廈門某海堤擋潮閘工程與鄰近大橋概況調(diào)研,水利工程論文

廈門某海堤擋潮閘工程與鄰近大橋概況調(diào)研,水利工程論文廈門某海堤開口改造工程地點(diǎn)位于某灣口的海堤上，海堤開口是某灣流域潮水進(jìn)出灣和洪水外泄的重要通道。為解決該海堤開口改造工程擋潮閘干地施工條件，工程采用臨時圍堰止水的辦法。臨時圍堰分為外圍堰和內(nèi)圍堰：外圍堰為現(xiàn)有某海堤，圍堰頂高程+7.5ｍ；內(nèi)圍堰為新填圍堰，圍堰頂高程+4.4ｍ。在施工經(jīng)過中發(fā)現(xiàn)某大橋橋墩處邊坡出現(xiàn)了局部滑坡。相關(guān)部門以為本工程的施工和設(shè)計對于鄰近的某大橋可能存在安全風(fēng)險問題。故文章針對某大橋和廈門某海堤擋潮閘工程進(jìn)行基本情況調(diào)查，并給出相關(guān)施工設(shè)計建議和措施。2基本構(gòu)造情況2.1大橋構(gòu)造基本大概情況大橋位于某港東端，橫跨某海灣，北端距某海堤約70m，南端約40m，橋梁全長1660m〔至臺尾〕，共有61孔27m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，每孔由11片T梁組成，梁高1.4m。橋面寬21m，設(shè)雙向四車道，按城市一級主干道設(shè)計，橋面標(biāo)高為6.50m~8.50m左右。下部構(gòu)造為鉆孔樁基礎(chǔ)，直徑為1.5m，雙柱墩頂應(yīng)力混凝土蓋梁，圓柱墩直徑為1.2m。局部橋梁樁基之間設(shè)有橫系梁，底標(biāo)高與海底平齊，在低水位時，系梁不露出水面。全線工程范圍K0+000～K2+654.73，主線全長2654.73m，華而不實(shí)跨某海灣橋長1620m，道路長1034.73m；除此之外起點(diǎn)處某平面穿插口，西環(huán)城路及杏濱路主線穿插長492.44m，終點(diǎn)處翁厝平面穿插口，翁角路與主線穿插長624.09m。2.2廈門某海堤擋潮閘構(gòu)造基本大概情況廈門某海堤開口改造工程地點(diǎn)位于某灣口的海堤上，海堤開口是某灣流域潮水進(jìn)出灣和洪水外泄的重要通道。為解決該海堤開口改造工程擋潮閘干地施工條件，工程采用臨時圍堰止水的辦法，臨時圍堰分為外圍堰和內(nèi)圍堰，外圍堰為現(xiàn)有某海堤，圍堰頂高程+7.5m；內(nèi)圍堰為新填圍堰，圍堰頂高程+4.4m。擋潮閘采用分離式閘室構(gòu)造，在閘板上設(shè)順?biāo)鞣较蛏炜s縫，將擋潮閘分為10個閘段，每個閘段呈T形，單孔閘室凈寬24m，閘墩長23.8m，厚均為3.0m。擋潮閘總長304m，總寬度246m。墩底板寬度16m，板厚2.0ｍ～3.0m，中底板寬度11m，板厚0.5m。擋潮閘西邊為某大橋，兩者相距只要24.3m〔中心線距離〕，基坑抽水、開挖區(qū)域基本在某大橋橋下進(jìn)行。圍堰內(nèi)總水域面積約為25000m2，潮位在-3.0m~+3.0m之間，總抽水量約為13104m3。基坑內(nèi)土方呈斜坡式，東面為靠近外圍堰的邊坡土，地面高程約為+3.0m，土質(zhì)為粘性土和砂性土；西面為靠近內(nèi)圍堰的原海底淤泥土，地面高程約為-6.0m~-8.0m?；娱_挖在圍堰內(nèi)抽水完成后進(jìn)行，基坑開挖底標(biāo)高為-8.34m，總開挖量為21.5104m3。閘墩墩身采用C35鋼筋混凝土構(gòu)造，為避免產(chǎn)生混凝土的收縮裂縫，以及提高混凝土的耐久性，在混凝土內(nèi)摻有聚丙烯纖維。另外，根據(jù)(海港工程混凝土構(gòu)造防腐技術(shù)規(guī)范〕的規(guī)定選用抗氯離子擴(kuò)散性能強(qiáng)的水泥，并添加適量的外加劑。