湖北水总水利水电建设股份有限公司
摘要：合理安排各道工序，保证工程质量。
关键词：地基处理；灌注桩；施工
1 工程概况
1.1 地理位置
东风渠灌区位于湖北省宜昌市东南部，东邻沮漳河流域，西连黄柏河流域，南抵长江，北靠荆山山脉，覆盖夷陵、枝江、当阳三市（区），区内共有22 个乡、镇，国土面积2437km2，人口总数82.5 万人。
东风渠灌区为跨流域引水，以黄柏河东支上的尚家河水库为水源，东风渠系为纽带，灌区内中小型水库、堰塘、泵站等为基础，形成灌区长藤结瓜的灌溉网络，利用客水和当地径流共同解决灌区的供水问题。
宜昌市东风渠灌区续建配套与节水改造工程2012年度追加投资项目主要施工内容有：总干渠蜘蛛洞渡槽拆除重建，金杨支渠渠道疏挖衬砌（桩号0+000~3+659）和配套设施工程等，张湾支渠渠道疏挖衬砌（桩号 0+055~0+460）和配套设施工程。
总干渠蜘蛛洞渡槽位于夷陵区官庄村境内，工程区距夷陵区小溪塔约30km，宜昌市约45km。本次拆除重建在原渡槽下游侧20m。
金杨支渠位于当阳市半月镇，从半月支渠的末端金湾分水闸引水至杨冲水库，全长10.328km，设计流量3m³/s，灌溉面积约6万亩。本次实施方案整治范围为金湾分水闸至猫子坡隧洞，整治长度为3.659km。整治明渠6段，桩号分别为0+005～0+271，0+317～0+563，0+686～1+034，1+126～1+529，1+721～1+886，1+980～3+368，总长2816m。采用8cm厚C20现浇混凝土衬砌。整治隧洞6座，重建人行桥2处、机耕桥4处，重建、设置灌溉直灌口共9处，在渠道进口新建量水堰1个。
张湾支渠从总干渠61+210的位置处分水至泉河水库，全长3.0km，设计流量5m³/s。整治桩号为0+055~0+460，桩号0+440直灌口重建，泄洪工程一处。
1.2 水文及气象
东风渠灌区处于南北过渡性亚热带季风气候区，气候温和、雨量充沛、无霜期长，为农业生产提供了有利条件。根据宜昌、枝江、当阳三气象站观测资料所反映灌区的气象特性，其多年平均降水量为 983mm，多年平均蒸发量 1280mm。降水年内分配不均，主要集中在 5 月至 9 月，5～9 月降水量约占全年的 71%。灌区多年平均气温 16.8℃，最高气温 41.4℃，最低气温－15.6℃。多年平均日照时数 1664h，全年无霜期 282d。多年平均相对湿度 78%；多年平均风速 1.2m/s，最大风速 20m/s，相应风向为 N。
1.3 工程地质及工程简介
东风渠灌区大地构造上位于扬子准地台八面山台褶带西南的长阳台褶带北部，工程区地势西北高，南东低，地貌上表现为低山丘陵地带。工程区域稳定性较好。地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s（50 年超越概率 10%），相应地震基本烈度为Ⅵ度。
蜘蛛洞渡槽采用原轴线下移20m，新建渡槽方案。30m跨简支结构，渡槽进口段采用明挖扩大基础，基础深入弱风化层；渡槽中段覆盖层厚度 1.4~4m 不等，坡积物厚度变化较大，基础采用扩大基础，座落在弱风化砾岩上，出口段覆盖层厚1m左右，其下基岩为二叠系下统茅口组微晶灰岩，出口段 13#、14#基础及出口边墩基础均采用明挖基础。
金杨支渠出露地层为白垩系跑马岗组（K2p）砂岩、粉砂岩夹泥岩。隧洞围岩类别为Ⅴ～Ⅳ类。土质边坡开挖坡比不小于 1：1.0，靠山侧岩质边坡 1：0.2～1：0.3。
张湾支渠全部为明渠段，堤身填筑土承载力 fak=180～250kPa，内摩擦角φ=15～20°，渗透系数 K=1.0×10-5cm/s。明渠全断面混凝土衬砌，开挖边坡 1：1.0～1：1.25。
2 施工导流
为了不影响9#槽墩的基础开挖，保证工期，同时保证导流的设计过流能力和围堰的安全，枯水期11月至次年3月渡槽施工期间通过最大洪量3.3m³/s时，布置3排内径1.0m的圆形导流预制管，单层布置，纵坡1/100，单排涵管长164m。
