摘要：某特大型船坞因坞室严重渗漏影响正常运行而至长期停工，造成企业重大经济损失。在某专业公司处理无果的情况下，我方提出的“压密+高喷+灌浆”的综合堵漏技术方案得到业主和专家的认可，我方接受防渗堵漏任务后，承担巨大的经济风险，面对复杂的地质条件，克服重重困难，完成了该大型船坞的防渗堵漏任务，最终日渗漏量控制在2650m3/d，仅为业主防渗指标要求（8000m3/d）的33.13%，取得良好治理效果，验证了该堵漏治理技术方案的可行性。船坞重新恢复生产，也勃发了生机。
关键词：船坞；渗漏；治理；效果
1、工程概况及现场施工条件
1）、船坞存在问题及任务来源
该船坞修建于2009年，2010年开始投入使用。在生产运营过程中坞室渗漏量严重，根据业主方在2014年年底进行的渗漏测定，其总渗漏量约达7万m3/d，2016年最大渗漏量达12万m3/d，还有继续上升的趋势，坞室渗漏严重影响船坞正常生产，不但加大船坞运行成本还威胁生产工人的人身安全，甚至可能导致船坞报废。自2015年以来，船坞基本处于停工状态。
2016年，业主曾通过招投标方式选择了一支防渗堵漏施工队伍，该队伍进场施工达5个月之久，因缺乏有效治理方法，致使工程以失败告终。2017年建设单位再次组织公开招标，我方提出的“压密+高喷+灌浆”综合堵漏技术方案，得专家认可，并迅速展开了该船坞的防渗堵漏工作。
2）、船坞工程结构设计概况
本船坞由前坞室和后浮箱平台组成，前坞室设计平面尺寸为长400m，宽72m，坞深21m，后浮箱平台长220m，宽34.5m，深4.7m。该船坞是目前国内最深的大型船坞。其平面组合及剖面见图1-1、图1-2。
坞室底板为钢筋砼结构，厚1.3m，底板坐落在桩基础之上；坞室两侧墙身为钢筋混凝土扶壁挡土墙结构，扶壁高21m，扶壁底宽17m，厚1.3m，底板上设计有横隔板，隔板间距3.5m，隔板厚0.5m。底板基础为人工挖孔桩基础，扶壁底板少部分坐落在基岩上，大部分底板坐落在桩基础上。
3）、工程地质概况
根据前期勘察和现场调查，场地地质条件自上而下简述如下：
（1）地面结构层：20cm厚素混凝土地面，地面上布设有大型吊车梁轨道、设备基础等结构物，施工场地障碍物多，条件复杂。
（2）新近杂填土：厚约21m，主要为碎石、块石、开山石渣等组成的碎石土，自然碾压、比较松散，透水性好。
（3）钢筋混凝土扶壁底板：厚1.3m。
（4）新近杂填土：主要为粉土、石砾、碎石、块石、开山石渣等组成的碎石土，自然碾压、比较松散，透水性好。填土中分布有众多的人工挖孔桩基础。
（5）基岩：中风化质灰岩和中风化石英砂岩，灰色、灰白色、肉红色，岩质坚硬，节理裂隙发育，裂隙里面有铁锰质结核充填，岩芯多呈短柱状。局部出现脉状分布的辉绿岩。
4）、工程技术难点
（1）船坞及两侧坞坝坞堤早已建成，并投入过使用，地面分布有许多构筑物和大型吊装设备基础，地下不明障碍物多，钻孔需要避开大吨位吊车梁基础和其他设备基础，钻孔定位难度大，阻碍钻探施工。
图1-1坞室及浮箱平台平面布置图
（2）坞底深达21m，坞室扶壁墙外侧从地表到底板为厚达21m的新近高填方，填筑材料为块石、开山石渣及松散土组成的碎石土，场地地质条件复杂。
（3）渗漏水量特大，且渗漏原因及地点不明，堵漏范围大。
（4）防渗工程钻孔需要揭穿地表以下21m厚块石碎石类填土层及1.3m厚坞墙扶壁底板钢筋混凝土层，成孔难度大，钻进速度慢，生产效率低。
