一、工程概況及興建原因

　　安徽省無為大堤位于長(zhǎng)江下游左岸安徽省巢湖市境內(nèi)，上起無為縣果合興，下迄和縣方莊，全長(zhǎng)124.2km，屬于長(zhǎng)江Ⅰ級(jí)堤防。是巢湖流域的防洪屏障，保護(hù)面積4520km²，保護(hù)著無為、和縣、廬江、含山、肥東、肥西、舒城及合肥市、巢湖市等7縣2市的600多萬人口，427萬畝耕地及國(guó)家重要交通、電力、軍工等設(shè)施的防洪安全，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有極其重要的戰(zhàn)略地位。無為大堤于1765年初具雛形，1954年大水后，堤身普遍得到加高培厚，1982～1998年期間，又陸續(xù)進(jìn)行了堤身加固、填塘固基、涵閘加固、護(hù)岸等加固工程，大堤堤身的防洪能力有所提高。1998年長(zhǎng)江發(fā)生了全流域性特大洪水，暴露出無為大堤防洪能力仍然不足的矛盾，部分穿堤建筑物存在不同程度的結(jié)構(gòu)整體性差、防洪標(biāo)準(zhǔn)不足、結(jié)構(gòu)老化等隱患，嚴(yán)重影響無為大堤防洪安全。湯溝站閘位于無為大堤湯溝鎮(zhèn)附近，大堤樁號(hào)83+119處。該閘因建筑期限較早，混凝土碳化較為嚴(yán)重；箱涵過去設(shè)計(jì)流量較小，不能滿足現(xiàn)狀排泄洪流量要求；加之箱涵因上部堤身加高培厚重力影響，箱涵中部出現(xiàn)不均勻沉降，箱涵中部下沉達(dá)30cm多，箱涵伸縮縫多處出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)位，錯(cuò)位最大處現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)達(dá)18cm，混凝土止水橡皮多處被扯裂，發(fā)生嚴(yán)重滲水，涵身兩側(cè)因水土流失已被淘空；下游護(hù)砌沖毀較為嚴(yán)重，該閘已基本失去防洪排澇能力。為消除該閘的防洪安全隱患，使該閘達(dá)到新的設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)，水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院受無為大堤長(zhǎng)江河道管理局委托，于2001年9月編制完成了無為大堤九座穿堤建筑物加固工程初步設(shè)計(jì)文件。2002年2月，安徽省水利廳以皖水基[2002]87號(hào)文進(jìn)行了批復(fù)，同意對(duì)該涵閘進(jìn)行拆除重建。該閘加固部位主要為涵首、涵身及下游防沖護(hù)砌、堤身重建等。參建單位有：無為大堤長(zhǎng)江河道管理局、長(zhǎng)江委監(jiān)理中心無為大堤加固項(xiàng)目監(jiān)理站、水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、安徽水利開發(fā)股份有限公司第三項(xiàng)目部、巢湖市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站等單位。

　　二、工程地質(zhì)及設(shè)計(jì)成因

　　無為大堤湯溝站閘地基土層共分為四層，自上而下為：第一層，堤身人工填筑土，灰褐色，濕，呈可塑-硬塑狀，稍密實(shí)，層底面高程4.65-5.94m，層厚2.00-8.80m；第二層，粉質(zhì)粘土，呈灰、灰褐色，濕，呈可塑-硬塑狀，層底高程2.07～3.74m，層厚一般1.00～3.30m；第三層，粉質(zhì)粘土，灰色，軟塑-可塑狀，含螺殼，植物根莖，夾簿層粉細(xì)砂，層底面高程-21.13～－19.56m，層厚23.00-23.20m；第四層，粉細(xì)砂，灰色，飽和，稍密-中密，本層未揭穿。

