嵌岩低桩承台锁口钢管桩围堰设计与施工技术

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为(48+144+320+144+48)m无砟轨道钢箱桁组合梁斜拉桥。桥塔墩位于通航河道内,桥位处河床覆盖层浅,基岩强度高,基础由大直径钻孔桩和矩形嵌岩低桩承台组成,承台采用锁口钢管桩围堰施工方案。G33号主墩围堰平面设计尺寸54.56 m×28.52 m,锁口钢管桩采用Q345B材质∅1020 mm螺旋钢管,长28 m,钢管桩之间采用C-T形锁扣连接;围堰设置4层内支撑,单层内支撑设3道对撑,内支撑四角设型钢斜撑;基底设置混凝土垫层参与围堰结构受力。围堰采用XR360旋挖钻机在岩层中引孔,孔内换填细砂后插打钢管桩,钢管桩壁内、外两侧换填砂采用高压旋喷注浆加固。围堰设置智能化监测系统,对围堰受力、变形等进行实时动态监控。实践证明,该桥围堰结构安全可靠、止水效果良好、施工快捷高效。

TRD工法在赣江尾闾围堰防渗工程中的应用

赣江下游尾闾综合整治工程4支枢纽采用TRD工法对防渗墙进行施工,并针对重难点区段调整了施工工艺,该做法克服了地质条件复杂、砂卵砾石地层厚度大、防渗墙深度大等不利因素的影响,施工效率高且安全环保,取得了良好的防渗效果。

复合过水围堰高效填筑技术

针对非洲的朱利叶斯·尼雷尔(Julius Nyerere)水电站大坝成功截流后,上游过水围堰建造期短、工程量大、施工要求高等难题,提出了一种复合过水围堰新型高效填筑技术,重点介绍了底部赶水混凝土浇筑、左岸堆石混凝土浇筑、下游预制挡块模板施工、上游黏土防渗层平起施工、主体胶凝砂砾石变态碾压施工5种高效填筑施工流程及关键技术。工程实践表明,该新型高效填筑技术大幅优化了施工组织与效率,最终在汛期来临之前安全、高效、优质地完成了过水围堰的修筑工作。

桥梁巨型承台围堰设计及施工关键技术研究

马鞍山公铁长江大桥是一座三塔钢桁梁斜拉桥,该桥共有三座主塔。其中Z5#墩承台紧邻长江主航道,深埋于江心洲深厚且富水的砂层内,承台体积达25717 m3,支护结构的优化设计面临巨大难题。结合桥址情况,计划采用钢板桩围堰作为承台施工支护结构。经综合考虑承台结构尺寸、埋置深度、地质条件、水文条件及施工设备等因素后,采用无封底干作业取土的PC工法桩围堰方案。采用增量法计算原理,对围堰干作业取土的施工过程进行分析,经验算,围堰结构强度和刚度均满足规范要求。施工采用深井降水措施保证围堰内的无水环境,确保无封底方案的顺利实施。施工中,对围堰各主要部位的结构受力和变形情况实施动态实时监测,通过监测数据与理论值进行对比和分析,得出结论:逐层干作业开挖的无封底围堰采用增量法计算所得结果能够更好地反应工程实际,较传统全量法有明显优势。

深中通道深水组合钢板桩围堰施工技术研究及应用

基于深中通道西人工岛岛桥结合部非通航孔桥的施工实践,结合项目和施工区域特点,特别是挤密砂桩复合地基条件,介绍了深水组合钢板桩围堰施工工艺的技术要点,并对关键工序进行了针对性的研究。同时根据围堰实时监测情况,分析结构受力和变形原因,保障了围堰堵漏、抽水至使用阶段的安全平稳。该施工技术的实施,验证了深水组合钢板桩工艺的可行性,并具有一定的推广价值。

樟树市赣江二桥S0主墩钢板桩围堰施工关键技术研究

樟树市赣江二桥主桥采用(54+114+400+114+54)m双塔双索面结合梁斜拉桥,S0主墩承台位于河床之上,为充分利用赣江的枯水期以缩短施工工期,经方案比选及创新,采用堰内填砂取消封底+钢板桩围堰的新工艺方案,并做好抵抗水位上涨的预案措施,达到了快速施工的目的,节约了成本。采用Midas Civil建立钢板桩有限元模型,对围堰不同施工阶段的受力进行了分析,保证了结构安全。针对围堰特点,在结构受力、安全措施等方面进行了巧妙设计,论述了该围堰在设计、施工等方面的关键技术。

吹砂围堰施工工艺及对现浇桥梁施工的影响

为了解吹砂围堰沉降对现浇桥梁施工的影响,在介绍吹砂围堰力学性能的基础上,结合实际工程进行有限元分析,研究不同龄期、不同沉降条件下桥梁的结构受力,并提出相关控制技术。结果显示,经过分环浇筑后,围堰的沉降量对桥梁中支座截面影响更大,采用吹砂围堰施工控制技术有利于减小围堰沉降,对保持护坡稳定性具有积极作用。

