韓江榕江練江水系連通后續(xù)優(yōu)化工程施工技術(shù)

劉永

（廣東水電二局股份有限公司）

1 工程概況

韓江榕江練江水系連通后續(xù)優(yōu)化工程建施工4 標(biāo)為輸水干線古巷分水口至關(guān)埠取水口段的一部分。本標(biāo)段輸水線路分為四段，第一段起點(diǎn)為揭陽市潮陽區(qū)關(guān)埠鎮(zhèn)GX13工作井，向北掘進(jìn)穿過榕江沿G1523國道到達(dá)GX12工作井，區(qū)間范圍為GX12工作井～GX13工作井，其中GX12工作井為施工2標(biāo)負(fù)責(zé)，GX13工作井為施工4標(biāo)負(fù)責(zé)，該段為單線φ6700 混凝土內(nèi)襯盾構(gòu)隧洞長約2.30km；第二段為起點(diǎn)為GX16 工作井，沿甬莞高速向東北方向掘進(jìn)至GX13 工作井，區(qū)間范圍為GX13 工作井～GX16 工作井，該為單線φ6600 混凝土內(nèi)襯盾構(gòu)隧洞長約4.68km；第三段為單線φ2800 陸地埋SP 管輸水隧洞長約0.50km；第四段為單線φ2800 陸地埋PCCP 管輸水隧洞長約0.20km。輸水線路沿G206國道向東南方向布置，至甬莞高速西側(cè)轉(zhuǎn)向南，沿甬莞高速西側(cè)布置，穿過榕江，從甬莞高速保護(hù)范圍外和榕江保護(hù)范圍線間的農(nóng)田布置，直至關(guān)埠分水豎井，再分水至關(guān)埠取水口。包括輸水隧洞及線路上的工作井等主要建筑物。主要建筑物級別為1 級，進(jìn)場交通為專用道路，道路為四級公路，汽車荷載為公路-Ⅱ級。

2 優(yōu)化工程施工技術(shù)

2.1 土石方開挖、土方填筑施工

本工程土石方開挖主要為GX13 工作井，開挖量為24257m3，開挖深度40.22m；GX14 工作井，開挖量為15675m3，開挖深度38.67m；GX15 工作井，開挖量為15242m3，開 挖深度37.59m；GX16 工作井，開挖量為23228m3，開挖深度38.5m。高位水池采用拉森Ⅳ型鋼板樁支護(hù)，底板直徑22m，開挖深度8.8m；關(guān)埠溢流閘基坑開挖擬采用挖機(jī)接力的方式開挖出土；關(guān)埠泵站至金灶高位水池采用明挖埋管方式連接，CYA0+000～CYA0+501.962 基坑分層分塊開挖、CYA0+501.962～CYA0+699.791放坡開挖、埋管后土方回填等。

⑴基坑土方開挖，開挖深度20m 以內(nèi)范圍內(nèi)的開挖采用基坑內(nèi)反鏟挖掘機(jī)+地面長臂式液壓抓斗配合開挖的方式，由長臂液壓抓斗將渣土轉(zhuǎn)運(yùn)渣土車，并運(yùn)送至指定地點(diǎn)堆放；開挖深度超過20m 部分的土方及石方由基坑內(nèi)反鏟挖掘機(jī)開挖，再由60t龍門吊通過18m3的渣土斗運(yùn)輸至地面，再由挖掘機(jī)、渣土車轉(zhuǎn)運(yùn)至指定地點(diǎn)堆放。由上至下分層進(jìn)行開挖，每層開挖深度不超5m。

⑵土方填筑，采用進(jìn)占法的方式進(jìn)行卸料、攤鋪、平整及碾壓施工。15～20t 自卸車進(jìn)場卸料，機(jī)械推土機(jī)平整，25t振動壓路機(jī)碾壓密實(shí)。

