淺談航道整治工程圍堰施工技術(shù)

【摘 要】本文首先介紹了圍堰的基本形式和構(gòu)造，然后介紹了圍堰的防滲和防沖，接著介紹了圍堰法導(dǎo)流，最后介紹了圍堰施工技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】航道整治；圍堰；施工技術(shù)

一、前言

隨著我國(guó)生產(chǎn)力水平的提高，水利工程得到了迅速發(fā)展。圍堰是導(dǎo)流工程中臨時(shí)的擋水建筑物，用來圍護(hù)施工中的基坑，保證水工建筑物能在干地施工，導(dǎo)流任務(wù)完成后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求拆除，以免影響永久建筑物的施工及運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、圍堰的基本形式和構(gòu)造

1、土石圍堰

土石圍堰是用當(dāng)?shù)夭牧虾烷_挖棄料填筑而成的，是水利水電工程中采用最為廣泛的一種圍堰型式，其特點(diǎn)為：構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、易于拆除、工程造價(jià)低，可以在流水中、深水中、巖基或有覆蓋層的河床上修建。但其工程量較大，堰身沉陷變形也較大。

土石圍堰斷面較大，一般用于橫向圍堰。但在寬闊河床的分期導(dǎo)流中，由于圍堰束窄，河床增加的流速不大，也可作為縱向圍堰，但須注意防沖設(shè)計(jì)，以確保圍堰安全。

土石圍堰的設(shè)計(jì)與土石壩基本相同，但其結(jié)構(gòu)型式在滿足導(dǎo)流期正常運(yùn)行的情況下應(yīng)力求簡(jiǎn)單、便于施工。

2、混凝土圍堰

混凝土圍堰的抗沖與抗?jié)B能力強(qiáng)，擋水水頭高，底寬小，易于與永久性混凝土建筑物相連接，必要時(shí)還可以過水，因此采用得比較廣泛。

（一）、拱形混凝土圍堰。

一般適用于兩岸陡峻、巖石堅(jiān)硬的山區(qū)河流，常采用隧洞及允許基坑淹沒的導(dǎo)流方案。通常圍堰的拱座是在枯水期的水面以上施工的。

拱形混凝土圍堰充分發(fā)揮了混凝土抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)，與重力式相比，斷面較小，可節(jié)省混凝土工程量。

（二）、重力式混凝土圍堰。

采用分段圍堰法導(dǎo)流時(shí)，重力式混凝土圍堰往往可兼做第一期和第二期縱向圍堰，兩側(cè)均能擋水，還能作為永久建筑物的一部分，如隔墻、導(dǎo)墻等。

重力式圍堰可做成普通的實(shí)心式，與非溢流重力壩類似，也可做成空心式。重力式混凝土圍堰可以采用現(xiàn)澆混凝土和碾壓混凝土進(jìn)行施工。

縱向圍堰需抗御高速水流的沖刷，所以一般修建在巖基上。為保證混凝土的施工質(zhì)量，一般可將圍堰布置在枯水期初露的巖灘上。如果這樣還不能保證干地施工，則通常需另修土石低水圍堰加以圍護(hù)。

3、鋼板樁格型圍堰

鋼板樁格型圍堰是重力式擋水建筑物，由一系列彼此相接的格體構(gòu)成。按照格體的平面形狀，可分為筒形格體、扇形格體和花瓣形格體。這些型式適用于不同的擋水高度，應(yīng)用較多的是圓筒形格體。

鋼板樁格型圍堰的優(yōu)點(diǎn)有：堅(jiān)固、抗沖、抗?jié)B、圍堰斷面小，便于機(jī)械化施工；鋼板樁的回收率高，可達(dá)70%以上；尤其適用于束窄度大的河床段作為縱向圍堰。但由于需要大量的鋼材，且施工技術(shù)要求高，目前僅應(yīng)用于大型工程中。

圓筒形格體鋼板樁圍堰一般適用的擋水高度小于18m，可以建在巖基上或非巖基上，也可作為過水圍堰使用。

圓筒形格體鋼板樁圍堰的修建由定位、打設(shè)模架支柱、模架就為、安插鋼板樁、打設(shè)鋼板樁、填充料渣、取出模架及其支柱和填充料渣到設(shè)計(jì)高程等工序組成。圓筒形格體鋼板樁圍堰一般需在流水中修筑，受水位變化和水面波動(dòng)的影響較大，故施工難度較大。

