某復線船閘工程項目閘室深基坑滲水的成因分析及處理

汪順利 （安徽省港航建設投資集團有限公司，安徽 合肥 230000）

1 工程概況

某復線船閘并列位于原一線船閘約55m處，按Ⅳ級標準建設，設計船型為500噸級兼顧1000噸級船舶，船閘尺寸為:240×23×4.0m(長×寬×門檻水深)。閘室采用不透水結構，閘室采用整體式鋼筋混凝土倒“Π”型結構，順水流向分成15節，每節分縫長度16m。兩船閘共用上下游引航道，寬度75.0m，采用不對稱布置，全長1.2km，在征地拆遷完當地民居后，閘室主體工程施工過程中出現了基坑滲水現象。

2 工程地質狀況

根據現場試驗資料和鉆探資料，在地面以下60m內勘探深度范圍內，地下水類型為松散類孔隙水，主要分三層含水層和二層隔水層，其中第一含水層為潛水，第二、第三含水層為承壓水。分層敘述如下：第一含水層由②層砂壤土、③層粉質壤土和⑤層粉質壤土組成，厚約3.0～11.3m，該層結構松散，為孔隙型潛水，主要以大氣降水和河、溝塘水補給為主；第一隔水層為⑥1層粉質粘土、⑥2層粉質壤土，厚度4.0～13.0m，微透水性。第二含水層為⑧層砂壤土，中等透水性，含水類型為承壓水；第二隔水層為⑨層粉質壤土，微透水性，厚度大，為良好的隔水層；第三含水層為⑩1層細砂，局部夾少量砂壤土，中等透水，含水類型為承壓水，具承壓性，層厚不均，出露高程一般在-10.0～-13.0m，對工程影響不大。勘察期間船閘上游水位高程為31.38m左右，下游水位高程為28.27m左右。同期勘察孔中穩定水位高程為27.97～31.97m，從空間分布上看，靠近上閘首處地下穩定水位在31.97～31.41m，下閘首處地下穩定水位為27.97～27.98m，閘室位置處地下穩定水位為29.54～30.43m。根據地質狀況分析，含水層中與工程密切的為第二層含水層。

3 滲水原因分析

復線船閘距離一線船閘軸線約50～60m，基坑開挖深度15m～20m，圍堰臨時擋水高度10～15m，水頭差較大。基坑位置存在大量的的原址居民飲水井和一線船閘施工降水井，因地質勘察前已被簡單覆土封閉未能全部探明。當基坑開挖過程中，雖采取了井點降水等方式，但側面隔水層被擾動后，造成基坑外河道明水地表水與透水層被連通，復線船閘基坑大量滲水。

4 滲透處理措施

主要采取對基坑周邊進行防滲加固方式，采用地下連續墻為主，壓密注漿、高壓旋噴樁、現有空箱擋墻加固、灌注樁、粉噴樁、基底水泥土回填輔助的基坑截滲方案，具體布置如下。

4.1 截滲墻

①上閘首左岸及上閘首上游段（Q0～Q2）：墻頂高程 28.0m，墻底高程為 7.0m，墻厚為 40cm，墻長 148.4m，采用塑性混凝土防滲墻體。

圖1 截滲墻總平面布置圖

圖2 上閘首左岸、上游側及上游右岸輔導航墻右岸布置圖（Q0～Q7）

②上閘首上游側（Q2～Q5）、上游右岸輔導航墻右側（Q6～Q7）：墻頂高程34.5m，墻底高程為7.0m，墻厚為80cm，墻長（37.6+20.1）m，采用 C25鋼筋混凝土防滲墻體。

③上閘首、1-10#閘室段右岸（Q7～Q15）：墻頂高程 34.5～28.5m，墻底高程7.0m，墻厚為40cm，墻長221.7m，采用塑性混凝土防滲墻體。

④下游穿老船閘翼墻段、下游右岸輔導航墻段（Q15～Q23）：墻頂高程33.0～29.0m，墻底高程7.0m，墻厚為80cm，墻長 135.4m，采用C25鋼筋混凝土防滲墻體。

⑤下游左岸導航墻右岸、下游段及左岸（Q23～Q26）：墻頂高程 29.0m，墻底高程7.0m，墻厚為40cm，墻長152.1m。采用塑性混凝土防滲墻體。

4.2 一線船閘左岸導航墻加固

因0.8mC25鋼筋混凝土導航墻需穿過老導航墻空箱導墻，為保證老導航墻穩定性，需對老導航墻進行加固處理。對現狀空箱導航墻基坑側兩節空箱采用素混凝土回填，臨基坑側空箱擋墻墻體與截滲墻之間采用錨筋連接，錨固劑采用高強環氧A級植筋膠。錨筋為直徑C25@5000鋼筋，間隔0.5m布置一層，梅花形布置。在一線船閘下游左岸空箱式導航墻空箱內布置鋼筋混凝土阻滑樁。灌注樁施工前采用泥漿泵抽出原空箱內填土。現狀導航墻分縫處采用20b工字鋼配合20#槽鋼進行錨固連接，每道分縫布置三層錨固層，每層采用三道工字鋼、兩道槽鋼連接。

