1、南京划子河船闸工程土建施工项目划子河原防洪大堤边坡加固技术方案 编 写： 审 核： 批 准：划子河原防洪大堤边坡加固技术方案一、概况 在建的南京划子河船闸位于划子河长江入江口，船闸左侧临近划子河堤顶2530m，开挖后的船闸闸首、闸室底板基坑底标高为-5.7-6.9m，堤顶标高为+9.0m，划子河汛期最高水位在+7.5m左右，河堤内外水头差14m以上。目前上闸首底板、闸室底板16#基坑底开挖面层高程约为-3.6-3.8m，基坑内设2050m3/h的水泵连续不间断抽水。计划船闸主体结构完建工期6个月，施工期跨汛期。考虑确保划子河大堤安全稳定，尤其汛期划子河汛期河堤安全稳定，建议对划子河大堤采取加固2、措施。二、编制依据2.1、受项目部委托，南京水利科学研究院提供的南京划子河船闸闸室段基坑开挖河堤变形及稳定分析，已于2009年6月11日上报。经验算，基坑开挖高程-5.7m、划子河水位8.0m时，不考虑划子河大堤混凝土护坡防渗作用下，边坡稳定安全系数为1.058，划子河大堤边坡处于临界状态，提出建议：“对船闸左侧边坡采取抗滑防护措施。特别是在后续工程中，随着时间增长，抽水携砂造成的危害更大，边坡加固也更有必要予以考虑。”2.2、中交二航院提供的闸室处堤防稳定计算，基坑开挖高程-5.8m、划子河水位7.8m时，不考虑划子河大堤混凝土护坡防渗作用下，10-10剖面边坡稳定安全系数为1.059，指出3、：“本船闸施工工期较长，易在汛期来临之前（划子河水位6.0m以下）完成划子河侧闸室、闸首底板的浇筑，并及时回填。若不能在汛期前完成以上工作，则需对临河侧边坡采取抗滑防护措施。”2.3、据工程业务联系单（施A-14-047），监理单位提出：“闸区施工对大堤稳定性存在直接影响，采取加固措施非常必要。”并认为：针对目前实际情况，即将进入汛期，施工单位尽快对大堤加固提出技术方案，报设计单位复核，确保下步顺利施工。业主批复：“同意监理意见，请施工单位采取必要的安全保障措施，确保大堤安全。” 2.4、中交二航院于2008年8月份提供的南京划子河船闸工程地质勘察报告。整个闸区-6.52+2.32米间为饱和流4、塑状的淤泥质粉质粘土。开挖后的基坑坑壁主要为可塑状粉质粘土、流塑状淤泥质粉质粘土、软塑状粉质粘土夹砂层、松散-1粉细砂。工程性能较差，抗剪强度低，赋存有上层潜水，开挖底部为弱承压水层，与长江水位联系紧密。2.5、基坑开挖后近期对堤顶、坡面沉降、位移观测记录：堤顶处平均沉降10mm、位移累计达40mm，此位移量已超出设计预警值25mm范围。三、建议加固方案3.1、沿闸室段上游左侧堤顶+6.0米平台处施工D1200钻孔灌注桩，桩间距2.40米，桩长17米，自-12.0至+5.0米，总长98.4米；闸室下游段至下闸首二级平台+3.0米平台处施工D1200钻孔灌注桩，桩间距2.40米，桩长15米，自-5、12.0至+3.0米，总长74.4米；两种平台钻孔灌注桩斜向衔接，顶高程与地面高程相同，底高程-12.0米不变，总长16.8米。灌柱桩总计约80根，设计混凝土等级为C30水下泵送混凝土，在下闸首段+3.0米平台浇筑1000*1200mm盖梁，盖梁砼等级为C30，与下闸首支护桩盖梁以间距为5米的联系梁连接，具体配筋见后附图示。近期由工地试验室设计砼配合比（7天强度），拌制采用现有拌和楼设备，用汽车泵实施浇筑。3.2、项目部基坑降排水方案抽水含砂量控制按建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）第8.3.14条含砂量不大于0.5的规定执行，目前工地试验室和河海大学的平行验证检测数据均在0.1左右。6、5月22日中交二航院发来的 南京划子河船闸工程基坑降水建议提出抽水含砂量控制在1/100000的概念，可以对堤防不造成影响，但此时管井施工除下闸首钉子户处4口外全部结束。基于上述理由，由于基坑边坡-1.5m以下全为粉细砂层，为减少深井抽水对河堤渗流稳定变形影响，改变基坑底降水漏斗曲线由“W”改为“V”型，在主体结构底板中轴线位置增设D350钢管深井，兼作非完建期底板部位的减压井。钢管井布设间距为上下闸首中心各1口，闸室每分块中心设1口，共13口，井底标高-18.1米，井口标高随地面高程逐级降低。该方案因涉及在闸首闸室底板开孔，局部钢筋处需弯折，同时减少了底板的受力截面，应征得设计部门的认可并做7、设计变更。四、大堤边坡稳定验算结果根据6月22日堤防加固审查意见，本工程闸塘处堤防抗滑稳定系数取1.15（2级堤防，施工期抗滑稳定安全系数），划子河侧设计水位取10年一遇设计洪水位7.5m。本次划子河堤防稳定计算，根据地质勘察报告选取闸室处最不利断面10-10，对划子河船闸闸室位置开挖剖面进行堤防稳定计算。