（5）工期短、时间紧、任务重，合同工期90天。
（6）技术质量要求高，经济风险大。该项目防渗工程设计及施工圴由施工方负责，合同明确规定，施工过程中没有任何工程款，工程完工达到质量验收要求和设计指标才支付工程款，达不到设计要求不支付任何工程款，经济风险大。
2、渗漏原因分析
1）、分析方法
（1）认真查阅船坞原有设计结构图，了解坞室原有止水结构：
船坞原有止水系统包括坞墙身抗渗混凝土+伸缩缝软性橡胶止水带止水体系和扶壁底板下部的止水帷幕（由刚性高压旋喷桩+帷幕灌浆止水或单纯帷幕灌浆构成）。排水系统包括泵房、坞内排水边沟，为了减小地下水的浮力，防止坞室底板上浮，在坞室底板下部设计有减压排水层，减压排水层与坞室内部排水边沟直通。扶壁底板和坞室底板大部分座在人工挖孔桩基础上，少部分座在基岩上，桩周为人工填筑的块石、碎石土。
（2）现场工程地质勘察钻探，查明扶壁墙下现场地质条件，为了查明坞室渗漏原因，除了解坞室的设计结构外，还必须准确查明坞室扶壁底板以下地质条件及变化，沿整个坞室及浮箱平台原止水帷幕轴线上布置勘察孔，勘察孔间距16m，通过勘察钻孔岩芯地质编录和钻孔简易压水实验，查明坞室底板以下地质条件和渗漏情况。
现场钻探表明，原有止水帷幕岩芯非常破碎，岩芯采取率低，胶结程度较差，钻进过程中扶壁底板与下部填方接触部位还存在吊钻现象，说明底板以下部位存在脱空空洞。
2）、主要渗漏原因
由于坞室底板和扶壁底板大部分由人工挖孔桩基础支承，桩身周围为人工填筑的碎石、块石及松散土，填方厚度大于10m，属于高填方，填筑过程中多为自然碾压。填方通过长期的海水浸泡，桩间填方发生大面积自然沉降，填方顶面与坞室底板之间形成脱空或空洞，原有止水帷幕因不均匀沉降局部被破坏，渗漏严重，大量的海水及地下水渗入船坞底板下，地下水经减压排水孔进入坞内边沟，这是坞室渗漏的主要原因，勘察孔施工中发现坞室底板以下存在多处空洞，进一步证明了底板以下沉降及脱空现象确实存在。
3、防渗堵漏治理方案
1）、渗漏治理方案
（1）止水系统及注浆孔布置
①.本工程防渗堵漏继续采用止水帷幕系统，计划沿坞室及浮箱平台除坞口以外三面新布置一道止水帷幕，止水帷幕布置位置基本与原防渗帷幕吻合，布置在原帷幕的外侧0.5m处，沿坞室周边布设呈闭合状态，帷幕中心轴线距扶壁底板内侧1680mm，距扶壁底板外侧250mm。
②.止水帷幕由压密注浆、高压旋喷灌浆及基岩裂隙注浆组合形成综合止水帷幕。
③.新增止水帷幕中心轴线距离坞室底板后边线150mm，距离坞室内边线16850mm.沿止水中心轴线两侧各250mm布置两排止水灌浆孔，一排位于扶壁底板内，一排位于扶壁底板外侧；新设止水线在船坞南北两侧与坞口原有止水线闭合，闭合部位采取灌浆孔加密处理。
④.浮箱平台段止水中心轴线距离扶壁肋板后边线400mm，距离浮箱平台坞室内边线7300mm，同样布置内外侧两排灌浆孔。
（2）渗漏治理方法
在平面区域上根据扶壁底板所处基础条件不同，采取分区、分段设计不同的止水方法。
①.针对坞室基岩段扶壁区域：
扶壁底板均坐落在基岩上，这些部位发生大量渗漏的可能性较小，则只对扶壁及基岩接触段做基岩裂隙灌浆处理，沿新设止水轴线中心线布置2排灌浆孔，孔距1.8m，排距0.5m，梅花形布置（遇扶壁肋板处孔距相应调整），灌浆深度以深入扶壁底板以下7m考虑。如先导孔压水实验显示下卧基岩存在较大裂隙，则针对有裂隙部位做基岩帷幕灌浆加深处理，灌浆孔深在先导孔确定的渗漏深度下加深5m，直至相对隔水层。
