綜合港口工程中縱向滑道施工技術分析
——以毛塔南部綜合港口為例

朱慧演

（保利長大海外工程有限公司，廣東 廣州 510000）

毛里塔尼亞南部綜合港口工程滑道設計，斜坡段總長度由218m增至262m，長度增加了44m?；乐行木€和頂部高程不變，底標高由-12.03m調整至-14.967m。在緊鄰滑道底部增設沉砂池，沉砂池平面尺寸為10m×20m，底標高-15.967m，沉砂池周圍設C30現(xiàn)澆砼護坡，護坡從沉砂池頂部按1∶ 5坡比放坡至港池底-12.0m高程?；阑娱_挖至高程-15.967m，滲水層主要在中砂及細砂層，考慮淤泥質土及貝殼膠結層的相對不透水性，根據(jù)最新的地勘資料，參考地勘報告W140號水井試驗成果值，主要透水層滲透系數(shù)取6.31×10-3cm/s=5.452m/d進行計算。地下水分布高程為1.14m～2.04m，現(xiàn)場量測地表水位高程為2.5m。從施工難度、成本、工期以及安全等方面綜合考慮，采用抽砂船在縱向滑道斜坡段進行明抽施工。

1 施工準備

施工前準備工作如下：施工人員熟悉施工圖及各種資料，詳細掌握施工內容和設計意圖，做好圖紙會審和交底工作；施工涉及的土方運輸、材料機械進場等通過預留的施工道路進出，滑道基坑外施工道路寬12m，基坑內滑道兩側各預留>5m施工道路，根據(jù)開挖后的便道路況考慮鋪筑10cm厚碎石墊層，采用C25砼對施工道路進行硬化，硬化厚度10cm。對測量控制網(wǎng)進行設置，包括控制基線、軸線和水準基點，經過檢查復合無誤后，作為施工控制的依據(jù)。在施工區(qū)域內做好臨時性排水設施，在場地向排水方向做成≥0.2%的坡度，使場地不積水，必要時設置排水溝和排洪溝。機械設備進場，進行維護檢查、試運轉，使其處于良好的工作狀態(tài)[1]。

2 關鍵施工技術

2.1 深井降水技術

井徑采用700mm，過濾器直徑采用400mm，井深為24m（井管上部2節(jié)長8m的水泥井管，下部為長16m的過濾器），過濾器使用鋼筋骨架纏絲過濾器（豎筋?28mm～?32mm，外焊?20mm環(huán)筋），外包40目尼龍紗網(wǎng)一層，并注意接頭處包嚴。填礫規(guī)格為直徑5mm～10mm的小礫石，不均勻系數(shù)<2.0。采用鉆機降水、氣沖孔，當成孔時，須采用護管及護壁措施，孔徑與井管外壁要保留30cm的富裕度，以滿足填充過濾層要求，并用砂石過濾材料填滿，井管安置結束后，采用空吸法或活塞法進行洗井工作，出現(xiàn)清水后再洗8h停止。

井點降水管理包括以下7點：①水泵采用100m3/h～160m3/h，水泵吸水管口保持在動水以下，成井后進行單井試抽，檢查降水效果。②在降水過程中，定期取樣測試含砂量，保證含砂量≤0.5‰。③當正常降水時抽水井點應保持連續(xù)抽水，不要間歇和反復，以免擾動砂層，造成涌砂現(xiàn)象。④當水位降至設計標高后，視動水位穩(wěn)定程度和涌水量大小，可調整水泵出水量，以免降深超限，造成地面沉降。⑤降水期間應設長觀孔，進行水位預報，避免施工的盲目性。⑥降水井施工完畢，必須經驗收、檢驗，填寫驗收報告，合格后方可移動鉆機。⑦在降水前，應開始沉降觀測[2]。

基坑涌水量計算如公式（1）所示。

式中：Q為基坑涌水量，m3/d；K為滲透系數(shù)，m/d；R為滲水影響半徑，m；M為承壓含水層厚度，m；S為基坑水位降深，m；L為降水井中過濾器長度m；r0為基坑等效半徑，m。

