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1、沿海水利工程施工技术重点探究【摘要】笔者结合近年来所参加的沿海水利工程施工体 会，探析沿海水利工程施工应搞好施工导流、围堰、地基处 理、提高钢筋混凝土结构耐久性等技术重点。【关键词】沿海水利工程；导流；围堰;地基处理;钢筋混 凝土结构耐久性The coast hydraulic engineering construetion technique searches with emphasis analyzesLi Jie1 Zhang Haifeng2Abstract In recent years the author unifies the coast hydraulic engineer
2、ing constmetion experience which participated, searched analyzes the coast hydraulic engineering construction to do well the constmetion to lead the class, the coffer dam, the ground treatment, to enhance technical key points and so on reinforced concrete strueture durability.Key words Coast hydraul
3、ic engineering； Leads the class； Coffer dam； Ground treatment； Reinforced concrete strueture durability近几年来，笔者先后参加了日照市大沙洼林场于家村防 潮闸、交通桥工程，任家台防潮堤工程，日照市涛雒镇栈子橡 胶坝工程，东港区第一至五期防潮堤工程，岚山二、三、五期 防潮堤工程,涛雒镇庄家村中桥、东南营中桥工程，日照南沿 海公路付瞳河跨海大桥工程。结合于家村防潮闸、交通桥及 栈子橡胶坝探析沿海水利工程施工应重点考虑的技术问题。1. 于家村防潮闸、交通桥及栈子橡胶坝工程简介1.1于家村防潮闸、交通
4、桥：于家村防潮闸、交通桥位 于日照市大沙洼林场东临海侧，于家村河入海口处。该防潮 闸按20年一遇防洪标准设计，主建筑物为2级。闸室总净宽 40m,共分10孔，闸室顺水流向长11. 5 m,垂直水流向长50. 44 m,底板厚1. Omo闸门高2. 5 m,宽4. 28m,为C25钢筋论 梁板式平面闸门。防潮闸上设机架桥，机房净高3. 3m,宽 3.16m,砖混结构。闸室两端各设桥头堡一座，布置楼梯、配 电设施，共三层，总建筑面积564. 04 m2；闸室上游铺盖、浆 砌石护坦长均为10.5 m；闸室下游消力池、海漫和防冲槽分 别为10.0 m、10.0 m、3. 5 m；铺盖、消力池两侧为 C
5、25钢筋论挡土墙。交通桥三跨T型梁装置于南北边墩 和中缝墩上，全长50.04m,桥面净宽8.5 m,荷载标准按汽 -20、挂TOO校核。该工程于99年8月26日开工,2000年4 月20日完工，并于9月6日由省水利厅主持验收，被评为优 良工程。于家村防潮闸、交通桥良好运行至今已10年多，对 当地水产养殖、国家森林公园保护及促进旅游开发等发挥了 极大的经济效益、生态效益和社会效益。1.2栈子橡胶坝：栈子橡胶坝地处东港区涛雒镇以南， 栈子村北，属滨海水系，位于巨峰河下游分洪支流竹子河上。 巨峰河总流域面积262. 7Km2,干流长30. 8 Km,为东港区第 三条较大河流。该河道在涛雒镇大刘庄村西
6、由竹子河、南店 河分流入海。新建橡胶坝总长168m,包括坝体3跨，挡水高度 2.5 m；调节闸2孔，闸室长8.4m；配套沉盘井1眼，充排水泵 站1处，管理房5间。01年12月25日开工,02年7月20日 竣工。至2010年7月20日，栈子橡胶坝已安全运行8年，运 行良好。近日笔者通过参入项目后评价进行橡胶坝实际测量, 发现橡胶坝无沉降变形现象;橡胶坝蓄水位4.6 m,兴利蓄水 量392.8万ni3,橡胶坝防洪、蓄水均满足设计要求。据统 计自橡胶坝投入运行以来，共发展淡水养殖达4500亩，恢复 改善灌溉面积5500亩，防止海潮侵袭15 Km2,经济效益、 生态效益、社会效益显著。2. 施工导流、
