旧城区防洪及污水截流综合改造工程施工技术

李 莎

(广东省水利水电建设有限公司，广东 广州 510000)

1 工程概况

龙海城区防洪及污水截流综合改造工程(石马段)，水利部分作为锦江道改造相附工程，主要包括对堤岸线、严溪头水闸、现状历史码头进行改造建设。其中，SM0+000～SM0+076.44段跨越原严溪头水闸出口段，需要在道路外江侧新建护岸，轴线沿改造道路临水侧布置，堤岸采用灌注桩基础和重力式挡墙断面；SM0+076.44～SM0+300.00段场地开阔(现有居民房拆除)，沿改造道路临水侧布置，堤岸采用斜坡式土堤断面，临水侧为小公园；SM0+300～SM0+361.78段为现状实体码头，在码头内侧新建小挡墙加高护岸；SM0+361.78～SM1+601.04将现有堤岸向临水侧平均外移8 m左右并新建护岸，堤岸采用灌注桩基础和重力式挡墙断面；SM1+601.04～SM1+785.59段为锦江道一期已建设的堤岸，沿现有堤岸走向布置，本次对现有堤岸进行加高以满足防洪要求。由于SM0+361.78～SM1+601.04段堤岸外拓，需要对原有护岸上排水出口进行改造接长，分别为蔡巷一孔涵洞和小型排水口共17处；受道路改造影响需要拆除原严溪头水闸，为满足城区排涝要求需要对水闸择址重建。重建严溪头水闸位于SM0+038.23处，水闸布置于锦江道南侧，水闸共2孔，单孔净宽3.5 m；受本次道路改造影响，需要拆除现状历史码头。本工程根据现状规模在新建堤岸外侧予以重建。

2 施工条件

2.1 地质条件

拟建场地位于龙海市石码镇，根据现场踏勘及收集的资料，场地原始地貌属冲海积阶地地貌单元，场地基底母岩为花岗岩。拟建场地环境整体较简单，场地地面标高为4.042～5.31(孔号标高)，沿线地形总体相对平缓。拟建路段沿线道路东北侧为沿江驳岸，现状稳固牢靠，未发现有滑坡、崩塌、地裂缝及地面塌陷等不良地质现象，稳定性较好；道路西北侧沿线为居民区(2F～8F，主要为桩基，其中2层以下的以浅基为主。拟建场地内埋藏地层野外特征自上而下依次描述如下：

(1)杂填土(Qml)。杂色，中密，顶部0.3 m为混凝土路面，其下主要由黏土、风化土、碎石(中风化花岗岩)、块石及建筑垃圾等组成，硬质含量一般，硬杂质粒径5～10 cm不等(个别粒径达到40 cm)，含量约20%(其中，ZK19、ZK37、ZK40、ZK43、ZK44、ZK45、ZK46、ZK50、ZK54、ZK56钻孔含约40%的块石，粒径约20～80 cm)，回填时间10年以上，已完成自重固结，本层场地均有分布，层厚2.8～9.5 m，动探实测击数12～18击，动探修正击数11.4～15.3击。

(2)淤泥(Q4 m)。深灰色，饱和，流塑～软塑，主要由黏性土组成，属高压缩性土，富含有机质，有机含量3.8%～4.6%，污手，具腥臭味。切面光滑，手捏易变形，稍有光泽，干强度、韧性中等，无摇震反应。层厚1.3～7.2 m。

(3)细砂(Q4al-pl)。灰黄色，饱和，以中密为主，顶部为稍密。颗粒形状多呈棱角形，分选性一般，主要由石英砂组成，含泥质约10%～15%。本层场地均有分布，层厚15.2～20.9 m，标贯实测击数13.0～20.0击，标贯修正击数10.4～14.0击。

(4)卵石(Q3al-pl)。灰色、灰褐色等，饱和，中密状，粒径大于20 mm颗粒平均含量58%，粒径一般为3～5 cm，个别可达10 cm以上，颗粒呈椭圆状，骨架颗粒母岩成分多为中风化花岗岩，填充物主要为中细砂及黏性土成分，骨架颗粒质量占总质量约63%，呈交错排列，大部分接触。泥质含量约20%左右。层厚0.6～5.9 m，动探实测击数17～18击，动探修正击数11.6～12.4击。