單井涌水量計算過程如公式（2）所示。

式中：q為單井涌水量，m3/d；rs為過濾器半徑，m；L為降水井中過濾器長度，m；K為滲透系數(shù)，m/d。

降水井布置數(shù)量計算過程如公式（3）所示。

式中：n為降水井數(shù)量；Q為基坑涌水量，m3/d；q為單井涌水量，m3/d。

2.2 抽沙船降水技術

抽沙船從港池3號便道位置橫穿6號便道，抽一個口進入滑道降水區(qū)域。抽砂斷面坡度按1∶4進行設計，基坑斷面如下：抽砂船最大抽深為-19m，基坑最低水位保持在-17m，保持在-16m深度的滑道底部處于干燥環(huán)境的環(huán)境。抽砂船抽砂面積為50939m2，目前，抽沙點棄沙設在東側，遠離施工作業(yè)區(qū)防止水往回滲流。在目前水域的水位標高通過抽砂船及水泵抽水等方式排水到施工區(qū)域外進行控制，如圖1所示。

圖1 抽沙船基坑降水縱斷面示意

配置2臺2200m3/h小型抽砂船，利用潛臥式離心泵（自帶柴油機），利用泵頭高壓水槍將底部泥沙沖出1個坑的同時將泵體下沉，邊上的沙體會向已形成坑的區(qū)域坍塌和流動，再利用離心泵抽沙。對于小范圍施工來說，需要在岸邊設錨碇，然后通過不同方向卷揚機拉動船體移動，對于大范圍的清淤疏浚來說，采用卷揚機配合多個錨進行移動。施工參數(shù)控制見表1。

表1 抽砂船施工參數(shù)

2.3 土方開挖技術

滑道基坑開挖采用挖掘機和鏟車開挖，自卸汽車運輸?shù)姆绞?，對滑道基坑內的沙進行分層開挖。在抽沙船將水位降到設定標高后，挖機開挖沙面標高控制在水位以上15cm～20cm，創(chuàng)造自卸車能在沙面上行駛的條件。按照“縱向分段，豎向分層，從上到下”的施工原則進行基坑開挖，在施工過程中加強監(jiān)控量測，保障基坑開挖中的安全性?；影纯v向分段，依次從深基坑段向上坡段開挖，采用挖掘機直接挖除表層松散沙，自卸車運輸，邊坡采用挖機修整。在基坑開挖的過程中，加強施工監(jiān)控量測，隨時掌握土體壓力、邊坡穩(wěn)定以及地下水位變化等情況，做到信息化指導施工[3]。1）距離管井中心軸線外側回填寬7m的貝殼土便道，用于日常機械設備及作業(yè)人員通行，同時作為電路、水泵和邊坡的日常檢修的通道；距離管井中心軸線內側3m，采用全站儀現(xiàn)場施放開挖邊坡線，反鏟挖掘機采用后退式開挖的方式，開挖至第一級邊坡（坡度采用1∶2.5）坡腳高程-2.9m處，在橫移區(qū)往滑道水平段預留一條寬12m，縱坡5%的進出場道路，開挖基坑平面如圖2所示。2）預留第一級邊坡坡腳施工平臺，平臺寬2m，施工平臺內回填貝殼土，第一級邊坡按照100m間距設計4道檢修步梯，步梯位置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調整（初步定位為第20排和第40排樁相對的區(qū)域），步梯采用砂漿混凝土硬化，便于作業(yè)人員進行日常邊坡檢查與維護。3）在第一級邊坡施工平臺修筑完成后，開始沿著施工平臺外邊沿線開挖第二級邊坡，邊坡坡率按照1∶2.5開挖，開挖方法與第一級相同，坡底開挖到標高為-8.3m。二級邊坡開挖完成后，在坡腳位置預留2m的施工平臺，并在邊坡上按照70m間距設計2道檢修步梯，步梯位置可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調整（初步定位20排樁），步梯采用砂漿混凝土硬化，滿足作業(yè)人員進行日常邊坡檢查與維護。4）通過觀測抽沙船降水的水位變化情況，將水位降到設定的標高-14.967m以下，開始進行第三級邊坡開挖工作，邊坡坡率按照1∶2.5開挖，開挖標高為-8.3m。開挖方法與第一、二級相同，按照第三級設計邊坡施工到標高為-14.967m。