在河床中用挖掘机进行土石方挖掘，涵管埋设导流后，对涵管进行覆盖回填。
3基础施工
3.1 基础开挖
进场后，施工人员与监理人员共同进行原始地形测量，测量放样后进行土方开挖。采用挖掘机进行开挖，自卸汽车运到指定位置堆放。局部受限制小方量的部位采用人工开挖方式。石方开挖采用破碎机及空压机风镐凿除。对采用机械开挖的部分，为避免机械开挖时扰动地基，底部应留有保护层，人工进行开挖。在土方夯填的位置应进行跟踪观测，包括每层的厚度、边坡线控制，并根据土体的沉降性预留一定的沉降量。
进出口岸墩及承台扩大基础土方开挖、石方开挖测量放线后，采用1.0m3挖掘机进行开挖。开挖质量符合工程地质、水工设计和施工规范的要求。对于承台基础开挖有具体的体形尺寸要求，根据结构要求开挖，尽量减少超挖，保护层采用人工开挖。基础开挖采用自上而下的顺序进行，土方挖掘机开挖，岩石开挖采用破碎锤破碎方式，挖掘机配合自卸汽车出渣。开挖过程中保证围岩稳定，特别注意1#承台开挖处与老渡槽搭接部位的防护。开挖弃渣及时妥善处理，尽量减少对环境的破坏。
9#基础因开挖揭示设计高程154.88m发育一条溶槽，设计清除槽内充填物，并回填埋石率25%的C20埋石混凝土，上部浇筑0.5米厚的C25钢筋混凝土底板，再对下部基础进行充填灌浆。
10#基础软弱层将承台基础改为灌注桩基础，增加了4根直径1.2m单根长为12.5m的灌注桩。
11#、12#基础溶蚀裂隙为避免裂隙对承台产生不均匀沉降，对裂隙带采用C20钢筋砼凿平处理，在裂隙处设置钢筋网片。
13#基础溶蚀裂隙为避免裂隙对承台产生不均匀沉降，对基础满铺Φ25@200单层双向钢筋，浇筑C25砼。
每个基础开挖至设计高程后，设计、业主、监理、施工组成的联合验收小组进行隐蔽工程联合验收和现场地质编录确认，然后再进行下步工序施工。
3.2 基础砼施工
基础砼采用砼拌和站集中拌合，塔吊供应砼，采用串筒入仓，浇注时水平分层进行，用2台ZX-50的插入式振动器振捣。模板采用木模。墩基础砼的浇筑顺序及时间根据塔吊覆盖范围内的砼浇筑顺序进行施工。防止因时间跨度长，暴露在墩基础外的排架钢筋锈蚀。施工工艺框图见下图3.2.1；
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施工工艺图3.2.1
施工过程中注意以下几点：
1）浇筑前必须按要求对基础进行检验，并确认基础合格且经监理工程师签认。
2）对基础钢筋骨架采用中间加支撑、悬吊等必要的加固措施，以免浇筑砼时顶层钢筋被压弯。
3）根据基坑深度和地质因素确定坑壁的坡度，浇筑砼时运输车距基坑边缘的距离不能太近，以免压垮坑壁。
4）基础底部应压实，坑底应先夯实后铺设垫层，基面冲洗干净，边模为木模。
5）浇筑砼时应保证预埋的排架钢筋位置准确。
6）基础顶与排架接触处凿毛，其余抹平压光。做好砼的养护工作。
7）及时进行基坑回填。
4 灌注桩施工
10#基础软弱层将承台基础改为灌注桩基础，增加了4根直径1.2m单根长为12.5m的灌注桩。
根据基础实际地形，清理场地后，按水位高程平整场地，填土夯实筑钻机平台，并测出平台高程。测量技术员按设计图纸对每根桩放线定位，测出灌注桩顶高程，以便测量孔深，测出桩底高程。循环泥浆池修建在基坑范围外右侧，废泥浆排入老河床内，沉淀后利用潜水泵抽至老河床排出。
4.1 灌注桩钻孔
（1）桩位放样
根据施工图纸给出的并核查后的各桩位坐标和施工现场的控制网。用全站仪按极坐标法进行各桩的中心点放样。
（2）护筒埋设
护筒埋设顶部高度高出施工平台面0.3m以上，以利钻孔泥浆的排泄。
护筒埋设方法：
先在桩位处挖出大于护筒外径的圆坑，整平坑底；然后通过定位的控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底；用汽车起重机将护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置，用十字线定在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与桩中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使护筒竖直。此后即在护筒周围对称、均匀地回填粘土，夯填时要防止护筒偏斜。
