北排河擋潮閘施工導流圍堰設計與施工

□呂貴敏

北排河擋潮閘施工導流圍堰設計與施工

□呂貴敏

北排河系控制南運河干流以西、子牙新河以南、老鹽河及南排河以北地區(qū)，流域面積為1328km2，20年一遇除澇設計流量為500m3/s,多年平均降水量為550～600mm。歷年高潮平均潮位2.31m，低潮平均潮位-2.15m；歷年汛期高潮最高平均值為2.08m。本工程包括舊閘拆除重建及新閘除險加固，故施工圍堰分為一期和二期。

1.施工圍堰設計

1.1 圍堰的設計原則和標準

圍堰設計要遵循安全可靠、穩(wěn)定、抗?jié)B、抗沖刷的原則；而且要結構簡單，施工方便；施工成本最低。圍堰設計擋水標準，上游圍堰頂高程根據(jù)歷年汛期高潮最高平均值2.08m、波浪爬高0.5m、圍堰的安全超高0.5m，確定圍堰頂高程設計為3.08m。下游圍堰頂高程根據(jù)歷年高潮平均潮位2.31m、波浪爬高0.5m、圍堰的安全超高0.5m，確定圍堰頂高程設計為3.31m。

1.2 圍堰平面設計

圍堰布置應滿足基坑開挖和建筑物施工。根據(jù)實際地形分為一期橫向施工圍堰、二期橫向施工圍堰和縱向施工圍堰。上游一期橫向施工圍堰長度為140m，縱向施工圍堰長度為100m，下游一期橫向施工圍堰長度120m，縱向施工圍堰長度100m；上游二期橫向施工圍堰長度100m，下游二期橫向施工圍堰長度為120m。

1.3 圍堰結構設計

依據(jù)施工圖紙，北排河擋潮閘屬于Ⅲ級水工建筑物，施工圍堰的安全超高為0.5m。上游圍堰頂高程設計為3.08m，圍堰頂寬為5m，圍堰頂高程到圍堰底高程的垂直高度為2.92m，迎水面坡比為1:4，背水面坡比為1:3，并在迎水面鋪設寬1m的草袋土，可以起到防沖刷的作用。下游圍堰頂高程設計為3.31m，圍堰頂寬3m，圍堰頂高程到圍堰底高程的垂直高度為2.52m，迎水面坡比為1:4，背水面坡比為1:3，并在迎水面鋪設寬1m的草袋土，起到防沖刷的作用。

1.4 圍堰填筑計算

一是上、下游圍堰的堰頂高程（m）：

Hd=hd（歷年汛期高潮最高平均值）＋ha（波浪爬高）+δ（圍堰的安全超高）。上游圍堰頂高程：Hd=2.08m+0.5m +0.5m=3.08m；下游圍堰頂高程：Hu= 2.31m+0.5m+0.5m=3.31m。

二是施工圍堰斷面面積：

斷面面積公式：S=（a+b）×h/2。

式中：

S―斷面面積；

a―斷面頂寬；

b―斷面底寬；

h―斷面高。

施工圍堰斷面面積分別為：上游：（5+21.94）×2.42/2=32.6m2;下游：（3+ 17.14）×2.02/2=20.34m2。

圍堰體積公式：V=S×L。

式中：

V―圍堰體積；

S―斷面面積；

L―圍堰長度。

一期施工圍堰土方量：上游：32.6× 140+32.6×100=7824m3；下游：20.34× 120+20.34×100=4475m3。二期施工圍堰土方量：上游：32.6×100=3260m3；下游：20.34×120=2441 m3。

圍堰基礎拋塊體斷面面積：上游：(21.94+25.44)×0.5/2=11.85m2；下游：（17.14+20.64）×0.5/2=9.45m2。

一期圍堰拋塊石量：上游：11.85× 140+11.85×100=2844m3；下游：9.45× 120+9.45×100=2079m3。二期圍堰拋塊石量：上游：11.85×100=1185 m3；下游：9.45×120=1134 m3。

2.施工方法及主要特點

確定合理的設計參數(shù)及施工參數(shù)；選擇合理的施工機械，是對施工質量及施工進度、施工成本控制的關鍵。施工過程中的土方碾壓、圍堰防護、施工安全是關鍵工序。

首先進行一期橫向施工圍堰和縱向施工圍堰填筑，待舊擋潮閘所有項目施工完成后，拆除一期橫向施工圍堰并進行二期橫向施工圍堰填筑。圍堰施工前要確定清淤放坡開挖外邊線的平面布置，按圍堰斷面放出坡腳樁，再拉線確定明顯的標志（高出水位）。8T自卸汽車從左側堤岸開始將拋石集中向河道中進行攤鋪，攤鋪厚度50cm，待拋石基礎穩(wěn)定后進行圍堰土方填筑。利用外購黏土作為圍堰堰體，用8T自卸汽車將黏土運至圍堰施工位置，用75kW推土機平整，填筑土料超出水面0.5m后，用12T振動碾分層碾壓，每層厚度30～50cm，靜壓2遍，震動4遍。根據(jù)現(xiàn)場施工情況，上游圍堰將作為臨時施工便道。圍堰施工結束后經(jīng)業(yè)主及監(jiān)理驗收合格后方可進行主體施工。

由于本工程施工機械較多，施工面較窄，安全隱患主要為機械碰撞和墜落事故，圍堰施工時必須加強堰體的穩(wěn)定性，車輛在堰體上行駛時要謹慎慢行、禮貌讓行，嚴防落水事故發(fā)生?，F(xiàn)場安排專人對圍堰施工進行旁站，發(fā)現(xiàn)不良因素及時匯報或采取有力措施排出險情，在工程開工前要對機械操作人員進行技術交底，特種機械操作人員必須持證上崗。交通繁忙時，安排專人在現(xiàn)場負責指揮交通，在岸側設置安全警示標志，夜間設置警示燈，以免發(fā)生交通事故。安排安全員對現(xiàn)場機械、設備進行安全專項檢查，排除安全隱患。

通過對該工程施工導流圍堰的設計、施工和運行,總結出在類似工程中應注意：一是收集基礎資料并進行現(xiàn)場查勘；二是按照設計要求進行施工，保證施工質量；三是運行中加強監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。□

2014-04-13

呂貴敏，男，漢族，河北省水利工程局，高級工程師。