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武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇地下连续墙止水措施
沈涛;刘一飞
【期刊名称】《桥梁建设》
【年(卷),期】2013(43)6
【摘要】武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为(200+2×850+200)m三塔四跨悬索桥,该桥
南锚碇采用地下连续墙支护的明挖基础,地下连续墙为圆形结构,外径68 m、壁厚1.5m,设计深度不小于27.5 m.该区域覆盖层厚度较薄,基岩为白云质灰岩,局部裂隙发育,地下水与长江水力联系密切,为做好地下连续墙基础止水,避免发生漏水险情,综合应用了防渗墙、铣接头、墙底嵌岩、帷幕灌浆等止水措施.经基坑开挖前的抽水
试验、开挖过程中的监控监测、开挖后的实体验槽证明,地下连续墙墙体、接头缝、墙脚、基岩面均未发生渗水现象,未发生灾害性突水情况,实现了预期止水效果.
【总页数】6页(P111-116)
【作者】沈涛;刘一飞
【作者单位】中铁大桥局集团有限公司,湖北武汉430050;同济大学土木工程学院,
上海200092
【正文语种】中文
【中图分类】U448.25;U443.164
【相关文献】
1.武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇应力与变位分析 [J], 闫卫玲;邓友生
2.复杂地质条件下北锚碇关键施工技术研究——以武汉鹦鹉洲长江大桥为例 [J],
邓友生;姚志刚;刘荣
3.武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇下沉期防护方案数值分析 [J], 王艳丽;何波;饶锡保;陈云;徐晗
4.武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇地下连续墙基础施工技术 [J], 李陆平
5.武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇基础设计 [J], 罗昕
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武汉鹦鹉洲过江通道地质条件及桥隧方案比选周传斌;李光耀;项后军【摘要】武汉鹦鹉洲过江通道地处岩溶及地面塌陷发育区,地质条件对工程方案有重大影响.简要介绍了过江通道场地工程地质条件及岩溶、地面塌陷特征,从工程建设对地质环境的影响和地质条件对工程建设的影响两个方面对桥隧方案的适宜性进行了分析评价和方案比选.在桥隧方案比选时,应选择对环境地质基本无影响的方案;从工程地质条件分析,鹦鹉洲过江通道是较好的建桥场地,桥梁方案宜选用钻孔桩基础;而隧道方案的技术难度大,风险高.因此,桥梁过江方案优于隧道过江方案.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2009(035)004【总页数】4页(P9-12)【关键词】过江通道;岩溶;地面塌陷;桥隧比选【作者】周传斌;李光耀;项后军【作者单位】中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉,430050;中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉,430050;中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉,430050【正文语种】中文【中图分类】U459.5;P642.25武汉鹦鹉洲过江通道是武汉市新一轮城市总体规划修编中提出的新一环线中重要的过江工程,全长约5 000 m,其中长江水域段长约2 000 m。
按城市快速干道标准设计,采用双向六车道,设计车速60 km/h。
过江通道位置距长江一桥约2 km,距白沙洲长江大桥约6.3 km,距规划的二环线杨泗港过江通道约3.3 km，距轨道交通四号线过江隧道约0.5 km。
武昌岸在武昌造船厂鲇鱼套附近,接首义南路、雄楚大街；汉阳岸在腰路堤附近,穿拦江堤路,接马鹦路。
鹦鹉洲过江通道将进行隧道过江方案和桥梁过江方案综合比选研究。
本文将从场地工程地质条件角度对这两种过江方案的风险和适宜性进行分析评价。
1 场地地质条件1.1 地形、地貌工程场区两岸为长江冲积阶地,地形平缓,总的地势为东高西低。