（3）泥浆
泥浆采用优质粘土人工调制。
制浆前，先把粘土块尽量打碎，便于搅拌中易成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。搅拌时先将粘土加水放入制浆池内浸透，严格控制水与粘土的比例，然后用人工搅拌。
（4）钻孔
采用150型冲击钻机。其成孔步骤方法如下：
①钻机就位
立好钻架并调整和安设好起吊系统，将冲锤吊起，徐徐放进护筒内。垫方木于机架底座下面，将钻机调平并对准钻孔，偏差不得大于2cm。
②冲孔操作：
A.开始冲孔时，进尺应适当控制。
B.在粘质土中冲进，由于泥浆粘性大，冲锤所受阻力也大，采用中速钻进。
C.在砂类土或软土层冲孔时，易坍孔。采用控制进尺、轻压、低速钻进。
D.在轻亚粘或亚粘土夹卵石、砾石层中冲孔时，因土层太硬，可加大提锤高度。
E.在冲孔过程中发现地质状况与设计不符提前进入风化岩，应及时通知现场监理工程师现场取样，确定进岩层高程及早确定入岩深度。
③终孔检查
钻孔达到要求深度以及嵌岩要求后，要对孔深，孔径、孔位和孔形等进行检查，并将检查结果填入终孔检查表。为防止钻孔内下不去钢筋笼，须先用检查器检查孔形。检查器为钢筋弯制的圆柱形，长约6m，直径与桩径相同，检查时用钢绳吊入孔内看能否顺利到达孔底，如有障碍应即时做处理，即用钻机重新扫孔。孔的平面位置偏差不大于5cm，孔径不小于设计桩径，倾斜度不大于孔深的1%。
终孔检查资料填好后交现场监理工程师抽检后，确定能否最后终孔。
④清孔
清孔的目的是抽、换孔内泥浆、清除钻渣及孔底沉淀，尽量减少孔底沉淀厚度，清孔完成后再采用泥浆比重计进行孔内浆液密度的测定，以防止桩底存留过厚钻渣而降低承载力。
4.2 钢筋笼制作与安装
（1）钢筋笼提前制作，其骨架具有足够的刚度和稳定性，以便运送，吊装和浇注砼时不至松散、移位、变形，制作时保证焊接质量。
（2）为使钢筋笼下到孔内时不靠近孔壁，采用事先制作的钢筋保护层样架，焊接在钢筋笼上，确保钢筋保护层厚度。
（3）入孔前用吊绳在四周检查有无蹋孔，以便及时采取措施。钢筋笼安装至设计标高后应悬吊和固定好，砼浇注完毕初凝后，才能解除固定设施。
（4）钢筋笼就位后，采用钢管焊接在护筒顶端锁住钢筋笼并加重等措施，防止在浇筑砼时出现浮笼现象。
（5）检查超声波管安装，在钢筋笼加劲箍内均匀安装声测管。管底密封，管接头为焊接，其焊接质量采用灌水法检验，焊缝无渗水现象即达到合格要求。
4.3 砼灌注桩：
（1）原材料检验
灌注砼采用C30混凝土，原材料进场检验合格后方可使用。严格按试验室提供的配合比进行砼拌制。
（2）砼灌注
为使灌注工作顺利进行和尽量缩短灌注时间，坚持连续作业，使灌注工作在首批砼初凝以前的时间内完成。灌注前，对不同深度的桩孔分别计算出砼灌注初灌量。施工中要保证灌注初灌量。灌注时导管埋深控制在2-6m，拆管前专人测量孔内砼面高程，并做记录，灌注砼接近桩顶标高时，应控制最后一次浇灌量，确保桩顶标高符合设计要求。
①漏斗、溜槽、储料斗
导管顶部设置漏斗，其上设溜槽、储料斗和工作平台。储料斗和漏斗高度除应满足导管拆卸等操作需要外，并应在灌注到最后阶段时，不致影响导管内砼柱的灌注高度。导管的吊挂和升降，用汽车起重机设备，需保证导管升降高度准确，起重能力要与导管全部填满砼时的重力相适应。
②砼的灌注
A.灌注砼是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。
B.灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。如厚度超过规定，须重新利用泥浆泵通过导管向孔底喷射3min～5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下砼。
