淺談土石圍堰及明渠導(dǎo)流在小型水閘中的應(yīng)用

上官宗盼　胡之昂

摘 要：該文結(jié)合永嘉縣甌江治理工程勝豐水閘的實際情況，對土石圍堰及明渠導(dǎo)流在水閘臨時導(dǎo)流工程中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。根據(jù)現(xiàn)場地形情況及工程特點選擇合適的導(dǎo)流方式，同時分析工程導(dǎo)流需要解決的主要難點，并綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、合理性對導(dǎo)流建筑物進(jìn)行設(shè)計。通過本工程導(dǎo)流的實際應(yīng)用情況體現(xiàn)該種導(dǎo)流型式的特點，并且通過實際施工布置過程中暴露出的相關(guān)問題，反映出該種導(dǎo)流型式可能存在的缺陷，在今后的工程中更加科學(xué)合理的加以應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：土石圍堰 明渠 導(dǎo)流 水閘 臨時工程

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0080-01

1 工程概況

永嘉縣甌江治理工程涉及溫州市永嘉縣橋頭鎮(zhèn)、橋下鎮(zhèn)和黃田街道，位于甌江下游北岸及支流楠溪江下游，堤（岸）線全長18.577 km，涵閘11座，涵洞14座。堤防工程等級為IV等，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，工程任務(wù)以防洪為主，結(jié)合排澇、景觀等綜合利用，工程概算總投資10.29億元。

橋頭下村片匯水面積8.71 km?，設(shè)計結(jié)合現(xiàn)狀支流在該片區(qū)設(shè)置有2座水閘1座涵洞，勝豐涵閘為其中一座三孔水閘，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，閘外側(cè)設(shè)計洪水位6.80 m。該閘根據(jù)運行要求，當(dāng)甌江洪水上漲形成外江水倒灌，則關(guān)閘擋洪，當(dāng)甌江洪水回落低于圍區(qū)水位，重新開閘排澇。

勝豐涵閘由與內(nèi)河連接段、閘室段、穿堤箱涵段及與外江連接段組成。閘室段長7.00 m，共3孔，單孔孔口尺寸4.00 m×4.00 mm，胸墻布置在工作閘門前（內(nèi)河側(cè)）；與內(nèi)河連接段由C35F50鋼筋砼箱涵、C35F50鋼筋砼擋墻及厚35cm的生態(tài)網(wǎng)墊組成；穿堤箱涵采用C25F50鋼筋砼結(jié)構(gòu)，孔口尺寸4.00 m×5.27 m（寬×高），共3孔，長4 m，箱涵與兩岸堤防相接；與外江連接段由厚100 cm（共兩層）的大塊石水平防沖平臺組成，平臺高程為1.50 m。設(shè)計平臺控制高程以下根據(jù)需要采用拋石填筑，拋石迎水坡坡比為1∶4。

根據(jù)地勘剖面，水閘地基土以粉細(xì)砂及砂礫卵石為主，上部砂質(zhì)粉土、粉細(xì)砂和含泥砂礫卵石較為松散。地基承載力滿足要求，但在洪水期閘底板及閘室兩側(cè)易發(fā)生滲透破壞，在閘室段地板下采用高壓旋噴樁進(jìn)行垂直防滲處理。

2 導(dǎo)流施工方案

2.1 導(dǎo)流方式

勝豐水閘閘址接近支流河口段，外江側(cè)比內(nèi)河側(cè)稍寬，而內(nèi)河河寬變化不大，水閘中線基本在河道中心線，河流右岸（上游側(cè)）地勢較高，且均為灘林，河流左岸（下游側(cè)）地勢較低，土質(zhì)較松散，亦為灘地。考慮到施工成本同時便于施工，本水閘導(dǎo)流方式采用“一次圍堰斷流、明渠導(dǎo)流”，即涵閘內(nèi)江側(cè)、外江側(cè)分別布置圍堰擋水，非汛期來水由明渠導(dǎo)流。

2.2 難點分析

根據(jù)水閘特點并結(jié)合工程現(xiàn)場實際，勝豐涵閘導(dǎo)流施工存在的主要難點：1、施工內(nèi)河側(cè)及外江側(cè)臨時圍堰位置選擇；2、施工臨時圍堰的高程確定；3、導(dǎo)流明渠的線路布置；4、導(dǎo)流過水?dāng)嗝娴拇_定；5、圍堰防滲措施以及迎水面防沖刷措施；6、基坑滲水的解決方式。

2.3 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

本工程堤防工程級別為4級，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，堤防及交叉建筑物（包括水閘及涵洞等）等建筑物級別為4級。

根據(jù)主體建筑物所處的工程位置、布置特點及地形、地質(zhì)條件，本工程施工圍堰采用土石混合結(jié)構(gòu)。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303-2004）和《堤防工程施工規(guī)范》（SL260-98）等規(guī)定，施工圍堰臨時性建筑物為5級，相應(yīng)設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)：土石類建筑物為5～10年一遇。本工程度汛標(biāo)準(zhǔn)采用全年10年一遇設(shè)計洪水。

