三洋港枢纽工程钢筋混凝土地下连续墙施工技术.pdf

三洋港枢 纽工程钢 筋混凝 土地 下连续墙 施工技术 周大炜 宋 力 ( 沭阳县水务局 宿迁2 2 3 6 0 0 ) ( 江苏省水利科学研究院材料结构研 究所 扬州 2 2 5 0 0 2 ) 庄前斌 ( 连云港市水利建筑工程安装有 限公 司 2 2 2 0 0 2 ) 【 摘要】 本文介绍了新沭河治理工程三洋港枢纽工程在沿海复杂地质条件下采用的钢筋混凝土地下连续墙施 工技术， 并详细阐述 了其关键工序质量控制措施。实践证明： 该工程采用的钢筋混凝土地连墙施工工艺适用于沿 海地下水变化范围大、 土质复杂的条件， 同时可有效地保持挖掘面的稳定， 可以为类似工程施工提供借鉴。 【 关键词】 三洋港枢纽工程 地下连续墙 施工工艺 质量控制 1工 程概 况 新沭河 治理三洋港枢纽位于江苏省连云港市 郊临 洪 闸 口， 主要 建筑物包括挡海外侧潮闸工程 、 排水 闸工 程及 上 、 下游 泓道 开挖工程 等。该 工程按新 沭河 5 0年 一 遇行 洪标 准设计 ， 设计 流量 为 6 4 0 0 m ／ s 。该工 程为 I等大( 1 ) 型工程 ， 主要建筑 物为 1 级建筑物 。 挡潮 闸 闸室 每 孔 净 宽 1 5 m， 共 计 3 3孔 ， 总 净 宽 4 9 5 m。闸室采 用 钢筋 混凝 土 开 敞式 结构 ， 沉井 基 础 ， 二孔 一联整体式底 板 ； 闸室顺 水流方 向长 1 9 m； 闸墩顶 高程 7 ． 0 m， 中墩厚 2 ． 2 m， 缝墩 及边 墩厚 1 ． 4 5 m。岸墙 采用钢筋} 昆 凝 土箱涵 基础结 构 ， 下游 侧设 桥头 堡 ， 上 、 下游各 段翼墙 根据其所 处位置 及挡 土高度不 同 ， 分别 采用钢筋混凝 土空箱 式 、 扶壁 式及 悬臂 式结构 。该枢 纽工程 中岸墙 下及各段 翼墙 与铺盖 、 护 底或消力 池之 间采用 4 5 e m厚地下连续墙进行 防渗 。 2 水文和工程地质条件 2 ． 1 水 文地 质条件 工程 区地下水 、 河水 的 p H值为 7 ． 2 4～8 ． 5 1 ， 呈弱 碱性 ， 水化学类型属 C 1 一 一 N a 型 ， 场 区河 水对普 通水泥 有结 晶类弱腐 蚀性 ， 地 下水对普 通水 泥有结 晶类 强腐 蚀性 ； 河 水及 地 下 水 对 抗 硫 酸 盐 水 泥不 具 有 腐 蚀 性 ( s o 24 一<3 0 0 0 mg ／ L) ； 场区河水 及地下水对 钢结构具 有 中等腐蚀性 。 2 ． 2工程地质条 件 根据地质勘察资料 ， 工程场区位于新沭河 临海 口， 地貌 分 区属 沂沭丘 陵前缘带状 平原 区， 地 貌形态属第 四纪滨海相沉积而形成 的海滨滩涂 ， 地下水位 变化大。 闸址 区新沭河两堤 间距约 1 ． 5 k m， 河道主槽呈“ s ” 形弯 曲 ， 上 口宽约 1 5 0～2 0 0 m； 滩地 面 高程 2 ． 5～3 ． 5 m， 河 底高程 一 4 ． 0 m～ 一5 ． 5 m， 两 岸堤 顶高 程 4 ． 5～8 ． 0 m。 河槽 两岸滩地 地势平 坦 ， 人工 开挖 的水 产养殖坑 塘星 罗棋 布 ， 一 般 塘 底 高 程 2 ． 0 ～2 ． 5 m， 塘 埂 顶 高 程 3 ． 2 ～4 ． 