长江西岸为一级阶地,地面高程21～23 m,主要为第四系全新统冲积黏性土、淤泥质土、粉土、粉细砂,厚30 m左右,下部卵砾石层厚30 m左右。
武汉鹦鹉洲长江大桥正桥工程锚碇工程施工监理北锚碇沉井封底、填芯《监理实施细则》武汉鹦鹉洲长江大桥正桥J-1合同段监理部2012年7月武汉鹦鹉洲长江大桥正桥工程锚碇工程施工监理北锚碇沉井封底、填芯《监理实施细则》编制：罗慕农核批：保罗武汉鹦鹉洲长江大桥正桥J-1合同段监理部2012年5编制说明为确保武汉鹦鹉洲长江大桥按照合同要求的总体建设目标顺利实现，依据交通部《公路工程施工监理规范》(JTG -G10-2006)、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）、武汉市政工程建设管理规定、施工监理招标文件、设计图纸及有关标准、规范的要求，保证工程质量优良、施工安全无事故、环境保护达标、工程建设周期及工程投资合理，使施工监理工作法制化、标准化、规范化、程序化，做到任务明确，标准统一，程序合理，我部针对施工阶段分部工程项目特点，特补充编制了《鹦鹉洲长江大桥正桥北锚碇沉井封底、填芯监理实施细则》，以下简称“细则”。
武汉鹦鹉洲长江大桥是一个特大型工程项目，北锚碇是重要的受力结构，为了加强和指导施工监理工作，使监理任务明确，标准统一，程序合理，操作便捷，确保工程质量，安全高效的完成沉井封底、填芯混凝土施工的监理工作。
本“细则”我部在借鉴和吸收其它桥梁施工监理工作经验的基础上，结合设计结构特点、施工组织方案、规范要求编写，重在程序控制。
现装订成册下发施工单位及监理部下属各部门，作为北锚沉井封底、填芯施工在具体实施过程的质量控制的文件之一，在实施过程中如“细则”随施工实际情况若发现存在不足，将补充、修正和完善，达到施工质量最终控制的目的，满足设计、规范要求。
武汉鹦鹉洲长江大桥J-I监理部罗慕农 2012年5月目录第一章总则一、目的二、监理依据三、监理工作原则四、监理阶段划分五、工程范围六、监理人员职业道德、须知及监理工作目标第二章北锚碇锚碇沉井工程概况一、北锚碇沉井工程概况二、适用范围第三章北锚碇沉井封底、填芯施工质量监理基本要求一、工程质量监理的任务二、工程质量监理的内容三、工程质量监理的方法四、工程质量监理程序及质量控制流程图第一章总则一、目的根据交通部《公路工程施工监理规范》(JTG G10-2006)、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）、武汉市市政工程管理部门的相关规定及要求，结合武汉鹦鹉洲长江公路大桥的设计特点及实际情况，严格控制每一道施工监理程序控制关，确保武汉鹦鹉洲长江大桥正桥施工质量优良、施工安全无事故、环保达标，如期完成计划的工期目标。
武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇工程地质勘察成果摘要：武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇采用重力式锚碇基础，圆形地下连续墙支护方案，地下连续墙外径68.0m，平均开挖深度约30米。
为获得准确地质资料，设计前必须根据深基坑所在位置周围的建设条件，有针对性地进行工程地质勘察。
本文介绍了主要勘察成果及分析评价。
关键词：鹦鹉洲长江大桥；南锚碇；圆形地下连续墙；地质勘察中图文分类号：tu476+.3 文章标识码：a文章编号：pick to: wuhan parrot island yangtze river bridge south anchorage using gravity anchorage foundation, circular underground continuous wall supporting scheme, the underground continuous wall outside diameter 68.0m, the average excavation depth is about 30 meters. in order to obtain the accurate geology data, before the design, it must be based on location around the deep foundation pit construction conditions, in a targeted manner to engineering geological survey. this paper introduces the main survey results and analysis.key words: parrot island yangtze river bridge; south anchor; circular underground continuous wall; geological survey中图分类号：文献标识码：文章编号：1 引言武汉鹦鹉洲长江大桥全长约4000米，主桥采用2×850m三塔悬索桥方案。
