膜袋砂圍堰在珠海水閘工程中的應(yīng)用

【摘要】膜袋砂圍堰在沿海低海拔低水頭地區(qū)的水利工程中應(yīng)用非常廣泛，這主要是因?yàn)檠睾５貐^(qū)砂資源豐富，取材方便，膜袋砂圍堰穩(wěn)定性及防浪效果好，施工過程簡單，可縮短工期，降低造價(jià)。本文就膜砂袋圍堰在珠海水閘實(shí)際工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用狀況做簡要概述，對施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題做相關(guān)分析，提出相關(guān)建議，希望能對膜砂袋圍堰在沿海水利工程的設(shè)計(jì)施工應(yīng)用起到一定幫助作用。

【關(guān)鍵詞】膜袋砂圍堰；水閘工程；應(yīng)用

引言

膜袋砂圍堰在珠海水閘工程中的應(yīng)用較為廣泛，本文通過南水瀝堤段工程成功案例，分析論述膜砂袋圍堰在設(shè)計(jì)和施工中的一些規(guī)程以及常見問題，為沿海地區(qū)類似條件下的工程項(xiàng)目采用模袋砂圍堰設(shè)計(jì)、施工方法提供借鑒和學(xué)習(xí)。

1、工程概況

南水瀝堤段工程位于珠海高欄港經(jīng)濟(jì)區(qū)南水瀝河道入黃茅海出口處，工程建設(shè)內(nèi)容為新建中型水（船）閘一座，新建海堤909.62m；其中水閘9孔，總凈寬90m；船閘一孔，凈寬16m；工程按50年一遇的防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，堤防及主要建筑物級別為2級，其他建筑物為3級，圍堰為4級。工程建成后使南水瀝至十字瀝35km堤防、13座水閘及10座涵竇避免擋外潮，減輕抗風(fēng)暴潮的壓力，同時(shí)增加域內(nèi)蓄澇容積300多萬m3，提高治澇標(biāo)準(zhǔn)，從而使本區(qū)抵御洪澇災(zāi)害的能力得到增強(qiáng)。工程位于珠江口入海處，屬三角洲平原地貌，廣泛分布較為深厚的海相沉積淤泥和淤泥質(zhì)軟土。閘址處河道寬230～350m，地基基礎(chǔ)座落在淤泥土層上，淤泥土層厚度為10.30～18.80m，局部稍厚，其地基承載力不能滿足要求，設(shè)計(jì)采用水泥粉噴樁復(fù)合地基處理。施工期采用膜袋砂內(nèi)、外圍堰一次將河涌截?cái)唷?/p>

2、圍堰設(shè)計(jì)

根據(jù)工程的實(shí)際情況，圍堰設(shè)計(jì)方案采用全段圍堰法。在閘址上下游各修建一道圍堰，用于擋內(nèi)外江來水及潮水。

內(nèi)、外圍堰的設(shè)計(jì)采用模袋砂圍堰，圍堰為梯形斷面，考慮內(nèi)、外圍堰頂臨時(shí)施工車輛車輛通行，外圍堰頂寬8m，縱坡1：3，堰頂高程3.0m（黃基，下同）。內(nèi)圍堰頂寬8m，縱坡1：3，堰頂高程2.6m。在圍堰頂邊筑一道1.0×0.5m袋裝土，模袋面鋪防滲土工膜，迎水面放置60cm厚石塊作擋浪防沖防護(hù)。堰頂加鋪一層50cm厚石碴層，20cm厚泥結(jié)石鋪面壓實(shí)，作為臨時(shí)施工道路。

圍堰斷面圖如下：

南水瀝水（船）閘內(nèi)、外圍堰位置處河道寬約250m。河道底部最低高程為-3.50m，位于河道偏左岸位置處。根據(jù)施工設(shè)計(jì)，圍堰堰頂高程達(dá)3.1m，考慮沉降后，圍堰最大高度達(dá)到7m多，圍堰在填筑時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定問題，對軟土的極限堆載高度可按下列公式估算：

3.2難點(diǎn)以及相關(guān)措施

（1）關(guān)于膜袋鋪放方式：開始施工之前首先要清理河床，保證河床平整清潔，以降低對膜袋的的損壞。鋪設(shè)最深處的膜袋時(shí)，應(yīng)該選擇在低潮平流的時(shí)間段，以降低作業(yè)難度。定位膜袋時(shí)采用竹樁，定位方式要根據(jù)堰體的實(shí)際大小，將毛竹插在四個(gè)角的位置上，然后套上角拉環(huán)，這樣膜袋就會(huì)灌砂后沉入定位樁所限定的區(qū)域。

