水环境综合整治工程拦河闸基坑工程施工分析

2022-11-08官志龙广东省源天工程有限公司

珠江水运 2022年16期

官志龙广东省源天工程有限公司

受各种因素的影响，当前大部分水体污染情况已经超出了生物自净能力，这一情况的出现不仅严重威胁了水中生物的正常生存，还给人们的生命安全造成了不利影响。现阶段，为切实解决上述问题，各地纷纷开展了水环境综合治理工程，拦河闸作为水环境综合治理工程中的重要组成部分，提升其基坑工程施工质量，可以为工程预期目标的实现提供助力。

1.开展拦河闸基坑工程施工活动的意义

水土保持是当前生态环境可持续发展工作中不可忽视的重要工作内容，在水环境污染越发严重的当下，明确并分析水环境综合治理工程存在的风险因素，然后以此为基础，制定具有针对性的解决措施，成为了保证水环境综合治理工作的质量能够满足《水污染防治行动计划》要求的重要举措。具体来说，当前我国水利事业正在稳步推进，这一情况的出现不仅满足了人们对水资源的使用需要，还为水环境治理工作质量的提升提供了有效的支持，但由于水污染情况较为复杂，水环境治理工作无法在短时间取得良好效果。现阶段，为了进一步提升水环境质量工作的效率，依据当地的实际情况，建设科学合理的水环境综合整治工程体系，并且在对当地水环境情况进行细致分析后，建设合适的拦河闸，成为了对水环境进行分段治理，提升水环境治理工作质量的有效举措之一。需要注意的是，在当前的拦河闸工程施工过程中，为了切实保证拦河闸的使用质量能够满足水环境综合整治工程的实际需要，提升对拦河闸基坑工程施工情况的关注度，提升基坑施工的整体质量，以便为拦河闸整体质量安全提供有效的保障。

2.开展拦河闸基坑工程施工活动的方法

在开展海丰县龙津河水环境综合整治工程的过程中，为提升人民公园气盾坝、湿地公园气盾坝、龙舌埔广场水景坝基坑工程的安全性，加强对该工程拦河坝基坑施工活动的管控，可以在保证上述三座拦河坝的整体工程质量能够满足国家有关技术规范与设计单位对水环境综合整治工程要求的基础上，满足施工单位安全质量体系文件的要求，提升施工流程的规范性与可控性。

2.1 工程概况

2.1.1 施工区域概况

海丰县属亚热带海洋性气候，高温多雨，霜期短，日照时间充足，由于面临南海海洋性气候影响强烈，干湿分明。为了实现该区域水域环境的有效治理，推动当地生态文明环境的建设，海丰县共投资了23832.08万元，开展龙津河水环境综合整治工程。工程区域位于广东省汕尾市海丰县，该区域地势总体上为“北高南低”，区域内的主要河流为黄江河，河道宽约100m～200m。在完成该区域的地质资料进行与工程场地地质测绘工作后，可以了解到，该区域地层岩性主要包括：第四系冲积层（Q）粉质粘土及细砂、粗砂层、砂卵砾石等；侏罗系上统兜岭群上段（J），凝灰质流纹斑岩、流纹质凝灰岩、砂岩、页岩等；侏罗系下统金鸡群第一亚群（J），中厚层状石英砂岩、石英粉砂岩、长石石英砂岩、泥页岩等；侏罗系下统金鸡群第二亚群（J）细、中粒长石石英砂岩、石英砂岩等、泥页岩；第三系丹霞群（E），褐红色厚层状粗砾岩夹泥质砂砾岩、粉砂岩；燕山三期花岗岩（γ），主要出露在工程区北面，中南部零星有出露。

