船閘基坑工程施工技術(shù)應(yīng)用研究

覃聰曉

摘 要：本文以長(zhǎng)洲水利樞紐三線(xiàn)四線(xiàn)船閘基坑工程為例，從防滲、錨桿支護(hù)、高噴加固以及安全監(jiān)測(cè)等方面入手，探究了船閘基坑工程施工應(yīng)用的重點(diǎn)技術(shù)內(nèi)容，以此為類(lèi)似船閘基坑工程施工提供一定的幫助和參考。

關(guān)鍵詞：船閘基坑;防滲;加固;安全監(jiān)測(cè)

船閘基坑工程施工所包含的內(nèi)容很多，開(kāi)挖、防滲、支護(hù)、加固、監(jiān)測(cè)等均為其重要組成部分，其中的任何一項(xiàng)內(nèi)容做得不到位，對(duì)船閘基坑安全都會(huì)產(chǎn)生重大影響。為保證船閘基坑工程施工的安全，在保證施工質(zhì)量和進(jìn)度的前提下，需要采用合理的、先進(jìn)的施工技術(shù)或者手段才能降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。鑒于此，開(kāi)展船閘基坑工程施工技術(shù)應(yīng)用的研究就顯得很有必要。

一、工程概述

長(zhǎng)洲水利樞紐三線(xiàn)四線(xiàn)船閘工程為新建工程，位于潯江外江右岸，布置在已建一線(xiàn)二線(xiàn)船閘的右側(cè)，在右岸臺(tái)地上開(kāi)挖修建，閘室有效尺度為340m×34m×5.8m（長(zhǎng)×寬×門(mén)檻水深）。船閘基坑開(kāi)挖平均深度大約為40m，巖土層設(shè)計(jì)邊坡為1：1.75～1：2.25，巖石層設(shè)計(jì)邊坡為1：0.25～1：0.8，采用干地施工方案。根據(jù)勘探揭露，場(chǎng)地區(qū)出露地層主要為人工堆積、沖積和殘積等成因而形成的第四系地層，下伏基巖主要為花崗巖。

二、船閘基坑工程施工技術(shù)的重難點(diǎn)

船閘基坑工程施工具有很強(qiáng)的綜合性和技術(shù)性，施工難度也比較大，全面分析和掌握這些難點(diǎn)，才能更好的確定施工技術(shù)和制定施工方案。就本工程案例而言，長(zhǎng)洲水利樞紐三線(xiàn)四線(xiàn)船閘基坑工程施工的重難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）船閘緊鄰江邊，防滲壓力大。在長(zhǎng)洲水利樞紐三線(xiàn)四線(xiàn)船閘工程主體施工過(guò)程中，需保持干地施工，因船閘離江邊非常近，船閘施工對(duì)基坑防滲提出了很高的要求，防滲技術(shù)的選擇和應(yīng)用，是船閘基坑工程施工的重難點(diǎn)。

（二）工程地質(zhì)條件比較差，局部邊坡需進(jìn)行特殊處理。因船閘所處位置巖面起伏較大，局部軟弱土夾層部位邊坡存在崩塌的風(fēng)險(xiǎn)，需對(duì)局部地質(zhì)較差邊坡進(jìn)行特殊處理。

（三）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，施工受臨近建筑物的制約比較大。長(zhǎng)洲水利樞紐三線(xiàn)四線(xiàn)船閘離已建的一線(xiàn)二線(xiàn)船閘非常近，二線(xiàn)和三線(xiàn)船閘中心線(xiàn)僅有120m，在基坑開(kāi)挖過(guò)程中需要考慮一線(xiàn)二線(xiàn)船閘結(jié)構(gòu)物的安全和穩(wěn)定，船閘的基坑開(kāi)挖受到嚴(yán)重制約。

三、船閘基坑工程施工技術(shù)的應(yīng)用

（一）防滲技術(shù)的應(yīng)用

船閘基坑工程所處的環(huán)境經(jīng)常是在水域附近，對(duì)防滲和降水的要求通常顯得越發(fā)重要【1】。長(zhǎng)洲水利樞紐三線(xiàn)四線(xiàn)船閘工程采取預(yù)留土坎、部分填筑加高的方式形成圍堰圍護(hù)基坑，為防止江水通過(guò)土層或巖石裂隙滲透到基坑里面，沿船閘縱向在擬建船閘和已建二線(xiàn)船閘間進(jìn)行帷幕灌漿，灌漿孔距采用1.5m，單排布置。

結(jié)合本工程的復(fù)雜地質(zhì)情況，同時(shí)為保證施工進(jìn)度，本工程采用袖閥管技術(shù)進(jìn)行灌漿施工，灌漿分三序進(jìn)行，各鉆灌孔分三次灌漿。第一、第二次灌漿主要以水泥耗量控制為主，第三次灌漿則以水泥漿注入率及灌漿時(shí)間來(lái)控制。袖閥管灌漿工藝有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一、鉆孔與灌漿可分開(kāi)進(jìn)行施工，可以在很大程度上提高灌漿施工工效，并有效縮短施工工期;二、可根據(jù)地層地質(zhì)情況進(jìn)行分段灌漿，必要時(shí)可重復(fù)灌漿，從而保證灌漿的施工質(zhì)量;三、可有效減少水泥用量，降低施工成本;四、可解決灌漿過(guò)程中的串漿、冒漿等問(wèn)題，保證帷幕灌漿的質(zhì)量。從已完成的三線(xiàn)左側(cè)基坑開(kāi)挖情況看，帷幕灌漿效果比較理想，圍堰沒(méi)發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象。