4、草土圍堰

草土圍堰是一種以麥草、稻草、蘆柴、柳枝和土為主要原料的草土混合結(jié)構(gòu)。草土圍堰施工簡(jiǎn)單、速度快、取材容易、造價(jià)低，拆除也方便，具有一定的抗沖、抗?jié)B能力，堰體的密度較小，特別適用于軟土地基。但這種圍堰不能承受較大的水頭，所以僅限水深不超過6m、流速不超過3.5m/s、使用期兩年以內(nèi)的工程。草土圍堰的施工方法比較特殊，就其實(shí)質(zhì)來說也是一種進(jìn)占法。按其所用草料形式的不同，可分為散草法、捆草法、掃捆法三種；按其施工條件可分為稅種填筑和干地填筑兩種。由于草土圍堰本身的特點(diǎn)，稅種填筑質(zhì)量比干填法容易保證，這是與其他圍堰所不同的。實(shí)踐中的草土圍堰，普遍采用捆草法施工。

三、圍堰施工技術(shù)要求

1、施工前準(zhǔn)備。

在進(jìn)行航道整治工程前首先要和相關(guān)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行技術(shù)交底，同時(shí)還應(yīng)該準(zhǔn)備船機(jī)設(shè)備、人員物資、施工場(chǎng)地以及在施工場(chǎng)地臨時(shí)租賃或搭建簡(jiǎn)易廠棚。其次根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況制定具體的施工計(jì)劃，如清除綠化、護(hù)岸等障礙，并約束好打樁船。最后選擇避風(fēng)港為船只運(yùn)輸材料做準(zhǔn)備。待前期準(zhǔn)備工作就緒以后，請(qǐng)相關(guān)施工單位和監(jiān)理單位對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，掌握設(shè)計(jì)文件，熟悉工程圖紙，確保工程施工的安全、順利的完成。同時(shí)與當(dāng)?shù)厮膯挝患皶r(shí)進(jìn)行溝通，了解潮汐變換規(guī)律。施工單位要對(duì)檢測(cè)控制點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行校核，并與施工現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行對(duì)比，確保工程項(xiàng)目的可用性。

2、圍堰沉樁施工

沉樁施工的主要內(nèi)容包括固定樁體、樁體選擇、設(shè)備選擇以及測(cè)量定位等。在測(cè)定樁位時(shí)要嚴(yán)格遵守施工設(shè)計(jì)圖紙，并明確臨時(shí)控制點(diǎn)。在護(hù)岸外側(cè)打入控制樁，以保證圍堰施工面。另外，不同的圍堰形式對(duì)樁體的材質(zhì)選擇也不一樣。而在打入樁體時(shí)確保樁間距滿足設(shè)計(jì)要求，即在內(nèi)外排樁間距大于2.5米，同排樁體之間樁間距一般不大于0.8米。外排樁體入土一般大于4.5米，內(nèi)排樁體入土大于3米。在進(jìn)行沉樁時(shí)盡可能的做到樁體排列順直、位置正確、樁頂高程滿足設(shè)計(jì)要求等。同時(shí)為了最大限度降低沉樁過程中對(duì)河床造成的影響，在打樁時(shí)盡可能的選擇以靜壓為主，震動(dòng)為輔，并且先打內(nèi)樁后打外樁。

3、圍堰土方施工

樁打入以后，要在樁內(nèi)側(cè)鋪設(shè)竹片筏并加土工布，土工布要深入河底灘面并高于樁頂，同時(shí)在土工布的底端綁上石頭等重物防止入水時(shí)土工布上浮。另外，在內(nèi)外排樁柱間拉結(jié)鋼筋繩，提升圍堰的抗傾覆能力。在填土筑壩時(shí)應(yīng)分層均勻填筑，并在每填筑完一層要間隔3到4天再進(jìn)行二次填筑。在回填土?xí)r要保證土方自重壓實(shí)，嚴(yán)禁使用機(jī)械設(shè)備強(qiáng)行壓實(shí)。在整個(gè)施工期間，要保證施工人員佩戴相應(yīng)的安全保障措施，如安全纜繩、救生圈、救生衣等。圍堰土方施工完成后便可進(jìn)行抽水，但要隨時(shí)觀察情況，避免因抽水而造成安全事故。

4、圍堰運(yùn)行管理

在圍堰使用期間，要做好日常的養(yǎng)護(hù)工作，特別是傾覆、漏洞、滲水等險(xiǎn)情，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)報(bào)告及時(shí)處理。尤其在高潮位期要加強(qiáng)巡查力度，確保每天24小時(shí)都有專人巡查。另外，要為巡查人員配備應(yīng)有的安全保障措施，不得擅自離崗或安排單人進(jìn)行巡查。對(duì)于圍堰區(qū)要定期檢查警示標(biāo)志，一旦發(fā)現(xiàn)丟失及時(shí)補(bǔ)上。