2.1.2 施工内容概述

工程施工活动的主要内容包括：第一，整治长度达3.23k m的防洪堤；第二，拆除旧的桥梁、水陂等结构，新建长度达5.78km的拦河闸、桥梁、栈道等结构；第三，整治长度为2.46km的红花地渠道、为县城供水厂埋设长度达2.45km的应急供水管道；第三，加固竹仔坑水库主、副坝，并对其进行防渗处理，在此过程中，还需要更换主坝涵管进口的金属结构，开展龙津河沿河两岸绿化美化等工作。在本次工程施工过程中，共新建了三座拦河闸，其位置分别位于龙津中桥下游处、彭湃故居公园处、324国道桥下游处，设置目的在于：在不影响水生物正常通行的基础上，控制上述区域的水位，美化区域环境。首先，位于龙津中桥下游的湿地公园气盾坝挡长度为30m，挡水高度为3.5m。坝体结构平面长×宽尺寸为32m×40m，在施工过程中，坝体基坑土方开挖施工方法为放坡开挖施工，开挖原地面标高为▽8.5m，开挖最底面标高为▽2.5m，开挖深度最深为6m。导流方式为明渠导流，导流明渠位于坝体右侧鱼塘处，河床被上下游围堰一次拦断，导流标准设为5年一遇，导流流量为46m/s。其次，位于彭湃故居龙舌埔广场水景坝的长度为48m，挡水高度为2.8m。坝体结构平面长×宽尺寸为49m×41.16m，在施工过程中，坝体基坑土方开挖施工方法为：先用直径为1m的钻孔灌注桩及直径0.5m高压旋喷桩对基坑进行支护处理，再进行开挖施工，开挖原地面标高为▽2.8m，开挖最底面标高为▽-2.8m，开挖深度最深为5.6m。导流方式为明渠导流，导流明渠在设置时利用了左岸地台两排钢板桩，河床被上下游围堰一次拦断，导流标准设为5年一遇，导流流量为62m/s。最后，位于324国道桥下游的人民公园气盾坝长度为55m，挡水高度为3m。坝体结构平面长×宽尺寸为57m×40m，在施工过程中，坝体基坑土方开挖施工方法为放坡开挖施工，开挖原地面标高为▽3.85m，开挖最底面标高为▽-4.4m，开挖深度最深为8.25m。导流方式为明渠导流，导流明渠位于坝体右侧，河床被上下游围堰一次拦断，导流标准设为5年一遇，导流流量为68m/s。对施工区域河水、土层条件进行分析后可以了解到，上述三座拦河闸坝址处的河水对钢结构具有一定的腐蚀性，因此，在应用钢筋混凝土结构进行工程施工时，应当选择合适的施工材料，并对钢结构进行合理的防腐处理。

2.2 基坑支护

2.2.1 支护方法

考虑到上述三座拦河闸所处位置与地质条件均存在一定的差别，为保证拦河坝在完工后有着良好的环境适应能力，可以在明确工程施工难度、施工成本、水环境综合治理工程需要等内容的基础上，采用合适的支护方式，提升拦河闸基坑施工的质量水平。具体来说，在本次工程施工过程中，湿地公园气盾坝和人民公园气盾坝的支护形式为1:1放坡开挖，龙舌埔广场水景坝的基坑支护形式为综合应用直径1m钻孔灌注桩及直径0.5m高压旋喷桩，在施工构成中，水景坝左侧采用联排Φ1000钻孔灌注桩进行支护，右侧综合应用Φ500高压旋喷桩止水与联排Φ1000钻孔灌注桩进行支护，支护和围堰施工完成后进行土方开挖。

2.2.2 施工方法

在本次拦河闸工程中，各拦河闸坝的导流施工以及人民公园气盾坝左岸放坡加固的钢板桩施工过程中，均需要开展钢板桩施工工作。在钢板桩施工过程中，应用的钢板桩均为9m长拉森Ⅳ型钢板桩，导流基坑支护施工过程中，采用的施工形式为“拉森钢板桩+钢管内撑”，并且为保证支护工作能够满足设计图纸的需要，在此过程中应用的钢板桩为9m的U型钢板桩。为了保证钢板桩施工工作质量符合基坑支护工作的实际需要，第一，在施工阶段，应保证支护采用的钢板桩的锁扣紧密、嵌塞油膏止水、垂直度偏差在1/150以下，沿基坑轴线方向左右允许偏差小于100mm；第二，在整个基坑开挖施工过程中，严禁随意拆除横撑，禁止在横撑上任意切割、电焊，也不能在横撑上搁置重物；第三，在使用前钢板桩，应对其材质与外观进行检验，若钢板桩上存在会对其质量产生影响的焊接件，则需要在使用钢板桩前及时割除焊接件，若钢板桩上存在割孔、断面缺损，应及时对其进行补强处理，若钢板桩锈蚀严重，应对钢板桩的实际断面厚度进行测量，在保证其厚度符合标准后，才能投入使用；第四，在施打钢板桩前，应保障全部施工人员已经明确了施工区域地下管线、构筑物的实际情况，并且在保证实际情况与事先了解的情况间不存在误差后，放出准确的支护桩线，再开展施打工作，并且在插打过程中，应时刻关注每条桩的垂直度，若桩的偏斜度过大，则应将桩拔起，重打；第五，钢板桩施工时采用的施工方法为屏风式打入法，并且钢板桩的打入顺序应当根据具体情况变化进行确定；第六，在施工过程中，应保证钢板桩打设的误差满足现行相关规范的要求，并且打入钢板桩后应及时进行桩体的闭水性检查，焊接修补漏水处，保证钢板桩的支护效果；第七，在钢板桩拔除前，应对拔桩顺序、拔桩时间进行细致研究，并且在钢板桩拔除后，通过及时在桩孔处灌满中粗海砂，随灌随拔的方式，避免拔桩引起地面沉降和位移；第八，在基坑拆、换横撑时，顺序为开挖、加撑的逆过程，即回填土至横撑以下0.5m时方可拆除横撑，并且在回填达到规定要求高度后，拔除钢板桩，然后在桩孔回填满中粗海砂。