0 m 。 3施工总体流程 该工程地下连续墙施工采用钢筋混凝土现 浇结构 导墙 ， 通过 泥浆 护壁 ， 用 液压 抓 斗成 槽 机进 行 挖 土成 槽 ， 用双导管法进行水下混凝土浇筑 。 采用液压抓斗 设备沿 事先 修筑 的导墙 ， 按 设计 图 纸尺 寸分割槽段 ， 在钢筋混凝土导墙 中抓取 土体 ， 同时 注入优质泥浆进行槽孔护壁 ， 待槽段挖至设计 深度后 ， 下设钢管 隔离桩 ， 吊放钢筋笼入槽 ， 布设混凝 土浇注导 管 ， 进行水下混凝土浇注成墙 。成槽采用 间隔法施工 。 31 一水利建设与管理 施 工工艺流程见 图 1 。 2 0 1 1 年 第 1 2期 图 1 液压抓斗成槽地下连续墙工艺流程 4施 工工 艺 4 ． 1 导墙施工 导墙 主要 为液压 抓斗 成槽 ， 起 到导 向及 维护 泥浆 护壁 的作 用 ， 另外 还承担 固定钢管隔离桩 、 钢 筋笼及浇 注机械等作 用。其施工顺序见图 2 。 图 2 导墙施工流程 4 ． 1 ． 1 平面定位 根据设计图纸 测放地 下连 续墙 轴线控 制 点 ， 再 根 据地 下连续墙轴线控制点测放 导墙施 工控制 线 ，导墙 施 工时严 格按 照控制 点施工 ， 最后在 施工好 的导墙 上 用 红漆标识 出地 下连续 墙 的槽 段编号 ， 以确保 地下 连 续墙平 面定位精度达到设计要求 。 4 ． 1 ． 2导墙结构与施工 作业 面场地整平及地 下水 降至作业 面 以下 1 ． 0～ 2 ． 0 m后 ， 进行导墙施工 。导墙墙 顶 比设计地 下连续 墙 顶 高程 高 0 ． 5 m， 以便控制浮浆 。导墙 断面做 成“ 『 ” 形 。该形 状的优点 是 ： 施工 方便 ， 开 挖量 小 ， 可 利用 土 模 ， 使用 时较为稳定 ， 不易产生沉 降变形 。 导墙 采用 C 2 5混凝土浇注 ， 导墙顶面高 出地 面 ， 以 防雨水 流入槽 内稀释及污染泥浆 。导墙 净间距为设 计 墙厚加 5 c m， 1 5～ 2 0 m设一道 分缝 ， 两 侧导墙所 分 的施 工缝错 开布置 。 3 2 导墙沟槽先用 挖掘机 开挖 ， 再 由人工进 行 修整 后 进 行钢筋绑扎 、 立 模板 。绑 扎钢 筋与 立好 的模 板要 确 保导墙的净距准确 ， 以及垂直度满足施 工要求 ， 待 工序 质量验收合格后 ， 再进行混凝 土浇 注。 导墙混凝土达到一定强度后 ， 开始 模板拆 除 ， 同时 每隔 2～3 I n在 导墙 内侧 墙 面用 1 0 e ra X 1 0 e ra( 墙厚 加 5 c m) 的木方上下对撑 ， 以防止 导墙 内侧变形 影 响成 槽 机的施工。在浇好 的混凝 土未 达到 设计 强度 之前 ， 禁 止重型机 械 和 运 输 设 备 在 旁 边行 驶 ， 以 免 引起 导 墙 变形 。 4 ． 2 分段标 志 根据设计施工 图纸 的要求 进行 槽段 划分 ， 同时编 上槽 段号 ， 并用红漆在导墙顶面做上标记 。用 D S Z 3水 准仪测得墙顶高程 ， 以控制挖槽 时的槽 深 ， 作为钢 管隔 离桩 、 安 置钢筋笼 、 浇筑混凝土的高程控 制 。导墙结 构 见 图 3 。 ■ ■ ■ 1 o 矛0 0’ d l O @ 2 o o — ． ．