汉江雅口航运枢纽工程施工导截流设计

汉江雅口航运枢纽坝址区流量变化较大,河床覆盖层主要为粉细沙,加之导流初期枯水期已过去一半,施工导截流设计难度很大。根据工程实际情况,并通过水力学计算和数值模拟分析,该工程一期导流围堰用管袋沙和模袋混凝土护坡代替传统的钢筋石笼和雷诺护坡,采用管袋沙和块石进行双戗堤截流,二期导流围堰用管袋沙护坡,采用沙卵石、块石进行双戗堤截流。

软基低阻水比模袋砂+钢管桩组合围堰受力特性分析

在总结现有水下隧道模袋砂围堰常见断面类型的基础上,针对软土地基模袋砂组合围堰断面尺寸大、阻水比高的问题,以广州某典型软土地基沉管隧道接口段围堰工程为研究背景,提出了低阻水比的模袋砂+钢管桩组合围堰方案。同时,分析了组合围堰中钢管桩的作用机制,探讨了围堰的受力特性,并研究了其对模袋充填厚度、模袋弹性模量和充填砂内摩擦角等参数的敏感性。分析结果表明:1)低阻水比组合围堰方案具有合理性,相较于常规方案,该方案中外侧围堰沉降显著增大,但其对模袋内力的影响较小,整体稳定性良好;2)围堰顶部沉降值和模袋拉力值均随模袋充填厚度的增加而增大;3)模袋弹性模量越大,围堰顶部沉降值越小,但模袋拉力值越大;4)围堰顶部沉降和模袋拉力与充填砂内摩擦角之间存在反向非线性关系。因此建议软土地基上的模袋充填厚度控制在0.5~0.7 m范围内,充填砂内摩擦角不小于28°,并可通过在底部铺设高强土工格栅来增强对围堰顶部沉降及其稳定性的控制。

胶凝砂砾石坝材料特性研究及工程应用

本文阐述了胶凝砂砾石坝的起源和发展情况。根据福建街面水电站下游围堰的施工要求,即施工期作为挡水堰,运行期作为量水堰,设计了围堰坝体的断面,对堰体的应力、稳定和渗流进行了分析,提出了材料的性能参数要求,并探讨了胶凝砂砾石材料的渗透溶蚀性能。研究结果表明,采用当地天然砂砾石,掺入水泥和粉煤灰各40kg/m3,其180d龄期抗压强度等级可达到C7.5,并满足围堰的力学、稳定、防渗和抗溶蚀要求,缩短了工期,降低了造价。

瓯江河口浅滩促淤估算分析

建立瓯江河口变态物理模型,进行浅滩围涂工程促淤方案的清水试验研究,分析了瓯江口水沙特征值,提出适合该河口的淤积厚度估算方法。

胶凝砂砾石过水围堰填筑材料特性研究

大华桥水电站上游过水围堰采用坝址区附近河床天然砂砾石及工程开挖弃渣料作为骨料配制胶凝砂砾石材料,骨料最大粒径250mm。针对河床天然砂砾料含砂量波动大、含泥量较高的特点,系统研究了20%~35%含砂量范围内,胶凝砂砾石材料水胶比、单位用水量、砂率、28d抗压强度之间的关系,并提出了满足材料性能设计要求的水胶比、单位用水量等关键配合比参数控制范围。基于现场碾压工艺试验,提出了250mm大粒径胶凝砂砾石材料碾压施工关键工艺参数。

三峡工程二期围堰运行后的性状分析

三峡工程二期围堰安全运行4 a 后于2002 年拆除。在拆除过程中,对堰体和防渗墙进行了调查、取样和相关参数的测试;对风化砂堰体密度、防渗墙材料的工程特性、防渗墙与周边堰体的相互作用模式进行了分析和讨论。

三峡工程二期围堰运行后的性状调查和试验

在三峡工程二期深水高土石围堰拆除过程中,对堰体和防渗墙进行了调查、取样和相关参数的测试,在此基础上,就人们关注的一些技术问题进行了分析和讨论,获得了如下认识:①风化砂堰体的密度有所增大,增幅约30%;②防渗墙墙体材料的抗压强度和初始切线模量均有一定程度的增长,模强比基本不变,渗透系数也有降低趋势;③防渗墙各槽段之间存在套接缝,缝宽2～3mm,抗渗透破坏性能良好,但它是防渗墙中抗渗透破坏的薄弱部位;④防渗墙和风化砂之间普遍存在薄膜型泥皮,厚度在2～3cm之间,风化砂—泥皮—防渗墙之间分界明显;⑤防渗墙顶部所接土工膜整体完整性较好,土工膜之间的搭接良好,但土工膜与防渗墙顶部混凝土搭接处,局部有不同程度的老化现象。

