蕭山東江閘繞壁滲漏加固處理

張 峰，胡棟輝，張 茜

(1.杭州市蕭山區(qū)農(nóng)機(jī)水利技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 311201;2.余姚市水利局，浙江 寧波 315400;3.杭州市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院蕭山分院，浙江 杭州 311201)

1 工程概況

杭州市蕭山區(qū)蕭圍東線治江圍涂東江閘工程是實(shí)現(xiàn)錢(qián)塘江尖山河段整治規(guī)劃、提高蕭紹平原防洪、防潮和排澇能力、增加蕭山緊缺而寶貴土地資源的重要工程，具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益.本工程設(shè)于圍區(qū)Ⅵ號(hào)區(qū)塊內(nèi)，位于1#丁壩(隔堤)與紹圍區(qū)分界線丁壩(隔堤)之間，正對(duì)廿二工段橫河.東江排澇閘設(shè)計(jì)排澇流量342 m3/s，5孔，總凈寬30 m.本工程總投資3763萬(wàn)元，施工總工期400天.2008年12月10日，工程在水閘通水驗(yàn)收前進(jìn)行了一次底板滲透的壓水試驗(yàn)，在內(nèi)河水位蓄至▽4.5高程時(shí)閘站南北側(cè)底板處出現(xiàn)繞壁滲漏的情況，滲漏范圍有5 m，水流較急.針對(duì)這一問(wèn)題，經(jīng)各單位現(xiàn)場(chǎng)踏勘研討，并最終確定了加固方案，其中需實(shí)施的工程項(xiàng)目有南北岸土方開(kāi)挖28042.8 m3、基坑井點(diǎn)排水管8套、高壓噴射防滲墻69孔、滲壓計(jì)安裝12只、混凝土底板接觸灌漿3349.2 m2、排水管修復(fù)34.4 m、土方回填27534.3 m3、粘土心墻填筑508.5 m3、細(xì)料石擋墻重建21.5 m和壓水試驗(yàn)等項(xiàng)目.

2 施工處理

由于當(dāng)時(shí)閘站水工部分已全部完成，外江聯(lián)結(jié)段已施工完成大部分，閘站兩側(cè)擋墻后土方均已回填至一定高程，閘房及管理房主體部分均已完成主體結(jié)頂.現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械除挖機(jī)及混凝土拌合系統(tǒng)均已經(jīng)全部退場(chǎng)，高噴、灌漿及井點(diǎn)機(jī)等機(jī)械都要重新組織進(jìn)場(chǎng).

2.1 土方開(kāi)挖

考慮高噴防滲墻、接觸灌漿、滲壓計(jì)安裝及粘土心墻的施工需要，必須對(duì)64.4 m范圍內(nèi)兩岸擋墻后的土方進(jìn)行開(kāi)挖.由于錢(qián)塘江墾區(qū)多為粉沙土，同時(shí)考慮到工期進(jìn)度的要求，開(kāi)挖方法采取22 kW泥漿泵沖挖和挖掘機(jī)配合的方法.閘站及外江部分先采用挖掘機(jī)大開(kāi)挖的方式進(jìn)行基坑開(kāi)挖，再采用泥漿泵沖挖為主，在部分區(qū)域因土工布較多沖挖進(jìn)度較慢的情況采用兩臺(tái)挖掘機(jī)入基坑開(kāi)挖，開(kāi)挖邊坡坡比按照1∶2進(jìn)行施工，在開(kāi)挖高度較高的地方采取兩級(jí)坡開(kāi)挖，中間留有一個(gè)2 m中間平臺(tái)［1］.根據(jù)各區(qū)段施工項(xiàng)目的不同要求，滲壓計(jì)安裝考慮2 m基坑工作面，接觸灌漿考慮3 m基坑工作面進(jìn)行土方開(kāi)挖.由于外江及內(nèi)河開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程后，均需高噴機(jī)械入基坑進(jìn)行施工作業(yè)，而外江漲潮時(shí)水位比內(nèi)河水位高3.5～5.3 m，地下水流速較大，不能保證高噴及接觸灌漿的質(zhì)量，同時(shí)，平臺(tái)難以承受高噴機(jī)械在其上作業(yè)施工的承載力，結(jié)合高噴施工頂高程，故內(nèi)河和外江的一定高程采用井點(diǎn)排水.