2.2 水文条件

龙海市气候属南亚热带季风气候，海洋性气候特点明显，降水充沛。

(1)拟建场地北侧为福建省第二大河的九龙江，其支流西溪及北溪在本区西部的福河附近汇合，流经沙洲分为北、中、南港向东汇入厦门港。

(2)由于该地区地下水主要来自九龙江径流补给和大气降水的渗透以及通过蒸发及经流等方式的排泄，因此，在勘察期间，要密切观测该地区地下水与北侧九龙江存在的紧密联系，施工及设计时应予以充分考虑。据区域水文地质资料，年地下水位变幅约5.0 m，建议近3～5年最高地下水位、历史年最高水位按各路段地面整平标高考虑，另外，场地地下水干湿交替范围建议按标高-2.5～5.5 m考虑。

(3)拟建工程所在地区地下水长期处于干湿交替和无干湿交替状态，因此，很容易对混凝土结构产生腐蚀，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。场地内地基土对混凝土结构具微腐蚀性、对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。应按国标《工业建筑防腐蚀设计标准》(GB/T 50046—2018)有关规定进行防护。

2.3 工程防洪标准

市区定位为市域次中心，防护区比较重要。根据国标《防洪标准》(GB 50201—2014)、《堤防工程设计规范》(GB 50286—2013)结合区域经济发展水平、总体规划布局及区域的重要性，确定本工程九龙江南港南岸防洪标准采用50年一遇洪水设计。堤防工程的级别为2级。

严溪头水闸建筑物为2级建筑物，排涝标准为20年一遇洪水不漫溢，外江防洪标准按50年一遇设计。

3 工程施工分析

3.1 工程重难点分析

龙海城区防洪及污水截流综合改造工程(石马段)，水利部分主要为改造堤岸全长1752.59 m。桩号SM0+000～SM1+785.59(含灌注桩基础、承台套箱、承台堤岸混凝土墙体，压重台、悬挑板等)，严溪头水闸拆移重建，历史码头拆移重建等，蔡巷涵洞和原排水管延伸段施工等子目工程，有如下主要特点：

(1)全堤岸段工程量大，工期紧，且市政道路左幅拓宽部分均需在堤岸完成情况下进行拓宽施工。

(2)石码段道路为单向2车道交通，机、非混行，全天单向交通流量较大。道路南侧主要为民房、单位厂房和商店；道路北侧为九龙江，沿线有水闸、老客运站、历史码头等。该段工程施工前必须做好分时、分段进行组织交通疏导及围挡工作施工，确保交通畅通、人群安全。

(3)拟建道路靠九龙江边，原有的旧堤岸年久失修，给施工带来非常大的安全隐患，管线改造和保护困难，且地下的雨污水管常年失修破裂，排出水渗透影响原路基的稳定性。

(4)施工断面小，难以展开大面积施工，且施工受潮汐影响大，施工降排水防洪排涝困难。

(5)路上原人行道行道树对施工过程吊车和运送材料造成很大的障碍，制约工程施工的进度。

(6)原出水口排出水和蔡巷涵洞排出水需先进行导排和引流，避免对堤岸施工过程造成极大的施工难度。

3.2 工程施工措施

(1)根据分项工程子目较多、施工作业面不宽的特点，施工前必须做好开工前的各项准备工作，比如，要结合实际制定施工方案[1]。并根据该工程的实际，采用分段施工，各专业工程严格按照先深后浅、先地下后地上、先主体后附属等原则有序开展。

