沈宏新,蔣永佳,魏 海,尹小龍
(昆山市水務工程建設管理處,江蘇蘇州 215300)
吳淞江整治工程是國務院明確的172 項節(jié)水供水重大水利工程之一,也是長三角一體化發(fā)展規(guī)劃綱要中,確定的流域治理骨干工程和省際重大水利項目。工程涉及上海、江蘇兩地,匡算總投資831 億元,其中,吳淞江整治工程江蘇段位于蘇州市,全長61.7 km,整治工程主要包括河道整治、配套擴建水利樞紐、新改建跨河橋梁、水系影響調(diào)整等,建成后將增加太湖洪水出路,提高流域防洪能力,增強陽澄淀泖區(qū)防洪排澇能力,兼顧改善生態(tài)、水資源、水環(huán)境和航運條件。參照已有大型水利工程實踐,為加快吳淞江(江蘇段)整治工程建設,積累相關(guān)經(jīng)驗,吳淞江(江蘇段)整治工程一期(黃墅江~油墩港段)作為先導段先行啟動。
本工程等別為Ⅱ等,河道及堤防、主要建筑級別為2 級,次要建筑物為3 級,臨時工程為4 級。設計標準:流域防洪為100 年一遇,區(qū)域防洪為50 年一遇;航運標準為三級航道;抗震設防類別為丙類,抗震設計烈度為Ⅶ度;本工程永久建筑物設計使用年限50 年,閘門合理使用年限50 年;利用河道堤頂作為防汛道路,路面結(jié)構(gòu)型式參照四級公路標準設計。
吳淞江(江蘇段)整治工程一期(黃墅江~油墩港段)主要建設內(nèi)容包括河道整治4.39 km(含護岸、堤防及防汛道路等),支河口門拆建、加固改造以及新建支河橋梁。其中一標段涉及河道長1.5 km,建設內(nèi)容包括護岸1 366 m、防汛道路及堤防1 320 m,新建支河橋1 座,加固閘站2 座以及拆建閘站1座。
本期工程位于昆山花橋與上海交叉段,方案設計階段綜合考慮了防洪、通航、經(jīng)濟、質(zhì)量、安全、景觀、生態(tài)以及沿河市民親水需要等相關(guān)因素,并需與吳淞江沿線生態(tài)廊道以及上海段建設相協(xié)調(diào)。
在施工一標段(樁號57+470~57+588、57+800~58+000)中,河道設計河口與現(xiàn)狀河口大致重合,若采用現(xiàn)澆擋墻護岸,需在河道中填筑圍堰,縮窄現(xiàn)有航道寬度,影響通航安全。其次,根據(jù)初步設計階段勘察結(jié)果,河口位置下分布為土體,而現(xiàn)狀堤后5~10 m 的表層草皮植被下存在碎磚、混凝土碎塊、碎石等建筑廢棄物,以及塑料布、木頭等其他廢棄物,厚度最大可達地面以下16 m。若采用現(xiàn)澆擋墻型護岸,開挖底板時將面臨大量建筑、生活廢棄物的處置難題,同時需外購大量優(yōu)質(zhì)土源進行墻后回填,額外增加工期及投資,加大施工難度。
根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力、穩(wěn)定性、基礎沉降、抗沖分析以及生態(tài)設計等結(jié)果,該段護岸采用前排連續(xù)預制排樁+后排預制樁拉錨結(jié)構(gòu),樁頂蓋板頂高程4.26 m(吳淞高程,下同),在控制總投資的同時,具有預制構(gòu)件比例高、抗沖刷能力強、減少土方(雜填土)開挖及處理,降低施工難度和縮短工期等優(yōu)點[1]。后設階梯式二級箱式生態(tài)護岸接至堤頂高程5.46 m,上設人行步道+堤頂防汛道路。箱式生態(tài)護岸具有生態(tài)和景觀的特點,并具備施工速度快、造價合理、透水性好、工廠化生產(chǎn)等條件[2],目前在水利、市政、生態(tài)修復工程中得到較好的應用。
本工程A1型護岸擋墻采用預制樁基礎,迎水側(cè)采用密打400 mm×400 mm,樁長15 m的預應力鋼筋混凝土護壁空心預制方樁;背水側(cè)施打500 mm×500 mm,間隔80 cm,樁長9 m 的預應力鋼筋混凝土預制方樁。所有預制樁的沉樁作業(yè)均為水上施工,主要施工順序為:開挖(清障)→定位→預制樁施工→護壁空心樁注漿孔灌漿→土工布設置→樁間土回填→鋼筋混凝土蓋板施工。
