港珠澳大橋圍護(hù)結(jié)構(gòu)寬榫槽止水施工工藝

馬旭，張怡戈，程琪

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

港珠澳大橋圍護(hù)結(jié)構(gòu)寬榫槽止水施工工藝

馬旭，張怡戈，程琪

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

以港珠澳大橋島隧工程為例，介紹鋼圓筒寬榫槽膜袋壓漿止水施工工藝的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，重點(diǎn)描述了該工藝的止水試驗(yàn)過(guò)程及對(duì)鋼圓筒圍堰止水效果和意義。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)；榫槽；膜袋壓漿；止水效果

1 工程概況

港珠澳大橋全長(zhǎng)約35.0 km，采用橋隧組合方案，橋隧通過(guò)東、西人工島銜接。島體采用了大型鋼圓筒插入不透水層截?cái)嗌顚踊瑒?dòng)面，圓筒間采用兩道弧形鋼板（副格）連接形成圍護(hù)止水一體的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼圓筒上寬榫槽與副格倉(cāng)兩端焊接鋼板形成的T形鎖口連接（見(jiàn)圖1），在寬榫槽外側(cè)安裝防滲角型膠皮，寬榫槽內(nèi)進(jìn)行膜袋壓漿填充止水材料（見(jiàn)圖2）。

圖1 鋼圓筒平面示意圖Fig.1 Steelcylinder p lanesketch

圖2 鋼圓筒寬榫槽與弧形鋼板鎖口連接示意圖Fig.2 Lock connection between steel cylinder w ide mortiseand curved steelplate

施工特點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)：

1）施工難度大，尤其在施工過(guò)程中清孔、下管受條件制約較大。

2）作業(yè)時(shí)間受其它工序影響，施工區(qū)域狹小，成島初期大型設(shè)備無(wú)法在陸域進(jìn)行施工，作業(yè)平臺(tái)移動(dòng)、施工設(shè)備轉(zhuǎn)移存在較大困難。

3）施工處于臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣多發(fā)地區(qū)，頻率高，災(zāi)害重，對(duì)正常施工造成不利影響，影響材料儲(chǔ)存及施工進(jìn)度。

2 工藝試驗(yàn)

2.1 布設(shè)降水井

為了驗(yàn)證寬榫槽止水效果，在X19-X15的副格內(nèi)預(yù)先埋1個(gè)降水井（見(jiàn)圖3）。

圖3 降水井埋設(shè)Fig.3 Embedding dew atering well

降水井管直徑273 mm，壁厚6 mm，長(zhǎng)12 m，下部6m為過(guò)濾段，設(shè)直徑16mm，間距300 mm過(guò)濾孔，外面包裹2層60目濾網(wǎng)，用細(xì)鉛絲扎緊，每1 m一道。為避免海側(cè)拋砂對(duì)降水井管直接沖擊，降水井管布置靠近島內(nèi)側(cè)。

2.2 止水效果驗(yàn)證

降水試驗(yàn)分3個(gè)階段進(jìn)行，通過(guò)3次試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而檢驗(yàn)止水效果。

第一階段：在副格內(nèi)填砂后，觀測(cè)降水井水位和海側(cè)水位，每0.5 h記錄1次，持續(xù)2 d，主要驗(yàn)證外側(cè)海水漲落潮對(duì)副格內(nèi)水位的影響。

第二階段：采用1臺(tái)5 m3/h深井泵進(jìn)行抽水，持續(xù)觀測(cè)并對(duì)降水量、水位進(jìn)行記錄，抽水至標(biāo)高-7.0 m后，觀測(cè)回水速度直至水位穩(wěn)定，主要驗(yàn)證未灌止水材料情況下榫槽鎖口及橡膠皮的止水效果和副格內(nèi)滲流量。

第三階段：待副格內(nèi)寬榫槽灌漿后，采用1臺(tái)5m3/h深井泵進(jìn)行抽水，持續(xù)觀測(cè)并對(duì)降水量、水位進(jìn)行記錄。抽水至管底后，觀測(cè)回水速度直至水位穩(wěn)定。反復(fù)進(jìn)行3次，主要驗(yàn)證灌完止水材料后，副格內(nèi)滲流量。

試驗(yàn)結(jié)束后，比較3次試驗(yàn)得出的滲流量，得出止水效果是否滿足設(shè)計(jì)要求。

2.3 副格止水材料

通過(guò)實(shí)驗(yàn)比選，綜合經(jīng)濟(jì)性、可操作性和止水效果，摻膨潤(rùn)土類止水材料效果最好，原材料規(guī)格及配合比詳見(jiàn)表1，并用于上述止水試驗(yàn)。

表1 寬榫槽灌漿材料配合比及材料用量Table 1 Proportion ofm ixture and consum p tion ofw ide mortisegroundingmaterial

原材料進(jìn)場(chǎng)后需要對(duì)原材料各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，水泥：膠砂強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性、細(xì)度（75μm干篩）；膨潤(rùn)土：細(xì)度（75μm干篩）；膨脹劑：總堿量、氯離子、凝結(jié)時(shí)間、限制膨脹率。

3 施工工藝及方法

設(shè)備選用見(jiàn)表2。

表2 膜袋壓漿止水主要使用設(shè)備Table 2 M ain equipm ents form embrane bag grouting water-stop