厂■ —_ ． ● ● 善 ● ● 一 _ ■＼ ● ● ● ● ／ ＼ 、 ■ ● ，3 0 0 5 0 0 ， 3 0 0 图 3 导墙结构 4 ． 3泥浆 配制 泥浆主要是在 挖槽过 程 中起护 壁作 用 ， 其 质量 好 坏直接影响到地下连续墙 的质量 与安全 。 4 ． 3 ． 1 泥浆选料 主要采用原土 制浆 ， 适 当配制 膨 润土 泥浆 。制备 的泥浆满足如下要求 ： a ． 循 环使 用 的泥 浆 每 隔 3 0 m i n检测 一 次 性能 指 标 ， 当泥浆超过规定 的指标 时 ， 作废浆 处理 。 b ．储 浆 池 内 的 泥 浆 定 时搅 动 ， 保 证 不 结 块 和 沉淀 。 4 ． 3 ． 2 泥浆制备 按要求在泥浆 搅拌机 中加 水 ， 再 加入 粉碎 的粘土 料 ， 不断搅拌至稠浆 ， 并检测其各项性 能指标是 否达到 周大炜等／ 三洋港枢纽工程钢筋混凝土地下连 续墙施工技术 规范要求 。 4 ． 3 ． 3 泥浆循环 a ．在挖槽 过程 中 ， 泥浆 由循 环池 注入 开挖槽 段 ， 边开挖边 注 入 ， 保 持 泥 浆 液 面距 离 导 墙 顶 面 不 小 于 0 ． 2 m， 并 高于地下水位 1 m以上。 b ．成槽过程 中 ， 采 用泵 吸反 循环 ， 泥 浆 由循 环池 泵入槽 内， 槽 内泥浆抽到沉淀池经物理处 理后 ， 返 回循 环 池 。 e ．混凝土灌 注 过程 中 ， 上 部 泥浆 返 回沉 淀池 ， 而 混凝土顶面 以上 4 m 内的泥 浆排 到 废浆 池 ， 原 则 上废 弃不用 。 4 ． 3 ． 4 泥浆 质量管 理 一 般地层及工 艺条件 下 ， 泥 浆质量 管理 按如 下要 求进行 ： a ．泥浆制作 所用原料符合 技术要求 ， 制备时符合 制备 的配合 比。 b ． 泥浆制作 中每班进行 两次质 量指标检 测 ， 新拌 泥浆在存放 2 4 h后 方可 使用 ， 补 充泥浆 时 须不 断用 泥 浆泵搅拌 。 c ．混凝土置换 出的泥浆 ， 及 时进行净 化调 整到需 要 的指标 ， 与新鲜泥浆混合循环使用 ； 不 可调净 的泥浆 排放到废浆池 ， 用泥浆泵运输 出场 。 4 ． 4成槽 当导槽 内充满泥浆 时 ， 进行挖 土成槽 ， 采用先 两侧 后 中间抓土法 成槽 ( 见 图 4) 。在成槽 过程 中， 严 格 控 制抓斗 的垂直度及平 面位置 。垂直度可 以通过显示 器 控制 ， 同时仔细观察 机械设备监测 系统 ， 偏 差超过允许 值时 ， 立 即进行 纠偏 。抓斗贴近基坑侧 导墙入槽 ， 机械 操作力求平稳 ， 及时补入泥浆 ， 维持 导墙 中泥浆液 面稳 定在低 于导墙顶 面 2 0 e ra 以下 。挖 出来 的土料 卸至 弃 土区 ， 挖槽 过程 中根据现场情 况 随时进行 泥浆 比重 的 检测 ， 并 密切 注意成槽 过程 中的异常情 况 ， 发现 问题及 时处理 。 第一施工段 I 第二施工段 图 4 间隔法施 工顺 序示意图 4 ． 5 清孔换浆 成槽 以后 ， 先用抓斗抓起槽底余 土及沉渣 ， 再用泵 举反循 环吸取 孔底沉渣 ， 并用刷 壁器清 除已浇墙段 混 凝土接头处 的凝胶物 。 4 ． 6 槽段 接头清刷 用 吊车 吊住刷壁器对槽段接头混凝土壁进 行上下 刷动 ， 以清除混凝土壁上 的杂物 ， 保证混凝 土搭 接处连 接牢靠 。 