表1 稳定性验算指标推荐值单元土体名称及编号天然容量（N/m3）快剪固快C(Kpa)（度）C(Kpa)（度）粉质粘土18.58121416粉质粘土18.412141216淤泥质粉质粘土18.410111115粉质粘土夹砂18.712161022-1粉细砂19.3/18/30水泥搅拌桩防渗墙28、01025钻孔灌注桩挡土墙2310045-计算项目： 10-10-5m-计算简图控制参数: 采用规范:堤防工程设计规范 计算工期:稳定渗流期 计算目标:安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震坡面信息 坡面线段数 14 坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 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土层信息 坡面节点数 15 编号 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 附加节点数 13 编号 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 不同土性区域数 8 区号 重度 饱和重11、度 粘聚力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 十字板? 强度增 十字板羲? 强度增长系 全孔压 节点编号 (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) (kPa) 长系数 下值(kPa) 数水下值 系数 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 采用有效应力法 孔隙水压力采用近似方法计算 不考虑渗透力作用 考虑边坡外侧静水压力 水面线段数 16 水面线起始点坐标: (0.000,-0.500) 坝坡外水位: -0.500(m) 水面线号 水平投影(m) 竖直投影(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计算条件 圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法 土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 指定圆心范围搜索最危险滑裂面 条分法的土条宽度: 2.000(m) 搜索范围最小X: 0.000(m), 搜索范围最大X: 50.000(m) 搜索范围最小Y: 10.15、000(m) 搜索范围最大Y: 40.000(m) 搜索时的圆心步长: 2.000(m) 搜索时的半径步长: 1.000(m)-计算结果:- 最不利滑动面: 滑动圆心 = (34.000,24.000)(m) 滑动半径 = 31.697(m) 滑动安全系数 = 1.1631.15，满足要求。开挖高程-5.7m,划子河水位7.5m，加固前大堤抗滑稳定系数Fs1.104开挖高程-5.7m,划子河水位7.5m，加固后大堤抗滑稳定系数Fs1.163建议采用直径1.2m的钻孔灌注桩，桩长取17m，桩间距取2.4m。可减少桩数，加快施工进度。五、施工方案5.1钻孔桩加固5.1.1现场工况条件A、桩机平台：16、由于上闸首至闸室底板6#段基坑已开挖至-3.63.8m，左侧河堤按设计文件放坡修整成型，+6.0m以上平台须重新修整加宽，足够桩机行走作业。6#底板至下闸首段有部分拆迁树木影响施工，届时请业主等有关单位协调解决，避免出现施工机械停工状况。B、泥浆池：在基坑设大小泥浆池若干，小泥浆池采用37kw泥浆泵循环造浆，大泥浆池作为集料池，采用槽罐车外运泥浆。C、造浆：根据现场地质大多为粉细砂土，且位于基坑两侧的深井水泵不间断运行，钻孔时的原土造浆不能保证正常钻进成孔质量，孔内泥浆易流失。为避免泥浆流失，拟采用人工造浆：在钻进过程中掺入水量的6%膨润土、羧甲基纤维素 CMC掺量为膨润土的0.1%，以提高增17、加泥浆粘度 、使地层表面形成薄膜而防止孔壁剥落 、降低失水量。D、动力：由于基坑土壤渗透系数远远大于原招标文件描述的渗透系数，目前使用的500KVA箱式变仅勉强够现有基坑深井排水。堤身加固钻孔桩机拟进场2台，60KW/台，共需用电达120KW，目前的网电远远不能满足桩机负荷，拟进场1台200KW柴油发电机，施工用电采用自发电。5.1.2施工工艺流程桩基平台修整 桩机就位人工造浆、循环钻进成孔钢筋笼制作、运输泥浆外运清 孔、验孔钢筋笼接笼灌注混凝土开挖桩顶余土盖梁施工 钻孔灌注桩施工工艺流程具体操作工序工艺，参见已上报的土方开挖、基坑支护、基坑降排水施工专项方案。5.2钢管深井 拟在目前已开挖的闸室底板施工D350钢管深井。钢管壁厚3.5mm，设计钢管底标高为-18.1米，底座采用钢板焊接密封，管壁采用机械钻孔，滤网及填料严格按中交二航院提供的南京划子河船闸工程基坑降水建议施工。下一步抽水拟采用钢管深井为主抽水，两侧现有的波纹管（水泥管）深井仅作辅助抽水或不抽水。