閘室及閘墩底板均采用鋼筋混凝土構(gòu)造。本工程閘址選在海堤與某大橋之間狹長地段其地址情況復(fù)雜，地基表層存在原老海堤拋石層下的松懈砂性土、軟粘土、淤泥等軟弱地基，此類地基土均具有標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)小、承載力低、粘性土的天然含水量高、砂性土的天壤孔隙比大等特點(diǎn)，因而，閘墩選用沖孔灌注樁進(jìn)行地基處理，每孔閘段共布置35根直徑1300mm的灌注樁，閘室底板采用天然基礎(chǔ)。3基坑工程3.1基本大概情況擋潮閘及船閘施工基坑處于外圍堰和內(nèi)圍堰之間，外圍堰為現(xiàn)有某海堤，長530m，頂高程為+7.5m；內(nèi)圍堰為新填圍堰，長633m，頂高程為+4.2m，某大橋位于華而不實(shí)，場地范圍狹小，且基坑開挖深度較大?；觾?nèi)土方呈斜坡式，東面為靠近外圍堰的邊坡土，地面高程約為+3.0m，土質(zhì)為粘性土和砂性土；西面為靠近內(nèi)圍堰的原海底淤泥土，地面高程約為-6.0m~-8.0m?；娱_挖在圍堰內(nèi)集水抽完后進(jìn)行，根據(jù)設(shè)計施工圖?；娱_挖共分四個階段進(jìn)行，擋潮閘基坑開挖設(shè)計底標(biāo)高為-8.34m；船閘基坑開挖設(shè)計底標(biāo)高為-9.84m，基坑內(nèi)總土方開挖量約為34104m3。海堤兩端分布有多條村莊和交通要道，海堤灣內(nèi)灣外兩側(cè)有海產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)。海堤內(nèi)側(cè)緊挨擬建的擋潮閘為連接海滄與集美的重要交通大橋某大橋，開挖期間對某大橋的保衛(wèi)是本工程安全的重中之重。沿老海堤內(nèi)側(cè)有高壓電纜及電纜塔架，現(xiàn)已改遷到老海堤外側(cè)，老海堤上現(xiàn)有軍用光纜〔含有線電視、鐵通、聯(lián)通、網(wǎng)通、移動光纜及軍用光纜等〕、10kV高壓電纜、工業(yè)氮?dú)夤芎妥詠硭o水管等需要在基坑開挖中進(jìn)行保衛(wèi)，施工的自然環(huán)境復(fù)雜。根據(jù)廈門某海堤開口改造工程巖土工程勘察報告，閘底范圍地層情況如下：閘底標(biāo)高下面分布有3m~7m的素填土，素填土之下有3m~6m的拋石及1m~9m的拋砂，拋石與拋砂分布不均，部分地段缺失。開挖深度為8m~11m。另在圍堰及擬建船閘范圍分布有0.6m~5.6m的淤泥。工程區(qū)原始地貌屬濱海相的溝谷。某海堤走向近南北向，其構(gòu)造為土石堤〔底部為拋石、拋砂，中上部為粘土、塊石組成〕，靠外海一側(cè)為塊石混凝土構(gòu)造護(hù)坡。堤頂標(biāo)高一般在6.0m左右，海堤西側(cè)為某灣〔水面標(biāo)高為黃海標(biāo)高-0.50m〕，東側(cè)為廈門西港〔高潮位為黃海標(biāo)高3.70m；低潮位為黃海標(biāo)高-1.50m〕，實(shí)測各鉆孔孔口高程在黃海標(biāo)高-12.36m~6.05m。3.2場地巖土層特征及分布在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)的巖土層按成因、構(gòu)成順序和巖性可分為：淤泥①、素填土①-1、素填土①-1a、拋石①-2a、拋砂①-3、填砂素填土①1-3a、淤泥質(zhì)粘土②、砂質(zhì)粘土～粘土③-1、含泥中粗砂③-2、淤泥質(zhì)粘土③-3、殘積砂質(zhì)粘性土④、全風(fēng)化花崗巖⑤、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥-1、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥-2、中風(fēng)化花崗巖⑦、微風(fēng)化花崗巖⑧，共14層。