　　根據(jù)工程地質(zhì)條件，水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院原設(shè)計(jì)施工圖紙采用4：6碎石土進(jìn)行地基加固處理�；�坑開挖后，經(jīng)聯(lián)合驗(yàn)收基槽后發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)為粉質(zhì)粘土夾粉細(xì)砂層，呈灰綠色，飽和狀，稍有擾動(dòng)，呈軟塑流態(tài)。槽底開挖后高程：閘室段為4.78～5.08m，地下水位4.38m，表層土體局部已受輕微擾動(dòng)。經(jīng)與各方共同研究，綜合以往軟基處理經(jīng)驗(yàn)，該閘變更采用水泥土加固地基處理方法進(jìn)行地基加固處理。設(shè)計(jì)圖紙明確了幾項(xiàng)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，第一項(xiàng)：基礎(chǔ)開挖前應(yīng)先降低地下水位高程。按照設(shè)計(jì)加固方案要求結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)、地形、地下水位情況等因素，降水施工方案如下：

　�。�1）在加固地基范圍以外布孔、打井，孔距3～5m，孔徑40cm，孔深2m.

　�。�2）埋設(shè)水泥鎢砂管，管口高程低于建基面0.5m，挖設(shè)排水溝50×50cm，溝內(nèi)鋪設(shè)塑料薄膜將井口連通。

　�。�3）井內(nèi)設(shè)置φ50潛水泵，每邊4臺(tái)，及時(shí)移位，排除積水，直至地下水降至建基面以下0.5m，專人排水并及時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)水位情況。第二項(xiàng)：基坑開挖應(yīng)分層分段依次進(jìn)行施工，層層下挖，避免原狀土受到擾動(dòng)，并加強(qiáng)基坑排水。第三項(xiàng)：采用15%水泥土（重量比），虛鋪厚度30cm，夯實(shí)。干密度不小于1.7t/m³，壓實(shí)度大于等于96%.

　　三、施工過程及質(zhì)量控制

　　具體降水實(shí)施過程如下：

　　首先沿基坑兩側(cè)加固范圍1m以外鉆孔挖井，孔徑40cm，孔深2m，孔距5m，井口頂部低于建基面50cm，井口頂部設(shè)50cm高木模擋板將井口維護(hù)，防止塌方阻塞井口。井孔成型后，埋設(shè)水泥污砂涵管。為防止井底淤泥堵塞水泥污砂管，涵管底部及接頭處用水泥編織袋或土工布包裹，用鐵絲綁扎牢固，沉入井孔內(nèi)。設(shè)置截水溝，寬50cm，深50cm，溝底低于建基面50cm，將井口連成相通排水體系。在井內(nèi)設(shè)置水泵，及時(shí)排除井內(nèi)積水。跟蹤檢查地下水位，直至低于建基面50cm.

　　建基面清基

　　挖除預(yù)留20～30cm保護(hù)土層，清除混凝土碎渣、淤泥等雜質(zhì)土，至設(shè)計(jì)高程后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理部門及有關(guān)單位進(jìn)行聯(lián)合驗(yàn)收，并進(jìn)行施工測(cè)量，檢查開挖后基槽底部高程是否滿足設(shè)計(jì)要求。施工時(shí)，為避免地基土體受到擾動(dòng)，應(yīng)采取倒施工法，已擾動(dòng)土必須清除干凈。開挖過程中及時(shí)采取有效措施保證開挖邊坡的穩(wěn)定性，如坡度設(shè)計(jì)、打樁設(shè)置擋板臨時(shí)支護(hù)等措施。

　　水泥土加固施工過程

　　1、拌制水泥土：按土重量的15%摻入PS32.5水泥（土為粘性土或粉質(zhì)粘土，土重按1.5t/m³計(jì)算，水泥摻用量為0.225t/m³土），拌制機(jī)械采用1m3挖掘機(jī)，位于堤身減壓平臺(tái)處，因原堤身填筑土含水率適中，就地挖取堤身上部粘性土及粉質(zhì)粘土，利用自由落體原理，下落攪拌高度大于5m.反復(fù)開挖、拌和均勻。大顆粒土人工輔助粉碎，保證最大顆粒土粒徑小于5cm.