②.针对桩基、软基段扶壁区域：
这些部位，扶壁底板主要支承在下部桩基上，桩身周围松散填土在海水长期浸泡和地下水暗流的常年冲刷下，多发生自然沉降和充填颗粒流失而形成脱空，最终在底板与填土接触部位形成渗水通道，是坞室漏水的关键部位。采取先对脱空部位进行压密注浆充填处理，然后通过高压旋喷灌浆，使之形成完整固结体，最终形成一道竖向止水帷幕。
压密注浆孔布置方式：沿新增止水轴线底板内侧250mm设计1排压密注浆孔，孔距1.8m，孔位避开扶壁肋板，钻孔深入扶壁底板以下3m，灌注碎石及水泥砂浆混凝土，使回填层和底板的掏空部位得到有效充填，其目的都是为下步高压旋喷灌浆和帷幕灌浆能形成可靠止水幕墙作准备。
高压旋喷灌浆孔布置方式：
坞室部位高压旋喷灌浆孔，沿止水轴线布设二排，排距500mm，内排孔布置在扶壁底板下，需要穿过扶壁底板，为避开扶壁肋板的圈梁，内排高压旋喷桩的有效桩径增大至1200mm，孔距调整为1000mm，高压旋喷桩桩顶标高为-14.85m；另一排高压旋喷桩布设于船坞扶壁底板外侧，孔距一般为600mm，高压旋喷桩有效直径一般为800mm，梅花形布置；所有高压旋喷灌浆孔底标高应进入基岩面不小于500mm，形成桩与桩之间有效搭接，桩与基岩面有效粘合，为一整体。
浮箱平台部位高压旋喷灌浆孔，沿新增止水中心线内外侧布置2排，排距500mm，孔距一般为800mm，梅花形布，高压旋喷桩桩顶标高暂定为+1.45m。最后在相应高压旋喷灌浆孔按3：1比例取内侧孔做基岩帷幕灌浆，帷幕灌浆进入基岩3m，通过帷幕灌浆对整个止水体形成补强。
基岩裂隙灌浆孔布置方式：一般情况沿帷幕轴线布设二排帷幕孔，排距0.5m，孔距1～1.5m，梅花形布设，进入基岩深度不小于5米，至相对隔水层。视实际施工而定，薄弱区域进行加密处理。
图3-1：止水帷幕布置剖面示意图
④、施工顺序：总的原则为，先进行压密注浆施工，后进行高压旋喷灌浆施工再进行帷幕灌浆孔施工，最后进行薄弱区域补强。其中，高压旋喷灌浆孔施工遵循先外排后内排最后进行中间排施工的原则；帷幕灌浆孔施工遵循先外排后内排，梅花形布置，分三序，逐级加密的原则进行。
2）、施工方法
（1）造孔
①压密注浆孔造孔：承钻地层为回填层，多为回填开山石和一些大小不一的碎石，其填土多被海水侵蚀后掏走，空洞多、易坍塌、成孔难，采用YTA820A气动履带式跟管钻机跟管钻进方法，保证了成孔质量，提高了效率，成功解决了该压密注浆孔造孔问题。
②高压旋喷灌浆孔造孔：使用XG-ZPYT-1高压灌浆钻喷一体机，一次成孔随即灌浆，一次性成孔保证了钻孔的垂直度避免了对老船坞地下构件的破坏，同时成孔即灌，减少钻孔裸露时间，钻孔安全性、成桩质量以及施工效率都得以提高。
③基岩石裂隙灌浆孔造孔：使用XY-2地质岩芯钻机金钢石钻头高转速钻进工艺，1000r/min的高转速和较重的质量有利于提高效率和运转平稳保证垂直度。
（2）压密注浆施工
