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引航道通讯塔塔基支护方案的比选

时间:2018-11-21 10:06作者:曼切
本文导读:这是一篇关于引航道通讯塔塔基支护方案的比选的文章,针对沙颍河周口船闸下游引航道与通讯塔布置情况, 需采取锚拉式支挡结构对塔基进行防护, 提出了排桩和地连墙分别加锚杆支护的两个方案, 通过理论计算分析、工程造价比较等对防护方案进行了比选, 验证了排桩支护方案较

  摘    要: 针对沙颍河周口船闸下游引航道与通讯塔布置情况, 需采取锚拉式支挡结构对塔基进行防护, 提出了排桩和地连墙分别加锚杆支护的两个方案, 通过理论计算分析、工程造价比较等对防护方案进行了比选, 验证了排桩支护方案较适合作为本工程的防护措施, 供类似工程参考。

  关键词: 防护工程; 周口船闸; 排桩支护; 地连墙; 锚杆;

引航道通讯塔塔基支护方案的比选

  1、 工程概况

  河南省沙颍河周口至逍遥段航运开发工程位于河南省周口市境内, 上距漯河节制闸28.4km。周口枢纽是沙颍河周口至逍遥段渠化河段的第2级枢纽, 其上游27.9km为葫芦湾枢纽, 下游29km为郑埠口枢纽, 距下游界首常胜沟91.5km。周口船闸是周口枢纽的通航建筑物, 闸址位于沙河周口大闸南侧, 滨河路与汉阳路交叉口北侧。船闸为Ⅳ级, 可通行一顶二驳500t船队, 闸室有效尺度为120×12×3.2m。船闸主体结构长655.93m, 其中上闸首长22.0m, 闸室长130m, 下闸首长22m, 上、下游导航及靠船建筑物总长分别为234.29m、247.64m。船闸上、下游引航道采用反对称布置形式, 曲线进闸、直线出闸。上、下游引航道底宽均为40m, 边坡均采用1:2, 最小弯曲半径为330m, 引航道出口轴线与沙颍河主航道轴线平面夹角为:上游为27°, 下游为52°。在距上闸首上边缘约3km及距下闸首下边缘约2.5km处布置调度区。

  工程于2016年5月基本完工, 2017年过水通航, 至今运行良好。

  2、 船闸下游引航道和防汛信号塔的布置关系[1]

  船闸下游引航道左岸有一座防汛通讯铁塔, 该塔位于引航道顶部道路中间, 妨碍交通, 经多方协商, 需对塔基进行防护。下游引航道和塔基的位置关系详见图1。

  图1 下游引航道和通讯铁塔相对位置图
图1 下游引航道和通讯铁塔相对位置图

  3、 自然条件

  3.1、 工程水文

  沙颍河水文站较多, 具备几十年的水位、流量和雨量资料。本航运工程河段的沙颍河周口至逍遥段, 全长55.9km, 根据1971~2009年实测流量系列和水量调查资料, 进行径流还原分析计算。经计算, 周口 (二) 站多年平均年径流量35.02亿m3, 最大年径流量为1984年的82.08亿m3, 最小年径流量为1997年的13.66亿m3。根据水文资料计算船闸设计水位详见表1。

  表1 船闸设计水位
表1 船闸设计水位

  3.2、 工程地质[2]

  周口船闸地层时代主要由第四系全新统 (Q4) 、上更新统 (Q3) 及中更新统 (Q2) 冲洪积层组成, 共分9个工程地质单元, 颜色为灰褐、土黄、黄褐、棕褐、黄色等, 岩性由粉质粘土、粉土、砂土、粘性土与粉土交错组成, 地层分布基本稳定。各土层物理性质及力学参数见表2。

  表2 周口船闸各土层力学指标表
表2 周口船闸各土层力学指标表

  4、 防护方案

  4.1、 桩锚支护方案[3]