（2）關(guān)于圍堰合龍的過程：在實(shí)施膜袋圍堰的過程中，龍口的出現(xiàn)應(yīng)該盡量避免，盡可能均衡上升。尤其時(shí)當(dāng)圍堰的工程高度達(dá)到一定高度時(shí)，水位的變化對圍堰的影響就會(huì)變大，缺口在退潮時(shí)就會(huì)容易出現(xiàn)，這時(shí)要避免潮汐的損壞影響。根據(jù)圍堰施工具體情況，在圍堰施工至一定高度時(shí)，若無法避免龍口出現(xiàn)，應(yīng)在施工時(shí)通過合理布置盡量將可能出現(xiàn)的龍口留在圍堰左岸位置。龍口的施工首先應(yīng)利用潮水位的漲落，在高潮平流期施工膜袋，退超時(shí)膜袋露出水面，在利用此時(shí)加高膜袋，合攏龍口；其次，若利用潮水位變化無法合攏龍口，則挑選平潮期較長的時(shí)段，將大膜袋分成小膜袋施工，逐漸縮小龍口寬度直至合攏；最后，若由于水流過急采用上述方法仍無法合攏龍口，則考慮在龍口處外海側(cè)先拋填砂及碎石保護(hù)膜袋，再用塊石拋填一封閉區(qū)域合圍龍口，以減緩水流，再用膜袋砂合攏龍口。

（3）關(guān)于圍堰的防滲：圍堰有三個(gè)主要的滲漏地方，堰體與原河床接觸面；堰體與岸坡接觸面；膜袋與膜袋之間。堰體與原河床接觸面、堰體與岸坡接觸面這兩個(gè)地方是滲漏破壞最嚴(yán)重的地方。防滲的主要措施有：

①采用牛皮砂，由于其致密性和含沙量都比較好，同時(shí)基本不透水，可以很好的防止?jié)B漏。

②膜袋的間隙也比較容易產(chǎn)生滲透通路，對于這種情況首先要降低牛皮砂的填充量，這樣膜袋就有充足的自我調(diào)節(jié)空間，可以提高密實(shí)度；另外也可以采用將粘性土填充法，填充之后再覆蓋編織土包。

③將土工編織袋鋪設(shè)在堰體迎水側(cè)從，深入河床同時(shí)進(jìn)行固定壓實(shí)。

4、工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及建議

（1）入?？谒l圍堰的設(shè)計(jì)要考慮合攏措施；施工過程嚴(yán)格控制圍堰施工速率，圍堰合攏時(shí)間選擇平潮期。提前做好圍堰破口、基坑充水應(yīng)急預(yù)案。

（2）南水瀝閘是新建中型水閘，圍堰、基礎(chǔ)處理、砼結(jié)構(gòu)工程量大，建設(shè)周期長，水（船）閘主體工程需跨汛期施工，施工期抗臺(tái)擋潮安全至關(guān)重要。①必須確保圍堰的安全與穩(wěn)定。淤泥質(zhì)軟基礎(chǔ)上圍堰的設(shè)計(jì)斷面要適當(dāng)加大；圍堰底部的淤泥加大換填厚度；在堰體內(nèi)側(cè)增加拋石反壓平臺(tái)作為止滑帶；保證圍堰的穩(wěn)定和抵抗風(fēng)暴潮的能力。②施工過程嚴(yán)格控制圍堰施工速率，圍堰合攏時(shí)間選擇平潮期。③水閘建設(shè)各工序環(huán)節(jié)要緊密銜接，以水（船）閘軸線為主，安排水下砼結(jié)構(gòu)施工，力爭在主汛期前完成基坑硬化，最大限度降低第二年度汛期圍堰過水損失。④提前做好圍堰破口、基坑充水應(yīng)急預(yù)案。

（3）工程需跨汛期施工，為滿足汛期基坑充水度汛的需要，汛前必須完成水閘水下部分基礎(chǔ)處理、混凝土底板及海漫、防沖槽砌石等項(xiàng)目的施工，工期十分緊張，加之圍堰本身工程量較大，圍堰較高，且需控制上升速率，因此，圍堰應(yīng)盡可能提前施工，并應(yīng)保證足夠的工期。考慮到河床較寬，基坑范圍較大，在進(jìn)行基坑水下開挖的同時(shí)，可進(jìn)行內(nèi)外圍堰的填筑，既可贏得圍堰施工時(shí)間，又可避免基坑水下開挖時(shí)基坑以外淤泥回流基坑。挖泥船可待高潮位時(shí)在圍堰封閉前退場。

5、結(jié)語

膜袋砂圍堰在本工程應(yīng)用取得良好效果，施工方便，工期短，造價(jià)低，并且對環(huán)境幾乎無污染。通過以上論述，對膜袋砂圍堰在沿海水利工程中的應(yīng)用有了一定的認(rèn)識，如果在未來的設(shè)計(jì)施工中能夠繼續(xù)改進(jìn)施工工藝，采用新材料，那么不僅能夠擴(kuò)大應(yīng)用范圍還會(huì)使造價(jià)更加低廉。

參考文獻(xiàn)

[1]李小鵬.膜袋砂圍堰在某水利工程中的應(yīng)用.廣東水利水電，2011年1月.第1期

[2]陳永波，徐濤.膜袋砂圍堰在小水利工程中的應(yīng)用.科技與企業(yè)，2012年23期