2.2 鋼筋混凝土地下連續(xù)墻施工

本標(biāo)段中GX13 工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)、GX14 工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)、GX15 工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)、GX16 工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。GX13 工作井地下連續(xù)墻厚度為1.0m、深度76.5m、混凝土標(biāo)號C30、W6；GX14工作井地下連續(xù)墻厚度為1.0m、深度86.5m、混凝土標(biāo)號C30、W6；GX15工作井地下連續(xù)墻厚度為1.0m、深度66.0m、混凝土標(biāo)號C30、W6；GX16工作井地下連續(xù)墻厚度為1.0m、深度56.5m、混凝土標(biāo)號C30、W6。

根據(jù)項(xiàng)目工程地質(zhì)情況、工期要求結(jié)合本區(qū)域水文地質(zhì)情況，工作井地下連續(xù)墻成槽采用“抓銑結(jié)合”施工法。上部采用液壓抓槽機(jī)成槽，下部采用雙輪銑槽機(jī)直接銑槽施工。槽單元槽段宜采用間隔一個槽段的跳幅施工順序。鋼筋籠采用350T 履帶吊吊裝，水下混凝土運(yùn)輸至現(xiàn)場采用導(dǎo)管法澆筑。鋼筋混凝土地下連續(xù)墻施工工藝[1]見圖1。

圖1 鋼筋混凝土地下連續(xù)墻施工工藝流程圖

2.3 工作井結(jié)構(gòu)施工

本標(biāo)段新建4座工作井，分別為GX13盾構(gòu)井(GX25+163.747)，GX14 盾構(gòu)井(GX26+268.924)，GX15 盾構(gòu)井(GX28+168.864)，GX16 工作井(GX29+743.150)。工作井廠區(qū)地面均高于現(xiàn)狀地面，四周設(shè)置擋墻，擋墻基礎(chǔ)采用水泥攪拌樁處理，廠區(qū)地面采用C30混凝土。

GX13、GX14、GX15、GX16 盾構(gòu)井平面布置均為圓形，為單線使用。四座井處于沖積平原地層主要為第四系淤泥、黏土及沖積砂層，包括人工填土、淤泥、淤泥質(zhì)黏土層、粉砂、黏土、粉質(zhì)黏土、粗砂、砂質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)砂、粉細(xì)砂等。基坑開挖采用地下連續(xù)墻垂直支護(hù)，工作井內(nèi)襯墻采用逆作法施工。地下連續(xù)墻墻厚1.0m，嵌入井底，逆作法內(nèi)襯墻厚1.2～1.5m，大體積混凝土實(shí)施溫度控制措施，減少溫度裂縫。

2.4 盾構(gòu)法隧洞施工

單線φ6700 混凝土內(nèi)襯盾構(gòu)隧洞長約2.30km，隧洞樁號GX22+841～GX25+136。洞身范圍主要地質(zhì)為②-2 黏性土、②-3 中粗砂、②-4 淤泥質(zhì)土。最大坡度為-0.74‰，最小轉(zhuǎn)彎半徑350m，采用標(biāo)準(zhǔn)的盾構(gòu)隧洞尺寸，抗?jié)B等級W12。采用鋼筋混凝土內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，管片外徑為6.7m，輸水內(nèi)徑為5.1m。管片厚0.35m，鋼筋混凝土內(nèi)襯厚0.45m，環(huán)寬1.5m，管片通過鍍鋅螺栓連接。擬采用一臺泥水平衡盾構(gòu)施工。

單線φ6600 混凝土內(nèi)襯盾構(gòu)隧洞長約4.68km，隧洞樁號GX25+136～GX29+804。洞身范圍主要地質(zhì)為②-2 黏性土、②-3 中粗砂、②-4 淤泥質(zhì)土。最大坡度為-0.74‰，最小轉(zhuǎn)彎半徑350m，采用標(biāo)準(zhǔn)的盾構(gòu)隧洞尺寸，抗?jié)B等級W12。采用鋼筋混凝土內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，管片外徑為6.6m，輸水內(nèi)徑為5.1m。管片厚0.35m，鋼筋混凝土內(nèi)襯厚0.40m，環(huán)寬1.5m，管片通過鍍鋅螺栓連接。擬采用3 臺泥水平衡盾構(gòu)施工。盾構(gòu)掘進(jìn)施工工藝流程[2]見圖2。