  钻孔灌注桩排桩支护结构作为一种常用的支护结构, 适用于中等深度 (6~15m) 的基坑围护, 具有无振害、无挤土等优点, 得到了广泛应用。根据《建筑基坑支护技术规程》, 采用灌注桩桩径1.0m, 桩间距1.8m, 桩长23m, 桩入土深度15.5m, 桩外露长度7.5m, 设置2道锚杆, 圆形桩的反力计算宽度为1.8m。桩锚支护断面图如图2所示。

  图2 桩锚支护断面图
图2 桩锚支护断面图

  根据地基土层参数、顶面荷载、桩锚设计尺寸等边界条件采用geo5软件进行计算, 分别对桩锚支护结构位移、整体抗滑稳定进行了计算分析。计算结果显示, 桩锚结构稳定, 抗滑稳定安全系数为1.52, 结构最大位移为47.7mm, 均满足规范要求。计算结果详见图3~4。

  图3 桩锚支护位移计算结果图
图3 桩锚支护位移计算结果图

  图4 桩锚支护整体抗滑稳定计算结果图
图4 桩锚支护整体抗滑稳定计算结果图

  图5 墙锚支护断面图
图5 墙锚支护断面图

  4.2、 墙锚支护方案

  地下连续墙厚度0.8m, 墙深23m, 设2道锚杆, 锚杆水平间距1.8m, 其余与桩锚支护方案相同。计算简图如图5。

  根据地基土层参数、顶面荷载、桩锚设计尺寸等边界条件采用geo5软件进行计算, 分别对墙锚支护结构位移、整体抗滑稳定进行了计算分析。计算结果显示, 墙锚结构稳定, 抗滑稳定安全系数为1.52, 结构最大位移为69.20mm, 均满足规范要求。计算结果详见图6~7。

  与桩锚支护方案对比分析, 墙锚支护方案也能满足防护需要, 也能满足规范对支护结构稳定要求, 单位宽度最大剪力、最大弯矩与桩锚支护方案基本相同, 最大位移略大。

  图6 墙锚支护位移计算结果图
图6 墙锚支护位移计算结果图

  图7 墙锚支护整体抗滑稳定计算结果图
图7 墙锚支护整体抗滑稳定计算结果图

  4.3、 施工组织

  首先进行现场测量放样, 进行灌注桩或者地连墙平面定位。其次进行灌注桩或者地连墙的施工, 同时应注意钢筋笼上预埋锚杆、pvc管及排水管等预埋设施。待桩身或者墙身达到一定强度后开挖土方。第一次土方开挖到设计高程, 施工第一层锚杆。锚杆达到一定强度后第二次土方开挖, 施工第二层锚杆。完成后进行锚杆检测, 达到设计要求即可。最后进行下部引航道边坡施工。

  5、 方案比选

  (1) 桩锚方案费用估算约为933.09万元, 墙锚方案费用估算约为1143.10万元, 桩锚方案相对节约费用210.01万元。
  (2) 从施工工艺角度看, 桩锚方案施工相对方便, 施工工艺较为简单。

  两方案均能满足塔基防护要求, 均能顺利开展施工。综合现场施工条件、费用估算和施工组织, 优先采用桩锚方案作为本塔基防护工程方案。

  6、 结论

  (1) 桩锚支护方案和墙锚支护方案为局部工程防护常用的工程措施, 均可行, 因地制宜选择合适的防护措施。
  (2) 本工程防护采用桩锚支护方案相对较优, 工程已正常运行一年多时间。
  (3) 局部防护工程施工应做好现场施工组织和协调, 尽量减少或避免与周边工程同时施工的相互干扰。

  参考文献:

  [1]孙保虎.河南省沙颍河周口至逍遥段航运开发工程周口船闸施工图[R].武汉:湖北省交通规划设计院股份有限公司, 2012.
  [2]罗家安.河南省沙颍河周口至逍遥段航运开发工程地质勘察报告[R].武汉:湖北省交通规划设计院股份有限公司, 2011.
  [3]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程:JGJ120-2012[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.

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