7、围堰问题2. 1施工导流、围堰高度：沿海水利工程，无论是防潮 闸、橡胶坝还是交通桥，一般都设在河流入海口处，受海潮影 响特别严重，还得防范上游河水及汛期洪水。导流、围堰方 案不但影响施工工程的施工部署和造价，还与施工工期密切 相关，选择合理可行的施工导流、围堰方案非常重要。以于 家村河入海口防潮闸、交通桥施工为例说明。该工程开工， 首先进行轮廓放样，根据总平面布置结合于家村河流（设计 泄洪量37. 8m3/s,明渠内水深1. 6m,入海口河床高程1. 5m, 平常水位3. Im）现状，施工导流明渠改设在左堤，明渠南侧采 用围堰结构。围堰高度：按泄洪要求考虑，堰前水位3.1 m, 计算河道波浪爬
8、高0. 9 m,取安全超高0. 3 m,则堰顶高程4. 3 m,需堰高2. 8 m；按挡潮要求考虑，堰前潮位2. 8 m,计算 非汛期海潮波浪爬高1.37 m,取安全超高0.3 m,则堰顶高程 4. 47 m,需堰高2. 97 m；按挡潮要求确定围堰高度3. 1 m。2.2围堰结构：于家村河入海口防潮闸、交通桥在施工 准备的同时，一方面先进行围堰搭设，另一方面在右岸填筑 施工料场、修建临时办公场所及临时施工道路。围堰结构形 式的选择至关重要，围堰成功与否直接关系着主体工程施工 的成败。经过反复论证，制定以下围堰结构。围堰施工中，临 海侧先用挖掘机挖深1.5 m、宽4m的沟槽，然后用柴油 喷灌机
9、下6 m长钢架管，间距0. 5 m,里外对称两排，保持架管 上口宽 2. 0 m,下口宽 4. 0m,高 4. 0 m；把（6. 0 m 宽，厚 2mra） 塑料纸用装砂麻袋压在沟槽底部，塑料纸两边各放装砂编织 袋2排，编织袋外侧磊填装砂麻袋，层层叠磊，到围堰2.0 m 高时用短架管内外拉结，到3. 5 m时第二层内外拉结，围 堰临海侧用普通钢模板围护装砂麻袋（现场海砂质细，易从 麻袋眼中被海水冲击流出），钢模板光面紧靠麻袋。围堰采用 此结构，从围堰搭成到拆除，经受了 6个多月4 m左右海浪冲 击和两次洪水冲刷，为主体工程施工提供了坚实的保障。3. 地基处理问题3.1于家村防潮闸、交通桥地基处
10、理3. 1. 1砂基:于家村河入海口防潮闸、交通桥地质情况： 地表覆盖为浅黄色含贝壳细砂层，砂砾成份主要由石英、长 石组成，层厚7. 011. Om,呈半饱和饱和状态，为密实结构, 属河口冲、海积堆积相。由于砂基均匀，因而在通过基坑四 周排水降至符合规范要求情况下用插入式振动器振密实。3. 1.2流砂问题：01年“八•；”前后，日照连降 特大暴雨，于家村防潮闸位于于家村河下游入海口处，洪水 流量大，由于多日洪水的冲刷，加上此地砂质粉细，使海砂形 成液化，出现流砂，导致海漫齿墙内部海砂流走，使海漫整体 下沉，东北角局部断裂，情况紧急。险情发生后，省水科院、 市水利局及区水利局等有关领导
11、、专家亲临现场，制定合理 可行制流砂除险方案，通过铺填乱石、石子及砸木桩、筑砂 袋，经过三天两夜的紧张奋战，控制住了流砂造成的险情。汛 期过后又对海漫进行了防渗灌浆处理，经过系列处理，终于 解决了流砂问题，至今工程运行良好，底板、消力池、海漫等 再未发生沉降、裂缝现象。3.2栈子橡胶坝地基处理3. 2. 1淤泥地质：栈子橡胶坝坝址区域为河流相冲淤积 地貌，河床地层上部以淤泥为主,3.5m左右深，下部为淤泥质中细砂（灰褐色，松散，含有海蛎子碎皮，底板埋深11.7-17.6 m,渗透系数4. 6*10令-4cm/s,相对密度0.64,摩擦系数 0.3,容许承载力6t/m2）。 淤泥质中细砂物理性质