在本次拦河闸工程中，龙舌埔广场水景坝需要开展灌注桩施工工作，在本次施工过程中，应用的灌注桩共有98条，其桩径为φ1000mm，桩长为15m。在施工过程中，灌注桩的桩径为1000mm，布设为间距1m，为了缩短工程施工时间，计划零2台钻机在20天内完成灌注桩的布设工作。为进一步提升灌注桩的施工质量，第一，在正式开展桩身施工前，需要先试成孔，以便了解工程施工设备、工艺、技术是否合适，若存在缩颈、塌孔、回淤等问题，则需要拟定补救措施或重新考虑施工设备及施工工艺，以便保证扩径量≤200mm，符合《建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2014)》的要求，在试验结束后，需要向设计单位提供试桩报告，若试桩结果不能满足设计要求，则需要设计单位及时修改设计，以便保证工程施工活动能够顺利推进。第二，在进行施工放线操作时，应保证放线人员在工作前已经清楚了解到整套图纸及有关变更文件的实际要求，在工作中可以依据《桩平面布置图》、经过批准的测量放线方案进行工作，完成施工测量平面方格坐标图的绘制工作。第三，在绘制桩位编号图确定施工路线时，应当以施工现场的实际情况、机械设备工作状态为基础，明确灌注桩施工编号，确定施工路线，在避免钻孔与灌料工作产生相互影响的同时，提升钻机移位速率，为工程整体施工效率的提升提供有效的支持。第四，在埋设护筒时，本次工程施工活动应用的护筒钢板厚度为5mm，护筒内径比设计桩径大100mm左右，长度在1.1m的范围内，为进一步提升护筒埋设的可靠性，在埋设工作开始前，需要先将桩位控制点从两个方向引到旁边约80cm处，再开始挖桩孔，在此过程中，应保证桩孔的直径比护筒略大，在桩孔挖成后，从桩位控制点校验桩位误差，若误差小于1cm时，将桩位引到孔中，埋设护筒，在埋设过程中，应保证护筒比自然地坪高出30cm。第五，为了便于造浆工作的开展，以及实现泥浆的循环利用，可以在施工现场区域的合适位置挖设泥浆池，在本次工程施工过程中，泥浆池挖设数量为3个，每个泥浆池的长、宽、高为3m、1.5m、1.5m，并且为了便于泥浆的循环利用，可以从沉淀池到桩孔部位挖设导浆沟，并在导浆沟内挖设沉淀槽，降低后续工程施工阶段，泥浆沉淀使用的难度。第六，在成孔施工阶段，可以使用十字翼回转钻头，并且通过保证钻头直径大小与设计桩径相同，并且在钻进过程中可以应用正循环成孔方式，在钻孔过程中以及钻孔工作完成后，均需要及时清除孔内的杂质，为后续工程施工活动的开展提供有效的支持。第七，在钢筋笼制作吊装过程中，应当先对钢筋进行除锈、去油等杂质去除处理，然后调直钢筋，再依据工程施工需要，合理搭配钢筋的型号、直径、长度，并开展钢筋笼的绑扎工作。在钢筋笼制作完成后，可以用汽车吊作为起吊设备，需要注意的是，为了避免钢筋在吊装过程中出现弯折问题，加强起吊部分的保护，轻拿轻放、避免磕碰成为了一项极为必要的工作，在将钢筋笼放置在合适位置后，可以通过及时固定吊筋的方式，避免钢筋笼发生移动，保证后续基坑施工工作的顺利开展。第八，在灌注桩施工过程中，混凝土的质量与灌注桩的工作效果之间存在着直接的联系，在本次工程施工阶段，考虑到基坑混凝土长时间处于水下环境中，为了保证灌注桩的使用安全，应用的混凝土为C30水下混凝土，混凝土拌制、运输均由混凝土供应商负责，在混凝土运输至施工现场后，由监理、业主、质检、施工单位共同对混凝土的质量进行监督检验。第九，在混凝土灌注过程中，灌注导管壁厚δ为3mm，直径为φ300，每节导管的长度在31m的范围内，采用螺栓连接、“O”型密封圈防止漏水漏气，为降低气泡、断层等问题的出现概率，初灌正常后应连续灌注，不得中途停工，并且灌注过程中应当不断用测锤测量砼面上升高度，保证埋管深度在2—6之间。