圖2 盾構(gòu)掘進(jìn)施工工藝流程圖

2.5 二次襯砌混凝土施工

單線輸水隧洞全長約6.98km，其中GX12-GX13 區(qū)間長度2.3km，斷面形式為φ6700 混凝土內(nèi)襯盾構(gòu)隧洞，外襯采用預(yù)制鋼筋混凝土管片，外徑6.7m，管片厚度0.35m，環(huán)寬1.5m，鋼筋混凝土內(nèi)襯厚度0.45m，過水?dāng)嗝鎯?nèi)徑5.1m；GX13-GX14-GX15-GX16 三個區(qū)間長度分別為1.38km、1.65km、1.57km，斷面形式為φ6600 混凝土內(nèi)襯盾構(gòu)隧洞，外襯采用預(yù)制鋼筋混凝土管片，外徑6.6m，管片厚度0.35m，環(huán)寬1.5m，鋼筋混凝土內(nèi)襯厚度0.40m，過水?dāng)嗝鎯?nèi)徑5.1m。

二次襯砌采用全圓式針梁鋼模臺車進(jìn)行施工，主要工序包括鋼筋綁扎、臺車移位定位、混凝土澆筑、脫模養(yǎng)護(hù)、拱頂回填灌漿等。

2.6 高位水池施工

金灶高位水池設(shè)置在金灶泵站廠區(qū)內(nèi)，緊接著泵站出水支管檢修閥井后面布置。金灶高位水池采用圓形斷面，進(jìn)水管位于水池東北側(cè)，是泵站出水支管4 根DN1200 壓力鋼管，管中心線高程4.1m；出水管位于水池東側(cè)，連接金灶泵站出水主管DN2800，管中心線高程4.1m。

金灶高位水池平面布置為外徑16m 的圓形，上部內(nèi)徑13m，下部內(nèi)徑12m。高位水池底部樁基礎(chǔ)采用梅花形布置的C30Φ1000@3000 混凝土鉆孔灌注樁，底板厚度3m，外徑22m。底板上預(yù)埋4 根DN1200 穿墻套管和1根DN2800 穿墻套管，分別起到進(jìn)出水的作用。在池壁高程為45.197 處預(yù)埋DN1200 穿墻套管，頂部安裝欄桿及“十”字混凝土梁（見圖3）。

圖3 金灶高位水池剖面示意圖

2.7 溢流池施工

關(guān)埠溢流閘結(jié)合GX16 永久盾構(gòu)井布置，GX16 盾構(gòu)井內(nèi)徑24.6m，堰頂高程3.654m，水平寬度21.0m。溢流閘主要由消能段、閘室段、箱涵段、翼墻段組成。溢流閘主要施工工藝有攪拌樁、鉆孔樁、地下連續(xù)墻、混凝土結(jié)構(gòu)施工等[3-5]。

2.8 明挖暗埋施工

關(guān)埠泵站至高位水池采用明挖埋管連接，樁號CYA0+000～CYA0+501.962 為單線φ2800 陸地埋SP 管段，最大坡度為-28.30‰，采用鋼板樁支護(hù)，內(nèi)水工作壓力為0.6MPa。樁號CYA0+501.962～CYA0+699.791 為單線φ2800 陸地埋PCCP 管段，坡度為4.43‰，內(nèi)水工作壓力為0.6MPa。

