一、工程概況及興建原因

　　安徽省無(wú)為大堤位于長(cháng)江下游左岸安徽省巢湖市境內，上起無(wú)為縣果合興，下迄和縣方莊，全長(cháng)124.2km，屬于長(cháng)江Ⅰ級堤防。是巢湖流域的防洪屏障，保護面積4520km²，保護著(zhù)無(wú)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(wàn)人口，427萬(wàn)畝耕地及國家重要交通、電力、軍工等設施的防洪安全，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有極其重要的戰略地位。無(wú)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，又陸續進(jìn)行了堤身加固、填塘固基、涵閘加固、護岸等加固工程，大堤堤身的防洪能力有所提高。1998年長(cháng)江發(fā)生了全流域性特大洪水，暴露出無(wú)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構整體性差、防洪標準不足、結構老化等隱患，嚴重影響無(wú)為大堤防洪安全。湯溝站閘位于無(wú)為大堤湯溝鎮附近，大堤樁號83+119處。該閘因建筑期限較早，混凝土碳化較為嚴重；箱涵過(guò)去設計流量較小，不能滿(mǎn)足現狀排泄洪流量要求；加之箱涵因上部堤身加高培厚重力影響，箱涵中部出現不均勻沉降，箱涵中部下沉達30cm多，箱涵伸縮縫多處出現嚴重錯位，錯位最大處現場(chǎng)實(shí)測達18cm，混凝土止水橡皮多處被扯裂，發(fā)生嚴重滲水，涵身兩側因水土流失已被淘空；下游護砌沖毀較為嚴重，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，使該閘達到新的設計防洪標準，水利部天津水利水電勘測設計研究院受無(wú)為大堤長(cháng)江河道管理局委托，于2001年9月編制完成了無(wú)為大堤九座穿堤建筑物加固工程初步設計文件。2002年2月，安徽省水利廳以皖水基[2002]87號文進(jìn)行了批復，同意對該涵閘進(jìn)行拆除重建。該閘加固部位主要為涵首、涵身及下游防沖護砌、堤身重建等。參建單位有：無(wú)為大堤長(cháng)江河道管理局、長(cháng)江委監理中心無(wú)為大堤加固項目監理站、水利部天津水利水電勘測設計研究院、安徽水利開(kāi)發(fā)股份有限公司第三項目部、巢湖市水利工程質(zhì)量監督站等單位。

　　二、工程地質(zhì)及設計成因

　　無(wú)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，夾簿層粉細砂，層底面高程-21.13～－19.56m，層厚23.00-23.20m；第四層，粉細砂，灰色，飽和，稍密-中密，本層未揭穿。

　　根據工程地質(zhì)條件，水利部天津水利水電勘測設計研究院原設計施工圖紙采用4：6碎石土進(jìn)行地基加固處理�；�坑開(kāi)挖后，經(jīng)聯(lián)合驗收基槽后發(fā)現地基土質(zhì)為粉質(zhì)粘土夾粉細砂層，呈灰綠色，飽和狀，稍有擾動(dòng)，呈軟塑流態(tài)。槽底開(kāi)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，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。設計圖紙明確了幾項施工技術(shù)標準，第一項：基礎開(kāi)挖前應先降低地下水位高程。按照設計加固方案要求結合施工現場(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）埋設水泥鎢砂管，管口高程低于建基面0.5m，挖設排水溝50×50cm，溝內鋪設塑料薄膜將井口連通。

　�。�3）井內設置φ50潛水泵，每邊4臺，及時(shí)移位，排除積水，直至地下水降至建基面以下0.5m，專(zhuān)人排水并及時(shí)跟蹤監測水位情況。第二項：基坑開(kāi)挖應分層分段依次進(jìn)行施工，層層下挖，避免原狀土受到擾動(dòng)，并加強基坑排水。第三項：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(guò)程及質(zhì)量控制

　　具體降水實(shí)施過(guò)程如下：

　　首先沿基坑兩側加固范圍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50cm高木模擋板將井口維護，防止塌方阻塞井口。井孔成型后，埋設水泥污砂涵管。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。設置截水溝，寬50cm，深50cm，溝底低于建基面50cm，將井口連成相通排水體系。在井內設置水泵，及時(shí)排除井內積水。跟蹤檢查地下水位，直至低于建基面50cm.