本工程河線較長,打樁前應先試樁。鑒于樁基施工具有重要性、隱蔽性、施工過程和工藝復雜性、難于返工等特點,應全程跟蹤監(jiān)控并記錄其施工質(zhì)量。對于預制樁,嚴格進場產(chǎn)品檢測,應從定位放線、樁的起吊就位、垂直度控制、打樁、送樁等工序上嚴格把關(guān),防止樁身斷裂[3]。為保證樁基礎水下部分濾土排水的作用,防止后期河道水下清淤施工及日常運行期間樁后側(cè)填土流失,在基礎防滲反濾設計中采用迎水側(cè)護壁空心預制方樁間注漿孔注漿,樁后鋪設土工織物的措施,施工中應保證反濾措施按設計要求施工。鋼筋混凝土蓋板應重點做好樁頭端部鋼筋錨固連接、泄水管預埋、伸縮縫處鋼筋布設及保護層厚度等施工控制。
堤防設計壓實度為0.93,頂高層為4.17 m。堤防護岸工程的施工準備與施工工藝流程為:施工測量→土體開挖施工→堤基整平→堤防填筑→壓實施工控制→混凝土施工控制→邊坡修整與養(yǎng)護→交界面處理。施工前應先作碾壓試驗,確定最佳鋪土厚度、最優(yōu)含水率和合理的壓實遍數(shù)[4],施工時分層鋪設、平整和壓實,控制每層鋪土厚度小于30 cm。堤防施工時,必須嚴格控制清基及回填土料指標,采用壓實度指標控制土方回填質(zhì)量,使其達到設計標準。
為了便于工程管理和防汛搶險,利用堤頂作防汛道路,路面采用瀝青混凝土。施工程序為:測量放線→路槽施工→80 cm 6%石灰土路床填筑→20 cm12%石灰土基層→18 cm 水泥穩(wěn)定碎石墊層→1 cm 下封層→6 cm AC20 瀝青混凝土→4 cm AC13 瀝青混凝土→排水溝施工→培路肩土方。路基、灰土及水穩(wěn)施工時應根據(jù)現(xiàn)場碾壓試驗,確定相關(guān)參數(shù),如發(fā)現(xiàn)“彈簧”“松散”“起皮”等現(xiàn)象時應及時采取相應處理措施,且嚴禁“薄層補貼”,嚴格按照《堤壩道路施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)范》(DB32T 2710—2014)進行質(zhì)量評定。為提高瀝青面層外觀,減少施工縫,盡可能待沿線施工基本完成后,連續(xù)攤鋪4 cm AC13的面層瀝青。
本工程二級箱式生態(tài)護岸共3 層,階梯坡度為1∶0.3,根據(jù)生態(tài)砌塊設計特點,無需采用垂直連接件。鑒于工程運行期間,最下一層砌塊會處于水位線以下,應采用碎石或塊石回填,上部兩層砌塊內(nèi)采用耕種土回填便于植物生長[5]。施工順序如下:基礎鋪漿找平→分層吊裝→分層組裝(含橫向連接螺栓及砌塊間擋土插件)→分層回填(含砌塊內(nèi)土工織物布設及材料回填、砌塊間碎石回填)→墻后反濾施工(土工織物鋪設、碎石回填)→砌塊內(nèi)綠化種植與養(yǎng)護。
箱式生態(tài)砌塊制品應按吊裝設計要求采取3點吊或4點吊,吊裝過程中應慢起慢落,并按設計坡比要求進行錯臺或堆疊,吊裝就位后及時安裝構(gòu)件之間的橫向連接螺栓。每層護岸構(gòu)件安裝完畢后及時回填框體內(nèi)填料,針對下層有開孔的框體若采用塊石回填,塊石尺寸不應小于框體表面開孔處的最小尺寸;若回填碎石或者種植土,應在框體內(nèi)(底部、前口及側(cè)面開口處)按設計墊好土工布后再回填種植土,防止水流沖刷流失。墻后反濾層回填及土工布鋪貼應和框體回填同步進行,生態(tài)砌塊中縫處設置的相應配套插件應安裝牢固,并在中縫內(nèi)回填碎石濾層,保證縫內(nèi)及墻后反濾回填的質(zhì)量。生態(tài)砌塊內(nèi)播種的植物,應視氣候條件等加強養(yǎng)護,保證存活率。
