耍荆荆 赵广敏
中交公路规划设计院有限公司 北京 100088
摘要：随着悬索桥建设的增加，由于早期设计时对锚碇排水措施考虑不足，使得不少悬索桥锚碇在运营若干年后面临着锚碇渗水的困扰。本文对某跨海大桥锚碇渗水处治措施进行研究，通过病害情况介绍、原因分析、方案比较以及实施效果等方面的论述，为当前已建悬索桥锚碇渗水病害的处治提供一定的经验。
关键词：悬索桥；重力式锚碇；渗水病害；井点降水
悬索桥因其自身优势得到了巨大发展，近三十年我国建成了一批跨海、跨河、跨峡谷的标志性悬索桥，如忠县长江大桥、坝陵河大桥、西堠门大桥等[1]。早期悬索桥锚碇设计时对于其排水措施普遍考虑不足，使得不少锚碇在运营期内出现渗水问题[2]，影响锚室内钢结构的运营环境。本文对笔者负责实施的某跨海大桥锚碇渗水处治工程进行论述研究，为该类病害的处治提供一定经验。
1桥梁概况及桥址地质水文状况
某跨海大桥于2009年建成通车，锚碇为重力式锚碇。锚碇位于海岛，地层岩性主要为上侏罗统九里坪组灰色、浅灰、深灰色霏细斑岩。锚碇区节理裂隙不发育～较发育，间距一般30～80cm为主。锚碇大面积区域中浅部节理裂隙相对较发育；锚碇主要处于硬质块状岩体中，透水性差别很大，在强～弱风化岩体中，节理裂隙发育，透水性较强，微风化岩体中节理裂隙不发育，透水性弱。锚碇所处山体坡度大，迳流条件好，不利于地下水的汇聚。
场区内水文地质条件较简单，根据地下水的含水介质、赋存条件、水理性质和水力特征，可划分为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水二类。
2锚碇渗水病害及原因分析
2.1锚碇渗水病害状况
经过现场调查发现，该桥锚碇存在渗水现象，主要存在于东侧（靠山侧）锚碇后锚室底部，并且该侧锚碇后锚室渗水也主要发生在靠山侧部分，另外一侧只有轻微渗水受潮，西侧锚碇后锚室无渗水。
2.2渗水病害原因分析
通过对现场调查及相关资料的研究，对本桥锚碇渗水病害产生的原因，做出了如下分析：
锚碇前侧和东侧山体在雨期会有大量地表水流下，由于锚碇处为低洼位置，使得大量地表水汇聚到锚碇区。由于坡脚地表未经处理，没有汇流措施。大量的山体落水在流经该区间后直接下渗无法汇聚到排水沟。
从基坑结构上看，锚碇基底开挖至标高0米处，位于弱风化层，属于微透水。锚碇施工完毕后，进行基坑回填。由于普通回填土的渗透系数往往较大，相比锚碇基岩透水性较大，导致地表水下渗后不能从底部地层排走，从而聚集在锚碇东侧基坑底部。
锚碇基坑的排水管大量堵塞，不能有效将下渗水及时排除基坑，是锚碇渗水的重要原因。
根据2.1节渗水位置判断，由于锚碇尺寸巨大，对锚碇基坑的地下水形成了一道屏障。将大量下渗水堵在了东侧锚碇与山体之间，随着水量聚集增大，使得锚碇底部水压增大，为水渗入锚碇提供了动力。
由于锚碇混凝土自身防水性能的退化，使得结构自身不能有效地组织周边地下水向锚碇体内部进行渗透，这是锚碇出现渗水病害的直接原因。
3渗水处治措施
本桥锚室内渗水积水病害采用综合处治措施，即排、防相结合的办法，既要将已经形成的积水及时排出锚室外，同时也要提高锚碇体自身的防水能力。排水主要考虑对锚室周边潜水及岩石裂隙水等地下水进行降排水，本工程初步考虑两种方式将锚室周边地下水进行排出，分别为定向钻孔排水和井点降水排水。
3.1定向钻孔排水方案
定向钻孔[3]排水主要对锚碇东侧与山体之间回填土底部积水进行排出，降低锚碇靠山侧外围易积水区的水位。定向钻出水点设置在锚碇西侧低地位置，设置工作坑，在坑内进行定向钻孔的施工，定向钻设置3%的坡度，孔径为φ200。通过高精度控制将孔钻向锚碇东侧基坑底部，将聚集水自然排出。水排出到工作坑后，采用抽水机将水抽出地表排走。
图1 定向钻孔布置 图2 井点降水系统布置
3.2井点降水方案
井点降水[4]围着锚碇东侧及后侧呈L形布置，主要对锚碇周边岩土体内的潜水及裂隙水进行主动降水，通过井点降水降低锚碇底部及周边水位。通过井点系统形成的地下水漏斗区[5]来降低锚碇周边地下水位，以此降低水的渗透压力，防止地下水渗入锚碇体内部。
井点管的冲孔直径不小于400mm，冲孔完毕后，立即沉设井点管，灌填砂滤料，最后再用黏土封口，深为0.5～1.0m。井点管内设置感应式深井潜水泵，当管内水位上升到一定高度后自动开启潜水泵抽水。井点管与排水总管的连接，抽出的水经过总管进行汇集排泄。
3.3方案比较
以上两个方案都能够将锚碇东侧基坑底部的积水排出，从实施难度和实施效果等方面两者存在一定差异。实施难度：定向钻孔由于锚碇位置及自然排泄的要求，需要设置约10m深的工作坑，钻孔时定位精度高，实施难度大，且需要另外设置抽水设施将工作坑中的水排出；井点降水系统需要钻孔长度较长，但施工工艺成熟，实施难度小；实施效果：定向钻孔排水仅能排出基坑底部积水，不能对周边基底弱风化岩层中的裂隙水进行引排，并且定向钻孔整体排水截面较小，排水能力弱；井点降水可以以上两部分水源进行排出，且井点数量可根据情况增设，排水能力强。
图3 处治前后效果照片
4结束语
综合比较后，本桥锚碇渗水处治采用了井点降水方案，实施后效果明显。图3为前后效果对比，在降水系统设置完毕并抽水24小时后，锚碇后锚室积水明显减少并干燥。根据实施效果，表明本桥锚碇渗水病害处治时病害原因分析准确，处治措施得当。
参考文献
[1]刘箐霖，梁仁鸿.悬索桥发展概述及展望[J].交通世界（运输.车辆），2015,15:98-103.
[2]应甘洲.悬索桥锚碇综合防水处理工程实例[J].城市道桥与防洪，2009,5:50-53.
[3]张宝强，江勇，曹永利，隋付东，张倩.水平定向钻管道穿越技术的最新发展[J].油气储运，2017,5:558-561.
[4]郑谦文，刘立富.浅谈轻型井点降水的施工和管理[J].武汉大学学报（工学版），2011（44）增刊:299-303.
[5]郭正兴，李金根.建筑施工[M].南京：东南大学出版社，1996.
论文作者:耍荆荆,赵广敏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/23
标签：病害论文; 悬索桥论文; 基坑论文; 钻孔论文; 裂隙论文; 地下水论文; 积水论文; 《防护工程》2018年第12期论文;