　　建基面清基

　　挖除預留20～30cm保護土層，清除混凝土碎渣、淤泥等雜質(zhì)土，至設計高程后，報請監理部門(mén)及有關(guān)單位進(jìn)行聯(lián)合驗收，并進(jìn)行施工測量，檢查開(kāi)挖后基槽底部高程是否滿(mǎn)足設計要求。施工時(shí)，為避免地基土體受到擾動(dòng)，應采取倒施工法，已擾動(dòng)土必須清除干凈。開(kāi)挖過(guò)程中及時(shí)采取有效措施保證開(kāi)挖邊坡的穩定性，如坡度設計、打樁設置擋板臨時(shí)支護等措施。

　　水泥土加固施工過(guò)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計算，水泥摻用量為0.225t/m³土），拌制機械采用1m3挖掘機，位于堤身減壓平臺處，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.反復開(kāi)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、水泥土運輸：利用挖掘機開(kāi)挖，放入施工場(chǎng)內，人工配合雙膠輪車(chē)運輸，人工攤鋪回填。

　　3、水泥土夯實(shí)：采用人工及機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，第一層土體固結后，加強覆蓋撒水保溫養護1天。第二層仍為人工輕夯，虛鋪土層厚度20cm，加強覆蓋撒水保溫養護1天。第三層重夯采用蛙式打夯機夯實(shí)，分層厚度30cm；夯實(shí)遍數應通過(guò)現場(chǎng)試驗確定，一般不少于6～8遍，同時(shí)嚴格控制夯擊遍數，避免過(guò)夯使已壓實(shí)土體破壞。

　　水泥土施工質(zhì)量控制：

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

　�。�2）回填應分段依次施工，按一定的順序保持均衡上升。層段間回填土接縫處應削成坡?tīng)罨螨X坎狀，坡度不陡于1：3，并對接縫處加強夯實(shí)，保證混合土壓實(shí)度。

　�。�3）施工溫度較低時(shí)應采取保護措施，加強覆蓋保溫，防止霜凍破壞土體結構；同時(shí)對已填筑完成的水泥土應灑水覆蓋保溫養護。

　�。�4）填筑過(guò)程中，測量工作應同步進(jìn)行，隨時(shí)檢查控制填土面高程及填土厚度；對水泥土層與層之間結合部處理要符合規范規定，土面過(guò)光時(shí)要采取人工刨毛處理，保證層間結合牢固。

　�。�5）水泥土壓實(shí)指標：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，檢測土的干密度，計算土的壓實(shí)度，符合設計要求并經(jīng)監理工程師簽字確認后，進(jìn)行上層土回填。

　�。�6）回填土應超出加固區以外每側不少于50cm.對邊角處機械無(wú)法夯實(shí)到位的地方，應采用人工夯實(shí)密實(shí)。

　�。�7）回填土結束后頂面應高于設計高程10～20cm，采用人工帶線(xiàn)整平至設計高程并經(jīng)驗收后澆筑混凝土墊層。

　�。�8）施工時(shí)注意協(xié)調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(xiàn)的埋設、焊接應在水泥土回填之前進(jìn)行施工。

　　四、質(zhì)量驗收及加固效果評價(jià)

　　無(wú)為大堤湯溝站閘箱涵地基加固水泥土施工結束后，參建各方聯(lián)合對水泥土施工質(zhì)量進(jìn)行驗收，現場(chǎng)隨機抽測土樣經(jīng)檢測部門(mén)復測，全部達到設計規定技術(shù)參數。水泥土加固施工質(zhì)量經(jīng)聯(lián)合驗收組一次驗收通過(guò)。設計單位代表對加固效果進(jìn)行評估后認為該水泥土施工質(zhì)量達到設計指標要求，加固后水泥土地基能夠作為有效持力層。