圖2 基坑開挖平面（單位：m）

當開挖深度超過2m時，其邊緣上面作業(yè)同樣應視為高處作業(yè)，要設置警告標志。在溝槽（坑）邊緣1m內不能推土或堆放物料；距溝槽（坑）邊緣1m～3m堆土高度≤1.5m；距溝槽（坑）邊緣3m～5m堆土高度≤2.5m；停置車輛、設備、起重機械以及振動機械≥4m；當小翻車往溝槽內卸料時，要設專道，并在距溝槽（坑）邊緣1m處設置限制器。當開挖時，應根據(jù)土質情況進行放坡或支撐防護。當挖掘深度超過1.5m，且不加支撐時，應按規(guī)定確定放坡坡度。如果施工區(qū)域狹窄不能放坡，那么應按規(guī)定采取圍壁措施。要注意固壁支撐的木料，不能出現(xiàn)槽、朽、斷和裂的現(xiàn)象。

3 邊坡穩(wěn)定性控制

縱向滑道監(jiān)控項目是在滑道基坑開挖后，及時在距離開挖線50cm布置有效的監(jiān)控點，監(jiān)控點采用長1m，直徑16mm螺紋鋼，打入邊坡內80cm，外露20cm；鋼筋頂部焊接鐵片用于貼十字反光貼，打入邊坡內的80cm鋼筋，開挖30cm×30cm的基坑澆筑砼進行包裹。在沿第一級邊坡坡頂環(huán)形布置10個監(jiān)控點，在基坑尾部，開挖深度最深的關鍵區(qū)域加密監(jiān)控點的數(shù)量，進行重點監(jiān)測；在沿第二級邊坡坡頂環(huán)形布置8個監(jiān)控點，在基坑尾部，開挖深度最深的關鍵區(qū)域加密監(jiān)控點的數(shù)量，進行重點監(jiān)測；在沿第三級邊坡坡頂環(huán)形布置6個監(jiān)控點，在基坑尾部，開挖深度最深的關鍵區(qū)域加密監(jiān)控點的數(shù)量，進行重點監(jiān)測。單個測點布置如圖3所示。

圖3 單個測點布置示意意（單位：m）

為了保證縱向滑道順利施工，在施工中將對滑道基坑邊坡頂水平位移、豎向位移沉降進行監(jiān)測，以便監(jiān)控部門及時匯總監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行預測，采取保護措施，完成信息化施工[4-5]。在滑道工程中以基坑開挖、鋼管樁成樁、下部結構施工監(jiān)測工作為重點的階段應根據(jù)施工工況適應加密監(jiān)測頻率。根據(jù)相關規(guī)范及設計要求，本次監(jiān)控內容為基坑周邊沉降及水平位移。

工作人員每天對基坑工程進行巡視必不可少，與其他監(jiān)測技術一樣重要。巡視內容包括基坑周邊的裂縫、沉陷發(fā)生和發(fā)展情況。主要觀測項目如下：1）側壁土體有無裂縫、沉陷和滑移。2）基坑有無涌沙、流沙和管涌。3）基坑周邊有無裂縫或塌陷。4）深井降水水泵的運行情況、水位下降的情況。5）基坑周邊有無超載情況。6）基坑邊坡有無滲水現(xiàn)象。監(jiān)測頻率見表2。

表2 現(xiàn)場監(jiān)測頻率

在監(jiān)測工作中，監(jiān)測精度應滿足以下要求：平面位移監(jiān)測誤差≤1mm；沉降位移監(jiān)測誤差≤0.4mm。監(jiān)測報警值應符合工程設計的限值、地下主體結構設計要求以及監(jiān)測對象的控制要求。監(jiān)測報警值應以監(jiān)測項目的累計變化量和變化速率值2個值控制，見表3。

表3 監(jiān)測報警值

當出現(xiàn)下列情況之一時，必須立即警報；如果情況比較嚴重，應立即停止施工，并對支護結構和周邊的保護對象采取應急措施：1）當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到報警值。2）基坑土體的位移出現(xiàn)異常情況或基坑出現(xiàn)滲漏、流砂、管涌、隆起或陷落等。3）根據(jù)當?shù)毓こ探涷炁袛啵霈F(xiàn)其他必須報警的情況。

當監(jiān)測項目的變化速率達到表中規(guī)定值或連續(xù)3天超過該值的70%時，應警報。

4 結語

在該工程縱向滑道項目中，基坑處理相對困難，通過深井降水和抽沙船配合降水有效控制了基坑水位，為縱向滑道施工提供了較好的條件，后期監(jiān)測可以保證施工質量。配合施工現(xiàn)場的綜合管理，提升工程質量。