三峡工程二期深水围堰工程性状反分析研究

三峡工程二期围堰是深水与复杂环境中土石坝工程建设的典范,设计阶段曾进行过大量研究,运行阶段进行了全过程监测,拆除时进行了调查和试验分析,发现围堰的实际性状与原来的研究成果存在一定的差异。在综合分析相关资料的基础上,以防渗墙的应力变形监测成果为基础,采用非线性有限元法对三峡工程二期深水围堰的实际工程性状进行了反分析,对防渗墙与堰体的相互作用采用基于多点约束的接触迭代算法模拟,得到了围堰各填料的参数。研究结果表明:对水下抛填料,应根据抛填的初始密度分层确定其变形参数;水下抛填砂砾石与风化砂对防渗墙的变形影响较大;上游侧堰体与防渗墙脱开的原因在于防渗墙上下游侧水位的升降;防渗墙侧的泥皮决定了接触面的力学特性并可改善墙体的应力状态,应力变形分析应考虑泥皮的影响;基于多点约束的接触算法能准确模拟防渗墙与堰体的相互作用,接触摩擦服从库仑定律;防渗墙顶与墙顶处堰体间发生冲切时,实际情况介于变形体间的接触与完全的未接触两种状态之间。

三峡工程二期围堰渗流问题研究

总结了不同设计阶段、长达十几年的三峡工程二期围堰渗流问题研究成果。内容主要涉及围堰填料及堰基淤砂的渗透稳定性，围堰的渗流状态（有限元计算）分析及评价，不良工况下的渗流状态及对围堰渗透稳定的影响。研究成果表明，经过优化将要实施的二期围堰设计断面，渗透稳定是可以得到保证的。

洲头咀沉管隧道干坞抽水扰动下模袋砂围堰力学响应研究

为深入研究模袋砂围堰对沉管隧道干坞抽水力学响应规律,以广州洲头咀沉管隧道模袋砂围堰工程为背景,建立干坞抽水全过程精细数值模型。计算验证了钢板桩+袋装黏土组合芯墙止水性能。分析了干坞抽水引起的模袋砂围堰变形规律。并揭示了围堰土工模袋张力分布规律,此外提出模袋张力简化计算方法。研究表明:模袋砂围堰钢板桩+袋装黏土组合防渗芯墙止水效果良好,能有效控制临江侧水流渗入干坞侧;干坞侧抽水对模袋砂围堰变形产生了显著的影响,变形与坞内下降水位近似呈同向线性关系;坞内水位降低使围堰重度由浮重度变为干重度,引起模袋砂压实而出现较大竖向位移;围堰竖向压缩和水头差引起的渗流作用又促使围堰的水平位移;模袋砂围堰中土工模袋受到的张力随着坞内抽水水位的降低近似线性增大。模袋张力简化法计算值与数值计算结果对比表明,模袋张力采用的简化计算方法具备合理性。

钢板桩围堰深填砂层高压旋喷防渗墙施工技术

塔贝拉水电站四期扩建工程厂房下游围堰高压旋喷防渗墙是目前国内外第一例在钢板桩围堰结构形式下进行的高喷防渗工程。重点介绍了钢板桩围堰自然状态下深填砂层高喷防渗施工的关键技术、方法及防渗效果,提出了科学合理的施工方案和质量控制方法,从而保证了施工质量和工期,节约了施工成本。

坑内降水过程中模袋砂围堰变形规律研究

为了研究模袋砂围堰变形特性,进行了模袋砂室内单轴压缩试验和水平加载试验,得到了模袋砂竖向、横向应力—应变关系曲线,分析了模袋砂竖向、横向力学性状。采用有限元法,结合工程实例,建立了模袋砂围堰计算模型,分析了坑内降水过程中模袋砂围堰的变形规律。结果表明,当模袋内形成稳定水位时,围堰变形趋于稳定,随着下游水位的降低,模袋砂围堰变形逐渐增大。此后,当上游水位增高时,围堰变形继续增大。将计算结果与实测值对比分析,对比结果表明文中建模方法的有效性和合理性。

泥岸养滩技术与效益评估——以天津东疆浴场建设和评估为例

天津塘沽东疆港区海岸位于海河口和永定新河口之间,是典型的粉砂淤泥质海岸,潮滩低平,沉积物黏、滑而下陷,海水含沙量极高,风暴潮期间水深浪大,缺乏建沙滩的工程地质条件。通过采取建3.8km长的半封闭防波堤围堰、竹筏—土工布沙泥隔板、双沙泥界网和人工抛沙20万m^3等措施,于2008年建成长1 370m,宽140m的人造沙滩。泥岸养滩是我国的首创,国外尚无一例。目前我国在淤泥质岸上已建了十多个人造沙滩,最成功的有上海金山、天津东疆和潍坊央子3处,分别在建围堰、隔板、界网以及沉泥碧水等方面积累了较好的经验。