膜袋砂圍堰在沿運(yùn)閘洞堵漏工程中的應(yīng)用

左 曦劉 凱

膜袋砂圍堰在沿運(yùn)閘洞堵漏工程中的應(yīng)用

左 曦1劉 凱2

一、工程概況

南水北調(diào)東線工程輸水干線在江蘇省徐州市的線路包括中運(yùn)河、不牢河、徐洪河、房亭河及駱馬湖、南四湖周邊等，沿線兩岸有眾多涵閘，且基本建于20世紀(jì)60～70年代。由于年久失修，大多數(shù)啟閉機(jī)無法正常運(yùn)行且閘門漏水嚴(yán)重。為減少水資源流失，提高輸水效率，故對(duì)徐州市境內(nèi)35座存在問題的涵閘進(jìn)行處理。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察，其施工圍堰大部分可采用土質(zhì)圍堰，但位于邳州境內(nèi)的劉樓涵洞因臨近京杭運(yùn)河北側(cè)，水位較高，水頭差較大，且經(jīng)常有過往船只穿行，波浪較大，僅用土圍堰難以滿足施工要求，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察后，確定采取加打鋼板樁圍堰施工，圍堰面積181×2m2，單價(jià)2000元/m2，工程投資為72.4萬元。

二、施工方案選擇

施工前會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位再次對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于該段河道護(hù)坡已采用漿砌石護(hù)砌，如采用鋼板樁圍堰，則需要水下拆除漿砌石護(hù)坡225m2，工程完成后還需采用膜袋混凝土進(jìn)行恢復(fù)，不僅增加了施工難度，還突破了原投標(biāo)價(jià)17萬元。經(jīng)過方案比選后，決定改用膜袋砂圍堰施工方案。

膜袋砂圍堰是在普通砂圍堰基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的施工技術(shù)，選擇砂料作為筑堰材料，一方面是為了減小堰體自重，以減小堰體荷載產(chǎn)生的沉降；另一方面利用膜袋自身的強(qiáng)度，增加堰體剛度及整體性，擴(kuò)大了堰體基礎(chǔ)的受力面積，從而減小堰體平臺(tái)的寬度。

三、施工組織設(shè)計(jì)

1.施工流程

圍堰填筑→清理基槽→鋪設(shè)膜袋→吹填砂料。

2.施工方法

（1）圍堰填筑：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，圍堰頂寬3.5m，迎水坡比1∶3，背水坡比1∶2.5，施工采用挖掘機(jī)配自卸汽車分層填筑，每層厚控制在30cm，并層層碾壓密實(shí)。

（2）清理基槽：圍堰清基主要用水上挖掘機(jī)進(jìn)行作業(yè)。清淤前，根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行放樣，并測(cè)出清基線范圍的水下地形簡(jiǎn)圖，并在河道兩岸及水中做出明顯的標(biāo)記，標(biāo)示清基的范圍，清基深度則根據(jù)水下測(cè)量成果進(jìn)行控制。

（3）鋪設(shè)膜袋：本工程膜袋鋪設(shè)在迎水面?zhèn)?，膜袋鋪設(shè)前應(yīng)對(duì)河床進(jìn)行適度的清理，保證堰基較為平順，沒有尖銳物，避免對(duì)膜袋產(chǎn)生破壞。膜袋攤鋪宜選擇在過往船只較少時(shí)進(jìn)行，以防波浪起伏影響鋪設(shè)質(zhì)量。同時(shí)應(yīng)確保膜袋的固定問題，本工程采用在下游側(cè)施打鋼管樁固定，上游側(cè)通過兩岸的2臺(tái)挖掘機(jī)對(duì)拉的鋼絲繩控制，避免拉力不夠而導(dǎo)致膜袋被水流沖走。鋪設(shè)時(shí)將已裁剪好的膜袋相隔5m用繩索與鋼絲繩相連，膜袋裁剪尺寸應(yīng)根據(jù)堰體長(zhǎng)度、寬度、吹填能力、水流情況綜合考慮，攤鋪前輔以人工并用船只沿河岸一側(cè)逐漸向下游攤鋪，攤鋪完成后將上游側(cè)2臺(tái)挖掘機(jī)緩緩放松鋼絲繩，待水位及流速合適時(shí)，及時(shí)固定膜袋。

