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1、南京劃子河船閘工程土建施工項目劃子河原防洪大堤邊坡加固技術方案 編 寫： 審 核： 批 準：劃子河原防洪大堤邊坡加固技術方案一、概況 在建的南京劃子河船閘位于劃子河長江入江口，船閘左側臨近劃子河堤頂2530m，開挖后的船閘閘首、閘室底板基坑底標高為-5.7-6.9m，堤頂標高為+9.0m，劃子河汛期最高水位在+7.5m左右，河堤內外水頭差14m以上。目前上閘首底板、閘室底板16#基坑底開挖面層高程約為-3.6-3.8m，基坑內設2050m3/h的水泵連續不間斷抽水。計劃船閘主體結構完建工期6個月，施工期跨汛期。考慮確保劃子河大堤安全穩定，尤其汛期劃子河汛期河堤安全穩定，建議對劃子河大堤采取加固2、措施。二、編制依據2.1、受項目部委托，南京水利科學研究院提供的南京劃子河船閘閘室段基坑開挖河堤變形及穩定分析，已于2009年6月11日上報。經驗算，基坑開挖高程-5.7m、劃子河水位8.0m時，不考慮劃子河大堤混凝土護坡防滲作用下，邊坡穩定安全系數為1.058，劃子河大堤邊坡處于臨界狀態，提出建議：“對船閘左側邊坡采取抗滑防護措施。特別是在后續工程中，隨著時間增長，抽水攜砂造成的危害更大，邊坡加固也更有必要予以考慮。”2.2、中交二航院提供的閘室處堤防穩定計算，基坑開挖高程-5.8m、劃子河水位7.8m時，不考慮劃子河大堤混凝土護坡防滲作用下，10-10剖面邊坡穩定安全系數為1.059，指出3、：“本船閘施工工期較長，易在汛期來臨之前（劃子河水位6.0m以下）完成劃子河側閘室、閘首底板的澆筑，并及時回填。若不能在汛期前完成以上工作，則需對臨河側邊坡采取抗滑防護措施。”2.3、據工程業務聯系單（施A-14-047），監理單位提出：“閘區施工對大堤穩定性存在直接影響，采取加固措施非常必要。”并認為：針對目前實際情況，即將進入汛期，施工單位盡快對大堤加固提出技術方案，報設計單位復核，確保下步順利施工。業主批復：“同意監理意見，請施工單位采取必要的安全保障措施，確保大堤安全。” 2.4、中交二航院于2008年8月份提供的南京劃子河船閘工程地質勘察報告。整個閘區-6.52+2.32米間為飽和流4、塑狀的淤泥質粉質粘土。開挖后的基坑坑壁主要為可塑狀粉質粘土、流塑狀淤泥質粉質粘土、軟塑狀粉質粘土夾砂層、松散-1粉細砂。工程性能較差，抗剪強度低，賦存有上層潛水，開挖底部為弱承壓水層，與長江水位聯系緊密。2.5、基坑開挖后近期對堤頂、坡面沉降、位移觀測記錄：堤頂處平均沉降10mm、位移累計達40mm，此位移量已超出設計預警值25mm范圍。三、建議加固方案3.1、沿閘室段上游左側堤頂+6.0米平臺處施工D1200鉆孔灌注樁，樁間距2.40米，樁長17米，自-12.0至+5.0米，總長98.4米；閘室下游段至下閘首二級平臺+3.0米平臺處施工D1200鉆孔灌注樁，樁間距2.40米，樁長15米，自-5、12.0至+3.0米，總長74.4米；兩種平臺鉆孔灌注樁斜向銜接，頂高程與地面高程相同，底高程-12.0米不變，總長16.8米。灌柱樁總計約80根，設計混凝土等級為C30水下泵送混凝土，在下閘首段+3.0米平臺澆筑1000*1200mm蓋梁，蓋梁砼等級為C30，與下閘首支護樁蓋梁以間距為5米的聯系梁連接，具體配筋見后附圖示。近期由工地試驗室設計砼配合比（7天強度），拌制采用現有拌和樓設備，用汽車泵實施澆筑。3.2、項目部基坑降排水方案抽水含砂量控制按建筑基坑支護技術規程（JGJ120-99）第8.3.14條含砂量不大于0.5的規定執行，目前工地試驗室和河海大學的平行驗證檢測數據均在0.1左右。6、5月22日中交二航院發來的 南京劃子河船閘工程基坑降水建議提出抽水含砂量控制在1/100000的概念，可以對堤防不造成影響，但此時管井施工除下閘首釘子戶處4口外全部結束。基于上述理由，由于基坑邊坡-1.5m以下全為粉細砂層，為減少深井抽水對河堤滲流穩定變形影響，改變基坑底降水漏斗曲線由“W”改為“V”型，在主體結構底板中軸線位置增設D350鋼管深井，兼作非完建期底板部位的減壓井。鋼管井布設間距為上下閘首中心各1口，閘室每分塊中心設1口，共13口，井底標高-18.1米，井口標高隨地面高程逐級降低。