(山东电力建设第三工程有限公司 山东青岛 266100)
摘要：电力建设中循环水沟排水口围堰工程结构复杂，工序繁多，施工技术难度大，技术要求较高，质量安全控制要求较严，通过合理安排工序，加强质量、安全以及技术和工艺的管控，以满足深基坑施工技术、质量、安全、工艺等方面的要求。
关键词：围堰工程 施工技术 深基坑
1工程概述
以华电莱州发电有限公司二期2×1000MW超超临界机组工程B标段工程项目为例，循环水沟排水口施工处于海岸线以内，需建设围堰隔离海水。具体分为围堰形成、边坡掩护、止水帷幕施工、基坑降水和围堰拆除，其中围堰部分为312米，顶标高为+3m，顶宽10m，底标高为-0.39m到-1.5m不等，边坡为1：1.2，外侧大块石理坡后用扭王字块掩护，止水帷幕长为272米，采用双排三管高压旋喷桩形成，直径1.2m，桩排距间距均为0.86m。
2 围堰施工方案
2.1总体施工顺序
围堰形成→地质勘探→止水帷幕施工→基坑降水→围堰拆除
2.2围堰施工
排水口所需围堰分为临时围堰和永临结合围堰两部分。临时围堰（平面位置如图所示）长约290m，结构形式为中间部位3m砂带，两侧用500g/m2土工布覆盖，两侧填基配碎石、块石理坡，外侧有5t或2t扭王字块护面，堤顶标高为+3m，外侧顶标高为+4m，堤顶宽10m，永临结合围堰利用排水口护岸部分围堰，围堰长约80m。
临时围堰的平面尺寸选择，一方面考虑排水口结构的施工需要；另一方面考虑排水明渠开挖的需要。
围堰施工，从两个工作面展开：工作面分别从永临结合围堰两侧直立岸壁开始，从陆侧向海侧填筑推进，施工至永临结合围堰最西侧时，与送出单位结合，最后两个工作面交合，形成围堰。围堰施工完成后，进行止水施工。
永临结合围堰下需要清理原有护滩石和直路立岸壁的拆除，确保旋喷桩区域内无块石及其他影响旋喷桩质量的杂物，先在永临结合围堰外侧修筑4m宽道路一条，道路用块石填筑，长度与永临结合围堰一致，顶标高在+2.0m。道路填筑完成后，用挖掘机进行内外理坡，内坡尽量减小坡比做倒滤层后填沙土3m，再次覆盖土工布，然后沙土层内填筑3m级配块石。
围堰采用中间夹沙的方式进行。沙从下至上分为2m到4m层，底层宽度为18m，顶层10m并保证旋喷桩能够施工，中间沙层必须保证顺直无断层和流失，土工布铺设搭接不低于0.5米，土工布铺设、沙土填筑与内侧填筑要形成流水布局，围堰形成后上部1m填筑完成，外部用块石加高至4m。西侧段面用5t扭王字块按40/100m2随机摆放形成掩护。
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防护工程施工平面图
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止水帷幕施工方案
围堰堤断面及施工顺序示意图
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施工说明：
①开山石外侧抛填施工，施工准备完成后首先进行此工序的施工。
②外层施工完成后铺设土工布，完成中间沙土层施工，再次铺设土工布完成内侧碎石施工。
③为挡浪墙垫层以下100~200kg垫层块石（厚度800mm），在护底块石抛填施工完成后，即展开施工。
④为挡浪墙垫层以下2t扭王字块安装，在100~200kg块石抛填完成后施工。
⑤2t扭王字块用于东西断面掩护。
机械设备一览表
2.3施工准备
1.布设测量控制点网并校核，校核测量仪器经纬仪。
2.检查、组装吊索、吊具，保证施工安全。
3.扭王字块陆上安装
扭王字块安装采用陆上安装与水上安装相结合的方式进行。陆上安放时，使用25t汽车吊装块、50t载重汽车运送到现场，使用现场的50t汽车吊进行安装。
4.土工布铺设施工方法
（1）采用陆上人员铺土工布，潜水员配合进行的施工方法。
