横沙八期工程水闸围堰渗流处理
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作者:陈巍巍 赵健
摘 要：横沙八期工程4个闸围堰在降水过程中出现了不同程度的渗流现象，实地考察后采用了坡脚吹砂，铺防渗膜等措施。并在3#水闸北堤青坎处设一道垂直防渗墙，降低堤后水位线，减少渗流量。此方案施工不受潮位影响，安全性较高，同时对后期水闸结构施工干扰小，实际效果良好。
关键词：围堰;渗流;高压旋喷
中图分类号：U655.54+1 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2019）09-0056-02
1 工程概况
横沙八期工程位于沙岛东侧浅滩水域，工程包括2座水闸（2#、4#水闸），2座泵闸（3#、5#泵闸）。围堰主要为充泥管袋棱体和堤心砂结构;护面采用模袋混凝土或袋装碎石结构。水泵闸外围堰利用已新建八期北堤，其结构安全能充分保证。
2 围堰施工情况
2.1 地质情况
拟建横沙八期水（泵）闸场地的抗震设防烈度为7度，勘察区内20m深度范围内分布有①2层粉砂和②3-1层粉砂②3-2层砂质粉土初判为可能液化土层，根据国家标准《建筑抗震设计规范（2016调整版）》（GB50011-2010）及上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》（DGJ08-9-2013）的有关条文规定，需判别地震液化可能性。
本次勘察对各个水（泵）闸场地采用标准贯入法及静力触探法分别进行液化判别，结果如下：
2#泵闸：选取3个钻孔判别，均为轻微液化，平均液化指数2.21，液化点主要集中在②3-1层。
3#水闸：选取4个钻孔判别，均为轻微液化，单孔液化指数2.41～3.04，液化点主要集中在②3-1及②3-2层。平均液化指数2.63。
4#泵闸：选取2个钻孔、2个静力触探孔判别，轻微液化3个，中等液化1个，单孔液化指数3.70～6.23，液化点主要集中在②3-1层。平均液化指数5.07。
5#水闸：选取4个钻孔进行液化判别，不液化1个，轻微液化3个，平均液化指数0.64，仅②3-1层存在少量液化点。
根据以上结果，综合判定5#水闸场地为不液化场地，2#和4#泵闸、3#水闸场地为轻微液化场地。
2.2 围堰结构
围堰外海高潮位达到+4.0m，内河水位为在+2.0m～+2.5m之间，地面高程在+0.0m～+1.0m之间。内围堰施工土方采用水下、陆上两种方式。以+1.5m水深为界，+1.5m以下采用对拉船组施工，+1.5m以上采用人工铺设充泥管袋施工。围堰主体完成后，进行堤顶道路和护坡施工。
3各闸渗流处理
针对围堰渗流情况，采用外坡防渗土工膜和模袋混凝土施工，并完成外侧坡脚吹填砂闭气施工。
同时针对各围堰里出现的渗水点，立即采取临时预防措施：
（1）在临时围堰外侧坡脚扩大闭气砂吹填范围。
（2）在几个渗漏处铺设土工布，并用碎石包压载。在北围堤内青坎南40m，打设砂袋围堰，将渗漏区隔离，在渗漏区吹填散沙压载至标高+0.8～2.5m。
（3）停止抽水，防止围堰内外水位差扩大。
4 3#围堰渗流情况
4.1 3#围堰渗水
横沙八期工程3#水闸围堰于2017年6月份完成砂袋堤身，9月底完成围堰外坡的防渗土工膜和模袋混凝土施工，10月份完成东、南、西三侧围堰外坡及坡脚的吹填砂闭气施工。3#水闸于10月初开始围堰抽水工作，每日抽水12h，抽水期间，未发现围堰内渗漏水现象，至10月底，围堰内水位降至约+0.5m高程，北侧围堰内侧出现渗流情况，渗流水量与外海潮位基本呈正相关。
通过北堤内青坎南40m左右打设砂袋围堰吹填散砂压载至标高+1m～+2.5m、渗漏处碎石包压载、在其他临时围堰外侧坡脚扩大闭气砂吹填、停止抽水等措施防止围堰内外水位差增大。围堰沉降位移稳定。
其他水闸围堰未反生类似渗透现象。
4.2原因分析
（1）现场渗出水较清，北围堤较宽，满足防渗要求，故原泥面下管涌的可能性很小。
（2）由于外海潮位高时，渗流水量大，故基本为北堤外侧向内侧渗流。渗出点在3#龙口附近。3#龙口护底为先铺一层砂肋软体排，再铺一层混凝土联锁块软体排，联锁块软体排上再压载一层通长袋，由于相邻联锁片软体排搭接时可能存在局部增厚隆起，通长袋覆盖后，其与联锁片之间可能有孔隙，形成渗水通道。
4.3处理方案
本工程渗漏通道基本位于堤身与地基交界处。因此，本工程防渗处理的主导思想就是延长渗径、减小水力坡降、截断地基和闭气土方之间的渗漏通道。故此次防渗处理主要采用垂直防渗。
常用的垂直防渗主要有高压喷射灌浆、帷幕灌浆技术、防渗墙技术：
（1）高压喷射灌浆法。管理方便、浆液集中、工期短、工效高、对坝体的不利影响小、投资经济。但是难度较大，施工经验较缺乏时，质量难以控制。
（2）帷幕灌浆技术。施工方便、连续性好、工期相对短、对场地要求不高、不会对坝体产生破坏和影响。但是工艺环节多、质量控制较复杂。
（3）防渗墙技术。渗流控制较彻底、耐久性好、用于坝体的垂直防渗。但是工期长、施工场地要求高，需要设置专门的制浆池，造价远高于前两者。
本次防渗处理堤段水头差不大、渗水夹层薄;处理所在堤段位置水闸完成后即拆除;工期紧张，后方水闸需要尽快进行基坑开挖;项目部施工经验丰富，已完成多处高压喷射灌浆法防渗处理;高压喷射灌浆经济性较好。故综合考虑各种因素，采用高压喷射灌浆法进行处理。
通过施打垂直防渗墙，降低堤后水位线、渗流坡降，减少渗流量。该方案施工不受潮位影响，安全性较高，同时对后期水闸结构施工干扰小，因此推荐垂直防渗墙方案。
本次垂直防渗墙采用高压旋喷桩方案，具体布置如下：高压旋喷桩打设一排，平面呈“L”形：平行北堤方向长度106.8m，东侧终点位于砼连锁块排外10m;垂直向長度81m，南侧终点位于砼连锁块排外10m。参数及技术要求同围堤要求。成桩直径1.0m，间距0.6m，桩顶高程至青坎顶面，标高约3.5m，桩底高程-5.0m。
图中方向为至南往北：
4.4施工总体安排
高压旋喷桩采用双管法。
备注：浆液损耗量按照2%计算，具体根据试桩结果确定。
工艺参数若提升速度为15cm/min，作业工效为9m/h，单套设备实行3班人员10h连续作业，日均完成10根桩。3#围堰渗流处工程量为313根，需要约32个工作日，工期为2017年12月22日至2018年2月7日。
5 分析和总结
4个水泵闸围堰在排水过程中均发现了不同程度的渗漏水情况，后期针对不同情况选取了各种补救措施，打破了高压旋喷桩连续性不好的谬论，在施工过程中严格控制施工质量，保证“良心工程”在堵漏中充分发挥止水效果。
参考文献：
[1] JGJ79-2012， 建筑地基处理技术规范[ S ].
[2] GB51004-2015， 建筑地基基础工程施工质量验收规范[S] .
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