3.2.1地表水體特征某海堤西側(cè)為某灣，灣內(nèi)水體水面相對穩(wěn)定，平均黃海標(biāo)高為-0.5m左右，水位波動幅度一般在0.5m左右；某海堤東側(cè)為廈門西港，根據(jù)廈門鼓浪嶼觀潮站資料，該海域高潮位為黃海標(biāo)高3.70m，歷年最高潮位為4.35m；低潮位為黃海標(biāo)高-2.50m，歷年最低潮位-4.08m；平均高潮位1.58m，平均低潮位-1.73m；實(shí)測最大潮差6.92m，平均大潮期間潮差4.95m，平均小潮期間潮差2.85m，歷年平均潮差3.98m。3.2.2地下水特征場地地下水主要為賦存于素填土、拋石、拋砂、含泥中粗砂、殘積土中的孔隙水以及基巖風(fēng)化帶中的孔隙裂隙水，水力性質(zhì)一般為潛水，局部承壓。拋石①-2、拋砂①-3、含泥中粗砂③-2層為強(qiáng)透水層，水量豐富；素填土、強(qiáng)風(fēng)化巖為中等透水層，水量較豐富；全風(fēng)化巖、殘積土為弱透水層，水量較貧乏；淤泥質(zhì)粘土、粘性土為微~極微透水層，水量貧乏；中微風(fēng)化巖帶水量主要受裂隙發(fā)育程度及裂隙性質(zhì)影響，在揭露深度范圍內(nèi)一般屬弱透水層，水量貧乏。拋石①-2、拋砂①-3、含泥中粗砂③-2層等強(qiáng)透水層與海水相連通，其水頭高度大致與海平面相當(dāng)，其水位受潮水影響，呈互補(bǔ)關(guān)系，大氣降水、地下徑流對其影響有限。3.3防滲帷幕布置情況內(nèi)圍堰迎水側(cè)布置防滲帷幕長度545m，外圍堰防滲帷幕布置在迎海側(cè)的堤身上，總長度573m。內(nèi)外圍堰構(gòu)成了一道總長1118m封閉的防滲帷幕。外圍堰〔老海堤開口段〕的防滲帷幕上部被開挖后，為了知足外消力池基坑開挖時的防滲要求，在拋石棱體與現(xiàn)有海堤外側(cè)坡面連接處布置一層防滲土工膜，與袋裝土聯(lián)合構(gòu)成一道防滲設(shè)施。內(nèi)圍堰堤身迎水側(cè)采用粘土和復(fù)合土工膜，堤身下砂層采用高壓旋噴工藝進(jìn)行防滲。外圍堰防滲帷幕拋石層為低壓灌稠漿，砂層為高壓旋噴，兩者豎向搭接2m。在老海堤與新填圍堰接頭部位的南北兩端各25m墻段〔位于某大橋〕及老海堤局部17m的試驗(yàn)段防滲幕墻采用沖孔排樁。整個內(nèi)外圍堰的防滲帷幕構(gòu)成一道封閉的防滲帷幕。4橋梁基礎(chǔ)地質(zhì)情況勘察據(jù)本次勘探孔揭露，在鉆探深度范圍內(nèi)的巖土層按成因、構(gòu)成順序和巖性可分為：①-1素填土、①-2碎、塊石填土、①-3中粗砂素填土、②-1粉質(zhì)粘土、②-2淤泥質(zhì)土、③-1含泥中粗砂、③-2粉質(zhì)粘土、③-3含泥粗礫砂、④殘積砂質(zhì)粘性土、⑤全風(fēng)化花崗巖、⑥-1砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、⑥-2碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、⑦中風(fēng)化花崗巖、⑧微風(fēng)化花崗巖等層。