4.3 水泥攪拌樁

下游右岸輔導航墻段截滲墻施工前需對雙排樁之間填土采用水泥土攪拌樁固化，干法施工。粉噴樁樁徑0.5m，樁距1.0m，樁頂高程29m，單樁長6m～8m，平均樁長7m，樁頂伸入現狀土層不小于1m，水泥含量15%。

4.4 高壓旋噴樁

高壓噴射旋噴樁采用兩管法旋噴樁機組施工，鉆孔及噴漿均分序施工，施工前做生產性圍井試驗，確定各施工參數。高噴過程中應經常檢查、調整高壓水泵、低壓泥漿泵的壓力、灌漿流量、空壓機風壓和風量、鉆機旋轉和提升速度以及實際的漿液耗用量等。

4.5 壓密注漿

灌漿范圍及灌漿參數：上閘首上游側混凝土截滲墻墻后布置兩排，截滲墻和上閘首之間的導航墻墻后布置三排，孔距和排距均為1.2m，漿液為純水泥漿，水灰比0.8，灌漿壓力 0.2～0.3MPa。

圖3 上閘首及閘室右岸布置圖（Q7～Q15）

圖4 下游穿老船閘翼墻段、下游右岸輔導航墻段布置圖（Q15～Q23）

圖5 下游左岸導航墻右岸、下游段及左岸布置圖（Q23～Q26）

4.6 基坑降排水

現狀基坑水位30.8m左右，排水分兩期進行，待上閘首左、右岸及上游側截滲墻以及下游右岸導航墻段、下閘首左、右岸和下游側截滲墻施工完成，且經檢測具備截滲條件后，方可開始一期基坑排水，基坑水位降至高程26.0m，降水速度不大于0.4～0.6m/d。然后進行閘室段塑性混凝土截滲墻施工，待截滲工程全部完工、驗收后，再進行基坑第二期排水。

5 防滲施工步驟

首先對滲透處進行注漿臨時加固，保障一線船閘與復線船閘之間土體穩定，然后第二步進行上游鋼圍堰、下游老導航墻加固處理及下游右岸輔導航墻處粉噴樁施工，為地下連續墻施工提供場地條件，滿足度汛要求；第三步進行上閘首左右岸及上游側（Q0-Q8）截滲墻、壓密注漿、高壓旋噴樁施工；第四步進行下游右岸導航墻段截滲墻、下游左岸導航墻左右岸和下游段（Q17-Q26）截滲墻施工；第五步進行下游穿老翼墻處、老船閘下閘首左側段（Q13-Q16）截滲墻施工，穿下游老翼墻施工時，增加老導航墻觀測頻率，保證老導航墻安全以及一線船閘正常運營；第六步經檢測上下游截滲墻具備截滲條件后，將基坑的水位降至高程26.0左右，降水速度控制在0.4～0.6m/d，然后進行閘室右側段（Q8-Q13）截滲墻施工；第七步經檢測所有截滲墻均滿足規范及設計要求，具備截滲條件后，排干基坑內積水，進行后續工程施工，降水速度控制在0.4～0.6m/d。基坑內積水排干后進行閘室內淤泥清除、清洗，最后閘室基底水泥土換填。

圖6 一線船閘左岸導航墻整體連接平面布置圖

圖7 一線船閘左岸導航墻整體連接A-A剖面圖

圖8 下游右岸輔導航墻水泥攪拌樁布置圖

6 施工控制要點

①如滲透擴大，出現管涌情況，應緊急采取水下澆筑混凝土等措施，堵塞透水通道，防止土層流失較嚴重；

②鋼筋混凝土截滲墻施工時，必須保證其連續性，防止出現薄弱部位，保證截滲墻與灌注樁連接緊密，連接部位應具有足夠強度及密實性；

③防滲墻采用水下混凝土澆筑，要求混凝土具有良好的和易性和流動性。坍落度嚴格控制在180～220mm，對所送商品混凝土進行現場抽查，控制最后一次混凝土的澆筑量，使其超出設計標高50㎝，鑿去墻頂浮漿層后的標高符合設計要求；

④閘室內積水抽排時要嚴格控制抽水速度按照設計要求執行，抽排水過程中對基坑邊坡、老建筑物以及塔吊進行加密監測，如有異常變化，立即停止抽排。

7 結語

船閘工程施工，閘室基坑開挖為質量安全控制重點，尤其是復線船閘受一線船閘距離近、通航影響，基坑開挖過程中容易出現透水、管涌、滲漏等現象。通過本復線船閘工程實例，確定在基坑四周布設封閉的截滲墻，截斷船閘周圍與基坑間地下水滲透，取得了良好的效果，為以后船閘工程施工提供了指導性意見。