4 ． 7隔离桩设置 采用 间隔法施 工程 序 ， 在先 序施 工 的每个 槽 段两 端设 置钢 管隔 离桩 ， 桩 长 比墙 长 高 出 5 ( ) 0 c m。槽段 接 头采 用钢 管隔离桩 ， 在完成槽 段挖土后 将钢 管隔离桩 吊放槽段 的一端 ， 浇 筑混凝 土后初凝前转 动隔离桩 ， 施 工相 邻槽段 时拔 出隔离桩 。 4 ． 8 钢筋笼安置 钢筋笼 采取整体 吊放 ， 用 钢尺 量距精 确定位 ， 对 准 槽段 中心垂 直 、 匀速 、 缓缓下 放至设 计深 度 ， 不人 为加 压或 采用 自由坠落状促其 下沉。 钢筋笼 在放置过程 中受到阻力时 ， 不得强行人槽 ， 应分 析原 因 ， 采取相 应措施 ， 必要 时提出钢筋笼进行清 槽 ， 重新放 置。之后做好 固位工作 ， 固定好 的钢筋笼为 自由垂体 ， 且 与前后 的土体 间距基 本相等 ， 使钢筋笼 固 定 牢靠 ， 不发生移位 ， 尤其 防止在浇筑混 凝土时发生 上 浮 、 偏 位移动 。 4 ． 9 二次清孔 钢筋笼安放完成 后 ， 采用 空压机 气举 法进 行二次 清孔 ， 清孔 到位标准为 ： 刷洗槽段 接头混 凝土孔壁 的泥 皮的刷子钻 头上 不再 带 有泥 屑及 槽 底淤 积层 厚 不再 增 加 。 4 ． 1 0 墙体混凝土浇筑 墙体混凝土采用 为高性 能混凝 土浇 筑 ， 其 配合 比 指标为 ： 坍 落度 1 8 ～ 2 2 e ra， 混凝 土扩展度 3 6～ 4 4 c m， 含 砂率 4 0 ％ ～ 4 5 ％ ， 单位 胶凝 材 料用 量 4 5 0 k ~m ， 水 胶 比0 ． 4 3 5 ， 高性 能夕 力 口 剂 4 ． 5 k g 。 混凝土浇筑采用双导管法进行 ， 导管下设 时 ， 导管 底端距槽底不大于 5 0 e m； 导管距 孔端控制 间距不 大于 1 ． 5 m， 两套导管间距不 大 于 3 m。首 盘混凝 土灌 注前 ， 3 3 ■水利建设与管理 2 0 1 1 年 第1 2 期 其漏 斗 口门用 相应直径 的塑料 球封堵 ， 确保首 盘} 昆 凝 土灌 注与孔 内泥浆有效隔离 ， 保证混凝土 的浇注质量 。 混凝 土直接泵送 至浇筑 漏 斗架 中 ， 再 由浇注 漏 斗 架 同步分两路 分流至各浇注料斗 中。浇注过程 中控制 导管下 口插人混凝 土深度为 1 ． 5～5 m。双导管法 浇注 时 ， 严格控制两根 导管浇注量及浇注速度一致 ， 并 经 常 测量 槽孔两 端混凝 土上 升面 的位置 ， 以确保混凝 土浇 注上升面 的均 匀性 ， 各处 高差控制在 0 ． 3 r n以内。灌注 混凝土要连续 ， 不 能长时间中断 ， 控制混凝土 面上 升速 度不小于 2 m／ h 。 5关键工序质量控制措施 5 ． 1 导墙 及施工路基 地下连续墙 中心线 要求 定位 准确 ， 导 墙垂 直 度及 净距离满足设计要求 ； 施工 路基满 足成槽机 、 吊车及混 凝 土罐车行走宽度及 承载力的要 求 。 5 ． 2 成槽 槽段开挖是地 下连 续墙 施工 的 中心环节 ， 也 是保 证 工程质量 的关键 工作 。为 了使 槽段 施工 中不 坍塌 ， 保 持槽壁稳定 ， 控制措施 如下 ： a ． 控 制机械操作 。成槽 机械操 作要平 稳 ， 不 能猛 起猛落 ， 防止槽 内形成 负压区 ， 产生槽坍 。 