昌江凰崗樞紐船閘裂縫處理

吳社德

摘 要：本文分析了凰崗樞紐船閘裂縫產生的原因，闡述了裂縫處理的工藝特點，詳細介紹了單孔旋噴灌注樁的施工工藝，

成樁后強度試驗和取芯檢查都說明這次裂縫處理是成功的。

關鍵詞：船閘裂縫裂縫處理高壓單孔旋噴灌注樁

昌江渠化工程凰崗航運樞紐船閘土建主體工程于1987年9月至1988年10月份施工完畢，至今已近17年，樞紐于1992年2月完成蓄水調試并正式啟用。昌江渠化工程是江西省內第一個航運渠化工程，而凰崗樞紐是昌江渠化工程中第一個單純航運性質的樞紐工程，它的建設可以調整、改善江西地區的綜合運輸結構，發揮水運的潛在優勢，對加強江西經濟帶的聯系，加速景德鎮地區經濟發展，具有十分重要的意義。

2004年7月30日，凰崗樞紐管理站對船閘進行觀測，發現船閘第5～6聯接縫有微弱的水平位移。2004年9月28日觀測，該裂縫水平位移有加大現象，且同時在第5聯右閘墻中部有一條從墻頂往下的新裂縫，閘墻內側縫長約7.5米，外裂縫已貫入水中。

裂縫產生的原因

根據2004年7月30日初測，截止2005年3月8日并通過排干閘室內積水，清除底板淤泥后觀測，發現第5聯底板有一裂縫，縫寬6～8毫米，且在接第6聯端部約65厘米處有冒水現象。第6聯也有通縫，縫寬1～3毫米。縫口有10*5毫米的結晶體。通過對船閘地基基礎、施工工程、結構設計等研究，最后認為底板斷裂及產生裂縫原因是船閘底板強度不足以及船閘建在軟基上、十幾年來河水對閘室地基的沖刷造成地基強度不均勻所致。

裂縫分布與處理方案

1、 裂縫的分布

根據現場查看：裂縫位于5～6兩聯，共有兩條。第5聯右閘墻內側縫長約7.5米，第5聯底部裂縫寬6～8毫米，延伸至第6聯縫寬1～3毫米。

2 、裂縫處理方案

根據船閘底板和閘墻裂縫的分布情況，處理方案是防止閘墻變位，加固地基，阻止裂縫延伸，修補裂縫并止水。

船閘閘室處理工程：①閘室底板加鋪C30鋼筋混凝土。②閘墻及底板裂縫進行灌漿。

船閘外側處理工程：設置高壓旋噴樁，對閘室右側地基進行加固。

裂縫處理的主要施工方法

1、閘室底板加鋪C30鋼筋混凝土工程

鑿除原閘室底板上層鋼筋的混凝土保護層后，在澆筑混凝土施工前，必須將其表面的殘渣清洗干凈并抹一層純水泥凈漿。

加鋪Φ20Ⅱ級鋼筋，鋼筋端部采用風鉆打孔錨固，孔深50厘米。

澆筑18厘米的C30混凝土。

2、閘墻、底板裂縫進行灌漿工程

閘室底板裂縫處理采用GN300型回旋鉆機，成孔直徑70毫米，孔距2米，鉆孔深度為芯樣無裂縫并繼續鉆孔30厘米，并最少穿過裂縫面50厘米。

據裂縫深度進行制作灌漿管并埋設，同時進行清孔和裂縫口鑿除處理。

封縫采用環氧泥膠，灌縫壓力根據用漿量和時間得出最佳壓力控制值為0.5MPa。

3、 閘室右側基底加固工程

閘室右側地基高壓旋噴灌漿加固工程：①采用高壓旋噴單管法對閘室右側設置樁基，樁距1.10 米，成樁樁徑1.20米；鉆孔應穿透黏土層。②高壓旋噴樁施工應在混凝土終凝后，取芯作承載試驗，檢測數量不得少于總量的30%；且加固后的地基承載力要大于加固前地基承載力的120%。

閘室外側拋石加固工程：高壓旋噴樁完成后在閘室右側拋石，拋石長度135米，底標高12.10米，頂標高15.10米，拋石頂寬3.0米，坡度1∶1.5。

高壓單孔旋噴灌注樁施工工藝

1、工藝流程

表面清理→灌漿孔布置及鉆孔→插管→試噴→噴射作業→結束位移→封孔

2、主要施工工藝

采用青溪峰普通硅酸鹽425號水泥，每次拌制1袋，加65kg水，并加入0.2kgFND高效減水劑，拌制完后經過1mm細篩倒入儲漿槽，并不斷攪拌。當鉆機鉆至設計深度，將噴管慢慢下入孔底并輸送高壓漿液，漿液從孔底冒出，開始旋轉和提升噴射桿。嚴格按照提升速度和技術參數控制，防止噴嘴堵塞出現斷樁。在噴射過程中時刻注意高壓泵的運轉情況，壓力應維持在24MPa，發現異常應及時停機。當噴射注漿完成后，隨即進行靜壓注漿，并隨沉隨補，直至孔口漿液不再析水下沉為止。

3、施工機具與材料

旋噴機1臺，鉆頭上的噴嘴為單管噴嘴，旋噴直徑60cm；高壓泵BW200/50型1臺；口徑5mm高壓膠管（50MPa）；25mm高壓鋼管（50MPa）；灰漿攪拌機1臺；攪拌式儲漿槽1個。

4、高壓旋噴單管法

利用鉆機等設備，把安裝在注漿單管底部側面的特殊噴嘴置入土層設計深度后，用高壓泥漿泵以24Mpa的壓力使漿液從噴嘴中噴出沖擊破壞土體，同時借助注漿管的旋轉和提升運動使漿液從土體中崩落下來的土攪拌混合，經過一定時間的凝結在土中形成圓柱狀的結體，從而達到加固地基的目的。高壓噴射注漿的施工機器及設備由高壓發生裝置、鉆機注漿、特種鉆桿和高壓管路四部分組成；主要包括鉆機、高壓泵、泥漿泵、空氣壓縮機、注漿管、噴嘴、流量計、運漿管、制漿機等。單管法高壓旋噴施工中的單管是實現單管噴射工藝的主要設備之一，供其內部輸送高壓漿液；它由導流管、鉆桿和噴頭三部分組成。

質量控制及檢驗

1、施工質量控制要點

通過試樁選定施工各項技術參數以保證有效樁長。

高壓旋噴過程中，冒漿量為注漿量20%為正常，若大于20%或者完全不冒漿應及時處理。

隨旋噴提升到樁頂時抽取制作反漿試塊，以檢測判定其樁體強度是否達到設計要求。

2、樁體質量檢查

7天后，施工方自檢，將樣本樁挖出，測量樁徑滿足設計要求，并劈開樁體，樁體完整，后將樁體切割成試塊，強度檢測合格。

28天后，景德鎮工程質量檢查站、業主方和監理方進行聯合開挖檢查和鉆孔取芯檢測各項指標都符合設計要求并全部合格。

結束語

此次昌江凰崗樞紐船閘技術改造工程，在江西省內率先采用了高壓單孔旋噴灌漿技術運用于船閘基底淺基防護。采用此技術就工程上講增加了基底強度，提高了基底承載力，并對船閘起到了止水防滲的效果；就投資上講，一次性投資較大，但從長遠來看，節省了每年人力、物力的投入，而且防護效果顯著提高，所以采用高壓單孔旋噴灌注樁進行船閘淺基加固不失為明智的選擇。從后來的質量檢驗及八年船閘運行情況來看，此次凰崗樞紐船閘裂縫處理工程是成功的。