該方案因涉及在閘首閘室底板開孔，局部鋼筋處需彎折，同時減少了底板的受力截面，應征得設計部門的認可并做7、設計變更。四、大堤邊坡穩定驗算結果根據6月22日堤防加固審查意見，本工程閘塘處堤防抗滑穩定系數取1.15（2級堤防，施工期抗滑穩定安全系數），劃子河側設計水位取10年一遇設計洪水位7.5m。本次劃子河堤防穩定計算，根據地質勘察報告選取閘室處最不利斷面10-10，對劃子河船閘閘室位置開挖剖面進行堤防穩定計算。表1 穩定性驗算指標推薦值單元土體名稱及編號天然容量（N/m3）快剪固快C(Kpa)（度）C(Kpa)（度）粉質粘土18.58121416粉質粘土18.412141216淤泥質粉質粘土18.410111115粉質粘土夾砂18.712161022-1粉細砂19.3/18/30水泥攪拌樁防滲墻28、01025鉆孔灌注樁擋土墻2310045-計算項目： 10-10-5m-計算簡圖控制參數: 采用規范:堤防工程設計規范 計算工期:穩定滲流期 計算目標:安全系數計算 滑裂面形狀: 圓弧滑動法 不考慮地震坡面信息 坡面線段數 14 坡面線號 水平投影(m) 豎直投影(m) 超載數 1 20.320 0.000 0 2 5.260 2.190 0 3 10.832 4.510 0 4 0.500 0.208 0 5 2.358 0.982 0 6 6.749 2.810 0 7 1.250 0.000 0 8 1.000 0.000 0 9 1.250 0.000 0 10 6.400 4.0009、 0 11 8.000 0.000 0 12 17.025 -6.810 0 13 5.475 -2.190 0 14 19.661 0.000 0土層信息 坡面節點數 15 編號 X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 20.320 0.000 -2 25.580 2.190 -3 36.412 6.700 -4 36.912 6.908 -5 39.270 7.890 -6 46.020 10.700 -7 47.270 10.700 -8 48.270 10.700 -9 49.520 10.700 -10 55.920 14.700 -11 63.920 14.700 -10、12 80.945 7.890 -13 86.420 5.700 -14 106.081 5.700 附加節點數 13 編號 X(m) Y(m) 1 48.270 7.890 2 48.270 2.190 3 106.081 2.190 4 0.000 -14.780 5 106.081 -14.780 6 48.270 -4.300 7 47.270 -4.300 8 47.270 2.190 9 36.912 2.190 10 36.912 -8.800 11 36.412 -8.800 12 36.412 2.190 13 47.270 7.890 不同土性區域數 8 區號 重度 飽和重11、度 粘聚力 內摩擦角 水下粘聚 水下內摩 十字板? 強度增 十字板羲? 強度增長系 全孔壓 節點編號 (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 長系數 下值(kPa) 數水下值 系數 1 18.400 18.400 12.000 16.000 12.000 16.000 - - - - - (-11,-10,-9,-8,1,-12,) 2 18.400 18.400 11.000 15.000 11.000 15.000 - - - - - (-14,-13,-12,1,2,3,) 3 19.300 19.300 0.000 30.000 0.012、00 30.000 - - - - - (4,5,3,2,6,7,8,9,10,11,12,-2,-1,0,) 4 18.400 18.400 11.000 15.000 11.000 15.000 - - - - - (-2,12,-3,) 5 18.400 18.400 12.000 16.000 12.000 