調(diào)蓄池建造施工技術(shù)

陳 誠，吳 浩，宋立東，鄧鑫彬，苗中羽

（中建鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司，北京 102601）

1 工程概況

伊通河中段調(diào)蓄池工程位于吉林省長春市寬城區(qū)，沿伊通河中段共計分布9座調(diào)蓄池，調(diào)蓄量共計68.5萬m3。其中福山路調(diào)蓄池最大，其尺寸為202.5m×127.5m，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，調(diào)蓄池調(diào)蓄量達(dá)26.5萬m3。

圖1 調(diào)蓄池功能分區(qū)

中段9座調(diào)蓄池均采用地埋式池體，且大半調(diào)蓄池選址位于伊通河兩岸，少數(shù)幾個調(diào)蓄池選址位于伊通河河道內(nèi)。其池內(nèi)主要核心沖洗方式采用真空沖洗設(shè)備，池內(nèi)通過采用多道附壁閘方式以控制進(jìn)水量。調(diào)蓄池功能分區(qū)如圖1所示。

2 調(diào)蓄池施工重難點

在調(diào)蓄池工程建設(shè)中，其主要施工技術(shù)重難點包括以下內(nèi)容。[1]解決不利地質(zhì)條件下灌注樁成孔塌陷問題，保證樁身水下混凝土能順利澆筑；[2]針對邊坡坡角處塔式起重機(jī)基礎(chǔ)，采取一定的處理措施，保證塔式起重機(jī)安全；[3]優(yōu)化底板后澆帶常規(guī)攔網(wǎng)做法，保證底板施工進(jìn)度，以匹配節(jié)點工期實現(xiàn)；[4]優(yōu)化主體結(jié)構(gòu)，以滿足附壁閘安裝需求，保障設(shè)備運行。

3 不利地質(zhì)條件灌注樁成孔

地質(zhì)勘查報告表明，伊通河中段兩岸沿線地質(zhì)條件大體相同，主要為:雜填土→粉質(zhì)黏土→有機(jī)質(zhì)粉質(zhì)黏土→砂層→全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖→強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖→中等風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。

中段9座調(diào)蓄池其地質(zhì)層厚度存在一定差異，致使灌注樁沉孔期間，有些調(diào)蓄池采用常規(guī)機(jī)械旋挖鉆機(jī)干鉆即可沉孔，有些則出現(xiàn)嚴(yán)重塌孔現(xiàn)象。下面介紹針對塌孔現(xiàn)象采取的針對性措施。

3.1 鋼護(hù)筒加長法

在工程灌注樁鉆孔過程中若是出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，應(yīng)將實際鉆探出的地質(zhì)與地質(zhì)勘查報告進(jìn)行對比，綜合分析鉆孔點位附近地質(zhì)情況，進(jìn)而選擇相對應(yīng)措施。

在伊通河地質(zhì)條件下，施工中優(yōu)先采用旋挖鉆成孔，同時考慮到材料節(jié)約，將優(yōu)先采用旋挖鉆干鉆法，其次采用旋挖鉆結(jié)合泥漿護(hù)壁法。

但施工場地內(nèi)局部會出現(xiàn)雜填土較厚及與地勘報告不符情況，采用旋挖鉆成孔時常出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象?？紤]到機(jī)械進(jìn)出場費用等成本因素，更換機(jī)械不作為第一選擇，而往往根據(jù)原位雜填土地質(zhì)情況將1.2m高鋼護(hù)筒加長（通長為6m），以穿越塌孔層雜填土地質(zhì)，保證旋挖鉆能直接進(jìn)入粉質(zhì)黏土層，而后干鉆成孔。

3.2 長螺旋鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土法

若是出現(xiàn)塌孔的地層地質(zhì)為雜填土且雜填土土層較深，采用旋挖鉆+鋼護(hù)筒方式已無法解決此塌孔現(xiàn)象。為此，特采用長螺旋鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土法進(jìn)行灌注樁施工。

其主要是利用長螺旋鉆桿在鉆進(jìn)出土過程中對孔壁土體有一定的固結(jié)作用，同時對孔壁起到支撐作用，鉆桿鉆進(jìn)至設(shè)計深度后，即停止鉆進(jìn)并將鉆桿提升200mm左右，而后將鉆桿邊提升邊通過鉆桿內(nèi)部管道及鉆頭活門泵送超流態(tài)混凝土，鉆桿提升速度應(yīng)與灌入混凝土速度相對應(yīng)，在灌注至距離設(shè)計標(biāo)高1m左右時即可將鉆桿撤離；而后通過鋼筋籠上方震動電機(jī)將鋼筋籠振入樁孔內(nèi)即可。