(2)原路面设置半封闭施工围挡。沿线居民通行处设置交通疏导标志，施工材料堆放及机械设备的停放一律在施工范围内，确保车辆顺利通过，不阻塞交通。

(3)在开工前进行现场勘察，查阅地下水等相关资料，对地下管线和地上的有关设施要做到能避开的就避开。对于作业区域人工开挖的探坑，应设置警示标识。

(4)合理安排作业段及作业时间，重点部位、关键工序尽量安排在退潮时施工。

(5)避开行道树，合理科学安排施工段。

(6)原出水口排出水和蔡巷涵洞排出水采用钢管导流，钢板桩和砂袋相结合围堰，作业区域施工降排水以“截、堵、排、导”相结合的施工方案，导流跟围堰详见专项方案。

4 工程施工方案

4.1 钻孔灌注桩施工

桩基采用冲击钻成孔，导管法灌注混凝土。钢筋笼集中在加工棚内分段制作，运至施工现场焊接或镦粗套筒连接，由汽车吊放入孔内。

钢筋笼根据桩长分节段加工，主筋采用镦粗直螺纹套筒连接，箍筋与主筋交叉点应双丝绑扎。相邻主筋接头相互错开，接头相距35 d且大于500 mm，同截面的接头数目不多于主筋根数的50%。φ25或φ28间隔2 m的加强箍筋与主筋焊接牢固。

钢筋笼吊装采用一台25T吊车分节段起吊安装。钢筋笼放入前要先绑好砂浆垫块，按设计要求为80 mm(钢筋笼四周在主筋上每隔2 m左右设四个高强度砂浆垫块，作为保护层垫块)。

4.2 钢筋混凝土套箱施工

混凝土套箱高2.02 m，其中底板厚0.52 m，承台部分高1.5 m。套箱内壁需粘贴2 cm厚泡沫板、止水条。混凝土套箱侧板厚30 cm，底板的预留孔直径为1.315 m。

为抵挡潮水，在混凝土套箱侧板顶上需拴接一节防浪板，防浪板高度考虑潮水高度、浪高等因素设计[2]，防浪板的拼装形式为螺栓连接。防浪板由四块组成，防浪板高3.0 m。

4.3 重力式护岸挡墙施工

4.3.1 护岸挡墙结构

本工程采用重力式挡墙护岸+灌注桩基础方案。挡墙下设置两排D1000冲击钻孔灌注桩，横向间距3.35 m，纵向间距3.00 m，桩顶与承台固接，承台顶标高1.50 m，厚1.50 m，宽5.35 m，采用C30钢筋混凝土。承台(套箱)以下1.98 m 范围内淤泥应采用中粗砂进行换填并振实。重力式挡墙坐落在C30钢筋混凝土承台上，挡墙高度3.78～3.74 m，墙顶宽度1.5 m，面坡坡比1∶0.2，背坡坡比1∶0.3。墙身临水侧面层采用M10浆砌条石面层，厚500 mm(赶潮施工，兼做墙身C20埋石混凝土模板)，其余部分采用C20埋石混凝土浇筑。墙顶采用C30钢筋平台向临水侧悬挑2.0 m。平台边缘设置防浪板栏杆，栏杆高度1.2 m，挡板高度0.6 m。墙背回填材料采用中粗砂、砂碎石和亚黏土等，根据堤防工程要求中粗砂、砂碎石相对密度不小于0.65，亚黏土压实度不小于0.93。回填料压实度还应满足路基要求。墙身设置D75PVC排水管，间距2.0 m，梅花型布置。

4.3.2 埋石混凝土挡墙浇筑

埋石混凝土挡土墙基础及墙身采用C20埋石混凝土浇筑。埋石混凝土埋石率为不大于20%，所用埋石饱和抗压强度不小于40 MPa。在施工中要注意四点：一是要严格按施工程序进行施工，要先铺垫混凝土再铺石块；二是每层的混凝土厚度不能超过1000 mm；三是块石的尺寸要严格按设计要求选用，一般讲不得超过本次混凝土块体的1/3；四是块石要坚硬，无裂缝，更不能用风化石块，要对石块的抗压强度进行检测，其抗压强度要大于400 kg/cm2。块石应分布均匀，块石间距不小于10 cm。最终层面应有10 cm纯混凝土覆盖层(浇筑过程的浇筑层面允许块石突出层面)。

4.3.3 挡土墙后回填砂、土

墙身砌体强度达到75%的设计强度后进行土方回填，墙背回填材料采用中粗砂、砂碎石和亚黏土等，根据堤防工程要求中粗砂、砂碎石相对密度不小于0.95，亚黏土压实度不小于0.93。回填料压实度还应满足路基要求。