　　2、水泥土運(yùn)輸：利用挖掘機(jī)開挖，放入施工場(chǎng)內(nèi)，人工配合雙膠輪車運(yùn)輸，人工攤鋪回填。

　　3、水泥土夯實(shí)：采用人工及機(jī)械兩種方法相互配合進(jìn)行夯實(shí)。第一層土因含水率呈飽和狀，采用人工輕夯，避免擾動(dòng)下層地基。虛鋪土層厚度20cm，第一層土體固結(jié)后，加強(qiáng)覆蓋撒水保溫養(yǎng)護(hù)1天。第二層仍為人工輕夯，虛鋪土層厚度20cm，加強(qiáng)覆蓋撒水保溫養(yǎng)護(hù)1天。第三層重夯采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，分層厚度30cm；夯實(shí)遍數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，一般不少于6～8遍，同時(shí)嚴(yán)格控制夯擊遍數(shù)，避免過夯使已壓實(shí)土體破壞。

　　水泥土施工質(zhì)量控制：

　�。�1）施工中嚴(yán)格控制土的含水率，以18～20%為宜，對(duì)局部出現(xiàn)的彈簧土，及時(shí)清除。

　　（2）回填應(yīng)分段依次施工，按一定的順序保持均衡上升。層段間回填土接縫處應(yīng)削成坡狀或齒坎狀，坡度不陡于1：3，并對(duì)接縫處加強(qiáng)夯實(shí)，保證混合土壓實(shí)度。

　�。�3）施工溫度較低時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施，加強(qiáng)覆蓋保溫，防止霜凍破壞土體結(jié)構(gòu)；同時(shí)對(duì)已填筑完成的水泥土應(yīng)灑水覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)。

　�。�4）填筑過程中，測(cè)量工作應(yīng)同步進(jìn)行，隨時(shí)檢查控制填土面高程及填土厚度；對(duì)水泥土層與層之間結(jié)合部處理要符合規(guī)范規(guī)定，土面過光時(shí)要采取人工刨毛處理，保證層間結(jié)合牢固。

　�。�5）水泥土壓實(shí)指標(biāo)：干密度≥1.7t/m3，壓實(shí)度≥96%.每層土填筑完成后，進(jìn)行土工試驗(yàn)，檢測(cè)土的干密度，計(jì)算土的壓實(shí)度，符合設(shè)計(jì)要求并經(jīng)監(jiān)理工程師簽字確認(rèn)后，進(jìn)行上層土回填。

　�。�6）回填土應(yīng)超出加固區(qū)以外每側(cè)不少于50cm.對(duì)邊角處機(jī)械無法夯實(shí)到位的地方，應(yīng)采用人工夯實(shí)密實(shí)。

　�。�7）回填土結(jié)束后頂面應(yīng)高于設(shè)計(jì)高程10～20cm，采用人工帶線整平至設(shè)計(jì)高程并經(jīng)驗(yàn)收后澆筑混凝土墊層。

　�。�8）施工時(shí)注意協(xié)調(diào)回填土與其他工序之間的施工順序與施工銜接，如避雷接地極與母線的埋設(shè)、焊接應(yīng)在水泥土回填之前進(jìn)行施工。

　　四、質(zhì)量驗(yàn)收及加固效果評(píng)價(jià)

　　無為大堤湯溝站閘箱涵地基加固水泥土施工結(jié)束后，參建各方聯(lián)合對(duì)水泥土施工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽測(cè)土樣經(jīng)檢測(cè)部門復(fù)測(cè)，全部達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定技術(shù)參數(shù)。水泥土加固施工質(zhì)量經(jīng)聯(lián)合驗(yàn)收組一次驗(yàn)收通過。設(shè)計(jì)單位代表對(duì)加固效果進(jìn)行評(píng)估后認(rèn)為該水泥土施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，加固后水泥土地基能夠作為有效持力層。