（2）土工布滤层施工关键在于保证土工布的连续性、完整性，不得有破损，铺设时使滤层松紧程度适应岸坡变形，基层面无尖锐棱角，铺设范围和搭接长度足够并压紧。
（3）土工布制作：先加工制作成铺设块，铺设宽度应按设计宽增加富余长度1.5m；同时铺设块拼缝采用“丁缝”或“包缝”或搭接工艺连接。
（4）铺设：土工布每20m按照坡面的长度圈在带滚轴的钢管上，滚轴通过岸上定尺溜放，使土工布散铺在坡面上。在陆上将土工布一端用砂袋压稳固定在二片石垫层顶层表面上，入水后由潜水员指挥将土工布沿抛石二片石垫层轮廓展开并在水下拉紧。轻潜复查位置准确后及时压护，抽提钢管，进行下一段的施工。
（5）铺设完成后要对土工布顶部和底部及时进行加固，且首端和尾端应固定牢靠，防止土工布漂浮、位移。施工过程中加强检查土工布的质量状况，及时修补破损处。每段验收合格后及时回填混合倒滤层。施工作业人员严禁穿硬底或带钉的鞋进行作业。
2.4 堤身陆上抛填
堤身采用抛填开山块石形成，采用未风化、非片状、无严重裂缝且级配良好的开山石，内坡度1：1.2。堤心石抛完并验收合格后，要及时进行垫层块石抛理施工，以提高抗风浪能力，外坡度1：1.5。隔沙堤段内侧设有二片石垫层及混合倒滤层。各施工段块石抛填施工均采用陆上抛填和水上找补相结合的施工工艺。
斜坡堤堤身（堤心石、垫层块石、二片石及混合倒滤层）陆上抛填，采用自卸车直接对标抛填、装载机进行平整、挖掘机理坡的工艺。坡脚坡度不足部分再用自航驳水上找补。施工时按堤心石、垫层块石的施工顺序进行施工。施工时要控制好流水步距。每一施工段堤心石抛填验收完成后，应及时进行垫层块石的抛理，堤心石抛石的暴露长度控制在50m以内。施工时应注意风浪防护，随抛随护。
所用石料要有良好的级配，尽可能密实以减少空隙率。陆抛施工时人工对标（在已建成的后方陆域上设立一对控制顶部边线标杆，控制顶部边线）进行抛填，并常用RTK校核堤身轴线及边线。陆上理坡施工应乘低潮位进行，并进行坡度控制。
2.5 主要机械设备
2.6 施工方法
（1）抛填测量平面控制
根据施工总控制网布设斜坡堤抛填平面控制网，轴线通过平面坐标控制，断面通过轴线在抛填过程中进行测量控制。在施工中每50m应使用RTK进行校核，并根据抛填进度将抛石标前移。
（2）抛填、理坡施工方法
1）采用陆上自卸车直接对标抛填的方法
用自卸汽车运送抛填石料，用装载机进行堤顶平整。抛填时使用坡肩边标控制堤顶宽度和方向。一段堤心石抛填验收完成后，应及时进行垫层块石的抛理，以抵抗一般风浪对堤心石的破坏。
2）长臂挖掘机理坡
堤身抛填完成后，施工水位以上部分应及时采用长臂挖掘机进行理坡，以抵抗一般风浪对堤心石的破坏。
理坡应乘低潮时进行施工。理坡时每隔2m为1个断面，自坡肩边标拉测绳每1m为测点，测量设点挂线后人工配合长臂挖掘机自下而上理坡，边打水边抛石，严格控制理坡坡度及标高。
陆上块石理坡示意图二
（3）土工织物允许偏差、检验数量和方法
（3）扭王字块陆上安装
1）安放方式：由于块体较重采用一钩一块的安放方式。
2）预制块体的安放采用规则安放和定点、定量随机安放方法。在+0.5m水位以上坡面规则安放，斜向放置，并使块体的一半杆件与垫层接触，但相邻块体摆向不宜相同；规则安放须用人力用带钩长竹竿支顶块体的横杆扶正块体定向。+0.5m水位以下自动脱钩，定点、定量随机安放。陆上安放时，80t履带吊机位于坝顶，外轮履带与堤心石外坡肩标平齐，从运输车上起吊块体后，吊臂旋转90º与护岸轴线垂直后，落钩使块体降到水中，再借助水的浮力，吊机趴变幅到安放距离进行安放。沿护岸轴线每安放2块后一向前行车，直至安放完本施工段第一排后，再安放第二排，依次类推直至完成。
扭王字块安放的数量不能少于设计数量，并且经过一段时间的波浪作用后应对坡肩处的扭王字体进行修整，对坡面上块体下滑形成的缺口予以补放。
3)块体安放的数量不能少于设计数量，并且经过一段时间的波浪作用后应对坡肩处的块体进行修整，对坡面上块体下滑形成的缺口予以补放。