4.4 干砌块石及浆砌石施工

4.4.1 干砌块石施工

石块要用手锤加工，打击口面。面石用料大小均匀、质地坚硬，不得使用风化石料，单块重量≥25 kg，最小边长≥20 cm，长度在30 cm以下的石块，连续使用不得超过4块，不得出现通缝、浮石、空洞以及缝宽在1.5 cm长度在0.5 cm以上的连续缝。

4.4.2 浆砌石施工

浆砌体施工要注意两个方面：一是砂浆要严格按设计配合比要求进行浇灌，砂浆稠度要达到30～50 mm；二是要严格按照验收规范要求进行施工，比如，墙体的转角必须垂直、平整，临时断头处必须要斜槎等。具体讲有以下几点： (1)墙体的第一皮条石基础要丁砌筑。(2)墙体的灰缝厚度不超过20 mm。(3)砌筑时，块石要放置平稳，不得撬动，砂浆的铺设厚度应略高于规定灰缝的6～8 mm。(4)上下层石块要错缝砌筑，不得同缝，要做到上下层错缝搭砌，如果在同一皮墙体石块全部是顺砌筑的话，那么，在砌筑后两皮后，就应该砌一皮丁砌层；假如在同一层采用的是丁顺组合砌法的话，那么，丁砌石就应该交错设置[3]。(5)同皮砌筑应该采用丁向砌筑的形式进行，如果墙体的中间部分是用毛石进行砌筑的，那么，丁砌石块伸入毛石部分的长度就不能小于200 mm。(6)墙体砌筑要服从施工监理的监督检查，主动配合监理的工作，挡土墙砌筑要按设计和验收规范要求，留置排水孔和伸缩缝。 (7)挡土墙块石砌筑要留置变形缝，变形缝要按施工规范要求，相隔6 m 设置一条，变形缝的宽度为2 cm，用沥青和杉板进行填塞，变形缝的留置要做到上下垂直。 (8)水 泥砂浆、石料都要进行强度检测，其中，水泥砂浆的强度为M10，块石的强度为MU50，墙体要用1∶2的水泥砂浆进行勾缝，缝宽为2 cm，深度为4 cm。

4.5 水闸工程施工

因是旧水闸拆除迁移重建，新建水闸施工之前需做好导流和围堰工作，方能进行下一步工序施工。

4.5.1 施工程序

施工准备→测量放线→施工导流和围堰→土方开挖→闸室段施工→上游混凝土铺盖施工→下游消力池施工→上下游翼墙施工→浆砌石护底施工→干砌石护底施工→抛石防冲槽施工→土方回填→交通桥吊装→机架桥施工→闸门及启闭机安装→边坡修整→砌石护坡施工→竣工整理

4.5.2 混凝土工程

混凝土采用泵车泵送，浇筑采用水平分层进占法浇筑。首先，进行底板浇筑，之后进行墙体及中、边墩浇筑。每层浇筑厚度不超过40 cm，混凝土振捣采用插入式振捣器，振捣底板利用ZX-70型振捣棒振捣密实，墙体及中、边墩利用ZX-50型振捣棒振捣密实，顶部抹平压光，混凝土浇筑完毕后，用薄膜、草帘覆盖养护。施工缝应凿毛处理，冲洗干净，排除积水。在浇筑新混凝土时，水平施工缝应铺一层5 cm厚与混凝土同标号的水泥砂浆。新老接合面的混凝土应捣实，振捣器头至模板的距离应约等于其有效半径的1/2，并不得触动钢筋、止水片及预埋件等。混凝土终凝后，洒水养护14 d。

4.5.3 土方回填

在闸体工程基本完工后进行砂、土回填。回填过程中，质检员分层取样，合格后进行下一层回填。

5 结 论

综上所述，在复杂环境下，对旧城区防洪及污水截流改造，施工前需要进行详细的勘察、调研，根据施工现状，制定专项施工措施，并提前准备应急预案，防止突发事件的发生，确保安全施工、按时完工、保质交工。该项目作为“一江滨两新区”重点建设项目之一，建设完成后，不仅能提高锦江道现有防洪标准，更能提升锦江大道石码段的通行能力。