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【摘要】斯里兰卡汉班托塔港发展项目二期围堰止水工程防渗墙轴线总长2631.17m,总成墙面积3.5万m2,使用塑性混凝土浇筑而成。成功解决了临海侧围堰防渗墙施工成槽难度大的问题。本文主要介绍该工程防渗墙的施工方法和针对施工难点所采取的技术措施,以及所采用的新技术及使用效果。
【关键词】汉班托塔港 塑性混凝土防渗墙 预制钢筋混凝土导墙
1. 工程概况
汉班托塔港发展项目二期工程主要包括4个10万吨级集装箱泊位、2个1万吨级支线泊位、1个10万吨级油品泊位、人工岛、海军码头及相关配套工程。二期工程东侧及北侧围堰在原泻湖区域内堆填形成,围堰顶宽13m,围堰顶高程为+3.0m;新建南围堰在一期开挖完港池基础上利用基坑开挖料堆填碾压而成,南侧直接临海,围堰堰顶宽10m,围堰顶标高为+3.5m。施工过程中,土石方开挖工程量大,开挖设计采用干施工方案,采用塑性混凝土防渗墙形成封闭的防渗止水体系,为后续的干施工创造条件。
2. 工程地质条件
工程区域基岩主要为沉积的花岗片麻岩,变晶斑状结构,呈片麻剪切状构造。强风化坚硬土状,风化强烈,裂隙发育;中风化致密坚硬,多见石英岩脉,强度较高。覆盖层部分自上而下主要为人工填土、淤泥、粉质粘土、细砂、中砂、中粗砂等。东北围堰部分槽段出现新鲜基岩,基岩强度较高,无法采用液压抓斗直接“抓取法”成槽。新建南围堰主要由一期基坑开挖料填筑而成,回填料中含有大量大粒径块石,部分粒径超出导墙宽度(70cm),块石强度高;且围堰地层级配较差,存在集中渗漏通道,属强透水层,围堰南侧临海,给防渗墙成槽施工带来了极大困难。因此汉班托塔港发展项目二期围堰止水工程主要采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
3.防渗墙施工
导墙建造
本工程防渗墙施工轴线长、孔较浅、单槽施工历时短,且工期紧张。针对以上特点,综合考虑项目成本等因素,本工程决定采用新型预制钢筋混凝土导墙,导墙结构型式见图1。
单块导墙尺寸为8.0m×0.3m×1.0m。混凝土强度等级为C20,配置6根?16的主筋、?8@300的分布筋。导墙两侧端分别焊接25号槽孔和30号槽钢制成的公母插销式接头,槽钢长度为1.1m。顶端预留?35mm的孔,槽钢与导墙内部钢筋焊接在一起。导墙顶部对称留有2根?25钢筋制成的吊环,吊环与导墙内部钢筋焊接在一起。在防渗轴线外侧平台统一预制,浇筑养护成型后利用25T汽车起重机进行安装。导墙安装就位后,采用原开挖料对导墙周边进行回填。回填时,将钢制支撑架支撑到导墙内,每块导墙至少架设两个支撑架,以确保导墙宽度满足防渗墙成槽机具施工要求,并防止施工过程中导墙向内部倾倒。回填过程中采用柴油打夯机分层进行压实,并采用撒水密实的方法进行密实。夯实回填后的土面高度略高于导墙高度,防止泥浆溢出后在导墙外部浸泡导致沉陷或坍塌。回填夯实合格后,即可进行防渗墙施工。
4.施工重难点及应对措施
(1)新鲜基岩鉴定和入岩施工问题
东北围堰防渗墙施工中出现新鲜基岩情况的轴线约有185m,新鲜基岩强度高,采用抓斗无法直接抓取法成槽,且无法抓取岩样进行基岩鉴定。因前期勘探资料已对施工不具备指导意义,配置2台XY-2型地质钻机对部分出现新鲜基岩的槽孔进行补勘工作,取芯深度不少于2.0m或微风化(或中风化)岩层以下0.5m,然后由设计代表结合地质资料对岩性做出鉴定,并确定终孔深度。同时配置45T履带吊辅助重锤配合液压抓斗进行基岩钻进,顺利解决了槽孔的基岩鉴定及成槽施工问题。
(2)大粒径块石钻进施工问题
新建南围堰回填料中含大粒径块石较多,部分粒径超出导墙宽度(70cm),块石强度高,无法使用液压抓斗直接抓取法施工。利用现场冲击钻空心钻头进行改装,内部增加配重改制成重锤。利用45T履带起重机配合重锤对块石进行冲凿破碎处理,破碎后再由液压抓斗捞取。取得了良好的施工效果,顺利完成了新建南围堰防渗墙成槽施工任务。
(3)漏浆、塌孔严重问题
本工程新建南围堰地层均匀性差,大粒径块石较多,存在架空现象,在成槽施工过程中护壁泥浆漏失严重,极易发生塌孔事故,给防渗墙成槽施工带来极大困难。