通常其他圍堰均存在龍口合龍的問題，而膜袋圍堰施工時(shí)，則應(yīng)避免出現(xiàn)龍口，盡可能均衡上升，特別是圍堰施工高度達(dá)到水位變化區(qū)時(shí)，在水位變化時(shí)不能留下缺口，同一層膜袋應(yīng)在一次水位變化期間完成，避免集中水流對(duì)堰體的沖刷。

（4）吹填砂料：砂料選擇透水性較小、含泥量較大的河砂。砂料吹填均利用砂船進(jìn)行，目前載砂船主要有兩種，一種是單純載砂、不帶輔助吹填設(shè)備載砂船；另一種是配有充填設(shè)備的載砂船，根據(jù)劉樓涵洞的施工要求，選用的是配有充填設(shè)備的載砂船。吹填砂料時(shí)首先應(yīng)注意檢查管道的連接，特別是連接口的位置，其次是吹填砂料的位置選擇，一般應(yīng)布置在膜袋中部及靠四角位置。泵砂過程中要及時(shí)進(jìn)行排氣、排水，并確保其均勻吹填，必要時(shí)人工踩壓以加快排水。每層膜袋吹填完畢，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行水下測(cè)量，確定膜袋成型的平面及高程位置，掌握和檢查膜袋吹填砂的飽滿程度，對(duì)欠吹填的部位要做好標(biāo)識(shí)，用以指導(dǎo)下一層膜袋砂吹填時(shí)有針對(duì)性地進(jìn)行處理。

膜袋砂圍堰施工后對(duì)圍堰進(jìn)行跟蹤測(cè)量，發(fā)現(xiàn)前兩周沉降量均比較大，從第三周開始至第五周逐漸趨于穩(wěn)定，從第六周至第八周每周沉降量均小于5mm，滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。

三、防滲漏措施

膜袋砂圍堰防滲漏問題主要體現(xiàn)在三個(gè)部位：堰體與原河床接觸面、堰體與岸坡接觸面、膜袋與膜袋之間，特別是前兩個(gè)部位，是破壞力最大也最危險(xiǎn)的地方。防滲的主要措施有:

（1）由于膜袋之間容易形成滲水通道，一方面不要將砂料充填的太滿，讓膜袋自身調(diào)整擠密；另一方面也可在膜袋之間塞填粘性土后，再覆蓋編織土包。

（2）在堰體迎水側(cè)從堰頂鋪設(shè)兩層土工編織布至堰腳，并深入河床3m，編織布用砂包梅花狀壓面固定；在塑料編織布搭接處用砂包密鋪壓實(shí)。

（3）圍堰填筑前應(yīng)將堰體與河床和兩側(cè)岸坡接觸面進(jìn)行清基刨毛，并夯填粘土，嵌入河坡、岸堤，形成嵌入式防滲接觸面，以防止?jié)B漏。

四、經(jīng)濟(jì)效益

膜袋砂圍堰的實(shí)施，有效降低了工程的施工難度，同時(shí)節(jié)約了工程經(jīng)費(fèi)。經(jīng)核算，采用膜袋砂圍堰僅耗資38萬元，比原計(jì)劃節(jié)約經(jīng)費(fèi)30余萬元。

五、結(jié)論

（1）膜袋砂圍堰在本工程中的成功運(yùn)用，既滿足了設(shè)計(jì)和施工的要求，又能充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，是一?xiàng)簡(jiǎn)便易行的新型技術(shù)，適用于內(nèi)陸水位較高、水頭差較大，且經(jīng)常有過往船只穿行、受波浪影響較大的河道。

（2）膜袋砂圍堰的斷面尺寸要比常規(guī)堰體斷面小，受場(chǎng)地限制的水利工程可創(chuàng)造有利空間，方便施工。

（3）膜袋砂圍堰具有堰型小、堰體輕、自身穩(wěn)定性好、對(duì)軟土地基變形適應(yīng)性強(qiáng)、施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，減少了施工難度和強(qiáng)度，縮短了工期，同時(shí)也節(jié)約了投資■

（作者單位：1.徐州市沿運(yùn)閘洞漏水處理工程建設(shè)處 221000 2.徐州市禹坤水利工程建設(shè)有限責(zé)任公司221000）