武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇基坑开挖施工监测技术摘要：武汉鹦鹉洲长江大桥为世界第一大跨度三塔四跨悬索桥，其南锚碇设计采用外径68m圆形地下连续墙，锚碇中心距离长江大堤124m。
地连墙施工完成后进行基坑开挖作业，基坑开挖平均深度26m，采用逆作法施工内衬。
针对改型超大基坑开挖施工，信息化施工显得尤为重要，关系着整个基坑周边场地、建筑、地连墙结构、内衬结构的安全。
本文通过对该工程基坑开挖监控目的、监测内容、监控方法的论述，详细举例说明了超大基坑监控技术。
关键词：基坑开挖监控内容方法预警1、工程概况鹦鹉洲长江大桥位于武汉市中心城区，桥址距下游长江大桥约2.0公里，距上游规划杨泗港过江通道约3.2km，距白沙洲大桥6.3公里。
北接汉阳的鹦鹉大道，南连武昌的复兴路。
大桥全长3420m，其中主桥长2100m，采用200+2×850+200m三塔四跨钢板结合梁悬索桥。
主线桥设计双向8车道，主桥桥宽38米，车道布置为2×(3.75+3×3.5)m。
南锚碇位于长江南岸武昌侧，采用圆形地下连续墙方案。
南锚碇基础采用外径68m，壁厚1.5m的圆形地下连续墙加环形钢筋混凝土内衬作为基坑开挖的支护结构。
南锚碇距离防洪墙较近，根据地质勘测显示，南锚范围内存在部分岩溶现象。
考虑到此处堤防为长江一级堤防，且桥址位于武昌中心城区，在南锚外部10m处设一道0.8m厚的自凝灰浆挡水帷幕。
2、工程地质及水文地质情况工程场区位于长江大桥上游约2.0km，两岸为长江冲积一级阶地，地形平缓，总的地势为东高西低。
长江北岸地面标高 21～25m，主要为第粘性土、淤泥质土、粉土、粉细砂，厚 30m 左右，下部卵砾石层厚 30m左右。
长江南岸地面标高24～31.2m，南岸较低洼处为弧形分布的巡司河，主要为第四系中更新统冲、洪积粘性土和由粘性土充填的砾卵石层，厚15～5m。
阶地表层多为人工填土覆盖，厚0～5m。
上层滞水：赋存于浅部人工填工中，无统一自由水面，接受大气降水和地面排水垂直下渗补给，水量较小。
武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇工程地质勘察成果摘要：武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇采用重力式锚碇基础，圆形地下连续墙支护方案，地下连续墙外径68.0m，平均开挖深度约30米。
为获得准确地质资料，设计前必须根据深基坑所在位置周围的建设条件，有针对性地进行工程地质勘察。
本文介绍了主要勘察成果及分析评价。
关键词：鹦鹉洲长江大桥；南锚碇；圆形地下连续墙；地质勘察中图文分类号：tu476+.3 文章标识码：a文章编号：pick to: wuhan parrot island yangtze river bridge south anchorage using gravity anchorage foundation, circular underground continuous wall supporting scheme, the underground continuous wall outside diameter 68.0m, the average excavation depth is about 30 meters. in order to obtain the accurate geology data, before the design, it must be based on location around the deep foundation pit construction conditions, in a targeted manner to engineering geological survey. this paper introduces the main survey results and analysis.key words: parrot island yangtze river bridge; south anchor; circular underground continuous wall; geological survey中图分类号：文献标识码：文章编号：1 引言武汉鹦鹉洲长江大桥全长约4000米，主桥采用2×850m三塔悬索桥方案。
