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【摘要】 深港皇岗至落马洲人行通道桥J3墩主塔基础为20×12m+6.0×11.3 m+20×12m厚8m的深水工字型扩大基础，J3墩扩大基础位于深圳河内靠深圳侧，基础位于处无覆盖层。基础采用矩形单壁钢板桩围堰，内侧周圈局部封底施工方案。根据本项目施工方案施工过程中存在涌水的问题，本文就J3墩主塔墩扩大基础围堰止水施工技术进行阐述。
【关键词】 人行通道桥；J3墩主塔基础；矩形单壁钢板桩围堰；围堰止水
Abstract: the basic take the construction program of rectangular single-walled steel sheet pile cofferdam medial week ring local back cover. According to the gushing water of the construction process in the project's construction program, describe the J3 pier main tower pier to expand the basis of cofferdam construction for sealing elaborate.Key words: pedestrian Passage Bridge; J3 pier tower foundation; rectangular single-walled steel sheet pile cofferdam; cofferdam sealing
中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
深圳皇岗-落马桥人行通道桥位于皇岗口岸大桥西约550米处的深圳河上，连接香港九广铁路上水至落马洲支线落马洲站与深圳地铁一期工程皇岗站。桥址北接深圳皇岗联检楼，南接香港落马洲联检楼。人行通道桥设计为边跨较小的不等跨独塔双索面斜拉桥，双层全封闭桥面，竖向受力体系为不设斜杆的框架结构，塔梁固结，下塔柱向深圳方向倾斜。人行通道桥桥长240米，其中深方116米，港方124米。桥梁共计4个墩（即J1、J2、J3、J4，其中J3墩为主塔墩），跨径组成为32m+133.65m+69.65m，香港侧和深圳侧各有2.2米和2.5米的悬臂段。
2、J3墩扩大基础地质情况及其施工方案
①、地质情况
深圳皇岗-落马桥人行通道桥位于深圳河与皇岗河交汇处的东侧，桥位区河宽约190米，河床标高－2.00～4.60米,河水受涨落潮影响。勘测期间水深观测结果为3.00～6.50米,标高1.33～2.56米。在一个月的大部分时间内每日有两个高潮和两个低潮，有时每日只有一个高潮和低潮。场地主要含水层为第四系冲洪积粗砂层及强、弱风化粗粒花岗岩和钙质砂岩。风化裂隙砂层中地下水为微承压孔隙水，强、弱风化层中为微承压基础裂隙水。
J3墩扩大基础支承于微风化粗粒花岗岩岩层上，从岩层顶至基底岩质由强风化逐渐过渡到微风化花岗岩，表面有一层沉积板结沙层。
②、J3墩基础施工方案
J3主塔墩扩大基础施工是本工程的重点与难点，该墩位于深圳河内靠深圳侧、离深圳河岸约45.0m,基础为平面尺寸20×12m+6.0×11.3 m+20×12m工字型砼扩大基础,厚8米,采用C50砼,基础全部嵌入河床微风化基岩中,顶面标高为-5.389m,基底标高为-13.389m。施工时采用矩形单壁钢板桩围施工方案，围堰整体结构由万能杆件围囹、钢板桩、吊挂系统、横向联结系、周圈封底砼组成，围堰平面尺寸为42.6m×26.6m(见图一)。因基础地处无覆盖层的基岩内，围堰钢板桩全部搁置在基岩上，无入土深度，这样增加了围堰的施工难度，特别是围堰的阻水难度。
3、围堰止水的背景
根据实施的围堰施工方案，钢板桩直接插打搁置在基岩面上，施工设计时采用在钢板桩内侧水封一圈3.0宽×1.5m高的水下砼。浇筑水下砼前先清除围堰内河床表面淤泥层，淤泥清理采用吸砂泵配高压水枪联合进行清理。水封砼强度达到设计要求后进行抽水及基础开挖。扩大基础刚开始开挖时围堰大里程靠下游侧出现涌水，基础施工受阻。
4、J3墩围堰止水施工方案
①、止水方案一：按内侧砼封底原理在外侧进行水封