根據(jù)工程總體施工進(jìn)度計劃，涵閘等交叉建筑物基礎(chǔ)土方開挖和基礎(chǔ)混凝土澆筑等均安排在非汛期施工。綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、水文等因素，工程區(qū)處于甌江河口強(qiáng)感潮河段，涵閘規(guī)模小，所以相應(yīng)圍堰設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)按非汛期3年一遇高潮位設(shè)計。

2.4 導(dǎo)流建筑物

根據(jù)勝豐涵閘位置的現(xiàn)有地形條件，上游側(cè)地形地勢較高，與原河岸相接不需要修建圍堰，涵閘外江側(cè)、內(nèi)河側(cè)和下游側(cè)均需修建圍堰。

涵閘外江側(cè)采用土石結(jié)構(gòu)不過水圍堰，為減少堰體長度，結(jié)合現(xiàn)場實際地形，圍堰布置在理砌大塊石區(qū)域，圍堰頂高程5.02 m（按非汛期3年一遇高潮位加安全超高0.7 m設(shè)計），圍堰高5～6 m，堰頂寬4 m，外江側(cè)坡比設(shè)置為1∶3.0，內(nèi)江側(cè)坡比1∶2.0，堰長58 m。堰體為石碴填筑，防滲體為2.0 m厚粘土斜墻，斜墻外江側(cè)為1.0 m厚塊石護(hù)坡，粘土與塊石之間鋪設(shè)土工布。內(nèi)側(cè)施工區(qū)，為防止透水，在基坑內(nèi)放置水泵進(jìn)行排水。

涵閘內(nèi)河側(cè)圍堰采用土圍堰，盡量減少堰體長度，同時考慮明渠的長度，結(jié)合上游河寬，圍堰布置在生態(tài)網(wǎng)墊部位外側(cè)，圍堰頂高程5.02 m，圍堰高3.5 m，頂寬2.0 m，兩側(cè)邊坡均為1∶2.5，堰長40 m。內(nèi)河側(cè)圍堰同時作為明渠的起始段，為防止水流沖刷，圍堰外側(cè)斜坡鋪設(shè)土工布。內(nèi)側(cè)施工區(qū)，為防止透水，在基坑內(nèi)放置水泵進(jìn)行排水。

下游側(cè)圍堰與導(dǎo)流明渠相結(jié)合，采用土圍堰，即利用明渠開挖料加高明渠上游側(cè)邊坡，堰頂與內(nèi)河側(cè)圍堰高相同。為減少導(dǎo)流明渠長度，保證堰體穩(wěn)定，將下游側(cè)圍堰頂寬設(shè)為3.0 m，兩側(cè)邊坡均為1∶2.5。

導(dǎo)流明渠布置在涵閘下游側(cè)，導(dǎo)流明渠自內(nèi)江圍堰外側(cè)開始，止于外江圍堰外側(cè)，渠底寬3.0 m，渠底高程0.0 m，兩側(cè)邊坡坡比為1∶2.5，頂高程5.02 m，過流斷面面積78 ㎡，滿足非汛期河道過水。為防止水流沖刷，渠底及邊坡均鋪設(shè)土工布，同時在明渠表面鋪設(shè)10 cm素砼，增加抗沖刷能力。

3 應(yīng)用情況

勝豐涵閘導(dǎo)流工程于2014年12月實施完成，在非汛期水閘施工中，導(dǎo)流明渠能滿足河道正常過水，明渠表層澆筑素砼，未出現(xiàn)沖刷破壞的情況，內(nèi)河側(cè)及外江側(cè)圍堰滲水量較少，通過水泵排水基本能保證干地施工，日常少量降雨亦通過水泵排出基坑。但另一方面，也暴露了一些問題：導(dǎo)流明渠占地面積較大，在地形狹窄的施工區(qū)使用受限；土石圍堰容易造成水土流失，對河道造成影響，需要有針對性的進(jìn)行防護(hù)。

4 結(jié)語

土石圍堰及明渠導(dǎo)流因其適用面廣，在有較寬闊灘地或有溪溝、老河道等均能采用該種導(dǎo)流型式，且導(dǎo)流流量可根據(jù)實際調(diào)整明渠過流面積，其施工較方便，取材容易，造價相對較低，在水閘施工中應(yīng)用較為廣泛。本次實際工程的成功應(yīng)用，一方面驗證了導(dǎo)流明渠適用條件，對明渠導(dǎo)流特點及其關(guān)鍵因素的一次實踐；另一方面，針對本次應(yīng)用存在的問題需要進(jìn)一步進(jìn)行探討和總結(jié)，更加科學(xué)的指導(dǎo)實踐。

參考文獻(xiàn)

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