2.9 鉆孔樁施工

在GX13工作井進(jìn)行灌注樁作業(yè)1425m，空樁1675m，樁徑φ1000mm，采用C35 水下混凝土；在GX14 工作井進(jìn)行灌注樁作業(yè)640m，空樁1037m，樁徑φ1000mm，采用C35 水下混凝土。在管道施工有1675m，關(guān)埠溢流井有540m，箱涵有2376m，消能施工有324m，檢修閥井有480m，金灶高位水池施工有2750m，均采用樁徑φ 1000mm，采用C35水下混凝土。

2.10 旋噴樁施工

GX13、GX14、GX15、GX16 盾構(gòu)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用連續(xù)墻結(jié)構(gòu)形式，地下連續(xù)墻槽段間接縫均在基坑外采用旋噴樁φ600 雙管法高壓旋噴樁止水。GX13 盾構(gòu)井洞口地層為土層，采用φ1000三管旋噴樁加固，樁距600mm，排距650mm，洞口土體加固厚度（深度方向）約14m（盾構(gòu)中心高程上、下分別為7.0m 和7m）；GX14 盾構(gòu)井洞口地層為土層，采用φ1000三管旋噴樁加固，樁距600mm，排距650mm，洞口土體加固厚度（深度方向）約9.5m（盾構(gòu)中心高程上、下分別為7m 和2.5m）；GX15 盾構(gòu)井洞口地層為土層，采用φ1000三管旋噴樁加固，樁距600mm，排距650mm，洞口土體加固厚度（深度方向）約9.5m（盾構(gòu)中心高程上、下分別為7m 和2.5m）；GX16 盾構(gòu)井洞口地層為土層，采用φ1000三管旋噴樁加固，樁距600mm，排距650mm，洞口土體加固厚度（深度方向）約9.5m（盾構(gòu)中心高程上、下分別為7m和7m），頂管洞口地層為土層，采用φ1000 三管旋噴樁加固，樁距600mm，排距650mm，洞口土體加固厚度（深度方向）約10.8m（盾構(gòu)中心高程上、下分別為5.4m 和5.4m）。關(guān)埠連通閘基坑支護(hù)、埋管段基坑支護(hù)均有旋噴樁，具體參數(shù)按施工設(shè)計(jì)圖紙。旋噴樁施工按設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求，選擇地質(zhì)條件具有代表性的地段，進(jìn)行高壓噴射灌漿的現(xiàn)場工藝試驗(yàn)，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝，進(jìn)一步確定施工參數(shù)、漿液性能等。

2.11 圍堰導(dǎo)流施工

本工程施工導(dǎo)流圍堰主要包括關(guān)埠溢流閘導(dǎo)流、工作井各井口工區(qū)的圍堰防洪排澇及場區(qū)排水等[6]。關(guān)埠溢流閘施工圍堰型式采用雙排拉森Ⅳ型鋼板樁，基礎(chǔ)處理采用Ф600@450格構(gòu)式水泥攪拌樁進(jìn)行加固。

3 結(jié)語

韓江榕江練江水系連通后續(xù)優(yōu)化工程是廣東省“五縱五橫”水資源配置骨干網(wǎng)的重要組成部分。鑒于此，本文精細(xì)化分析了該優(yōu)化工程建設(shè)過程中土石方開挖、地下連續(xù)墻、工作井結(jié)構(gòu)及隧洞施工等采取的關(guān)鍵技術(shù)，其中基坑開挖采用地下連續(xù)墻垂直支護(hù)，工作井內(nèi)襯墻采用逆作法施工，工作井地下連續(xù)墻成槽采用“抓銑結(jié)合”施工法；隧洞采用二次襯砌法施工，明挖暗埋施工及旋噴樁施工等工法；圍堰型式采用雙排拉森Ⅳ型鋼板。上述精細(xì)化施工技術(shù)保障了輸水涵洞工程的安全性及可靠性，助力精品水利工程建設(shè)，對解決粵東地區(qū)資源性缺水和工程性缺水問題、支撐粵東地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展具有重要的意義。