先清理围堰外2.0m范围内淤积物。为加快施工进度，本次清理采用二种清淤方案：其一、采用高压水枪配150空气吸泥机吸泥。其二、利用12m3/min压风机和直径为φ150mm钢管自制一套吸泥设备。为确保止水效果,两种方案分别从上游相向沿围堰外周围约4m范围吸泥，二种方案清淤效果均很好。清基完成后，在围堰内周圈距钢板桩约2m处设置高1.3m、宽2.0m的砂袋砂笼作封底砼挡墙。砂笼放置完成后再在砂笼与板桩间进行第二次清淤，经潜水员确定清理干净后立即进行砼封底，封底高度约为1.2m。
待砼强度达设计要求后进行抽水开挖，在开挖约2m左右，第三次进行爆破开挖时围堰仍被击穿，未达到预期效果。
②、止水方案二：围堰内封底砼底部注浆止水
a、注浆止水施工方案
针对当时围堰实际情况分析需通过在内侧水封砼与岩层连接部位注入一定压力的水泥浆填充封底砼与基岩间缝隙而形成一道止水层达到止水目的。首先以内支撑万能杆件桁架作为施工钻孔平台，采用五台100型地质钻机在内圈水封砼上钻孔，钻孔直径为7.0cm，孔深根据原设计勘探地质资料以穿过中风化进入弱风化20~30cm左右为控制尺度，具体孔深根据钻孔周围实际情况确定。钻孔到位后，下放压浆管进行压浆止水。压浆孔位沿围堰四周布置，以漏水位置每米2个孔,其余每米1个孔的原则。
b、注浆止水关键技术
本方案是否成功在于能否将有一定压力的水泥浆成功的压入所钻孔内而保证水泥浆不离析。而压浆一般需要在一个封闭的环境内进行，依据本项目的施工条件，怎样形成一个封闭的环境是围堰止水的关键，具体施工方案图如下（图二）。
围堰止水施工方案步骤：
步骤一：钻孔
采用100型地质钻机进行钻孔，钻孔时将蕊样取出确定达到弱风化岩层后终孔，测量孔深准确记录其数据。
步骤二：压浆管准备工作
根据孔深所确定的孔底标高（H1）及河床面标高（H2），在事先准备好的φ25mm的压浆管上钻间距为30cm的二个出浆孔，孔直径为φ5mm，孔位如下图（图三）。加工时每根压浆管进行编号，安装时对号入座。在压浆管顶部设置一控制阀门以保证压完浆后关闭使腔内有一定的压力。
步骤三：止浆袋安装
止浆袋安装前用封箱纸将孔1及压浆管斜口的底部封闭，然后在编号的压浆管上安装止浆袋（工业用布袋，安装前需检查是否破损）。压浆管穿过止浆袋，并将止浆袋就位于二出浆孔位置处（见图四）。先用铁丝将止浆袋上口固定在压浆管距孔2上侧约10cm左右，下口及中部采用一活动弹性橡胶环箍紧，橡胶环与止浆袋固定（橡胶环的直径比压浆管直径大8mm，在水泥浆的压力下止浆袋下口可往上口方向伸缩膨胀直径增大）。
步骤四:浆体封闭环境的形成
止浆袋制作完成后按编号放入孔中(注意一定要根据编号安放,原则为止浆袋底口不得低于河床面),安装完成后进行压浆，压浆采用BW-150型注浆泵。工艺过程是先形成一个封闭空间后对其底部进行压浆。当压浆管进行压浆时，出浆孔1先进浆流入止浆袋上部空间，等上部空间灌满后产生一定压力冲破出浆口2，直至灌满下部止浆袋而使孔道封闭而形成一个封闭环境（见图五）。
步骤五：压浆
工艺过程自动形成一封闭环境后，压浆机继续进行压浆。底部出浆口在一定压力后冲破封箱纸开始正式对孔道及水封砼底部空隙或基岩本身裂隙进行填充。等压浆机压力突然增大时停止压浆，保证静压状态1分钟后关闭压浆管阀门转入下一压浆孔，这样就完成了整个压浆过程（见图六）。
压浆过程中控制参数：
注浆压力为0.6~1.0MPa；
压浆采用纯水泥浆，水泥浆水灰比为0.50；
掺入1%水玻璃或一定量的速凝剂；
控制初凝时间在45分到1小时之间；
结束语
本止水施工技术方案通过现场施工实践，该方案切实可行，取得了明显效果。围堰前二次涌水在扩大基础开挖完成后分析原因有二：
其一、为在桥初步设计前深圳市曾对本河段采用爆破进行过河道清理，基岩产生松动或裂隙。
其二、因河床表面局部覆盖一层较厚的强风化岩层。经在河水涨落潮和高潮位水压下，部分表层强风化岩层被水压穿破坏而产生漏水。
施工过程中为防止河床局部的强风化岩层坍塌，以保证开挖安全，经设计院设计分析后采用边坡喷锚支护对其进行加固处理。这样整个基础安全、按期的完成，保证全桥的施工进度，得到了业主及设计院的认可。
参考文献:
《深港皇岗至落马洲人行通道桥地质勘測报告》
《深港皇岗至落马洲人行通道桥施工设计图》
JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》;