C.将首批砼灌入孔底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应立即进行处理。
D.灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止砼拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，
E.在灌注过程中，当导管内砼不满，含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
质量控制：业主、监理、施工三方对原始施工断面进行联合测量；监理机构严格把好原材料及中间产品进场关，采取见证取样、跟踪送检、平行抽检等手段检查和控制原材料及中间产品质量；在每道工序经施工单位“三检”自检合格，报监理工程师审批合格后进行下一道工序施工；强化重要隐蔽单元工程联合验收关；在施工过程中，通过现场监理人员的巡检、旁站监理等手段对施工全过程进行质量控制。砼灌注桩完成后，对灌注桩的质量请检测机构对桩基完整性做声波投射检测。蜘蛛洞渡槽共4个砼灌注桩，经检测4根桩均为Ⅰ类桩。
5 排架墩帽施工
5.1 排架及连系梁施工
基面清理→放样定位→钢筋骨架制安→双排脚手架架设→模板安装→砼浇筑→砼养护
（1）钢筋骨架的制作和安装
钢筋骨架按设计要求制作，其骨架具有足够的刚度和稳定性，吊装和浇筑砼时不至松散、移位、变形。
（2）钢模支护
排架承台进行凿毛验收合格后，进行排架圆柱钢模板的测量放样，在排架结构下部限位竖立钢模板，用风缆绳调整垂直度，用钢管顶托加固处理。
（3）砼浇筑
砼拌制严格按试验室提供并经监理工程师批准的配料单进行配料，计量电子秤配合集中拌合楼拌合混凝土，砼采用由集料斗、串筒通过塔吊吊运入仓，以防混凝土离析，利用软轴插入式振捣器人工振捣。
（4）模板拆除
在砼强度达到规范要求后拆模。拆模用人工配合塔吊进行，拆下的模板、支架及配件及时清理维护、分类堆存、妥善保管，以利下次的周转使用。
（5）成品养护
模板拆除在联合核验后，对排架局部外观缺陷进行必要的修补、修饰，用塑料薄膜严密包裹进行保湿养护。
5.2 排架墩帽施工
立柱顶面凿毛→轴线放样→支撑安装→底模安装→钢筋吊安→侧模支护→砼浇筑→砼养护
（1）墩帽支撑安装
6#～12#墩帽承重支撑采用在第一级连系梁上焊接钢板牛腿，工字钢纵向采用32b型工字钢铺设，共6根，每根长8m。工字钢两端搁在已经预埋好的牛腿及系梁上。横向铺设16型工字钢，搁在32b工字钢上，共11根，每根长9m，搭设60cm×70cm×50cm满堂脚手架的支撑方案。脚手架顶部安装顶托，铺设10cm×1cm及5cm×10cm木方。
（2）底模安装
在满堂脚手架顶托上布设10cm×10cm及5cm×10cm木方，间距15cm一道，以增加底模平整性及稳定性，在方木上铺设木质底模。
（3）墩帽钢筋制安及支座安装
墩帽钢筋按照设计图纸要求在钢筋加工厂制作，部分分布钢筋在施工作业面安装焊接。
（4）墩帽侧模施工
墩帽钢筋安装固定后，经监理工程师验收合格，进行墩帽侧模安装，模板采用木模。经测量定位后按设计要求进行盆式橡胶支座安装。
（5）墩帽模板拆除
墩帽模板拆除按规定执行，不承重侧面模板在砼强度达到表面及棱角不因拆模而损坏时，方可拆除；底板模板在砼强度达100%才能拆除。
6 T梁施工
6.1 T梁制作
（1）钢筋制安
钢筋骨架按设计要求制作，其骨架具有足够的刚度和稳定性，吊装和浇筑砼时不至松散、移位、变形。
（2）模板安装
T梁模板采用定制定形钢模板，共2套，在专业的桥梁模板加工厂制作好后运至现场拼装。模板安装拟采用25T吊车配合人工进行组装。结构钢筋绑扎成型后，按照编号先立一边侧模，测量工将这一边侧模调整至设计位置，再组拼另一边模板，并调整至设计位置，同时完善模板的支撑系统。最后复测模板的整体位置，直至符合设计要求为止。