船坞扶壁墙底板以下和桩基础周围开山石土石混填的碎石土均系高填方，密实度差，孔隙度大，由于海水的常年浸泡冲刷，产生自然沉降，块石之间的小颗粒已经被海水带走，在扶臂底板与填土面之间形成脱空空洞，或在大颗粒之间产生空隙。船坞渗漏的最大通道也是来自这些空洞和空隙。分析前施工队伍在该船坞防渗堵漏施工失败的一个重要原因之一，就是没有意识到“空洞”对本次船坞防渗堵漏施工的重要性。在这此空洞空隙中采用单一的高压旋喷灌浆浆，浆液流失太快，无法形成完整有效固结体。我们在该层段先采用静压压密注浆来充填这些“空洞”，从而来解决回填层的防渗堵漏。施工中使用YT—40D型细石混凝土输送泵，泵送大小不一的骨料和水泥浆液，并根据各孔情况来添加速凝剂控制浆液的扩散半径，从而达到充填、密实“空洞”的目的。
（3）高压喷射灌浆施工
在压密灌浆结束并检查充填效果后，进入高压旋喷灌浆施工，使用XG-ZPYT-1高压灌浆钻喷一体机，采用二管高喷灌浆法，按照“施工顺序”要求依次展开。
（4）基岩段裂隙灌浆施工
基岩段帷幕灌浆施工是从外到内按序逐级加密进行的。对整个帷幕进行了分段，每段布设了一个先导孔，利用先导孔的施工技术参数来进一步细化该段帷幕各孔的参数，并根据施工情况，来对特殊地段进行加密，从而保证了帷幕效果。
4、施工质量监控及处理效果
1）、钻孔抽芯及压水试验检查：
注浆止水完工后，采取检查孔压水试验、帷幕钻孔抽芯检测等手段对工程进行质量检测，各项指标均达到设计和规范要求。
钻孔压水试验检查在高喷灌浆结束28d后进行钻孔检查。检查孔孔位布置在墙体中心线上的相邻两孔高喷凝结体的搭接处，自上而下分段钻孔、取芯和进行静水头压水试验，透水率不得大于5吕荣。取蕊样品如下图。
图4-1：高压旋喷灌浆取芯效果
2）、坞室抽水试验验证：
帷幕灌浆结束满7d后可以进行抽水检验。关闭坞门，第一次抽水到-1m水位，坞内外水位差约2～3m，观测坞内水位48h；第二次抽水到-6m水位，又观测坞内水位48h；第三次抽水到-11m水位，又观测坞内水位48h；第四次抽水到-14m，再水位观测坞内水位48h；第五次抽水到-16m（坞底），再水位观测坞内水位48h。观测数据如下表：
实测坞室平均日渗漏量为2650m3/d，远小于合同要求和设计要求规定指标（8000m3）。施工质量达到预期目标，取得了非常好的经济效益和社会效益，得到建设单位和监理单位的一至好评，为公司树立良好的企业形象。目前船坞已经投入使用并恢复正常生产。
参考文献：
[1]龚晓南主编 《地基处理手册》（第三版）中国建筑工业出版社（2008）
[2]《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T 5200-2004
[3]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-2014）
[4]龚宏伟、丰武江，《填海地层复合灌浆法止水工艺试验》 “地基与基础工程技术创新与发展”2017
[5]龚宏伟、丰武江等，《浅谈某码头海上高压旋喷桩施工》 “地基与基础工程技术创新与发展”2017
作者简介：
沈卫兵，男，汉族，1962年生。高级工程师，注册岩土工程师，岩土工程专业。
论文作者:沈卫兵,丰武江
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：底板论文; 船坞论文; 帷幕论文; 基岩论文; 高压论文; 钻孔论文; 裂隙论文; 《基层建设》2018年第30期论文;