劉永
(廣東水電二局股份有限公司)
韓江榕江練江水系連通后續(xù)優(yōu)化工程建施工4 標為輸水干線古巷分水口至關埠取水口段的一部分。本標段輸水線路分為四段,第一段起點為揭陽市潮陽區(qū)關埠鎮(zhèn)GX13工作井,向北掘進穿過榕江沿G1523國道到達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標負責,GX13工作井為施工4標負責,該段為單線φ6700 混凝土內襯盾構隧洞長約2.30km;第二段為起點為GX16 工作井,沿甬莞高速向東北方向掘進至GX13 工作井,區(qū)間范圍為GX13 工作井~GX16 工作井,該為單線φ6600 混凝土內襯盾構隧洞長約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,至甬莞高速西側轉向南,沿甬莞高速西側布置,穿過榕江,從甬莞高速保護范圍外和榕江保護范圍線間的農田布置,直至關埠分水豎井,再分水至關埠取水口。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,進場交通為專用道路,道路為四級公路,汽車荷載為公路-Ⅱ級。
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,底板直徑22m,開挖深度8.8m;關埠溢流閘基坑開挖擬采用挖機接力的方式開挖出土;關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 以內范圍內的開挖采用基坑內反鏟挖掘機+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運渣土車,并運送至指定地點堆放;開挖深度超過20m 部分的土方及石方由基坑內反鏟挖掘機開挖,再由60t龍門吊通過18m3的渣土斗運輸至地面,再由挖掘機、渣土車轉運至指定地點堆放。由上至下分層進行開挖,每層開挖深度不超5m。
⑵土方填筑,采用進占法的方式進行卸料、攤鋪、平整及碾壓施工。15~20t 自卸車進場卸料,機械推土機平整,25t振動壓路機碾壓密實。
本標段中GX13 工作井圍護結構、GX14 工作井圍護結構、GX15 工作井圍護結構、GX16 工作井圍護結構為鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結構。GX13 工作井地下連續(xù)墻厚度為1.0m、深度76.5m、混凝土標號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、混凝土標號C30、W6。
根據項目工程地質情況、工期要求結合本區(qū)域水文地質情況,工作井地下連續(xù)墻成槽采用“抓銑結合”施工法。上部采用液壓抓槽機成槽,下部采用雙輪銑槽機直接銑槽施工。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,水下混凝土運輸至現場采用導管法澆筑。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
本標段新建4座工作井,分別為GX13盾構井(GX25+163.747),GX14 盾構井(GX26+268.924),GX15 盾構井(GX28+168.864),GX16 工作井(GX29+743.150)。工作井廠區(qū)地面均高于現狀地面,四周設置擋墻,擋墻基礎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、淤泥質黏土層、粉砂、黏土、粉質黏土、粗砂、砂質黏土、淤泥質砂、粉細砂等?;娱_挖采用地下連續(xù)墻垂直支護,工作井內襯墻采用逆作法施工。地下連續(xù)墻墻厚1.0m,嵌入井底,逆作法內襯墻厚1.2~1.5m,大體積混凝土實施溫度控制措施,減少溫度裂縫。
單線φ6700 混凝土內襯盾構隧洞長約2.30km,隧洞樁號GX22+841~GX25+136。洞身范圍主要地質為②-2 黏性土、②-3 中粗砂、②-4 淤泥質土。最大坡度為-0.74‰,最小轉彎半徑350m,采用標準的盾構隧洞尺寸,抗?jié)B等級W12。采用鋼筋混凝土內襯結構,管片外徑為6.7m,輸水內徑為5.1m。管片厚0.35m,鋼筋混凝土內襯厚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施工。
單線φ6600 混凝土內襯盾構隧洞長約4.68km,隧洞樁號GX25+136~GX29+804。洞身范圍主要地質為②-2 黏性土、②-3 中粗砂、②-4 淤泥質土。最大坡度為-0.74‰,最小轉彎半徑350m,采用標準的盾構隧洞尺寸,抗?jié)B等級W12。采用鋼筋混凝土內襯結構,管片外徑為6.6m,輸水內徑為5.1m。管片厚0.35m,鋼筋混凝土內襯厚0.40m,環(huán)寬1.5m,管片通過鍍鋅螺栓連接。擬采用3 臺泥水平衡盾構施工。盾構掘進施工工藝流程[2]見圖2。
圖2 盾構掘進施工工藝流程圖
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 混凝土內襯盾構隧洞,外襯采用預制鋼筋混凝土管片,外徑6.7m,管片厚度0.35m,環(huán)寬1.5m,鋼筋混凝土內襯厚度0.45m,過水斷面內徑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 混凝土內襯盾構隧洞,外襯采用預制鋼筋混凝土管片,外徑6.6m,管片厚度0.35m,環(huán)寬1.5m,鋼筋混凝土內襯厚度0.40m,過水斷面內徑5.1m。
二次襯砌采用全圓式針梁鋼模臺車進行施工,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、拱頂回填灌漿等。
金灶高位水池設置在金灶泵站廠區(qū)內,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,進水管位于水池東北側,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,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,上部內徑13m,下部內徑12m。高位水池底部樁基礎采用梅花形布置的C30Φ1000@3000 混凝土鉆孔灌注樁,底板厚度3m,外徑22m。底板上預埋4 根DN1200 穿墻套管和1根DN2800 穿墻套管,分別起到進出水的作用。在池壁高程為45.197 處預埋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
關埠溢流閘結合GX16 永久盾構井布置,GX16 盾構井內徑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、混凝土結構施工等[3-5]。
關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,內水工作壓力為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‰,內水工作壓力為0.6MPa。
在GX13工作井進行灌注樁作業(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。
GX13、GX14、GX15、GX16 盾構井圍護結構采用連續(xù)墻結構形式,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(盾構中心高程上、下分別為7.0m 和7m);GX14 盾構井洞口地層為土層,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(盾構中心高程上、下分別為7m 和2.5m);GX15 盾構井洞口地層為土層,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(盾構中心高程上、下分別為7m 和2.5m);GX16 盾構井洞口地層為土層,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(盾構中心高程上、下分別為5.4m 和5.4m)。關埠連通閘基坑支護、埋管段基坑支護均有旋噴樁,具體參數按施工設計圖紙。旋噴樁施工按設計圖紙的相關要求,選擇地質條件具有代表性的地段,進行高壓噴射灌漿的現場工藝試驗,以檢驗設計參數和施工工藝,進一步確定施工參數、漿液性能等。
本工程施工導流圍堰主要包括關埠溢流閘導流、工作井各井口工區(qū)的圍堰防洪排澇及場區(qū)排水等[6]。關埠溢流閘施工圍堰型式采用雙排拉森Ⅳ型鋼板樁,基礎處理采用Ф600@450格構式水泥攪拌樁進行加固。
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”水資源配置骨干網的重要組成部分。鑒于此,本文精細化分析了該優(yōu)化工程建設過程中土石方開挖、地下連續(xù)墻、工作井結構及隧洞施工等采取的關鍵技術,其中基坑開挖采用地下連續(xù)墻垂直支護,工作井內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。上述精細化施工技術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,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)經濟社會高質量發(fā)展具有重要的意義。