劉冬山

（江蘇省泰州引江河管理處，江蘇 泰州 225321）

1 工程概述

1.1 工程概況

江蘇省泰州引江河高港樞紐一線船閘（以下簡(jiǎn)稱一線船閘）下游引航道與長(zhǎng)江連接，工程距長(zhǎng)江口門約1300m，上游引航道與泰州引江河上游河道連通，于1999 年9 月建成投入運(yùn)行，閘室長(zhǎng)196 m，寬16 m，檻上水深3.5m，設(shè)計(jì)最大過閘船型為500t 級(jí)、300t 頂推船型及100 噸級(jí)拖帶船隊(duì)，2015 年船舶實(shí)際通過量約5500 噸。

一線船閘自建成通航以來，由于船行頻繁，常年超負(fù)荷運(yùn)行，水工建筑物多處發(fā)生損壞，設(shè)備磨損老化等。2016 年11 月一線船閘除險(xiǎn)加固工程開工建設(shè)，在2017年5 月下旬通過水下驗(yàn)收，主要加固內(nèi)容有水工建筑物加固、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備更換、電氣自動(dòng)化改造等工程。

1.2 工程場(chǎng)地水文地質(zhì)

據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，工程場(chǎng)地自上而下土層主要為重、中粉質(zhì)壤土，極細(xì)砂，淤泥質(zhì)重粉質(zhì)壤土，淤泥質(zhì)中、輕粉質(zhì)壤土等。

施工區(qū)域地質(zhì)條件差，以砂性土為主，地下水豐富，承壓水頭較高，因此滲透穩(wěn)定是工程地質(zhì)主要問題，各土層中富含壤土薄層，地基具有較強(qiáng)的水平滲透，而垂直滲透相對(duì)較弱。另外工程地處長(zhǎng)江下游感潮河段，受到每天兩次潮汐等自然環(huán)境因素的影響。

1.3 下游靠船墩基礎(chǔ)和墩身結(jié)構(gòu)

一線船閘下游引航道東岸導(dǎo)航墻至長(zhǎng)江口門布置55只靠船墩，編號(hào)1#-55#，中心距為20.8m，總長(zhǎng)1286 m。

靠船墩采取灌注樁和鋼管樁兩種基礎(chǔ)，鋼筋混凝土墩身結(jié)構(gòu)分為甲、乙兩種型式，甲種為大靠船墩1 只，位于下游最末端(近長(zhǎng)江側(cè))，墩身尺寸為5.0×13.95×5.0 m，乙種為直線型靠船墩共54 只，墩身尺寸為4.3×4.9×5.0 m，兩種靠船墩中間采用混凝土空箱結(jié)構(gòu)，1#-13#靠船墩墩臺(tái)下共布置4 根φ100cm鉆孔灌注樁，14#-54#靠船墩墩臺(tái)下共布置4 根Ф80鋼管樁，順?biāo)飨驑堕g距為2.5m，垂直水流向樁間距為2.5m，樁頂高程為2.0m。樁底高程為-22.0m。（圖1）

圖1 下游靠船墩結(jié)構(gòu)圖

考慮到下游最低通航水位為-0.5m，靠船墩高程2.0m 至-0.5m 范圍設(shè)置預(yù)制靠船構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40,以防止停船碰撞灌注樁或鋼管樁，靠船墩與人行便橋迎水面鋼板護(hù)面。

2 下游靠船墩施工難點(diǎn)分析

2.1 樁基礎(chǔ)地質(zhì)水文條件較差

在下游靠船墩灌注樁施工過程中，②3 上、②3 下埋藏粉土及粉砂，易發(fā)生坍孔、縮孔的現(xiàn)象；部分地段地下水具微承壓性，且承壓水位較高。因此施工過程中要用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，以利樁孔成型；防止承壓水頂托，保護(hù)孔壁[1]。

施工受潮汐影響較大，每天有效作業(yè)時(shí)間約3 小時(shí)，要投入較大的人力和設(shè)備資源，優(yōu)化施工組織，保證施工進(jìn)度。

