賀立霞，沈霞，何國(guó)華

(1.寧波市水利局，浙江 寧波 315100;2.寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 寧波 315100)

1 前言

常規(guī)水閘設(shè)計(jì)在施工導(dǎo)流方面一般考慮沿水閘四周布置施工圍堰，圍墾工程中的出海軟基閘建設(shè)也不例外。而在深港邊坡上圍墾時(shí)則面臨水閘外海側(cè)圍堰施工難度大、工程造價(jià)高，且穩(wěn)定較難保障的問(wèn)題。為了確保圍堰穩(wěn)定，通常將水閘向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，因而堤線得局部或是整體往內(nèi)移，導(dǎo)致圍涂面積減小，圍涂效益降低。

出海水閘在圍墾工程中比較常見，在全國(guó)不同地區(qū)、不同的地質(zhì)條件下常被應(yīng)用，并取得了不少成功的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，但是，預(yù)制鋼筋混凝土閘方案還較少采用。

2 工程概況

該圍涂工程?hào)|瀕佛渡水道，呈近東北向狹長(zhǎng)帶狀分布，海堤工程為3級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)防潮標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。水閘為3級(jí)，設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)20年一遇，防潮標(biāo)準(zhǔn)50年一遇。水閘上游設(shè)計(jì)特征水位分別為:20年一遇水位 2.74m，水閘起排水位1.50m，河道低水位1.00m;下游外海側(cè)特征水位分別為:50年一遇潮水位4.12m，平均高潮位1.90m，平均低潮位－1.21m，設(shè)計(jì)排澇流量68.78m3/s。

為使海堤軸線布置更加經(jīng)濟(jì)合理，海堤軸線應(yīng)選擇在離深港適當(dāng)?shù)奈恢?，離深港太近，海堤穩(wěn)定無(wú)法保障，離深港太遠(yuǎn)，圍墾工程不經(jīng)濟(jì)。經(jīng)方案比較海堤軸線沿涂面高程－1.5～－2.5m的等高線布置，外海側(cè)堤腳涂面高程－2.8～－3.5m，堤外側(cè)即為佛渡水道，坡面較陡，堤腳以外涂坡約為3.22%，海堤建在深港邊坡上，內(nèi)側(cè)較為平坦，內(nèi)側(cè)涂面坡比約為0.27%，水閘布置在橫堤上，設(shè)計(jì)規(guī)模為3孔×2.5m，基礎(chǔ)為軟基。水閘外側(cè)200m范圍內(nèi)的涂面高程為 －2.8～－7.5m，外側(cè)涂坡約為3.5%。如果采用常規(guī)水閘設(shè)計(jì)方案，需在外側(cè)－5.5m高程處建圍堰，圍堰堤腳處高程最低達(dá)到 －6.5m左右，局部堤腳高程達(dá)到－7.0m，基礎(chǔ)處理水下施工難度相當(dāng)大，造價(jià)相當(dāng)高，且圍堰建在深港的陡邊坡上，地形地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，圍堰穩(wěn)定難保障，水閘工程的成敗，圍堰是關(guān)鍵。為此，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了方案比較，選用預(yù)制水閘方案與常規(guī)現(xiàn)澆水閘方案進(jìn)行比較，常規(guī)現(xiàn)澆水閘方案概算投資為8781527元，其中建筑工程投資4345343元，圍堰投資4436184元，選用預(yù)制水閘方案無(wú)需造圍堰，概算投資7444715元，較常規(guī)水閘方案節(jié)省投資1336812元，且施工安全可靠，提高了圍涂效益。通過(guò)在預(yù)制閘底部基礎(chǔ)打防滲板樁的方法，可防止在運(yùn)行期由于閘底土方固結(jié)導(dǎo)致底板與土體脫空而形成閘底繞滲。

3 水閘工程地質(zhì)

3.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察資料得知:按地基土的土性特征、成因時(shí)代、埋藏分布條件及其物理力學(xué)性質(zhì)，將場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)的地基土劃分為四個(gè)大層，五個(gè)亞層，I淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，II3淤泥質(zhì)黏土，II4黏土，III(al-mQ4)卵石，灰—灰綠色，IV2粉質(zhì)黏土，上伏軟土厚度約為30m，局部可達(dá)36m。(詳見圖1、表1)

圖1 工程地質(zhì)剖面

表1 土層物理力學(xué)指標(biāo)

3.2 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

閘址以深厚的淤泥質(zhì)土為主，厚度大，物理力學(xué)性質(zhì)較差。水閘在進(jìn)行基開挖時(shí)應(yīng)做好基坑支護(hù)，同時(shí)，應(yīng)處理好閘底防滲問(wèn)題。

4 預(yù)制閘設(shè)計(jì)

