沿海水閘圍堰工程施工的技術(shù)探討

謝小平 方碧波

引言：圍堰是指在水利工程建設(shè)中，為建造永久性水利設(shè)施，修建的臨時性圍護結(jié)構(gòu)。其作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作為正式建筑物的一部分外，圍堰一般在用完后拆除。本文筆者結(jié)合工程實例，從施工導流、圍堰結(jié)構(gòu)形式、圍堰技術(shù)方案解決措施及圍堰的防滲和防沖方面對沿海水閘工程施工相關(guān)技術(shù)問題進行探討，可供同行參考。

一、工程概況

某水閘工程位于某市環(huán)城河流下游、大橋下游約212m處，距長江入海口2.8km。水閘工程總占地面積12581.6m2，主體工程建設(shè)項目包括上游連接段、閘室段、下游連接段。其中，上游連接段包括護底、防滲鋪蓋及上游翼墻；閘室段包括閘底板、閘墩、排架、工作橋、交通橋、啟閉機室、橋頭堡等；下游連接段包括下游翼墻、消力池、海漫及防沖槽。

二、工程導流方案的確定

施工導流是水利水電工程施工中的一種重要問題。導流方案要事先做出周密的設(shè)計，其與整個工程的工期、質(zhì)量、造價和安全度汛有著密切聯(lián)系。在水利水電工程中，一般都是通過修筑圍堰來解決施工導流問題。本工程地處沿海地區(qū)，導流設(shè)計除了考慮正常來水之外，還要考慮海水潮汐的影響。根據(jù)該地區(qū)歷年觀測資料， 最高潮位4.65m， 最低潮位-4.37m。漲落潮流歷時比較，落潮歷時略大于漲潮歷時，夏秋較為顯著，冬季趨于接近。多年落潮平均歷時比漲潮平均歷時長約7min。由上述資料可以判斷出，不同潮汐的情況下，水位相差很大，必須做好導流設(shè)計工作。

根據(jù)現(xiàn)場的實際和設(shè)計資料，決定采用“一次斷流、明渠導流”的導流方式。即全年由上下游圍堰擋水、明渠導流。

三、圍堰工程結(jié)構(gòu)形式的選擇及分析

通過現(xiàn)場和設(shè)計要求分析，確定導流明渠布置河流左岸。根據(jù)野外記錄和室內(nèi)土工試驗結(jié)果綜合確定本工程地區(qū)的地層結(jié)構(gòu)，地基土自上而下分為雜填土、細砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土與粉細砂互層、中砂、卵石、基巖（大理巖）7層。本次勘察深度范圍內(nèi)，地下水類型為潛水，穩(wěn)定水位標高2.2―2.82m，中砂層是良好的透水層，場地距海岸較近，地下水動態(tài)受海洋潮汐影響明顯，地下水與海水連通性較好，海水成為地下水直接補給來源。因此，必須做好圍堰的防滲工作。

1原有圍堰工程設(shè)計和施工方案基本情況

2存在的問題及改進措施

2.1 存在的問題

按照上述施工方案進行施工時，發(fā)現(xiàn)土方回填過程中由于潮汐時間較短，在土方還沒有回填結(jié)束之時，高水位的潮水已將剛剛填筑的土方全部帶走，造成土方填筑工程的遲滯，甚至圍堰施工無法繼續(xù)進行，而此時考慮過多的土工膜防滲已毫無意義。

2.2 改進措施

造成上述問題的主要原因就是忽略了沿海地區(qū)圍堰土方填筑過程中海潮的影響。針對這種情況，設(shè)計單位結(jié)合施工單位一起認真研究和分析，探討了新的圍堰工程設(shè)計形式和施工方法。

1）新的圍堰工程設(shè)計方案，見圖2。

圖2方案示意圖

2）施工工藝

圍堰基底拋毛石擠淤→圍堰堰體塊石填筑→迎水坡側(cè)碎石濾料鋪筑→圍堰防滲土工膜鋪設(shè)→閉氣土（黃土）填筑→草袋土→拋石護坡。

3）改進后的施工措施

首先采用拋投塊石的方式來擠出基坑內(nèi)近2m深的淤泥，塊石盡量采用塊度大的石材；其次，進行堰體塊石的填筑，采用振動碾碾壓；再次，在迎水坡側(cè)鋪設(shè)碎石濾料，其粒徑盡量小一些，控制在15mm以內(nèi)；然后在其上鋪設(shè)土工防滲膜，具體鋪設(shè)方法見前述內(nèi)容；接下來鋪設(shè)閉氣土，閉氣土主要考慮應(yīng)用的黃土，然后在其上碼草袋子裝土進行保護；最后進行拋石護坡施工，目的在于防止潮水的掏蝕，保證圍堰的穩(wěn)定。

3圍堰的防滲和防沖

圍堰的防滲、接頭和防沖是保證圍堰正常工作的關(guān)鍵問題，對土石圍堰來說尤為突出。

3.1圍堰的防滲

圍堰防滲的基本要求，和一般擋水建筑物無大差異。土石圍堰的防滲一般采用斜墻、斜墻接水平鋪蓋、垂直防滲墻或灌漿帷幕等措施。

3.2圍堰的接頭處理

圍堰的接頭是指圍堰與圍堰、圍堰與其他建筑物及圍堰與岸坡等的連接而言?；炷量v向圍堰與土石橫向圍堰的接頭，一般采用刺墻型式，以增加繞流滲徑，防止引起有害的集中滲漏。

3.3圍堰的防沖

圍堰遭受沖刷在很大程度上與其平面布置有關(guān)，一般多采用拋石護底、鉛絲籠護底、柴排護底等措施來保護堰腳及其基礎(chǔ)的局部沖刷。關(guān)于圍堰區(qū)護底范圍及護底材料尺寸的大小，應(yīng)通過水工模型試驗確定。解決圍堰及其基礎(chǔ)的沖刷問題，除了護底以外，還應(yīng)對圍堰的布置給予足夠的重視，力求使水流平順地進、出束窄河段。通常在圍堰的上下游轉(zhuǎn)角處設(shè)置導流墻，以改善束窄河段進出口的水流條件。

四、圍堰施工的經(jīng)驗探討

1、要從實際出發(fā)，因地制宜。圍堰是水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)，因此，要根據(jù)不同地段的地質(zhì)地形，水流氣候等一系列問題作出不同的設(shè)計。因地制宜，保證科學合理性。

2、注意施工細節(jié)。對筑成圍堰的滲漏情況的處理，特別是采用道渣填筑圍堰時，必須加強含泥量及道渣粒徑的控制，在出現(xiàn)滲漏時，在臨水面筑入粘性土，形成防滲前線。對于受風浪影響較大的圍堰工程，除上述施工防護措施外，可另加一道防浪層，可采用掛柳、掛枕、或竹木排等常用方法，以減緩風浪的破壞。

3、做好防護措施，降低工程的損失，保證施工人員安全。對施工期間較長的圍堰工程，在筑成后，其外側(cè)需用干砌石護坡。同時要定時定點的進行對堰體的監(jiān)測和勘察，實時維護，確保整個水利工程施工期間堰體的堅固穩(wěn)定，防止?jié)B漏崩塌，確保工程進程的安全性。

參考文獻

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（作者單位：浙江省正邦水電建設(shè)有限公司）