2.2 施工質(zhì)量難以控制

靠船構(gòu)件是混凝土預(yù)制件，因自重較重容易造成安裝“磕頭”，質(zhì)量控制難度較大。

2.3 水上施工難度大

下游靠船墩設(shè)計(jì)采用灌注樁承臺(tái)式方案，承臺(tái)外掛靠船構(gòu)件，在施工期間，發(fā)現(xiàn)14#-55#靠船墩施工范圍內(nèi)的河床護(hù)坡坍塌嚴(yán)重，據(jù)了解有大量混凝土和漿砌塊石沉積于樁基礎(chǔ)施工位置，泥沙淤積較厚，造成灌注樁施工困難。為保證施工質(zhì)量和進(jìn)度，對(duì)原灌注樁設(shè)計(jì)變更采用錘入式鋼管樁方案，鋼管樁由兩段鋼管焊接而成。臨近二線船閘晝夜通航，損壞樁基礎(chǔ)施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

3 下游靠船墩施工關(guān)鍵技術(shù)措施

下游靠船墩樁基礎(chǔ)、掛板安裝、混凝土澆筑是施工的關(guān)鍵部分，應(yīng)采取有效施工技術(shù)措施。

3.1 灌注樁施工[2]

3.1.1 鉆孔清孔

2018年股市正式收官，全部A股跌幅中位數(shù)超過30%，這是悶殺的一年，與2015年浮盈到一無所有不一樣，價(jià)值投資引領(lǐng)的散戶大概率又被打臉。2019年，重點(diǎn)把握好部分反彈機(jī)遇。

1#-13#靠船墩樁基設(shè)計(jì)為鉆孔灌注摩擦樁64 根，灌注樁施工采用搭設(shè)水上工作平臺(tái)，埋設(shè)鋼護(hù)筒，采用回旋鉆機(jī)鉆孔，成孔應(yīng)準(zhǔn)確定位，并控制垂直傾斜度不大于1%，澆筑水下混凝土成樁，樁施工采用對(duì)角線施工順序。

成孔中應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地土層土質(zhì)條件合理確定護(hù)壁泥漿濃度，泥漿的主要作用是護(hù)壁和通過泥漿循環(huán)將孔底鉆渣帶出孔外，要選用性能符合要求的粘性土（膠泥）或膨潤(rùn)土用清水徹底拌和成懸浮液，在鉆孔及灌注混凝土全過程中保持孔壁穩(wěn)定不坍塌，泥漿的性能指標(biāo)：相對(duì)密度為1.05—1.2g/cm3、粘度16—22s、含砂率4%-8%、膠體率≥96%、酸堿度PH8-10 同時(shí)注意防止泥漿對(duì)環(huán)境的污染。

鉆孔孔內(nèi)泥漿的標(biāo)高始終高出孔外水位或地下水位1.0—1.5 米。泥漿池的大小按樁徑、樁長(zhǎng)進(jìn)行設(shè)置，儲(chǔ)漿池和沉淀池用墻隔開，并加過濾網(wǎng)過濾后進(jìn)入儲(chǔ)漿池。

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采用專用儀器測(cè)量，沉淀厚度≤300mm，孔徑中心位置偏差50mm、孔傾斜率不大于1%，滿足設(shè)計(jì)要求采用正循環(huán)換漿法清孔，一般分兩次清孔，樁底沉淀土厚度不得大于規(guī)范規(guī)定值15cm，在清孔過程中，以相對(duì)密度較低的優(yōu)質(zhì)泥漿泵入孔底，將鉆孔內(nèi)的懸浮鉆渣和相對(duì)密度較大的泥漿換出，清孔時(shí)要保持孔內(nèi)水位，防止坍孔。

混凝土導(dǎo)管下完后，若沉渣厚度不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，用導(dǎo)管作吸泥機(jī)進(jìn)行二次清孔。清孔時(shí)應(yīng)及時(shí)向護(hù)筒內(nèi)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，確保護(hù)筒內(nèi)水位，并及時(shí)進(jìn)行分層取樣，清孔結(jié)束經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后，立即拆除吸泥彎頭。

3.1.2 鋼筋籠制作安裝

為了保證順利安裝鋼筋籠，鋼筋籠制作直徑較成孔要小5—10cm。主筋的連接采用對(duì)焊，加強(qiáng)箍筋采用電弧搭接焊接，螺旋箍筋采用搭接綁扎。鋼筋籠采用鉆機(jī)逐節(jié)吊裝下放，下放時(shí)嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)孔位中心。

按水下混凝土進(jìn)行配比，由混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，采用2m3集料斗配合灌注。同一根樁混凝土需連續(xù)灌注，并一次性澆筑至高于設(shè)計(jì)高程0.5m。并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間，導(dǎo)管埋深控制在2～6m之間，由專人隨時(shí)用測(cè)繩進(jìn)行測(cè)量，檢查混凝土的坍落度，并嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量。