杨文渊、徐奔主编的《桥梁施工工程师手册》 人民交通出版社
周水兴、何兆益、邹毅松主编的《路桥施工计算手册》 人民交通出版社
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】 人行通道桥；J3墩主塔基础；矩形单壁钢板桩围堰；围堰止水
Abstract: the basic take the construction program of rectangular single-walled steel sheet pile cofferdam medial week ring local back cover. According to the gushing water of the construction process in the project's construction program, describe the J3 pier main tower pier to expand the basis of cofferdam construction for sealing elaborate.Key words: pedestrian Passage Bridge; J3 pier tower foundation; rectangular single-walled steel sheet pile cofferdam; cofferdam sealing
中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号：
1、工程概况
深圳皇岗-落马桥人行通道桥位于皇岗口岸大桥西约550米处的深圳河上，连接香港九广铁路上水至落马洲支线落马洲站与深圳地铁一期工程皇岗站。桥址北接深圳皇岗联检楼，南接香港落马洲联检楼。人行通道桥设计为边跨较小的不等跨独塔双索面斜拉桥，双层全封闭桥面，竖向受力体系为不设斜杆的框架结构，塔梁固结，下塔柱向深圳方向倾斜。人行通道桥桥长240米，其中深方116米，港方124米。桥梁共计4个墩（即J1、J2、J3、J4，其中J3墩为主塔墩），跨径组成为32m+133.65m+69.65m，香港侧和深圳侧各有2.2米和2.5米的悬臂段。
2、J3墩扩大基础地质情况及其施工方案
①、地质情况
深圳皇岗-落马桥人行通道桥位于深圳河与皇岗河交汇处的东侧，桥位区河宽约190米，河床标高－2.00～4.60米,河水受涨落潮影响。勘测期间水深观测结果为3.00～6.50米,标高1.33～2.56米。在一个月的大部分时间内每日有两个高潮和两个低潮，有时每日只有一个高潮和低潮。场地主要含水层为第四系冲洪积粗砂层及强、弱风化粗粒花岗岩和钙质砂岩。风化裂隙砂层中地下水为微承压孔隙水，强、弱风化层中为微承压基础裂隙水。
J3墩扩大基础支承于微风化粗粒花岗岩岩层上，从岩层顶至基底岩质由强风化逐渐过渡到微风化花岗岩，表面有一层沉积板结沙层。
②、J3墩基础施工方案
J3主塔墩扩大基础施工是本工程的重点与难点，该墩位于深圳河内靠深圳侧、离深圳河岸约45.0m,基础为平面尺寸20×12m+6.0×11.3 m+20×12m工字型砼扩大基础,厚8米,采用C50砼,基础全部嵌入河床微风化基岩中,顶面标高为-5.389m,基底标高为-13.389m。施工时采用矩形单壁钢板桩围施工方案，围堰整体结构由万能杆件围囹、钢板桩、吊挂系统、横向联结系、周圈封底砼组成，围堰平面尺寸为42.6m×26.6m(见图一)。因基础地处无覆盖层的基岩内，围堰钢板桩全部搁置在基岩上，无入土深度，这样增加了围堰的施工难度，特别是围堰的阻水难度。
3、围堰止水的背景
根据实施的围堰施工方案，钢板桩直接插打搁置在基岩面上，施工设计时采用在钢板桩内侧水封一圈3.0宽×1.5m高的水下砼。浇筑水下砼前先清除围堰内河床表面淤泥层，淤泥清理采用吸砂泵配高压水枪联合进行清理。水封砼强度达到设计要求后进行抽水及基础开挖。扩大基础刚开始开挖时围堰大里程靠下游侧出现涌水，基础施工受阻。
4、J3墩围堰止水施工方案
①、止水方案一：按内侧砼封底原理在外侧进行水封