4.1地表水體特征某大橋橋墩位于某海堤內(nèi)，灣內(nèi)水體水面相對穩(wěn)定，平均黃海標(biāo)高為-0.5m左右，水位波動幅度一般在1.0m左右；某海堤東側(cè)為廈門西港，根據(jù)廈門鼓浪嶼觀潮站資料，該海域高潮位為黃海標(biāo)高3.70m，歷年最高潮位為4.35m；低潮位為黃海標(biāo)高-2.50m，歷年最低潮位-4.08m；平均高潮位1.58m，平均低潮位-1.73m；實(shí)測最大潮差6.92m，平均大潮期間潮差4.95m，平均小潮期間潮差2.85m，歷年平均潮差3.98m。4.2地下水特征場地地下水主要為賦存于素填土、填石、填砂、含泥中粗砂、殘積土中的孔隙水以及基巖風(fēng)化帶中的孔隙裂隙水，水力性質(zhì)一般為潛水，局部承壓。①-2碎、塊石填土、①-3中粗砂素填土及含泥中粗砂層為強(qiáng)透水層，水量豐富；素填土、強(qiáng)風(fēng)化巖為中等透水層，水量較豐富；全風(fēng)化巖、殘積土為弱透水層，水量較貧乏；淤泥質(zhì)粘土、粘性土為微~極微透水層，水量貧乏；中微風(fēng)化巖帶水量主要受裂隙發(fā)育程度及裂隙性質(zhì)影響，在揭露深度范圍內(nèi)一般屬弱透水層，水量貧乏。場地地下水動態(tài)主要受潮水影響，呈互補(bǔ)關(guān)系，大氣降水、地下徑流對其影響有限。為了查明場地地下水與某灣潮水的波動關(guān)系，勘察時對部分鉆孔內(nèi)地下水及潮水進(jìn)行了同步連續(xù)觀測，地下水水位與潮水位基本同步，二者水位標(biāo)高基本一致。4.3地表地下水對基礎(chǔ)的影響大橋橋墩位于灣海堤內(nèi)，地表水與勘探孔內(nèi)地下水存在密切的水力聯(lián)絡(luò)，地下水與某灣內(nèi)地表水一樣隨潮水而升降。由于地下水對構(gòu)造有中等腐蝕性；對鋼筋構(gòu)造中的鋼筋在長期浸水情況下有弱腐蝕性，在干濕交潛條件下有強(qiáng)腐蝕性，因而設(shè)計需采取相應(yīng)等級的防腐措施。在擬建橋墩加固部位除地下水對建筑材料有一定的腐蝕性外，地下水對樁基礎(chǔ)施工的影響表如今預(yù)先成孔的情況下施工時受地下水影響上部土層〔如①填土、②粉質(zhì)粘土、②-2淤泥質(zhì)土、③-1含泥中粗砂、③-2粉質(zhì)粘土、③-3含粗礫砂、④殘積土～⑥砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化巖層〕局部易產(chǎn)生塌孔、流砂等現(xiàn)象。5結(jié)論①本工程閘址選在海堤與某大橋之間狹長地段其地址情況復(fù)雜，地基表層存在原老海堤拋石層下的松懈砂性土、軟粘土、淤泥等軟弱地基和強(qiáng)透水的砂層這些地質(zhì)條件和因素對于保障工程安全特別不利。②從某大橋構(gòu)造基本大概情況，橋面較寬，圍堰范圍內(nèi)的橋梁下部構(gòu)造只設(shè)有兩個墩柱沒有系梁，某大橋上部情況現(xiàn)在狀況經(jīng)檢測屬于三類橋；同時橋梁重載交通狀況嚴(yán)重，車流量大，超載車輛多，因而橋梁構(gòu)造對于額外的施工安全影響將特別敏感。如擬在橋梁底部和鄰近區(qū)域進(jìn)行諸如基坑開挖和沖孔施工，應(yīng)事先進(jìn)行具體的勘察分析和安全評估，同時還應(yīng)有專門針對保障橋梁安全的構(gòu)造物設(shè)計、施工和監(jiān)測方案，并嚴(yán)格按專項(xiàng)安全設(shè)計的方案和工藝施行構(gòu)造加固后，才能進(jìn)行相關(guān)的施工作業(yè)。③地表、地下水對基礎(chǔ)有腐蝕影響，某大橋部分墩柱已出現(xiàn)不同程度侵蝕狀況，且對橋梁墩柱承載能力已產(chǎn)生削弱影響，必需對橋墩進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。以下為參考文獻(xiàn)[1]G