工藝流程見(jiàn)圖4。

圖4 膜袋壓漿止水流程圖Fig.4 Flow diagram ofmembranebag grouting water-stop

施工過(guò)程：

1）原材料使用前需要按配比進(jìn)行稱量[1-2]，水泥、膨潤(rùn)土、膨脹劑、砂子采用磅秤進(jìn)行計(jì)量，攪拌用水采用體積法計(jì)量，并在攪拌罐上做好標(biāo)記。其中砂子需先進(jìn)行篩選，用3 mm的篩網(wǎng)過(guò)濾，將砂中的大顆粒和雜物清除。

2）灌漿前利用空壓機(jī)對(duì)榫槽進(jìn)行清孔，需在壓漿管上做好標(biāo)識(shí)，以便確認(rèn)是否達(dá)到榫槽底部。在清孔過(guò)程中，操作人員需要將壓漿管不斷上下提升，防止回落的泥沙埋住壓漿管，并便于將更多的泥沙清洗帶出榫槽。

3）在攪拌機(jī)中先加入實(shí)際拌合水用量的80%～90%，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，均勻加入全部壓漿劑，邊加入邊攪拌，然后均勻加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌2min，然后加入剩余的10%～20%的拌合水，將拌合好的漿體放入儲(chǔ)漿筒，儲(chǔ)漿筒的漿體進(jìn)口處應(yīng)設(shè)過(guò)濾網(wǎng)，濾去雜物及水泥塊以防止堵塞管道，過(guò)濾網(wǎng)孔格不大于3 mm×3 mm，需及時(shí)清理濾網(wǎng)。

4）砂漿比重控制在1 600～1 800 kg/m3，利用NB25型比重計(jì)進(jìn)行測(cè)量。

5）清孔結(jié)束后，將壓漿管提出，套上模袋。下管時(shí)注意保護(hù)模袋，收緊貼近漿管，邊提邊放。

6）壓漿時(shí)由下至上，壓漿管提管應(yīng)保持速率穩(wěn)定緩慢進(jìn)行，保證壓漿管在漿體下30 cm。

7）單個(gè)榫槽壓漿過(guò)程應(yīng)連續(xù)，保證榫槽內(nèi)止水材料的完整性；壓漿結(jié)束后應(yīng)高于榫槽口1m，1 h后進(jìn)行補(bǔ)漿，壓漿管需進(jìn)入漿體50 cm以下。

8）完成灌漿平臺(tái)所能灌注的范圍后，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。模袋水泥漿成型見(jiàn)圖5。

4 施工效果分析

4.1 施工工效分析

綜合考慮設(shè)備維修、天氣等因素的影響，根據(jù)近3個(gè)月施工情況進(jìn)行工效分析，每天8 h作業(yè)可以完成7個(gè)榫槽壓漿，單日長(zhǎng)度約210m。

4.2 施工質(zhì)量分析

圖5 水泥漿成型Fig.5 The slurrym olding

目前，已壓漿完畢的寬榫槽248個(gè)，灌注延米7 040m，止水效果滿足要求[3]。在經(jīng)歷約720 d西小島開(kāi)挖、西大島開(kāi)挖、隧道基礎(chǔ)施工與隧道結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，膜袋壓漿止水工藝處理過(guò)的榫槽止水效果依然明顯。

5 結(jié)語(yǔ)

作為港珠澳大橋島隧工程的止水二次屏障，膜袋壓漿止水工藝在東西人工島均取得了成功，具有節(jié)約場(chǎng)地，作業(yè)范圍大，操作人員少，作用效果顯著等優(yōu)點(diǎn)，有一定的發(fā)展前景和應(yīng)用范圍，可為同類工程施工提供參考。

[1]唐平.深孔帷幕灌漿技術(shù)參數(shù)研究[D].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2010. TANG Ping.Study on technical parameters of curtain grouting in deep holes[D].Wuhan:China University ofGeosciences,2010.

[2]孫鋒.海底隧道風(fēng)化槽復(fù)合注漿堵水關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2010. SUN Feng.Study on the key techniqueof compositgrouting forwater blockage in weathered slotof subsea tunnel[D].Beijing:Beijing Jiaotong University,2010.

[3]港珠澳大橋管理局.港珠澳大橋島隧工程人工島施工及質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].2013. Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge Authority.Construction and quality acceptance criteria for artificial island of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island and tunnel project[S].2013.

Construction technology of water-stop of widemortise for Hongkong-Zhuhai-M acao Bridge retaining structure

MA Xu,ZHANGYi-ge,CHENGQi
（No.1Eng.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarborEngineeringCo.,Ltd.,Tianjin 300456,China）

Taking the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge island&tunnelprojectas an example,we introduced the development and app lication of membrane bag grouting water-stop construction technology in wide mortise of steel cylinder,mainly describes the processofwater-stop test,and the stop-watereffectand significance for steel cylinder cofferdam.

retaining structure;mortise;membrane bag grouting;effect ofwater-stop

U655.58；U655.541

B

2095-7874（2015）11-0110-03

10.7640/zggw js201511029

2015-10-12

馬旭（1982— ），男，陜西漢中人，工程師，港航與路橋工程專業(yè)。E-mail：kinglion15@163.com