先清理围堰外2.0m范围内淤积物。为加快施工进度，本次清理采用二种清淤方案：其一、采用高压水枪配150空气吸泥机吸泥。其二、利用12m3/min压风机和直径为φ150mm钢管自制一套吸泥设备。为确保止水效果,两种方案分别从上游相向沿围堰外周围约4m范围吸泥，二种方案清淤效果均很好。清基完成后，在围堰内周圈距钢板桩约2m处设置高1.3m、宽2.0m的砂袋砂笼作封底砼挡墙。砂笼放置完成后再在砂笼与板桩间进行第二次清淤，经潜水员确定清理干净后立即进行砼封底，封底高度约为1.2m。
待砼强度达设计要求后进行抽水开挖，在开挖约2m左右，第三次进行爆破开挖时围堰仍被击穿，未达到预期效果。
②、止水方案二：围堰内封底砼底部注浆止水
a、注浆止水施工方案
针对当时围堰实际情况分析需通过在内侧水封砼与岩层连接部位注入一定压力的水泥浆填充封底砼与基岩间缝隙而形成一道止水层达到止水目的。首先以内支撑万能杆件桁架作为施工钻孔平台，采用五台100型地质钻机在内圈水封砼上钻孔，钻孔直径为7.0cm，孔深根据原设计勘探地质资料以穿过中风化进入弱风化20~30cm左右为控制尺度，具体孔深根据钻孔周围实际情况确定。钻孔到位后，下放压浆管进行压浆止水。压浆孔位沿围堰四周布置，以漏水位置每米2个孔,其余每米1个孔的原则。
b、注浆止水关键技术
本方案是否成功在于能否将有一定压力的水泥浆成功的压入所钻孔内而保证水泥浆不离析。而压浆一般需要在一个封闭的环境内进行，依据本项目的施工条件，怎样形成一个封闭的环境是围堰止水的关键，具体施工方案图如下（图二）。
围堰止水施工方案步骤：
步骤一：钻孔
采用100型地质钻机进行钻孔，钻孔时将蕊样取出确定达到弱风化岩层后终孔，测量孔深准确记录其数据。
步骤二：压浆管准备工作
根据孔深所确定的孔底标高（H1）及河床面标高（H2），在事先准备好的φ25mm的压浆管上钻间距为30cm的二个出浆孔，孔直径为φ5mm，孔位如下图（图三）。加工时每根压浆管进行编号，安装时对号入座。在压浆管顶部设置一控制阀门以保证压完浆后关闭使腔内有一定的压力。
步骤三：止浆袋安装
止浆袋安装前用封箱纸将孔1及压浆管斜口的底部封闭，然后在编号的压浆管上安装止浆袋（工业用布袋，安装前需检查是否破损）。压浆管穿过止浆袋，并将止浆袋就位于二出浆孔位置处（见图四）。先用铁丝将止浆袋上口固定在压浆管距孔2上侧约10cm左右，下口及中部采用一活动弹性橡胶环箍紧，橡胶环与止浆袋固定（橡胶环的直径比压浆管直径大8mm，在水泥浆的压力下止浆袋下口可往上口方向伸缩膨胀直径增大）。
步骤四:浆体封闭环境的形成
止浆袋制作完成后按编号放入孔中(注意一定要根据编号安放,原则为止浆袋底口不得低于河床面),安装完成后进行压浆，压浆采用BW-150型注浆泵。工艺过程是先形成一个封闭空间后对其底部进行压浆。当压浆管进行压浆时，出浆孔1先进浆流入止浆袋上部空间，等上部空间灌满后产生一定压力冲破出浆口2，直至灌满下部止浆袋而使孔道封闭而形成一个封闭环境（见图五）。
步骤五：压浆
工艺过程自动形成一封闭环境后，压浆机继续进行压浆。底部出浆口在一定压力后冲破封箱纸开始正式对孔道及水封砼底部空隙或基岩本身裂隙进行填充。等压浆机压力突然增大时停止压浆，保证静压状态1分钟后关闭压浆管阀门转入下一压浆孔，这样就完成了整个压浆过程（见图六）。
压浆过程中控制参数：
注浆压力为0.6~1.0MPa；
压浆采用纯水泥浆，水泥浆水灰比为0.50；
掺入1%水玻璃或一定量的速凝剂；
控制初凝时间在45分到1小时之间；
结束语
本止水施工技术方案通过现场施工实践，该方案切实可行，取得了明显效果。围堰前二次涌水在扩大基础开挖完成后分析原因有二：
其一、为在桥初步设计前深圳市曾对本河段采用爆破进行过河道清理，基岩产生松动或裂隙。
其二、因河床表面局部覆盖一层较厚的强风化岩层。经在河水涨落潮和高潮位水压下，部分表层强风化岩层被水压穿破坏而产生漏水。
施工过程中为防止河床局部的强风化岩层坍塌，以保证开挖安全，经设计院设计分析后采用边坡喷锚支护对其进行加固处理。这样整个基础安全、按期的完成，保证全桥的施工进度，得到了业主及设计院的认可。
参考文献:
《深港皇岗至落马洲人行通道桥地质勘測报告》
《深港皇岗至落马洲人行通道桥施工设计图》
JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》;
杨文渊、徐奔主编的《桥梁施工工程师手册》 人民交通出版社
周水兴、何兆益、邹毅松主编的《路桥施工计算手册》 人民交通出版社
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。