為確保樁頭的質(zhì)量，澆筑結(jié)束后樁頂混凝土高出設(shè)計(jì)標(biāo)高的多余部分在混凝土墩身施工前鑿除。全部灌注樁均需進(jìn)行小應(yīng)變測(cè)試，以驗(yàn)證樁身完整性，并取全部樁數(shù)的10%進(jìn)行大應(yīng)變檢測(cè)，以驗(yàn)證樁身承載力。樁頂上部結(jié)構(gòu)需待樁基檢測(cè)后方可施工。

3.2 鋼管樁施工[3]

本工程14#-54#靠船墩水上鋼管樁175 根，鋼管樁制作委托專業(yè)廠家制作，廠家全面負(fù)責(zé)本工程鋼管樁構(gòu)件的制作、檢測(cè)、試驗(yàn)工作，產(chǎn)品出廠時(shí)出具產(chǎn)品出廠合格證。采用陸上運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

（1）鋼管樁焊接 靠船墩每根鋼管樁長(zhǎng)24m，直徑Ф80cm，壁厚10mm。為便于運(yùn)輸與現(xiàn)場(chǎng)制作分兩節(jié)加工，按長(zhǎng)13m 與11m 制作，水上吊裝就位第一節(jié)打入深度后，再吊裝、拼裝、焊接上部一節(jié)。

（2）船舶拋錨就位 打樁船由拖輪運(yùn)至施工點(diǎn)附近，打樁船拋八字錨，在四角設(shè)置斜向錨纜，相互垂直，全船共8 根，以保持船身平穩(wěn)。

（3）打樁船沉樁 打樁船起吊駁船上鋼管樁，松緊錨纜，微調(diào)船位，使樁到達(dá)指定的位置，檢測(cè)樁位達(dá)到設(shè)計(jì)要求。沉樁時(shí)振動(dòng)錘、導(dǎo)向架和樁身宜保持在同一軸線上，鋼管樁停錘標(biāo)準(zhǔn)以樁的設(shè)計(jì)高程控制。在施工前進(jìn)行試樁，對(duì)下列情況進(jìn)行檢驗(yàn)：能否穿過樁端設(shè)計(jì)高程以上的土層；樁端進(jìn)入持力層的深度；沉樁設(shè)備性能與樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否與沉樁地質(zhì)情況相適應(yīng)。

（4）清孔、混凝土灌注。根據(jù)設(shè)計(jì)要求鋼管樁內(nèi)需進(jìn)行清孔，清孔采用高壓水槍進(jìn)行清孔，清孔至-6.0，沿鋼管樁孔下鋼筋籠，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后采用導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土灌注，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25。

3.3 墩身鋼筋混凝土施工

靠船墩墩身鋼筋混凝土分三次施工：先底板施工（除掛板以上部分）；然后靠船構(gòu)件及靠船構(gòu)件上部底板施工；最后底板以上部分結(jié)構(gòu)施工?？看瑯?gòu)件安裝時(shí)，由于預(yù)制構(gòu)件自重較重容易造成安裝“磕頭”，采用Ф32 精軋螺紋鋼在預(yù)制構(gòu)件和底板上預(yù)埋80cm，通過2 根高度25cm 的工字鋼固定精軋螺紋鋼，安裝固定靠船構(gòu)件。為預(yù)防工字鋼撓曲變形，靠船構(gòu)件安裝時(shí)頂高程抬高20mm。

3.4 加強(qiáng)過閘船舶的管理

在下游靠船墩施工期間，為了保證安全施工和過閘船舶的安全，在靠船墩的外側(cè)設(shè)置三角形防撞鋼管，在靠船墩和鋼管上設(shè)置警示標(biāo)牌和信號(hào)燈，并安排施工人員24 小時(shí)值班巡查，特別在高潮位時(shí)要加強(qiáng)檢查，疏導(dǎo)船舶航行和停靠，以防船舶進(jìn)入施工區(qū)。

4 結(jié)語

一線船閘下游靠船墩施工工作量大，施工時(shí)間較長(zhǎng)，施工中存在樁基礎(chǔ)地質(zhì)水文條件較差，長(zhǎng)江潮汐的影響造成有效作業(yè)時(shí)間很短，過閘船舶可能損壞施工中的靠船墩等不利因素，不斷優(yōu)化施工組織，節(jié)約施工時(shí)間，降低施工成本，保證加固工程按期完成并投入運(yùn)行。