4.1 預(yù)制閘平面布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本水閘設(shè)計(jì)為預(yù)制箱涵式水閘，箱涵底板高程為－1.37m，閘頂高程6.80m，箱涵底板厚度0.3m，側(cè)墻寬度0.30m，頂板厚度0.3m。此預(yù)制閘由上游預(yù)制箱涵、閘室預(yù)制箱涵及下游預(yù)制箱涵三部分組成。水閘平面布置詳見圖2，預(yù)制閘主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征值見表2。

圖2 水閘平面

表2 預(yù)制箱涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要特征值

4.2 預(yù)制閘基礎(chǔ)處理

本涵閘為無(wú)圍堰條件下建造，采用了插打塑料排水板及堆載預(yù)壓處理基礎(chǔ)和預(yù)制箱型結(jié)構(gòu)形式相配套的特殊施工方法。在施工過(guò)程中，須對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)做到有計(jì)劃、按步驟地進(jìn)行規(guī)范管理，具體方法為:

a.基礎(chǔ)預(yù)壓:閘基處理范圍為水閘中心軸線兩側(cè)20m范圍內(nèi)進(jìn)行堆載預(yù)壓，即處理范圍內(nèi)海堤全斷面碎石墊層填筑，并插設(shè)塑料排水板，然后分層加荷載到4.0m高程進(jìn)行預(yù)壓，以強(qiáng)化地基排水固結(jié)，提高承載力。

b.基礎(chǔ)開挖:經(jīng)過(guò)一段時(shí)間(通過(guò)計(jì)算確定)的基礎(chǔ)堆載預(yù)壓，待地基固結(jié)趨于穩(wěn)定后(沉降速度3cm/月)，把壓載挖卸到設(shè)計(jì)閘底碎石找平層底高程處，此處應(yīng)考慮預(yù)留沉降量。

c.防滲處理:箱涵防滲由繞底板縱向與繞邊墩側(cè)向兩部分防滲組成，防滲體設(shè)置在閘室預(yù)制箱涵的上游側(cè)，且與海堤閉氣土方接壤吻合。

?底板縱向防滲處理:壓載卸去后，在閘室上游側(cè)開挖防滲基坑，采用凹梯形基坑挖到淤泥壓縮層，之后鋪設(shè)400g雙層無(wú)紡?fù)凉げ迹⒒靥詈考s30%的黏土到閘底板底部高程，然后打設(shè)契口形止水松木板樁，樁頂高程應(yīng)控制在預(yù)制閘安裝底板處高程，同時(shí)考慮預(yù)留沉降，并在板樁頂部設(shè)置圓形止水橡皮，在箱涵安放時(shí)使底板預(yù)埋平板橡皮與樁頂圓形橡皮吻合，以起到底部縱向防滲止水作用，其余部分的閘基采用碎石進(jìn)行人工找平壓實(shí);?側(cè)向防滲:側(cè)向防滲采用鋼筋混凝土刺墻方案，位置須與底板縱向防滲處理位置相對(duì)應(yīng)，且應(yīng)與海堤閉氣土方連接。

d.箱涵預(yù)制:C30鋼筋混凝土預(yù)制箱涵選擇在船塢內(nèi)預(yù)制，預(yù)制前須對(duì)塢底用砂石墊層整平、壓實(shí)面部，并用兩層油氈隔離，以防閘底與塢底粘連影響起浮。

e.箱涵浮運(yùn):船塢內(nèi)預(yù)制好的箱涵，按規(guī)范保養(yǎng)達(dá)到強(qiáng)度要求后，選擇大潮汛使箱涵出塢，并用拖輪從海上拖運(yùn)到閘址上游圍墾區(qū)內(nèi)錨泊。

4.3 預(yù)制閘施工

在水閘施工中合理安排其施工程序是加快施工進(jìn)度及減少不均勻沉降的重要環(huán)節(jié)之一。本工程施工程序安排如下:施工準(zhǔn)備→→3t/m土工布鋪設(shè) →→碎(卵)石墊層填筑→→插打排水板→→8t/m土工布鋪設(shè)→→堆載預(yù)壓→→截水槽開挖→→打防滲板樁→→回填黏土→→預(yù)制箱涵吊裝→→胸墻、側(cè)墻→→土方回填(分層)→→上部結(jié)構(gòu)→→閘門及啟閉機(jī)安裝與調(diào)試→→工程收尾。

4.4 工程運(yùn)行情況

該工程于2009年底前已經(jīng)完工，水閘經(jīng)歷了3個(gè)主汛期的考驗(yàn)，運(yùn)行良好，沉降均勻，沒有出現(xiàn)變形裂縫、閘底滲漏等問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

從該圍涂工程預(yù)制閘施工及運(yùn)行情況實(shí)際看，深港邊坡圍涂工程中出海水閘采用預(yù)制閘方案，是一種行之有效的方法，值得推廣。

以上對(duì)預(yù)制閘方案進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，因出海水閘采用預(yù)制閘方案設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的課題，有待在今后的設(shè)計(jì)和施工中不斷探索、研究與分析。■

1 葉書麟.地基處理工程實(shí)例應(yīng)用手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

2 SL265—2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

3 SL191—2008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.