(1)預制樁基礎。預制樁基礎前排護壁空心樁設計標準要高于后排樁,且有防滲反濾要求,沉樁作業(yè)時,建議先打后排樁以免造成前排護壁空心樁的擠壓變形;在保證后排樁樁頂高程及軸線允許偏差滿足設計要求的同時,樁身可適當后傾,預留前傾變形。在前排護壁空心樁樁間注漿孔施工時,需先將孔內(nèi)土體清空,水中注漿可采取外套膜袋等防漏漿措施,務必保證注漿范圍及質(zhì)量。前排樁后土工織物應保證鋪設位置和搭接長度且做好固定措施,防止反濾體系的破壞。同時,在鋼筋混凝土蓋板施工時,應保證向上凸起的齒檻鋼筋設置滿足設計要求,防止生態(tài)砌塊因側(cè)向土壓力發(fā)生剪切破壞。
(2)堤防填筑。由于A1 型護岸堤防底部原狀土質(zhì)較差,且景觀步道路基位于預制樁基礎混凝土蓋板和土堤防之上,設計時應考慮兩種不同剛度基礎的過度,或采取防不平衡沉降的措施[6]。本工程在實際施工中,在樁基礎混凝土蓋板填土側(cè)一定范圍進行超寬超深開挖處理,超挖部分采用6%石灰土回填至設計灰土路床,同時,在兩種不同剛度基礎的交界位置以上每隔30 cm 厚度通長設置(共3 層)寬度6 m 的土工格柵加筋層,減少不均勻沉降[7]。
(3)箱式生態(tài)護岸。根據(jù)本工程設計,生態(tài)砌塊與防汛道路結(jié)構(gòu)之間有反濾層。為了施工方便,且保證施工質(zhì)量,箱式生態(tài)砌塊應待下部承臺基礎工程驗收合格,且堤防及防汛道路水穩(wěn)邊坡按設計修整完成后,進行分層施工。鑒于生態(tài)砌塊為整體吊裝,為保證砌塊平穩(wěn),防止出現(xiàn)因應力集中而發(fā)生破壞等情況,應在鋼筋混凝土蓋板平臺基礎頂面采用砂漿找平。同時設計施工時應考慮生態(tài)砌塊與其他建筑物(如:排水管口等)相接時,周圍可用現(xiàn)澆混凝土進行處理,保證整體外觀質(zhì)量。
(4)景觀綠化。本段主體實施時,園林綠化管理部門配套進行擋墻沿線生態(tài)景觀提升工程,同時鑒于每層生態(tài)砌塊高度僅為0.5 m,框內(nèi)、親水平臺以及景觀濕地設計中綠化品種的選擇宜根據(jù)工程運行水位,綜合耐旱、耐澇、景觀、生態(tài)、協(xié)調(diào)等各方面因素,進行綠化斷面及平面深化設計,在發(fā)揮防洪、除澇、通航等功能的同時,為沿線居民提供一個自然、生態(tài)、安全、協(xié)調(diào)的濱江綠地空間。
本工程施工過程中需做好防洪度汛、航道作業(yè)安全保障、施工排水、高邊坡、預制樁吊裝及施工、土方回填、混凝土施工、防沉溺、臨時用電、高溫、揚塵、噪聲等安全文明措施的保障。嚴格遵循“安全第一、預防為主、綜合治理”的工作方針,落實各參建單位主體責任,實行分級管理、分級負責。參建單位是工程安全生產(chǎn)的責任主體,應當建立健全全員安全生產(chǎn)責任制和安全生產(chǎn)規(guī)章制度,加大對安全生產(chǎn)資金、物資、技術(shù)、人員的投入保障力度,改善安全生產(chǎn)條件,加強安全生產(chǎn)標準化、信息化建設,開展安全生產(chǎn)教育培訓,加強危險性較大工程管理,構(gòu)建安全風險分級管控和隱患排查治理雙重預防機制,健全風險防范化解機制,加強應急管理,提高安全生產(chǎn)水平,確保安全生產(chǎn)。
本文以吳淞江(江蘇段)整治工程一期(黃墅江-油墩港段)工程中較為典型的預制樁基礎箱式生態(tài)砌塊擋墻為案例,從方案設計、施工管理方面分析了預制樁基礎、堤防填筑、防汛道路、二級箱式生態(tài)護岸,并重點對該類型擋墻設計、施工及組織等注意要點進行剖析。一期工程一標段于2022 年5 月16 日召開開工動員會,施工期間克服了諸多困難,并按期完成各項建設任務,目前已順利通過完工驗收。根據(jù)施工結(jié)果,整體效果良好,為后續(xù)工程的推進起到了很好的技術(shù)指導和借鑒。