针对漏浆情况,严格控制护壁泥浆性能指标,适当增大护壁泥浆比重。对于渗漏较小的槽孔,严格控制液压抓斗挖槽速度,采取“反复式”回填堵漏材料、挤密等方法预防塌孔;同时在施工现场储存大量粘土和锯末等堵漏材料,对漏浆严重槽孔及时进行回填堵漏,并利用液压抓斗斗体重量进行挤密处理;针对塌孔严重的槽孔,在液压抓斗下方铺设钢板以确保机械设备安全,成槽后及时完成混凝土浇筑,缩短槽孔等待时间。同时为减少导墙荷载,保持槽孔口土体稳定,在液压拔管机下方铺设垫板。
5.新技术应用及效益
鉴于本工程施工轴线长、槽孔深度浅、单槽施工历时短的特点。若采用现浇钢筋混凝土导墙,不仅临建工期长,而且施工成本较高,所以决定采用预制钢筋混凝土导墙,预制钢筋混凝土导墙是我公司2010年获得的国内适用新型专利技术。本工程导墙在此技术基础上进行了部分改进,在原有公母插销式接头上端增加预留孔眼,下设时采用30mm圆钢对相邻导墙进行连接,以增加导墙的整体稳定性。
此种导墙结构型式的特点是:①制作方便、施工速度快、历时短,可以缓解导墙施工的进度压力;②可以多次周转使用,重复利用率高,减少了导墙施工工程量;③安装拆除简单,使用25T汽车起重机即可完成导墙的安装及拆除工作,且不会影响已完成防渗墙的质量。
预制钢筋混凝土导墙的应用,缩短了本工程临建工期,为主体工程施工赢得了宝贵的时间;本工程导墙周转使用达4次之多,大部分导墙仍完好,可供重复利用,导墙施工节约成本近120万元,经济效益显著。
6. 结束语
斯里兰卡汉班托塔港二期围堰止水工程共完成防渗墙槽孔393个,成墙面积33726m2。在保证施工质量的前提下,按时完成了施工任务,在质量和进度上取得了双赢。通过本工程的施工,总结了一套临海侧围堰防渗墙施工较为有效的施工方法,成功解决了回填地层中大粒径块石含量高及漏浆塌孔严重等问题。为类似工程的防渗施工积累了宝贵的技术经验。预制钢筋混凝土导墙的成功应用,值得在类似长轴线、浅槽孔的防渗墙工程推广应用,不仅可以缩短临建工期,还能节约施工成本。
参考文献
【1】 张纳新,王保辉,赵瑞峰. 斯里兰卡汉班托塔港一期工程围堰混凝土防渗墙施工技术[J].机电产品开发与创新,2010,23(6),188-190.
【2】 中国水电基础局有限公司.专利号ZL 200920107631.8 预制混凝土导墙[R].北京:中华人民共和国知识产权局,2010.
【关键词】汉班托塔港 塑性混凝土防渗墙 预制钢筋混凝土导墙
1. 工程概况
汉班托塔港发展项目二期工程主要包括4个10万吨级集装箱泊位、2个1万吨级支线泊位、1个10万吨级油品泊位、人工岛、海军码头及相关配套工程。二期工程东侧及北侧围堰在原泻湖区域内堆填形成,围堰顶宽13m,围堰顶高程为+3.0m;新建南围堰在一期开挖完港池基础上利用基坑开挖料堆填碾压而成,南侧直接临海,围堰堰顶宽10m,围堰顶标高为+3.5m。施工过程中,土石方开挖工程量大,开挖设计采用干施工方案,采用塑性混凝土防渗墙形成封闭的防渗止水体系,为后续的干施工创造条件。
2. 工程地质条件
工程区域基岩主要为沉积的花岗片麻岩,变晶斑状结构,呈片麻剪切状构造。强风化坚硬土状,风化强烈,裂隙发育;中风化致密坚硬,多见石英岩脉,强度较高。覆盖层部分自上而下主要为人工填土、淤泥、粉质粘土、细砂、中砂、中粗砂等。东北围堰部分槽段出现新鲜基岩,基岩强度较高,无法采用液压抓斗直接“抓取法”成槽。新建南围堰主要由一期基坑开挖料填筑而成,回填料中含有大量大粒径块石,部分粒径超出导墙宽度(70cm),块石强度高;且围堰地层级配较差,存在集中渗漏通道,属强透水层,围堰南侧临海,给防渗墙成槽施工带来了极大困难。因此汉班托塔港发展项目二期围堰止水工程主要采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
3.防渗墙施工
导墙建造
本工程防渗墙施工轴线长、孔较浅、单槽施工历时短,且工期紧张。针对以上特点,综合考虑项目成本等因素,本工程决定采用新型预制钢筋混凝土导墙,导墙结构型式见图1。