（二）錨桿在邊坡處理中的應(yīng)用

水利水電工程施工過(guò)程中，會(huì)用錨桿技術(shù)來(lái)鞏固邊坡巖體，提升注漿效率【2】。因長(zhǎng)洲水利樞紐四線(xiàn)船閘下閘首右側(cè)邊坡存在薄弱夾層等破碎帶，加上雨季連日下雨，導(dǎo)致該處邊坡失穩(wěn)滑動(dòng)并出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象。為保證基坑施工安全，最終確定在將崩塌土方清理過(guò)后，采用錨桿+混凝土砂漿噴護(hù)的方式進(jìn)行特殊防護(hù)處理。主要處理內(nèi)容有：

1、在塌方部位坡頂周邊素噴7cm 厚M15水泥砂漿。

2、素噴完成后在塌方部位頂部打錨桿進(jìn)行錨固，采用100B型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑Φ90，錨孔深度4m，外露10cm，采用Φ28螺紋鋼，孔內(nèi)灌注水泥砂漿進(jìn)錨固。布孔沿坡面布置6排，每排6個(gè)孔，孔距1m，排距2m，梅花型布置，共計(jì) 36根，錨桿軸向垂直于巖層滑動(dòng)面，并與坡面成大致30o夾角。

3、對(duì)貫穿性裂縫進(jìn)行噴護(hù)修補(bǔ)，在裂縫兩側(cè)設(shè)置兩排錨桿，采用100B型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑Φ90，錨桿采用2根Φ28螺紋鋼筋，孔內(nèi)灌注水泥砂漿進(jìn)錨固，孔距為1m、排距為1m梅花型布置，錨孔深度12m。

4、沿塌方邊坡坡頂邊線(xiàn)布置2排錨桿，采用100B型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑Φ90，錨孔深度8.0m，錨桿間距1.0m×1.0m，梅花型布置;錨桿采用2根Φ28螺紋鋼筋，孔內(nèi)灌注水泥砂漿進(jìn)錨固，錨桿長(zhǎng)度8.10m，外露10cm。

5、塌方松動(dòng)巖體部分采用人工撬落，塌方邊坡坡面覆蓋彩條布防止雨水沖刷;松動(dòng)巖體清理完成后在該部位搭建腳手架，對(duì)塌方坡面素噴一層M15砂漿，厚度5cm。

6、素噴完成后對(duì)塌方區(qū)域進(jìn)行掛鋼絲網(wǎng)支護(hù)，支護(hù)參數(shù)如下：1）塌方坡面布置錨桿，錨孔深度3.5m，間排距1.0m×1.0m，梅花布置;錨桿采用Φ28螺紋鋼筋，錨桿長(zhǎng)度3.60m外露10cm;2）掛鋼絲網(wǎng)，噴射7cm 厚M15水泥砂漿。

最終結(jié)果反映，錨桿支護(hù)效果良好，該處邊坡經(jīng)處理后一直保持穩(wěn)定，有效保證了基坑施工的安全。

（三）高壓加固在保護(hù)臨近建筑物中的應(yīng)用

船閘的建設(shè)過(guò)程中，由于工程的項(xiàng)目較大，很可能會(huì)對(duì)附近的建筑物以及居民的房屋有較大的影響【3】。為滿(mǎn)足長(zhǎng)洲三線(xiàn)四線(xiàn)船閘基礎(chǔ)基坑開(kāi)挖需要，確保現(xiàn)有1#、2#閘檢室的結(jié)構(gòu)安全，且避免影響現(xiàn)有施工臨時(shí)便道的使用，因此對(duì)現(xiàn)有1#閘檢室上游段坡體進(jìn)行加固處理。素填土層采用固結(jié)灌漿進(jìn)行地基加固，該土層以下采用高壓旋噴樁處理。旋噴樁樁徑0.8m，間距1.3m梅花型布置，深度到達(dá)強(qiáng)風(fēng)化巖頂面。

經(jīng)已完成的三線(xiàn)左側(cè)基坑開(kāi)挖情況證明，該處邊坡及閘檢室一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，高壓加固發(fā)揮了很大作用。

（四）安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

基坑工程主要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括支護(hù)結(jié)構(gòu)、水平位移、土體的分層沉降，建筑物的沉降、水平位移【4】。長(zhǎng)洲水利樞紐三線(xiàn)四線(xiàn)船閘采用的是利用全站儀、水準(zhǔn)儀等設(shè)備及技術(shù)對(duì)邊坡及周邊結(jié)構(gòu)物進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的逐漸完善和升級(jí)， 其精度和穩(wěn)定性已經(jīng)不亞于GPS， 將北斗導(dǎo)航定位技術(shù)應(yīng)用于水電站庫(kù)區(qū)邊坡監(jiān)測(cè)， 結(jié)合GPS、GLONASS等星座， 可以組成多系統(tǒng)、高可靠性的監(jiān)測(cè)解決方案【5】。在將來(lái)，我們可加強(qiáng)采用北斗衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的方式對(duì)基坑邊坡、臨近結(jié)構(gòu)物等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)數(shù)據(jù)的采集和分析，可以提前了解基坑邊坡或者周邊結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性，確定邊坡或周邊結(jié)構(gòu)物是否滿(mǎn)足安全要求。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為提高船閘基坑工程施工的安全性，就需要增強(qiáng)施工技術(shù)以及技術(shù)專(zhuān)業(yè)性和合理性，而這也需要工程建設(shè)人員通過(guò)更科學(xué)合理的手段來(lái)應(yīng)用基坑工程施工技術(shù)，從而保障船閘基坑工程施工的順利進(jìn)行及安全可靠。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，船閘基坑工程技術(shù)也將會(huì)不斷提高，所應(yīng)用的技術(shù)將會(huì)越來(lái)越先進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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