12、：含 有很多细颗粒及大量有机腐植质；孔隙比1.0,天然容量在 1518kN/m3之间。力学性质：强度极低，压缩性大,地基承 载力低，强度增长缓慢，加荷后易变形且不均匀，变形速率大 且稳定时间长，具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。3. 2.2地质处理：坝底板、消力池基础底设计高程以上 3.5米全为稀泥，挖掘机开挖时，泥浆上反，根本无法开挖， 经实际勘测及本村老年人回忆此入海口为老船道，多年淤积, 地基复杂。后来经过方案比较，基坑开挖用吸泥船。吸泥船 结构：由船体、进水系统、出水输送系统、移动系统等组成。 进水系统包括高压水泵、抽真空装置、水笼头等。出水输送 系统包括动力（电机或柴油机）、离合
13、器、抽砂泵、输送管道、 浮筒等。其工作原理是利用高压水泵产生压力水，通过高压 水冲击泥砂，经过水的湿化崩解流动作用，将沉积的泥砂形 成泥浆，泥砂浆经抽砂泵吸出，高压水枪拼射之处流砂覆盖 在未挠动淤泥层上面0. 3m厚左右砂层，泥砂浆则通过抽砂泵及管道输送至作业区。经过10昼夜连续施工，底板地基设计高程0.7米以下，底板轮廓、断高程均达到设计变更要求（深0.7米设计变更为换填中粗河砂）。用轻型触探仪做轻 便触探实验，第一击N10计算地基承载力满足，以下地基承载 力达不到设计要求，因为底板地基下部5. 7-17. 6 m为淤泥质 中细砂。鉴于淤泥地基承载力低，压缩性大，达不到橡胶坝地 基承载力设计
14、要求，故提出换填中粗河砂的技术处理方案。 换砂深度及平面尺寸严格按照设计要求，换入中粗河砂（含 泥量3%）,浸水后用插入式振捣器分两层（每层35cm）振密 实。4. 钢筋混凝土结构施工提高耐久性问题混凝土耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用，并长期保 持其良好的使用性能和外观完整性的能力。它是一个综合性 概念，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应及钢筋 混凝土中的钢筋锈蚀等性能，这些性能均决定着混凝土经久 耐用的程度，故称耐久性。4. 1抗渗性：混凝土的抗渗性直接影响到混凝土的抗冻 性、抗侵蚀性。抗渗性用抗渗等级表示，分P4、P6、P8、P10、 P12,共五个等级。混凝土的抗渗性主要与其密实
15、度及内部空 隙的大小和构造有关。4.2抗冻性:混凝土的抗冻性用抗冻等级表示，分F10、 F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300,共九个等 级。抗冻等级F50以上的混凝土简称抗冻混凝土。4. 3抗侵蚀性：当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时, 要求混凝土具有抗侵蚀能力。侵蚀性介质包括软水、硫酸盐、 镁盐、碳酸盐、一般盐、强碱、海水等。4.4混凝土的碳化（中性化）：混凝土的碳化是环境中的 二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳 化使混凝土的碱度降低，削弱混凝土对钢筋的保护作用，可 能导致钢筋锈蚀；碳化显著增加混凝土的收缩，使混凝土抗 压强度增大,但可能
16、产生细微裂缝，而使混凝土抗拉、抗折强 度降低。4.5碱骨料反应：碱骨料反应是指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的活性二氧化硅发生化学反应, 并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后产生较大的体积膨 胀，导致混凝土胀裂的现象。4.6钢筋锈蚀：混凝土在水化作用时，水泥中氯化钙生 成氢氧化钙,使混凝土中含有大量的氢氧根离子，使PH值一 般可达到12. 5-13. 5,钢筋在这样的高碱环境中，表面容易生 成一层钝化膜，这种钝化膜能阻止钢筋的锈蚀，只有这层钝 化膜遭到破坏，钢筋开始锈蚀。4.6.1混凝土碳化引起钢筋锈蚀：因为混凝土硬化后， 表面混凝土遇到空气中CO2的作用，使氢氯化钙慢慢经过 化学反应变成碳酸钙，使碱性降低，碳化到钢筋表面时，使钝 化膜遭到破坏，钢筋就开始腐蚀，对于普通硅酸盐，水化产生,它是混的氢氧化钙可达到整个水化产物的10%-15%, 方