单块导墙尺寸为8.0m×0.3m×1.0m。混凝土强度等级为C20,配置6根?16的主筋、?8@300的分布筋。导墙两侧端分别焊接25号槽孔和30号槽钢制成的公母插销式接头,槽钢长度为1.1m。顶端预留?35mm的孔,槽钢与导墙内部钢筋焊接在一起。导墙顶部对称留有2根?25钢筋制成的吊环,吊环与导墙内部钢筋焊接在一起。在防渗轴线外侧平台统一预制,浇筑养护成型后利用25T汽车起重机进行安装。导墙安装就位后,采用原开挖料对导墙周边进行回填。回填时,将钢制支撑架支撑到导墙内,每块导墙至少架设两个支撑架,以确保导墙宽度满足防渗墙成槽机具施工要求,并防止施工过程中导墙向内部倾倒。回填过程中采用柴油打夯机分层进行压实,并采用撒水密实的方法进行密实。夯实回填后的土面高度略高于导墙高度,防止泥浆溢出后在导墙外部浸泡导致沉陷或坍塌。回填夯实合格后,即可进行防渗墙施工。
4.施工重难点及应对措施
(1)新鲜基岩鉴定和入岩施工问题
东北围堰防渗墙施工中出现新鲜基岩情况的轴线约有185m,新鲜基岩强度高,采用抓斗无法直接抓取法成槽,且无法抓取岩样进行基岩鉴定。因前期勘探资料已对施工不具备指导意义,配置2台XY-2型地质钻机对部分出现新鲜基岩的槽孔进行补勘工作,取芯深度不少于2.0m或微风化(或中风化)岩层以下0.5m,然后由设计代表结合地质资料对岩性做出鉴定,并确定终孔深度。同时配置45T履带吊辅助重锤配合液压抓斗进行基岩钻进,顺利解决了槽孔的基岩鉴定及成槽施工问题。
(2)大粒径块石钻进施工问题
新建南围堰回填料中含大粒径块石较多,部分粒径超出导墙宽度(70cm),块石强度高,无法使用液压抓斗直接抓取法施工。利用现场冲击钻空心钻头进行改装,内部增加配重改制成重锤。利用45T履带起重机配合重锤对块石进行冲凿破碎处理,破碎后再由液压抓斗捞取。取得了良好的施工效果,顺利完成了新建南围堰防渗墙成槽施工任务。
(3)漏浆、塌孔严重问题
本工程新建南围堰地层均匀性差,大粒径块石较多,存在架空现象,在成槽施工过程中护壁泥浆漏失严重,极易发生塌孔事故,给防渗墙成槽施工带来极大困难。
针对漏浆情况,严格控制护壁泥浆性能指标,适当增大护壁泥浆比重。对于渗漏较小的槽孔,严格控制液压抓斗挖槽速度,采取“反复式”回填堵漏材料、挤密等方法预防塌孔;同时在施工现场储存大量粘土和锯末等堵漏材料,对漏浆严重槽孔及时进行回填堵漏,并利用液压抓斗斗体重量进行挤密处理;针对塌孔严重的槽孔,在液压抓斗下方铺设钢板以确保机械设备安全,成槽后及时完成混凝土浇筑,缩短槽孔等待时间。同时为减少导墙荷载,保持槽孔口土体稳定,在液压拔管机下方铺设垫板。
5.新技术应用及效益
鉴于本工程施工轴线长、槽孔深度浅、单槽施工历时短的特点。若采用现浇钢筋混凝土导墙,不仅临建工期长,而且施工成本较高,所以决定采用预制钢筋混凝土导墙,预制钢筋混凝土导墙是我公司2010年获得的国内适用新型专利技术。本工程导墙在此技术基础上进行了部分改进,在原有公母插销式接头上端增加预留孔眼,下设时采用30mm圆钢对相邻导墙进行连接,以增加导墙的整体稳定性。
此种导墙结构型式的特点是:①制作方便、施工速度快、历时短,可以缓解导墙施工的进度压力;②可以多次周转使用,重复利用率高,减少了导墙施工工程量;③安装拆除简单,使用25T汽车起重机即可完成导墙的安装及拆除工作,且不会影响已完成防渗墙的质量。
预制钢筋混凝土导墙的应用,缩短了本工程临建工期,为主体工程施工赢得了宝贵的时间;本工程导墙周转使用达4次之多,大部分导墙仍完好,可供重复利用,导墙施工节约成本近120万元,经济效益显著。
6. 结束语
斯里兰卡汉班托塔港二期围堰止水工程共完成防渗墙槽孔393个,成墙面积33726m2。在保证施工质量的前提下,按时完成了施工任务,在质量和进度上取得了双赢。通过本工程的施工,总结了一套临海侧围堰防渗墙施工较为有效的施工方法,成功解决了回填地层中大粒径块石含量高及漏浆塌孔严重等问题。为类似工程的防渗施工积累了宝贵的技术经验。预制钢筋混凝土导墙的成功应用,值得在类似长轴线、浅槽孔的防渗墙工程推广应用,不仅可以缩短临建工期,还能节约施工成本。
参考文献
【1】 张纳新,王保辉,赵瑞峰. 斯里兰卡汉班托塔港一期工程围堰混凝土防渗墙施工技术[J].机电产品开发与创新,2010,23(6),188-190.
【2】 中国水电基础局有限公司.专利号ZL 200920107631.8 预制混凝土导墙[R].北京:中华人民共和国知识产权局,2010.