泗里口潯江主線雙幅橋左3＃4#右4＃5＃主墩及程村連線線橋1＃2＃3＃墩
承臺深埋施工專項方案
二零一零三年三月
目錄1 工程概況 1
2 水文及地質情況 4
2.1 水文 4
2.2 地質 5
2.3 氣象特種 5
3 主墩基礎施工方案考慮和設計 6
3.1 施工方案設計思路與方案選擇 6
3.1.1 施工方案設計思路 6
3.2 高壓旋噴防滲牆受力分析
103.2.1 22m×18.1m圍井受力分析 10
3.2.2 22.1m重力式擋牆受力分析 12
3.2.3 結論 13
3.3 工藝試驗 13
3.4 水中墩基礎施工方案 14
3.4.1 水中墩基礎施工方案設計 14
3.4.2 水中墩基礎施工流程 17
3.5 預案 22
泗里口潯江主線大橋左幅3＃4#，右幅4＃5＃主墩及程村連線線橋1＃2＃3＃墩位
深埋置基礎施工方案
泗里口潯江雙幅大橋是新建三江～柳州重點控制性工程之一，位於廣西三江縣境內，起訖里程為：左線zk10＋600.500，右線k10＋598.
500：主跨為（79m+145＋79m）＋程村連線線潯江橋（5000＋2×8000＋5000）預應力連續梁橋。
泗里口潯江大橋橋址跨321國道、潯江和既有貴廣高鐵（電氣化鐵路），焦柳鐵路線。分別跨越321國道、程村鄉村公路，泗里口村村公路，村樁，潯江支流河，潯江大橋是整個標段的安全施工控制重點。此橋施工難度比較大，特別是水中墩承臺深埋恰處潯江中。
圖1 泗里口潯江大橋橋型布置圖（單位：cm）
圖2潯江大橋橋型布置圖（單位：cm）
其中主線橋左3＃4#墩，右4＃5＃墩，連線線1＃2＃3＃墩基礎為大規模的深埋置基礎，設計為群樁+承臺結構，群樁採用9根，直徑φ220cm樁長度為25m的嵌巖樁；承臺採用奎大結構，為正方形結構，幾何尺寸為：15.6m(長)×15.
6m（寬）×4.5m(高)，承臺砼方量為1095.12m3,連線線1＃2＃3＃墩設計樁為4根，直徑為200㎝，樁長25 m的嵌巖樁；承臺採用奎大結構，為正方形結構，幾何尺寸為：
8.2m(長)×8.2m（寬）×3.
0公尺高，承臺砼方量為201.72m3，共計7個墩位為4985.64m3。
圖3 泗里口潯江大橋主墩基礎平面圖（單位：cm）
圖4泗里口潯江大橋主墩基礎立面圖(單位：cm)
圖5 潯江大橋主墩基礎平面圖（單位：cm）
圖6潯江大橋主墩基礎立面圖（單位：cm）
沿線地表水系發達，大氣降水豐富，補給充足。全線地下水型別有岩溶水（主要蘊藏於溶蝕裂隙、溶腔及管道）、裂隙水（主要分布於節理、裂隙發育的基岩中）和孔隙水（鬆散岩類孔隙水，多為孔隙潛水），由大氣降水的滲入而形成，賦存於風化裂隙及構造裂隙之中，地下水埋藏較淺，屬淺層潛水，其中植被是最重要的控制因素。
1 水質
本標段地質主要為震旦系至寒武系砂頁岩地層，部分岩層經歷淺變質過程，是全線侵蝕性水樣比例僅次於全變質岩的地段。取水樣95組，其中41組對混凝土具侵蝕性，涵蓋了大部分工程，侵蝕等級主要為h1，僅2組為h2，侵蝕型別主要為酸**蝕，區域性為硫酸鹽侵蝕。
2 水文、河流水系
沿線經過長江流域和珠江流域兩大水系。兩大水系以苗嶺為分水嶺，苗嶺以北屬長江水系，線路經過的主要河流為劍江、清水河。苗嶺以南屬珠江水系。
所處的潯江屬珠江水系，流經廣西壯族自治區，位於廣西壯族自治區東部，系西江中游桂平縣城至梧州市的河段，自西向東流，水量較為豐富，主要支流有蒙江等。 潯江又稱桑江，是中國南方的一條河流，為北江的上游主要源頭。
我標段區域地處廣西境內的三江至五通之間，沿線主要地質特徵為：
1 地層岩性
沉積岩：屬於震旦系至第四系地層，為砂頁岩相間分布，區域性夾煤線。
溝谷地區分布衝洪積黏性土，部分為河流階地砂、卵石層等。
2 地質構造
（1）構造體系分段：三都～五通段主要屬於華夏構造體系和新華夏構造體系聯合影響帶；
（2）我標段的褶皺與線路密切相關的褶皺構造線主要有都勻向斜、八步背斜、懷城向斜等，其餘線路方向均與褶皺軸線方向大角度相交。
（3）斷層：我標段主要斷層線為三江～丹州大斷層，斷層線多與線路大角度相交，線路未穿過強活動斷裂帶。
3 不良地質、
4 地質特性
屬於華夏構造體系和新華夏構造體系聯合影響帶，構造線與線路大角度相交；為砂頁岩相間分布區；地下水普遍具風化帶網狀裂隙水特徵，埋藏較淺，屬淺層潛水；