四、施工圍堰例證分析

通呂運(yùn)河是江蘇著名通航運(yùn)河，南通第一運(yùn)河。運(yùn)河位于南通崇川區(qū)、港閘區(qū)、通州區(qū)、海門市、啟東市境內(nèi)，西起南通，東至呂四，是南通港閘區(qū)與崇川區(qū)的分界線。全長(zhǎng)約73km，灌溉面積282.9萬(wàn)畝，排澇699km2。本次實(shí)施的海門境內(nèi)（TLHD-YH-HMSG1～4標(biāo)段）航線西起海門與通州交界處，東迄海門與啟東交界處，位于通呂運(yùn)河兩側(cè)護(hù)岸區(qū)域，航線北側(cè)總長(zhǎng)28.507、南側(cè)總長(zhǎng)28.713。本段航道規(guī)劃等級(jí)為三級(jí)，現(xiàn)狀有船舶通行，河道兩岸除小碼頭結(jié)構(gòu)及部分企業(yè)駁岸、學(xué)校圍墻外，均為土質(zhì)駁岸。TLHD-YH-HMSG1標(biāo)段：通呂運(yùn)河海門段北側(cè)樁號(hào)24K+715---31k+889、南側(cè)24K+429--31K+875；

根據(jù)設(shè)計(jì)說明書及現(xiàn)場(chǎng)踏察資料，本項(xiàng)目施工水位按施工期常水位進(jìn)行施工，部分結(jié)構(gòu)施工期間需構(gòu)筑臨時(shí)圍堰。本工程施工圍堰共6172米，D型護(hù)岸結(jié)構(gòu)因底高程較高，可以不設(shè)施工圍堰。施工圍堰高度按常水位以上1m，頂寬2.0m，迎水面和背水面的邊坡分別為1：2和1：1.5。必要時(shí)在圍堰外坡鋪塑料面防滲。圍堰采用土圍堰，用粘土填筑，禁止使用淤泥。

1、圍堰的填筑

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，采取均質(zhì)土壤碾壓成型的方案較為合適。填筑順序?yàn)椋?、利用現(xiàn)場(chǎng)開挖土方或用自卸車將土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。2、人工運(yùn)土填筑夯實(shí)或推土機(jī)壓實(shí)。3、填筑圍堰時(shí)，圍堰須向外微拱F：L=1：10左右，以利于堰體結(jié)構(gòu)受力。4、保證堰體與兩岸岸坡充分結(jié)合。

2、圍堰的維護(hù)與加固

圍堰填筑形成后，圍堰的維護(hù)與加固對(duì)工程能否擋住風(fēng)浪沖刷及安全度過施工期具有十分重要的意義。

首先保證堰體能均衡下沉，不致于出現(xiàn)較大的滑坡與裂縫。圍堰內(nèi)抽水時(shí)采用分層降水法，控制降水速度，并設(shè)專人巡視壩堤遇到裂縫及沉陷，及時(shí)組織人員、機(jī)械對(duì)圍堰進(jìn)行加固、維護(hù)。

考慮引排的影響，對(duì)下游圍堰的防汛工作尤為重要，主要考慮在圍堰構(gòu)筑時(shí)在兩側(cè)坡腳處打多排木樁，木樁間用粗鋼絲綁扎連接牢固。引排水時(shí)水位上下變動(dòng)較大容易沖刷圍堰引起土體流失，預(yù)先在迎水面準(zhǔn)備鋪設(shè)土工布（或彩條布）并用編織袋裝土壓腳。排水完成后，在背水坡坡腳處及時(shí)做好排水棱體，開挖好排水溝，以免滲水時(shí)壩體土壤流失。

3、圍堰的拆除

工程驗(yàn)收結(jié)束后，須拆除填筑的圍堰。拆除的土方及時(shí)運(yùn)至指定地點(diǎn)堆放。

4、確保不斷航措施

在發(fā)布航行通告時(shí)，將工程范圍，施工時(shí)間寫的清楚明白，使過往淮陰一號(hào)船閘的船舶，早有準(zhǔn)備；船舶通過前請(qǐng)船閘在遠(yuǎn)調(diào)站、閘首提醒船舶前方施工，使船舶小心避讓。圍堰堤身設(shè)置醒目標(biāo)志，禁止船舶駛近、停靠、系泊、防止螺旋槳掏空圍堰坡腳?？傊畤弑仨毚_保航行安全，也要確保圍堰安全。在同一個(gè)施工航段內(nèi)左、右岸護(hù)岸施工不同時(shí)進(jìn)行，施工右岸護(hù)岸左岸就不施工，待右岸施工拆除圍堰后在施工左岸護(hù)岸，盡量保證通行航道寬度。因在部分地段設(shè)置圍堰，基坑、水上土方開挖護(hù)岸采用干地施工，而水下土方開挖采用挖泥船進(jìn)行施工，不影響正常的船只航行，可以做到不斷航施工。

五、結(jié)束語(yǔ)

為了使水利樞紐建筑物能在干地上進(jìn)行施工和檢修，需要修建臨時(shí)性擋水結(jié)構(gòu)物，稱之為圍堰。采用圍堰來對(duì)流水進(jìn)行有效的阻擋，這樣才能夠使水利工程建設(shè)有一個(gè)穩(wěn)定的施工環(huán)境，為水利工程的按期完成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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