（3）砼施工
T梁砼设计标准强度为50Mpa，采用JS500强制式搅拌机拌合，三台翻斗车运至浇筑点，用吊车及吊罐或塔吊及吊罐输送入仓。浇筑方法采用水平分层浇筑，浇筑方向是从梁的一端循序进展至另一端。混凝土振捣采用附着式振动器和插入式振捣器相组合振捣。
砼终凝后及时养护，采用两种方式进行养护。气温低于零度，采取蒸汽养护，养护周期不小于7天；气温在零度以上，采取土工布覆盖，人工喷水养护，养护期为28天。
6.2 预应力张拉
T梁张拉采用两端对称张拉，采用张拉力与伸长量“双控”施工，以张拉力控制为主。每一榀T梁在砼强度达到设计强度的85%才能进行张拉，张拉顺序严格按图纸要求，100%N1，50%N2，100%N3，50%N2。
6.3 灌浆封锚
管道压浆在预应力筋张拉完成后24h内立即进行，压浆完成后封锚，强度不低于40MPa。
6.4 T梁吊装
渡槽主体由T型梁板组成，主体共分7跨，每跨由3榀T型梁组成，共计15榀。T型梁板高度为2m，宽约1.7m，重约76t，安装高度为30m。预制好的T型梁分别分布1#、2#、3#、4#预制场：1#预制场的6片梁满足第七、八跨的吊装；2#预制场的6片梁满足第九、十跨的吊装；3#预制场的6片梁满足第十一、十二跨的吊装；4#预制场的3片梁满足第十三跨的吊装。在进行T型梁的预制施工时由于未对梁的左右翼缘进行充分考虑，少部分T型梁需要掉头顺边。因此由一台180t吊车单机起吊需要掉头顺边的T型梁并进行装车，无需掉头的T型梁由一台70t吊车和180t吊车配合装车。T型梁的运输由一台80t拖车带拖炮进行运输，在吊装现场由两台300t吊车作为主吊设备双机抬吊或单机起吊进行吊装施工，实际施工时吊车可采取以大代小的原则进行协调施工。梁板吊装在墩帽上后，根据预先弹线位置进行就位。
T梁离支座顶10cm后，人工采用钢钎根据弹线位置进行定位，吊车缓缓落钩，通过钢钎控制T梁底部边缘与弹线之间的距离，允许偏差为±5mm，如果误差在允许范围内，吊车直接落钩，将其就位，如果偏差大于允许误差，有误差这一端的吊车单机缓缓起钩，重新定位，直至其满足施工要求。定位准确之后，梁板慢慢下落于支座垫石之上，两端垫好专用支架或枕木，焊接上防倾覆钢筋装置，防止T梁倾覆。
施工顺序：根据现场施工条件和施工环境，项目部决定先吊装第十三跨、最后在第八跨合拢。
详细顺序即：第十三跨（12#排架～13#排架）→第十二跨（11#排架～12#排架）→第十一跨（10#排架～11#排架）→第十跨（9#排架～10#排架）→第九跨（8#排架～9#排架）→第七跨（6#排架～7#排架）→第八跨（7#排架～8#排架）
7经验与建议
7.1 施工的成功经验
预应力T梁张拉、吊装的成功施工为后期施工奠定的基础。
7.2 体会
1、工程建设实行：“项目法人责任制、招标投标制、建设监理制”是十分必要的，它保证了工程建设管理和工程施工的正常进行。实践证明：经过严格认真的招投标制度，选择资质符合要求的专业施工队伍和优秀的监理单位、设计单位，以及高素质及时决策的业主，其工程质量是能够得到保证的。
在本工程施工过程中，业主、设计、监理单位和我项目部一起通力协作，千方百计赶进度、抢工期，保质保量完成了阶段性施工任务。本工程施工过程中业主、监理、设计单位为我项目部做了大量工作，解决了施工中遇到的各种难题，保证工程施工的安全与质量，使工程得以顺利进行。
2、为施工单位营造一个良好的外部环境，是保证完成工程建设的一个重要因素。因此，依靠地方政府和有关部门领导及时处理外部问题，给施工单位减少施工外部干挠，真正做到了让施工单位全心全意进行工程施工。业主及地方政府在这方面做了大量的努力。
3、工程质量和进度控制是一对矛盾的统一体，在现场施工控制中，严格贯彻“质量第一”的思想，只有在每一工序施工过程中，严格控制质量，有问题及时处理，才真正保证了质量，工程进度也得到有效地控制。工程监理在施工中起着举足轻重的地位。