沿海水利工程施工技术重点探析

1、沿海水利工程施工技术重点探析【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thecoasthydraulicengineeringconstnictiontechniquese archeswithemphasisanalyzeslij ie izhangh aifeng 2abstract】inrecentye arstheauth orunifiesthecoasthydraulicengineeringconstructione

2、xperiencewhichparticipated, searchedanalyzesthecoasthydraulicengineeringeonstruetiontodowelltheconstructiontoleadtheclass,thecofferdam, thegroundtreatment,toenhancetechnicalkeypointsandsoonreinforcedcon eretestruc turedurabi lityke ywords】coa sthydrauli cengineeri ng;leadstheclass;cof ferdam;gro und

3、treatme nt;reinfor cedconcret estrueture 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于家村防潮闸、交通桥: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

4、建筑物为2级。闸室总净宽40m, 共分10孑l,闸室顺水流向长m,垂直水流向长m,底板厚。闸 门高m,宽，为c 25 钢筋磴梁板式平面闸门。防潮闸 上设机架桥，机房净高，宽，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m 2;闸室 上游铺盖、浆砌石护坦长均为m;闸室下游消力池、海漫和 防冲槽分别为m、m、m;铺盖、消力池两侧为c 25钢筋栓挡土墙。交通桥三跨t型梁装置于南北边墩和中 缝墩上，全长，桥面净宽m,荷载标准按汽-20、挂-10 0校核。 该工程于99年8月26日开工,2 000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

5、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。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 2,干流长km ,为东港区第三条较大河流。 该河道在涛雒镇大刘庄村西由竹子河、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m;调节闸2 扎闸室长;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x x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

6、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m,兴利蓄水量万m3,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45 00亩，恢复改善灌溉面积5500亩，防 止海潮侵袭15km2，经济效益、生态效益、社会效益显著。2. 施工导流、围堰问题施工导流、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

7、 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 3/s,明渠内水深，入海口河床高程，平常水位）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m,计算河道波浪爬高m,取安 全超高m,则堰顶高程m,需堰高m ;按挡潮要求考虑，堰前潮 位 m,计算非汛期海潮波浪爬高m,取安全超高m,则堰顶 高程m,需堰高m;按挡潮要求确定围堰高度m。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

8、。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in、 宽4m的沟槽，然后用柴油喷灌 机下6m长钢架管，间距m ,里外对称两排，保持架管上口宽m, 下口宽，高m;把（m宽，厚2mm）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 m 高时用短架管内外拉结，到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4m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. 地基处理问题于家

9、村防潮闸、交通桥地基处理砂基：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，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。栈子橡胶坝地基处理淤泥地质：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,m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m,渗透系数*10-4 cm/s,相对密度，摩擦系数，容许承载力 6t /m2） o 淤泥质中细砂物理性质：含有很多细颗粒及大量有机 腐植质；孔隙比，天然容量在15

10、18k n/m 3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。地质处理:坝底板、消力池基础底设计高程以上米全为 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

11、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 程米以下，底板轮廓、断面、高程均达到设计变更要求（深 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n1 0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 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（含泥量入式振捣 器

12、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。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度及内部 空隙的大小和构造有关。抗冻性：混凝土的抗冻性用抗冻等级表示，分f10、f15> f2 5、f50、f100、f150、f2

13、00、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。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。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，但可能产生细微裂缝，而使混凝土抗拉、抗折强度 降低。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

14、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。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p h值一般可 达到，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。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co 2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,水化产生的氢 氧化钙可达到整个水化产物的10%-15 %, 一方面，它是混凝 土高碱度的

15、提供源和保证者，对保护钢筋起着十分重要的作 用；另一方面，它又是混凝土中最不稳定的成分之一，很容易 与环境中的酸性介质发生中和反应，使混凝土碳化，并逐步 延伸钢筋，使钢筋开始锈蚀。氯离子引起的钢筋锈蚀:海水浸泡下混凝土构件中，氯 离子进行混凝土通常有两种途径:其一是'浇筑混凝土时掺 入如含有氯盐的外加剂、使用海砂、施工用水含氯盐、在 含盐环境中搅拌”，其二是“渗入环境中的氯盐通常通过混 凝土的宏观、微观缺陷，渗入到混凝土中并达到钢筋表面, 直接或间接破坏混凝土的包裹作用及钢筋钝化的高碱度两 种屏障，使之发生锈蚀继而锈蚀产物体积膨胀，使混凝土保 护层开裂与脱落”，在沿海钢筋锈蚀引起耐久性

16、降低的情况 大都如此。钢筋混凝土提咼耐久性技术措施加强原材料的质量控制防潮闸水泥采用425号抗侵蚀性水泥。见表1细骨料采用质地坚硬、颗粒洁净、级配良好的天然河 砂。砂的细度模数为。见表2粗骨料采用质地坚硬，粒形、级配良好的碎石。见表3严格控制钢筋混凝土钢筋保护层的厚度、使用环氧涂 层钢筋。针对溶解氧腐蚀和氯盐腐蚀,增加钢筋的保护层厚 度。一般情况下,碳化的深度、氯离子渗透的深度和时间的 平方根成正比，故增加钢筋的保护层厚度将延长钢筋脱钝和 氯离子渗透至钢筋表面的时间。环氧涂层钢筋是采用静电 粉末喷涂的方法对钢筋表面加工制作的，能保证涂层与基体 钢筋的良好粘结，从而使钢筋具备较好耐碱性、耐化学腐蚀 性。防潮闸采用增加保护层厚度、除锈等措施。使用