本標段氣候屬**帶～南**帶濕潤季風氣候區，常年氣候溫和濕潤，雨量充沛，四至九月暴雨較為集中，為汛期，冬季很少嚴寒。氣象引數見「氣象參數列」。
表-1 貴廣鐵路ggtj-5標段區域氣象參數列
泗里口潯江大橋主墩基礎施工具有以下特點：
（1）承臺結構尺寸大，埋置深度大，全部嵌入基岩，開挖難度大，對基坑開挖過程中的支護安全和防滲要求高；
（2）主墩基礎位於潯江主河道，水流湍急，基礎施工期洪水影響很大，施工風險較高。
（3）基岩裸露，無覆蓋層。
主墩基礎是泗里口潯江雙線大橋的關鍵節點。主墩基礎所處的地理環境不同，從而決定了主墩基礎方案的共性和特性，因而主墩基礎施工方案的選擇是否合理決定了主墩基礎能否安全、經濟、高效的完成。
根據主墩基礎施工技術特點，其施工方案設計思路為：
（1）主墩基礎施工貫穿於汛期，施工設計方案須確保基礎汛期正常施工和安全渡汛；
（2）主墩基礎應緊緊圍繞變「水中基礎施工」為「陸地基礎施工」的思路，解決基礎施工的防滲和支護問題，以加快基礎施工進度。
（3）施工方案應因地制宜，據主墩基礎的自身特點，採取不同的施工方案，綜合考慮各工序的施工交叉作業組織和銜接問題，以加快施工進度。
根據以上思路，確定了如下幾種基礎施工方案：
方案a：
築島圍堰+高壓旋噴防滲牆方案。
築島圍堰具有施工進度快，裝置進場容易，造價低等優點。築島圍堰可以變水中施工為「幹施工」，築島圍堰後即可鑽孔施工。考慮到岩層裂隙水會影響到承臺排水開挖，採用高壓旋噴樁進行防滲，高壓旋噴樁與基岩接觸面及基岩可以採用灌漿帷幕來防止滲水。
方案b：
築島圍堰+雙壁鋼圍堰+高壓旋噴防滲牆方案。
在築島圍堰的基礎上考慮雙壁鋼圍堰施工，雙壁鋼圍堰具有剛度大的優點，根據承臺構造,雙壁鋼圍堰設計為正方形，為保證正方形結構的剛度，設定內支撐予以加強。雙壁鋼圍堰採用工廠加工，運輸至現場後分節分塊拼裝，整體下沉的方案。另外，雙壁鋼圍堰下沉至基岩後，因為基岩面的不平整，將無法下沉到位，為防止開挖時刃腳和基岩接觸部位以及部分懸空部分滲水，也採用高壓旋噴注漿及灌漿帷幕的方法築成地下防滲牆。
雙壁鋼圍堰不考慮下沉至基岩部分。
方案c:
築島圍堰＋鋼管樁支護圍堰＋高壓旋噴防滲方案。
鋼管需要8㎜鋼板，加工廠裡新加工，運輸及單根打入鋼管樁圍堰施工方便，可直接插入岩層處交接，25噸吊車＋60噸沉拔錘＋高壓電配合即可施工，為抵抗開挖後的土側壓力及水壓力，管樁外圍也採用高壓旋噴注漿及灌漿帷幕的方法築成地下防滲水。可前後同時施工。
通過對以上三種方案從工期、施工風險和施工難易程度四個方面進行比較，以得出最佳方案。
（1）工期比較
方案a：築島圍堰+高壓旋噴防滲牆方案。
①施工簡單，工藝成熟；
②工期風險很小。
方案b：築島圍堰+雙壁鋼圍堰+高壓旋噴防滲牆方案。
①、雙壁鋼圍堰需新加工，加工週期較長。
②、受各類陸地運輸、起吊等施工裝置能力的影響，雙壁鋼圍堰只能分節、分片製作，這導致圍堰分節、分片多，現場拼裝困難，施工週期較長；
③、樁基礎施工完成後，才能進行雙壁鋼圍堰的拼裝下沉，對總工期不利。
④、工期風險很大。
方案c：築島圍堰+鋼管支護+高壓旋噴防滲方案。
鑽孔施工時，可同時進行鋼管樁施工，必須廠裡新加工，但相互之間有一定的干擾，對工期有一定縮短，但不顯著，工期風險不大。
（2）、施工風險比較
方案a：築島圍堰+高壓旋噴防滲牆方案。
①鋼板樁圍堰加內支撐可以有足夠的剛度抵抗覆蓋層的側壓力、施工機具產生的附加壓力，有把握安全渡過施工期間的凌汛，風險較小。
②高壓旋噴防滲帷幕及基岩灌漿帷幕工藝在水利上大量運用，在橋梁施工中也有成功的先例，而且事前可做現場試驗，僅用來防滲，有足夠的把握，風險較小。
③因為覆蓋層較薄，而承臺均位於基岩以下，高壓旋噴防滲牆不能進入基岩。高壓旋噴防滲牆不僅作為覆蓋層的支護結構，而且要承受水流壓力。覆蓋層與基岩結合部位的防滲至關重要，高壓懸噴的處理效果如何，還有待現場試驗進一步論證，存在一定的風險。
方案b：築島圍堰+雙壁鋼圍堰+高壓旋噴防滲牆方案。
①、雙壁鋼圍堰適用於較深的水位，且承臺最好為低樁承臺，即承臺底位於河床上或河床以下較淺位置，本工程水位較淺，承臺埋置太深，不太適合採用雙壁鋼圍堰方案。
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