b ． 强化泥浆工艺 。保 持好槽 内泥浆 高度 ， 并 高于 地 下 水 位 1 m 以上 。 e ．尽量减 小槽 口边 静 、 动 荷载 的作 用 ， 减 轻 地表 荷载 ， 具体 要求 ： 槽 壁 附近堆 载不 超过 2 0 k N ／ m ； 起 吊 设备及载重 汽车 的轮 缘距 离槽 壁 不小 于 3 ． 5 m。尽可 能保持挖槽连续施 工 ， 保持泥浆的正常流动 ， 以防静置 时间过长失 去护壁 作用。 d ．成槽过程 中注意 对垂直 度 、 泥浆 比重等 指标 的 测控 ， 注意观察成槽施 工时的泥浆损耗量 ， 及 时补充泥 浆 ， 控制浆液面在槽 口以下 3 0 e ra， 以保证 槽壁 的稳定 。 如 出现耗浆量 超过 正常值 或地 层严重漏 浆 ， 要及 时分 析原 因 ， 采取相 应堵 漏措施 ， 调 整泥浆 的配 合 比 ， 必要 时 向槽孔 内回填粘 土或加入粘土球 、 水泥 等 ， 再 用抓斗 下去 挤抓 ， 使 得粘 土等堵漏 物质 被挤入 渗流孔 隙或通 道 ， 起到堵漏作用 。 e ．缩短裸槽 时间。抓好工 序 间的衔 接 ， 使成 槽 至 3 4 浇灌 完混凝土时 间控制在 2 4 h以内。 f ．吊放钢筋笼时 ， 垂直 吊入槽 内 ， 以防捣插槽 壁引 起坍 塌 。 5 ． 3 接缝 在槽段成槽施工 中， 槽端部应保持垂 直 ， 并对 已完 成 的槽 段混凝 土 凹槽接 头处 ， 用 吊车 吊着 钢丝接 头刷 进行 上下 刷洗 ， 将先前 施工好 的墙体 接头 凹槽 中附着 的泥 土刷洗 干净 ， 以保证接头处混凝土连接 紧密。 5 ． 4防止混凝 土冷缝 出现 浇 筑混凝 土 的导 管 内径 采用 2 5 0 mm， 合 理布 置导 管位置 ， 导管离槽 端两 端接 头处 一般 不超 过 1 ． 5 m， 两 导管 间距 不大 于 3 ． 5 m， 选择 合适 的混 凝 土配 合 比 ， 保 证混凝 土连续浇灌 ， 以防堵管 ， 并控 制导 管插 入深 度 ， 浇注 时严 防断浇 ， 确保墙体 的浇注质量 。 6 成墙效果 墙体 施工结束后 ， 请独 立第 三方水 利 工程 质量 检 测单 位 使用地 质雷达对 岸墙下 及各段 翼墙 与铺 盖 、 护 底和 消力 池 下地 下 连续 墙 连续 性 和均 匀 性进 行 了抽 检 ， 在 防渗 墙 顶 部 中 间轴 线 位 置 布 置地 质 雷 达 测 线 3条 。 探测 结果显示 ：雷 达波 同相轴 连续 ， 未 见 明显 缺 陷特征 ， 表明检测 部位 防渗墙 墙体 总体 连续 、 完整 ， 未 发现存在 空洞现象 。 7结语 实践证 明 ： 该工程所采用 的钢筋 混凝 土地下 连续 墙施 工工 艺适 用于沿海 复杂 地质条 件下 防渗施 工 ， 同 时可有效 地保 持挖掘 面 的稳 定 ， 可 以为类 似海工 建筑 物防渗施 工所借鉴 。 参考文献 1 徐东强 ， 封国强． 地下连续墙施工技术应用研究 [ D] ． 河北工 业大学 ， 2 0 0 7 ． 2 张加俭， 马丹． 地下连续墙的设计与施 工[ J ] ． 长春工程学 院 学报 ( 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