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況先進(jìn)行閘站南側(cè)52 m范圍內(nèi)的墻后土方開(kāi)挖，自2009年2月18日開(kāi)始至2月27日先開(kāi)挖土方至設(shè)計(jì)高程，次日在距空箱背側(cè)8 m(閘室6 m)處打一套井點(diǎn)進(jìn)行排水，同時(shí)高噴機(jī)械下至基坑開(kāi)始空箱南側(cè)高噴作業(yè)，3月6日高噴機(jī)械吊出基坑至北側(cè)施工，馬上安排反鏟挖機(jī)入基坑進(jìn)行土方加深開(kāi)挖至一定高程后，在距底板1 m處增加兩套井點(diǎn)進(jìn)行排水，繼續(xù)開(kāi)挖土方至設(shè)計(jì)高程進(jìn)行后續(xù)的接觸灌漿、粘土心墻和滲壓計(jì)施工.在外江南側(cè)空箱背側(cè)進(jìn)行高噴施工期間穿插進(jìn)行12.4 m范圍的內(nèi)河扶壁式擋墻背側(cè)土方開(kāi)挖，2月28日開(kāi)始該段土方開(kāi)挖，挖至一定高程后，設(shè)置一套井點(diǎn)排水，然后繼續(xù)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程進(jìn)行后續(xù)的接觸灌漿、粘土心墻和滲壓計(jì)施工.

北側(cè)52 m范圍擋墻后的土方開(kāi)挖流程同南側(cè)先挖至一定高程后，設(shè)置一套井點(diǎn)排水，3月7日高噴機(jī)械下基坑進(jìn)行北側(cè)7孔高噴施工，3月14日高噴機(jī)械吊出基坑繼續(xù)開(kāi)挖至一定高程后，在距底板1 m處設(shè)置2套井點(diǎn)排水，繼續(xù)開(kāi)挖土方設(shè)計(jì)高程進(jìn)行后續(xù)的接觸灌漿、粘土心墻和滲壓計(jì)施工.北側(cè)12.4 m范圍的內(nèi)河扶壁式擋墻背側(cè)土方開(kāi)挖安排在南側(cè)外江空箱后高噴施工期間開(kāi)挖，最后開(kāi)始該段土方開(kāi)挖，挖至一定高程后，設(shè)置一套井點(diǎn)排水，然后繼續(xù)開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程進(jìn)行后續(xù)的接觸灌漿、粘土心墻和滲壓計(jì)施工.

2.2 高壓噴射防滲墻

加固方案采取在兩岸外江空箱處原高噴各加長(zhǎng)10.55 m，在內(nèi)河增加一道81.1 m長(zhǎng)的高噴防滲板墻進(jìn)行地基防滲.由于目前內(nèi)河和外江擋墻均已施工完成，造成高噴機(jī)械需要多次進(jìn)行拆、裝、搬運(yùn)，因此相應(yīng)的施工工序和控制要點(diǎn)需因地制宜地調(diào)整.

在高噴機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后:①首先完成外江南側(cè)空箱擋墻后7孔高噴墻的施工，在與原打好的高噴接頭采用一個(gè)旋噴樁進(jìn)行新老高噴墻的連接，采用2序孔施工，在一序孔完成后24 h后進(jìn)行二序孔施工［2］.② 然后機(jī)器吊裝至外江北側(cè)空箱擋墻后7孔高噴墻施工.③移至北側(cè)內(nèi)河扶壁式擋墻背側(cè)，先完成擋墻混凝土底板上的3孔高噴施工(此處由于機(jī)械工作面不夠必須拆除一個(gè)擋墻扶壁方能施工)，然后拆除高噴機(jī)械，并進(jìn)行土方回填至▽5.7 m;按以上3個(gè)順序進(jìn)行施工，當(dāng)北側(cè)完成后高噴機(jī)械吊至南側(cè)側(cè)扶壁擋墻后已回填好的土面上完成余下的10孔高噴施工(主要由于此處高噴墻離管理房太近，如不提高高噴頂高程基坑開(kāi)挖勢(shì)必嚴(yán)重影響管理房地基的安全).最后，南側(cè)扶壁式擋墻后余下3孔由于太靠近管理房，為保證管理房安全，施工工作面回填至一定高程后，再進(jìn)行最后的3孔施工.

2.3 接觸回填灌漿

混凝土底板下的空隙用接觸灌漿進(jìn)行處理，具體內(nèi)容為水平灌漿和混凝土底板穿孔灌漿兩種.外江空箱擋墻和閘室空箱采用水平灌漿管從墻后底板下插入，插入時(shí)用花桿內(nèi)套高壓水槍水平?jīng)_刷造孔，然后埋入Φ76 mm鍍鋅鋼管，分2 m一節(jié)用外接螺口連接，管壁四周鉆孔打眼.因插管口施工時(shí)無(wú)法封堵，將 Φ76 mm鍍鋅鋼管用 90°彎管接至▽5.0 m高程，灌漿施工前先用水力沖填土將墻后土方回至▽4.5 m高程，用土方壓力壓封混凝土底板下的插管口，然后用配套灌漿設(shè)備灌漿，Φ76 mm鍍鋅鋼管埋設(shè)排距為4.5 m.