主线桥设计双向8车道，主桥桥宽38米。
南锚碇采用重力式锚碇基础，圆形地下连续墙支护方案，地下连续墙外径68.0m，墙厚1.5m，底板垫层30.0cm～40.0cm，底板厚度6.0m，顶板厚度7.0～16.5m。
基础进入微风化基岩3～5m。
本次勘察重点为：查明南锚碇基岩的埋深、起伏、风化情况及基岩的完整性、渗透性等，为南锚碇基础及地下连续墙支护方案设计提供翔实的地质资料。
2 勘察工作布置沿地连墙周边均匀布置10个钻孔，中心布置1个钻孔，在地连墙外围布置4个钻孔，共布置15个钻孔。
进行单孔声波测试和压水试验，为了探查南锚碇基岩层的完整性和渗透性，获得透水率、渗透系数等水文地质参数，在南锚碇钻孔中，根据单孔声波测试结果进行分段压水试验。
预计压水试验8段。
选4组钻孔进行跨孔声波测试；选4组钻孔进行电磁波ct测试，查明岩体是否发育断裂及岩溶发育情况。
3 南锚碇主要岩土层及物理力学性质锚碇区覆盖层主要为第四系全新统冲洪积相地层，揭露厚度10.90～21.70m，根据时代成因及地层岩性，将第四系覆盖层自上而下分为两大层：①大层为①1-1杂填土（q4me）；②大层为全新统冲洪积层（q4al+pl），其中又细分为2个亚层（②1层粉质黏土、②1-1层粉质黏土、②3层粉砂）。
下伏基岩为基岩为三叠系下统大冶组（t1d）白云质灰岩。
岩面起伏不大，高程0.08～-2.84m，基岩强风化带不发育，中风化带发育一般，岩质较硬，工程地质性能较好。
各地层空间分布详见图1南锚碇工程地质剖面图：图1 南锚碇工程地质剖面图本次勘察进行了相应的岩土室内试验，各岩土层物理力学试验指标见表1、表4 不良地质现象4.1砂土液化南锚碇以基岩为持力层，可液化土层对基础影响较小，因此无需进行专门的抗液化措施处理。
4.2岩溶及地面塌陷钻探及物探资料未发现锚碇区场地下覆白云质灰岩有大的岩溶洞穴，不会产生地面塌陷。
但是在地下水动水压力作用下，有可能引发周边地区岩溶地面塌陷的发生。
5 工程地质条件评价5.1南锚碇场地稳定性和适宜性评价武汉地区属新构造微弱、地壳相对稳定的地区。
工程场区的区域性长江断层f9，属非活动性断裂，对场地稳定性不会有大的影响；本区近期内发生强震的可能性不大。
场区岩溶基本稳定，地面塌陷仅在局部发生，因此工程场地总体基本稳定。
其次，工程桥址区下游已建成的武汉长江大桥和武汉长江二桥的建设和使用也未受其影响。
因此，桥址区断裂对场地稳定性不会有影响。
场区可液化土及岩溶等不良地质现象对桥梁而言易于处理，从而对桥梁工程影响较小，地形平坦，地基稳定，适宜本工程建设。
锚碇基础以基岩作持力层，岩体稳定，厚度大，强度高，基岩面起伏较小，岩体总体较完整，地基较均匀。
5.2南锚碇工程地质条件评价5.2.1 南锚碇基础型式南锚碇为重力式锚，采用圆形地下连续墙支护，地下连续墙外径68.0m，墙厚1.5m，底板垫层30.0cm～40.0cm，底板厚度6.0m，顶板厚度7.0～16.5m。
地连墙嵌入微风化基岩中一定深度。
5.2.2南锚碇区工程地质条件（1）岩体质量：对岩体完整性及岩石质量指标进行评价。
a、完整性评价：根据钻孔所取岩芯显示，岩体密闭～微张型节理裂隙极发育，局部地段张性裂隙发育，裂隙面呈紫红色，多被泥质物或方解石充填。
通过钻孔揭露显示岩体总体较完整，局部张性裂隙发育段岩体较破碎。
b、岩石质量指标（rqd）：通过岩芯rqd统计，中风化白云质灰岩rqd为51%；较破碎微风化岩体（④1-2w1）rqd为69%；较完整微风化岩体（④1-1w1）rqd为83%。
（2）岩溶发育情况：锚碇区基岩为白云质灰岩，属于可溶岩。
通过跨孔电磁波ct测试反演的成果图显示，在基岩区呈高吸收系数的异常区未见出现，较高吸收系数的主要有9处异常，分布在各剖面上，详见表3。
总的来看，无大型岩溶洞穴发育。
但是由于岩溶在同深度随机分布的特点，且场区周边是岩溶及地面塌陷易发区，因此不排除场区有小型溶洞发育的可能。
5.3南锚碇区水文地质条件5.3.1地下水类型及特征根据含水介质孔隙类型和地下水的赋存条件，将区内地下水划分为上层滞水、第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水。
（1）上层滞水：赋存于浅部人工填工中，无统一自由水面，接受大气降水和地面排水垂直下渗补给，水量较小。