采用這種方式不僅解決了不利地質(zhì)問題，同時節(jié)約部分人工費用，相較于其他樁機(jī)成孔經(jīng)濟(jì)合理。

3.3 不利地質(zhì)改良法

若是經(jīng)地質(zhì)勘查表明鉆孔灌注樁距離地面有較厚的砂層、淤泥層等易流動性地質(zhì)，采用加長鋼護(hù)筒方式也極易引起護(hù)筒下沉過程中四周流動性地質(zhì)從護(hù)筒底口返入內(nèi)部，造成塌孔現(xiàn)象。為此，針對此種地質(zhì)，應(yīng)采用地質(zhì)改良法，在塌孔四周滿打旋噴樁，樁身底嵌入泥巖層以加固土體，而后采用旋挖鉆機(jī)干鉆成孔即可。

采用此種方式解決了超厚砂層、淤泥層等易流動性地質(zhì)成孔塌陷問題，但此方法相較于其他方式成本較高。

4 邊坡塔式起重機(jī)基礎(chǔ)安全性

結(jié)構(gòu)施工中，材料等物資需采用垂直、水平運輸機(jī)械，其中最常見的是采用塔式起重機(jī)?？紤]到塔式起重機(jī)屬于高聳結(jié)構(gòu)，對其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)影響最大的往往是傾覆力矩值，同時其布置的平面位置對安全也是較為重要的影響因素。

在調(diào)蓄池建設(shè)過程中，考慮到物資調(diào)運、支護(hù)形式及施工作業(yè)廠區(qū)需覆蓋等事項，部分塔式起重機(jī)往往需布置在支護(hù)結(jié)構(gòu)坡頂或坡角處，但此種布置形式下，塔式起重機(jī)基礎(chǔ)需設(shè)置一定的穩(wěn)定性加強(qiáng)措施。通常采用以下做法。

坡角底部設(shè)置塔式起重機(jī)基礎(chǔ)情況下，在坡腳處設(shè)置工程圍護(hù)樁+預(yù)應(yīng)力錨索，圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)需驗算且能保證邊坡穩(wěn)定性方可進(jìn)行塔基施工，同時由于塔基設(shè)置在筏板放大角外側(cè)，需在塔基處設(shè)置擋水臺設(shè)施以防止基坑水將地層泡軟（見圖2）。

5 后澆帶攔網(wǎng)優(yōu)化

工程施工中，常采用“快易收口網(wǎng)+鋼筋網(wǎng)架支撐方式”進(jìn)行后澆帶臨時封閉，待兩側(cè)分區(qū)混凝土澆筑完畢并達(dá)到設(shè)計要求留置時間后方可對后澆帶進(jìn)行澆筑。但此種做法往往需在兩側(cè)筏板鋼筋施工完成約1d后方能完成后澆帶封閉，對于節(jié)點工期履約存在一定干擾。為此深化后澆帶臨時封閉做法，保證工期履約，具體做法如下。

采用工廠預(yù)制鋼板代替?zhèn)鹘y(tǒng)快易收口網(wǎng)，同時在預(yù)制鋼板上根據(jù)鋼筋規(guī)格型號預(yù)先開孔，其開孔直徑相較于鋼筋直徑大2個等級以便于鋼筋從孔洞內(nèi)順利穿入；由于筏板鋼筋往往采用雙層雙向鋼筋網(wǎng)片，故而預(yù)制鋼板開洞期間需保證此項以防止鋼筋不能自然搭接。上下2塊鋼板間設(shè)置止水鋼板，現(xiàn)場焊接，以保證后澆處新舊混凝土交接處的防水（見圖3）。

圖3 后澆帶鋼板深化剖面

6 附壁閘設(shè)備安裝

調(diào)蓄池附壁閘是控制進(jìn)入池內(nèi)雨污水量的關(guān)鍵設(shè)施，保證其與洞口能夠緊密貼合是重要指標(biāo)。

施工中有可能出現(xiàn)在主體結(jié)構(gòu)上先預(yù)埋套管而后穿管道封堵的情況，此種形式往往導(dǎo)致管中管封堵不嚴(yán)，出現(xiàn)地下水滲漏進(jìn)調(diào)蓄池現(xiàn)象；同時也會出現(xiàn)由于套管相對較大，使附壁閘四周預(yù)埋鋼板間距偏大，導(dǎo)致附壁閘無法與預(yù)埋鋼板焊接連接，進(jìn)而花費額外費用進(jìn)行重新處理。

圖2 坡角處塔基支護(hù)

故而針對附壁閘設(shè)備處預(yù)留洞口處處理往往采用預(yù)埋工程管而非套管式管中管，保證閘板兩側(cè)預(yù)埋鋼板間距符合設(shè)備要求，使設(shè)備能夠正常安裝；同時在附壁閘與結(jié)構(gòu)四周二次澆筑混凝土并振搗，使其密實不漏水（見圖4）。

圖4 附壁閘洞口埋管實景

7 結(jié)語

通過匯總伊通河中段調(diào)蓄池建造過程施工技術(shù)，總結(jié)不利地質(zhì)條件灌注樁成孔、邊坡塔式起重機(jī)基礎(chǔ)安全性、后澆帶攔網(wǎng)優(yōu)化、附壁閘設(shè)備安裝注意事項及解決措施等相應(yīng)經(jīng)驗，希望為后續(xù)城市水環(huán)境綜合治理中調(diào)蓄池建設(shè)提供參考。