3 高压旋喷桩施工方案
旋喷桩施工采用三重管法旋喷，为防止旋喷桩施工时由于相邻两桩施工距离太近或间隔时间太短，造成相邻高喷孔施工时串浆，采取分批跳孔施工，具体施工顺序依据现场实际情况确定。
根据工期要求及现场实际情况，先在基坑北侧投入两台高压旋喷桩机施工北侧旋喷桩，两台旋喷钻机由东西两端头向中间靠近施工。
3.1 机具人员部署
旋喷桩施工采用XY-150地质钻机引孔，XP-30B型旋喷机作业。主要施工机械设备如下表所示。
机械设备一览表
3.2 高压旋喷桩施工工艺
高压旋喷桩系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度旋转，一面低速徐徐提升(10cm～15cm/min)，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形成具有一定强度（0.5～8.0MPa）的圆柱固结体（即旋喷桩），从而使地基得到加固。高压旋喷桩的工作情况如图所示。
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高压旋喷桩工作示意图
3.3 桩位测设
（1）测量放线:根据设计的施工图和坐标网点测量放出施工轴线。
（2）确定孔位:在施工轴线上确定孔位，编上桩号、孔号、序号，依据基准点进行测量各孔口地面高程。桩位应严格按照图纸设计测设，偏差不得大于50mm。
3.4 确定工艺参数
高压旋喷桩施工采用三重管法，采用P.O 42.5r级普通硅酸盐水泥，水泥总用量为600kg/m3，水泥浆液的水灰比0.9。为保证施工质量应严格遵守试桩要求，在展开大批量制桩前进行试桩，以校验施工工艺参数是否合理，根据试桩用工艺提出高压旋喷桩工艺参数如下表所示：
高压旋喷桩工艺参数
经试桩验证高压旋喷桩工艺参数切实可行，试桩质量高，则按照表中的各项控制参数进行高压旋喷桩的后续施工。
3.5 钻机钻孔
（1）钻机就位。钻机主钻杆对准孔位，用水平尺测量机体水平、立轴垂直，钻机要垫平稳牢固。
（2）钻孔口径应大于喷射管外径20～50mm，以保证喷射时正常返浆、冒浆。
（3）施工场地勘察资料不详时，每间隔20m布置一先导孔，查看终孔时地层变化。
（4）造孔每钻进5m用水平尺测量机身水平和立轴垂直1次，以保证钻孔垂直。
（5）钻进过程中随时注意地层变化，对孔深、塌孔、漏浆等情况，要详细记录。
（6）钻孔终孔深度应大于开喷深度0.5～1.0m，以满足少量岩粉沉淀和喷嘴前端距离。终孔后将孔内残留岩芯和岩粉捞取置换干净。
（7）孔深达到设计深度后，进行孔内测斜，孔深小于30m时，孔斜率不大于0.5%。
（8）测量孔深:钻孔终孔时测量钻杆钻具长度，孔深大于20m时，进行孔内测斜。
3.6 下喷射管
钻孔经验收合格后，方可进行高压喷射注浆，下喷射管前检查以下事项。
（1）测量喷射管长度，测量喷嘴中心线是否与喷射管方向箭一致，喷射管应标识尺度。
（2）将喷头置于高压水泵附近，试压管路应小于20m，试喷调为设计喷射压力。
（3）施工时下喷射管前进行地面气、浆试喷，即设计喷射压力＋管路压力。
（4）设计喷射压力＋管路压力为施工用的标准喷射压力，更换喷嘴时重新调试。
（5）旋喷施工下喷射管前，应进行地面试喷并检查水嘴是否雾化。
（6）在下喷射管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，若压力过高，则易将孔壁射塌。
3.7 搅拌制浆
搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型和灌浆泵的排浆量相适应，并应能保证均匀、连续地拌制浆液。保证高压喷射注浆连续供浆需量。本标段高压旋喷桩施工采用二重管法，采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，水泥及粉煤灰总用量为550kg/m3，水泥：粉煤灰=1：0.3。水泥浆液的水灰比0.8。高压旋喷桩施工期间为2017-9-13～2017-11-11，重视高压喷射注浆管路的防寒保暖工作，在浆液使用前，检查输浆管路和压力表，保证浆液顺利通过输浆管路喷入地层。
3.8 喷射作业
高压喷射注浆法为自下而上连续作业。喷头可分单嘴、双嘴和多嘴。
（1）当注浆管下至设计深度，喷嘴达到设计标高，即可喷射注浆。
（2）开喷送入符合设计要求的气和水泥浆，待浆液返出孔口正常后，开始提升。水泥浆液流量大于60~80L/min，气压不宜小于0.7MPa，旋喷提升速度10～15cm/min。
（3）高压喷射注浆喷射过程中出现压力突降或骤增，必须查明原因，及时处理。
（4）喷射过程中拆卸喷射管时，应进行下落搭接复喷，搭接长度不小于0.2m。
（5）喷射过程中因故中断后，恢复喷射时，应进行复喷，搭接长度不小于0.5m。
（6）喷射中断超过浆液初凝时间，应进行扫孔，恢复喷射时，复喷搭接长度不小于1m。
（7）喷射过程中孔内漏浆，停止提升，直至不漏浆为止，继续提升。
（8）喷射过程中孔内严重漏浆，停止喷射，提出喷射管，采取堵漏措施。
3.9 冒浆
在旋喷过程中，有一定数量的土颗粒，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面，通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况，判断旋喷的大致效果和断定参数合理性等，根据经验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量20%为正常现象，超过20%或完全不冒浆时，应查明原因及时采取相应措施。
（1）流量不变而压力突然下降时，应检查部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查其封密性能。
（2）出现不冒浆或断续冒浆时，若系土质松软则视为正常现象，可适当进行复喷；如系附近有空洞、暗道，则应不提升注浆管，继续注浆直至冒浆为止，或拔出注浆管待浆液凝固后，重新注浆直至冒浆为止，必要时采用速凝浆液，便于浆液在注浆管附近凝固。
（3）减少冒浆的措施：冒浆量过大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。
a.提高旋喷压力（喷浆量不变）；
b.适当缩小喷嘴直径（旋喷压力不变）；
c.加快提升和旋转速度；
8.充填回灌
每一孔的高压喷射注浆完成后，孔内的水泥浆很快会产生析水沉淀，应及时向孔内充填灌浆，直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。终喷后，充填灌浆是一项非常重要的工作，回灌的好与差将直接影响工程的质量，必须做好充填回灌工作。
（1）将输浆管插入孔内浆面以下2m，输入注浆时用的浆液进行充填灌浆。
（2）充填灌浆需多次反复进行，回灌标准是:直到饱满，孔口浆面不再下沉为止。
（3）应记录回灌时间、次数、灌浆量、水泥用量和回灌质量。
3.10 清洗结束
每一孔的高压喷射注浆完成后，应及时清洗灌浆泵和输浆管路，防止清洗不及时不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块，堵塞输浆管路和喷嘴，影响下一孔的施工。
4结语
通过合理有效的施工策划，严格按照施工规范以及有效的人材机的有效配置，加强施工过程的工艺、技术、质量、安全的管控，本项目循环水口围堰施工满足了规范以及工程需求，也实现了通过有效管控项目重点难点工作以达到满足项目整体需求的关键路径工作的整体管控，同时也为类似项目的施工积累了经验。