16.000 - - - - - (-5,13,-7,-6,) 6 18.400 18.400 11.000 15.000 11.000 15.000 - - - - - (13,-5,-4,9,8,) 7 23.000 23.000 100.000 45.000 100.000 13、45.000 - - - - - (7,6,2,1,-8,-7,13,8,) 8 20.000 20.000 10.000 25.000 10.000 25.000 - - - - - (11,10,9,-4,-3,12,)水面信息 采用有效應力法 孔隙水壓力采用近似方法計算 不考慮滲透力作用 考慮邊坡外側靜水壓力 水面線段數 16 水面線起始點坐標: (0.000,-0.500) 壩坡外水位: -0.500(m) 水面線號 水平投影(m) 豎直投影(m) 1 21.000 0.000 2 3.000 0.800 3 3.600 0.800 4 4.200 0.900 5 4.600 1.0014、0 6 0.500 1.000 7 3.000 1.000 8 3.000 1.000 9 3.400 1.000 10 3.400 1.000 11 3.800 1.000 12 3.800 1.100 13 3.800 1.100 14 3.600 1.000 15 3.600 1.000 16 10.000 0.000計算條件 圓弧穩定分析方法: 瑞典條分法 土條重切向分力與滑動方向反向時: 當下滑力對待 穩定計算目標: 指定圓心范圍搜索最危險滑裂面 條分法的土條寬度: 2.000(m) 搜索范圍最小X: 0.000(m), 搜索范圍最大X: 50.000(m) 搜索范圍最小Y: 10.15、000(m) 搜索范圍最大Y: 40.000(m) 搜索時的圓心步長: 2.000(m) 搜索時的半徑步長: 1.000(m)-計算結果:- 最不利滑動面: 滑動圓心 = (34.000,24.000)(m) 滑動半徑 = 31.697(m) 滑動安全系數 = 1.1631.15，滿足要求。開挖高程-5.7m,劃子河水位7.5m，加固前大堤抗滑穩定系數Fs1.104開挖高程-5.7m,劃子河水位7.5m，加固后大堤抗滑穩定系數Fs1.163建議采用直徑1.2m的鉆孔灌注樁，樁長取17m，樁間距取2.4m。可減少樁數，加快施工進度。五、施工方案5.1鉆孔樁加固5.1.1現場工況條件A、樁機平臺：16、由于上閘首至閘室底板6#段基坑已開挖至-3.63.8m，左側河堤按設計文件放坡修整成型，+6.0m以上平臺須重新修整加寬，足夠樁機行走作業。6#底板至下閘首段有部分拆遷樹木影響施工，屆時請業主等有關單位協調解決，避免出現施工機械停工狀況。B、泥漿池：在基坑設大小泥漿池若干，小泥漿池采用37kw泥漿泵循環造漿，大泥漿池作為集料池，采用槽罐車外運泥漿。C、造漿：根據現場地質大多為粉細砂土，且位于基坑兩側的深井水泵不間斷運行，鉆孔時的原土造漿不能保證正常鉆進成孔質量，孔內泥漿易流失。為避免泥漿流失，擬采用人工造漿：在鉆進過程中摻入水量的6%膨潤土、羧甲基纖維素 CMC摻量為膨潤土的0.1%，以提高增17、加泥漿粘度 、使地層表面形成薄膜而防止孔壁剝落 、降低失水量。D、動力：由于基坑土壤滲透系數遠遠大于原招標文件描述的滲透系數，目前使用的500KVA箱式變僅勉強夠現有基坑深井排水。堤身加固鉆孔樁機擬進場2臺，60KW/臺，共需用電達120KW，目前的網電遠遠不能滿足樁機負荷，擬進場1臺200KW柴油發電機，施工用電采用自發電。5.1.2施工工藝流程樁基平臺修整 樁機就位人工造漿、循環鉆進成孔鋼筋籠制作、運輸泥漿外運清 孔、驗孔鋼筋籠接籠灌注混凝土開挖樁頂余土蓋梁施工 鉆孔灌注樁施工工藝流程具體操作工序工藝，參見已上報的土方開挖、基坑支護、基坑降排水施工專項方案。5.2鋼管深井 擬在目前已開挖的閘室底板施工D350鋼管深井。鋼管壁厚3.5mm，設計鋼管底標高為-18.1米，底座采用鋼板焊接密封，管壁采用機械鉆孔，濾網及填料嚴格按中交二航院提供的南京劃子河船閘工程基坑降水建議施工。下一步抽水擬采用鋼管深井為主抽水，兩側現有的波紋管（水泥管）深井僅作輔助抽水或不抽水。