（2）第四系松散岩类孔隙水：赋存于第四系砂层中，为主要地下水含水层，具微承压性，与长江水力联系密切，互补关系、季节性变化规律明显。
本场区无地下水开采点，地下水主要往长江排泄，每年长江枯水期是地下水排泄的主要时段。
（3）基岩裂隙水：主要赋存于基岩裂隙及溶蚀孔隙中。
通过钻探、单孔声波测试及跨孔电磁波ct测试，结果表明，锚碇区基岩整体较完整，裂隙多为密闭型；但局部仍有岩体较破碎，张性裂隙发育。
在张性裂隙密集段，基岩裂隙水局部富集，钻进过程中漏水严重。
基岩裂隙水与长江水及上覆第四系松散岩类孔隙水相连通，而且该层地下水具有承压性。
5.3.2各岩土层渗透性初勘时在南锚碇进行了专门抽水试验，通过试验求得②3层粉砂水文地质参数为：渗透系数k=3.22m/d（3.73×10-3cm/s）；影响半径r=350m，单位涌水量q=1.67m3/h.m。
详勘对各土层进行室内试验，②1层粉质黏土渗透系数k=5.01×10-6cm/s；②3层粉砂渗透系数k=4.93×10-4cm/s。
5.4基础持力层选择上覆土层②1层软塑状粉质黏土、②3层粉砂厚度小，且承载力低，不宜作为基础持力层；下伏基岩岩体较完整，承载力高，基底摩擦系数较大，变形小，是基础良好的持力层，锚碇基础应以基岩作为基础持力层，建议采用圆形地下连续墙支护方案，地下连续墙应嵌入中风化或微风化基岩中一定深度。
5.5基础设计参数根据各种原位测试、试验结果，经综合分析，确定了各岩土层承载力、压缩模量、极限抗压强度的综合建议值见表4，抗剪强度指标c、φ标准值见表5。
6地下水及其控制措施的建议（1）采用地下连续墙支护方案，形成竖向止水帷幕，将覆盖层中的上层滞水与松散岩类孔隙水隔开。
建议对地连墙槽段接缝处外侧土层采用高压旋喷注浆进行止水处理。
（2）勘察成果表明，锚碇区基岩完整性整体较好，较完整。
但是，基底仍有可能遇到局部的较大涌水量，设计和施工需要做好止水方案。
建议当遇到基岩裂隙水量较大时，应在基底岩体内进行水泥灌浆，形成厚度不小于2m的水平止水帷幕。
（3）设计应充分考虑地下水对南锚碇施工过程中的影响，留有足够的地下水控制措施预案，确保工程安全。
7 结论及施工建议（1）工程场区新构造活动较弱，穿过场区的断层f9属非全新活动性断裂，场地在工程上属于基本稳定区，地基稳定，适宜本工程建设。
（2）工程场区地震基本烈度为ⅵ度，南锚碇处场地类别为ⅱ类，属抗震一般地段。
（3）场区在地震烈度为ⅶ度时，②3粉砂可产生液化，液化等级为轻微，但南锚碇以基岩为持力层，可液化土层对基础较小，因此无需进行抗液化措施处理。
（4）根据《公路工程地质勘察规范》（jtj064-98）附录d有关规定判定场区江水及地下水对混凝土结构无腐蚀性；根据《岩土工程勘察规范》（gb50021-2001）判别，场区江水及地下水对钢筋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。
（5）建议锚碇基础以中风化或微风化基岩作为持力层，应进行干作业施工，确保基底混凝土与岩体紧密接触；地下连续墙支护结构应嵌入中风化或微风化基岩中一定深度。
（6）由于锚碇场区距离八铺防洪墙很近，此处堤防为长江一级堤防，必要时采取对地连墙底部基岩进行灌浆或外围设防水墙等措施进行止水处理。
（7）场地灰岩发育较多的溶蚀缝及溶蚀小孔洞，未见岩溶洞穴，钻孔揭示岩溶不发育。
但锚碇区基岩局部张性节理裂隙发育，且锚碇场区附近武泰闸、陆家街等是武汉著名的岩溶及地面塌陷易发区，因此不排除在锚碇区有小型溶洞发育的可能，建议对潜在岩溶设计堵漏处理预案，确保工程安全。
（8）锚碇区附近主要建筑物为居民住宅，采用噪音小的设备施工。
同时施工过程中应注意泥浆排放问题，避免泥浆污染环境，对临近建筑物及管线采取保护措施。
（9）在施工中实施严密的监测系统，对地下连续墙、支撑系统、坑外土及水压力、坑外地基土及附近建筑物的沉降等进行监测，以确保基础工程在施工、运行中的安全。
参考文献：[1]武汉鹦鹉洲长江大桥详勘(南锚碇)工程地质勘察报告.中铁大桥勘测设计院2011.4[2]国家标准《岩土工程勘察规范》（gb50021-2001，2009年版）[3]郭超英,凌浩美,段鸿海.岩土工程勘察[m].北京:地质出版社,2007:3-5.[4]刘兆宁.滨海洼地区岩土工程勘测[j].西部探矿工程,2002,增刊(001):74-75.[5]吴礼年,何礼秋.沿江冲积砂层的岩土工程勘测[j].电力勘测,2001,2:31-32,35.注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。
