)濟成本等方面比較，方案1具有較明顯的優(yōu)勢，加固糾偏選用方案1。

3.3 支撐體系承載力驗算

1）支撐體系構(gòu)造

支撐體系由墊塊基礎(chǔ)、管束支撐、腳手架、千斤頂、腳手架扣件組成。每個管束支撐由不少于40根φ 48.0 mm鋼管行列式排列，與縱橫向水平管通過直角扣件固定，水平桿上下排間距不大于600.0 mm，每個邊剪刀撐不少于4遍。支撐及支架構(gòu)造示意圖見圖1，頂升支架平面示意圖見圖2。

圖1 支撐及支架構(gòu)造示意圖

圖2 頂升支架平面示意圖（單位：mm）

2）渡槽結(jié)構(gòu)參數(shù)

根據(jù)已有設(shè)計資料和現(xiàn)場檢測，渡槽斷面面積A為3.0 m2，渡槽長度L1為33.0 m，渡槽內(nèi)邊緣長度L2為8.3 m，鋪裝層面積Ap為97.0 m2，防水層面積為Af為272.6 m2。

3）荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算

恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值Nk為2 772.1 kN；風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fwk為45.1 kN。

4）穩(wěn)定性驗算

抗傾覆系數(shù)K傾=Mk/MFk，其中，Mk為豎直方向力，MFk為水平方向力。經(jīng)計算K傾=78.5＞1.5，槽身穩(wěn)定性滿足要求。

5）承載力驗算

每墩4個豎頂，每個頂受力N為488.2 kN，鋼管承載力Nu為1 608.0 kN，因N＜Nu，所以鋼管豎向承載力滿足要求。

6）墊塊地基承載力驗算

地基壓應(yīng)力f為148.0 kPa，因此，要求地基承載力特征值fa≥148.0 kPa。

4 糾偏施工技術(shù)與工藝

渡槽9號墩的施工遵循先地下、后地上，先地基、后結(jié)構(gòu)的施工程序。

1）施工準(zhǔn)備→清理場地→測量定位，確定9號墩基礎(chǔ)位置→確定墩柱、地表位移監(jiān)控點、注漿鉆孔位置→注漿→測量監(jiān)控→自然養(yǎng)護7 d→土體強度驗收。

2）地基加固驗收通過→支撐鋼管搭設(shè)位置定位→支撐墊塊施工→鋼管支撐架搭設(shè)與安裝→腳手架操作臺搭設(shè)→鋼墊板及千斤頂安放→儀器設(shè)備檢查→預(yù)頂升及監(jiān)控→斷開伸縮縫處構(gòu)造→9號墩位置頂升→安裝支座板及千斤頂卸載→10號墩位置頂升→安裝支座板就位后卸載→9號墩頂升和橫向糾偏→結(jié)構(gòu)膠支座固定→卸載→支架拆除→墊塊拆除及場地恢復(fù)。

4.1 地基加固施工

地基注漿加固處理的注漿施工工藝：布孔→鉆孔→下注漿管→灰漿配制及壓漿→壓漿孔封堵、清理現(xiàn)場[2]。

1）布孔。按設(shè)計要求確定位置，并進行布控標(biāo)注。

2）鉆孔。根據(jù)定位進行鉆孔，鉆孔采用水鉆和風(fēng)鉆結(jié)合，根據(jù)設(shè)計要求鉆孔直徑為5.0 cm，鉆孔深度為12.0 m。

3）下注漿管。管徑采用5.0 cm花管，壓漿管埋深為12.0 m，壓漿管管壁每25.0 cm間距布置溢漿孔，壓漿管應(yīng)高出地面3.0 cm左右。

4）漿液的配制及壓漿。注漿漿液為水泥漿，漿液配合比應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗確定，但應(yīng)滿足強度和流動性兩項基本要求。壓漿采用注漿泵進行注漿，注漿的順序為先四周后中間，注漿壓力控制在0.5 MPa，當(dāng)壓力穩(wěn)定后再穩(wěn)壓1 min后卸壓漿管。漿液的配制及壓漿過程中應(yīng)注意的事項見表1。

5）壓漿孔封堵、現(xiàn)場清理。待漿液凝固后壓漿口采用水泥砂漿抹平封口，清理現(xiàn)場垃圾。

4.2 頂升施工工藝

頂升施工工藝及流程見表2。

頂升施工過程中對梁體、墩柱控制截面的位移、混凝土應(yīng)變、裂縫進行監(jiān)控，頂升施工監(jiān)控以位移監(jiān)控為主。

表1 漿液的配制及壓漿過程中應(yīng)注意的事項

表2 頂升施工工藝及流程表

5 結(jié)語

該渡槽工程通過對地基進行加固，減緩地基的沉降量，并通過地上部分對渡槽梁體進行頂升、支座加高，使梁體得到糾偏。工程實施后，渡槽恢復(fù)運行。地基加固完成后，建議建立沉降和傾斜觀測制度，以觀測地基加固效果，為后續(xù)工作提供依據(jù)。在后期使用過程中，在渡槽兩端適當(dāng)位置設(shè)置警示牌，建立專人管理和養(yǎng)護制度，建立季度、年度檢查制度，如發(fā)現(xiàn)問題，及時進行維修，在人流量較大的時間段，應(yīng)派專人維護秩序和安全疏導(dǎo)，防止人員故意擁擠造成事故和各類損壞活動。