閘室及外江消力池底板、內(nèi)河鋪蓋采用混凝土底板鉆孔垂直灌漿的方法，為有利于灌漿中的排氣、排水和增大漿液擴(kuò)散范圍，同時(shí)可節(jié)約時(shí)間加快施工進(jìn)度，待同一區(qū)段的同一序孔大部分鉆出來(lái)后再進(jìn)行灌漿［3］.先用鉆機(jī)將混凝土底板垂直鉆通，造孔直徑為80 mm，混凝土表層上0.1 m處鉆成Φ150 mm的孔眼，預(yù)埋Φ76 mm鍍鋅鋼管，埋設(shè)時(shí)下部管口比底板底低0.5 m，上部高于混凝土面0.2 m，管四周用C30細(xì)石混凝土封堵，當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)再進(jìn)行灌漿.

漿液使用拌漿機(jī)制漿，攪拌時(shí)間不小于3 min，水泥漿液在使用前過(guò)篩，漿液備用時(shí)間不超過(guò)4 h，濃漿的備用時(shí)間在應(yīng)比上述條件短［4］.漿液水灰比，一序孔灌漿的漿液為0.6∶1 或0.5∶1，二序孔可為1∶1 和 0.6∶1 或 0.5∶1.空隙大的部位灌注水泥砂漿，摻砂量不大于水泥重量的200%，灌漿控制壓力0.1 ～0.3 Mpa.灌漿結(jié)束條件為:當(dāng)注入率不大于1 L/min后，持續(xù)30 min結(jié)束灌漿，采用全孔灌漿封孔法封孔.灌漿質(zhì)量檢查采用雙孔連通法，檢查數(shù)量不少于灌漿總量的5%.為防止灌漿所引起的閘底板變形，委托檢測(cè)單位進(jìn)行觀測(cè)，施工過(guò)程中無(wú)異常情況出現(xiàn).

2.4 土方回填

土方回填在▽4.5 m以下采用水力吹填土，采用邊吹填邊用挖機(jī)戽實(shí);▽4.5 m以上外江空箱及重力式擋墻背側(cè)采用180 kN/m高強(qiáng)土工布包土回填，分5層回填，每層厚度為0.74 m;采用干土分層回填，每層均利用挖機(jī)壓實(shí)，分層厚度控制在35 cm左右.在內(nèi)河和外江高噴墻上部采用2 m厚粘土心墻填筑，在周邊土方回填高2～3 m后再挖槽進(jìn)行粘土回填，挖槽寬度不得＜2 m，分層回填至設(shè)計(jì)頂高程.在粘土心墻回填前，對(duì)粘土料源進(jìn)行性能指標(biāo)檢測(cè)，主要有最大干密度、最優(yōu)含水率、滲透系數(shù)、天然含水率等，符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后才能使用.采用粘土分層回填，每層均利用挖機(jī)履帶和挖機(jī)斗壓實(shí)并結(jié)合人工用木夯夯實(shí)，分層虛鋪厚度控制在20～25 cm.

2.5 滲壓計(jì)安裝

滲壓計(jì)安裝在土方開(kāi)挖到底板后，采用水力沖孔的方法進(jìn)行造孔，埋設(shè)外包反濾層的PVC管，在回填至一定高度后統(tǒng)一安裝滲壓計(jì).

2.6 壓水試驗(yàn)

利用閘站主閘門(mén)作為內(nèi)外水位差的擋水墻，采用機(jī)械抽灌閘站內(nèi)河前池提高水位，水源從200 m外的錢(qián)塘江抽取.壓水試驗(yàn)水位范圍為常水位▽3.7 m～設(shè)計(jì)高水位▽5.06 m.分五級(jí)流程加水.每級(jí)壓水試驗(yàn)，需待滲壓計(jì)度數(shù)基本穩(wěn)定，并滿(mǎn)24 h，經(jīng)數(shù)據(jù)分析不會(huì)滲透破壞后進(jìn)入下道壓水試驗(yàn)流程.期間分別兩次對(duì)閘室底板及內(nèi)河進(jìn)行了灌漿壓水試驗(yàn)，結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，無(wú)滲漏情況出現(xiàn).

3 結(jié)語(yǔ)

2010年6月1日，東江閘對(duì)外江正式進(jìn)行破堤施工，至今閘站均運(yùn)行正常，無(wú)滲漏現(xiàn)象.同時(shí)，鑒于繞壁滲漏的危害性，在運(yùn)行管理階段需加強(qiáng)觀測(cè)，做到盡早發(fā)現(xiàn)，盡早處理.

［1］中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司.SL 303－2004水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2004.

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).DL/T 5200－2004水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2004.

［3］中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).DL/T 5148－2001水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2001.

［4］中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50202－2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.