蘇北灌溉總渠三層河段漩渦拋石應(yīng)急處理的實施及效果分析

于 雷

（濱?？h灌溉總渠堤閘管理所，江蘇鹽城 224500）

1 工程概況

蘇北灌溉總渠濱海段自1952年投入使用，在60 多年的運行中，先后經(jīng)歷了33 次高水位、大流速行洪，導(dǎo)致河床普遍沖深，最深處達▽-6.8 m，比原設(shè)計河底深2～3 m；河槽偏泓逼岸，行洪時形成漩渦，產(chǎn)生環(huán)流，出現(xiàn)5處漩渦地段，兩岸青坎被沖刷成1∶0.5陡坎，河口邊線向內(nèi)凹進倒塌8～12 m，險工段長達1000 余m，嚴重危及防洪大堤的安全。三層漩渦段危害尤為嚴重，為確保蘇北灌溉總渠工程完好及度汛安全，保護群眾的生命財產(chǎn)安全，對該處產(chǎn)生漩渦的地段進行治理。

2 治理方案的選擇

本次項目依據(jù)蘇北灌溉總渠河道與堤防原設(shè)計標準，將損毀地段恢復(fù)至原狀，以達到加強河道坡面抗沖刷能力、保護總渠堤防的目的。針對該設(shè)計目標，研究討論提出兩種治理方案。

方案1：模袋混凝土處理方案

對青坎凹進部位按邊坡1∶3 用編織袋袋裝土貼坡拋填，對底部低于▽-4.4 m 部位用袋裝土拋填至▽-4.4 m，然后用模袋混凝土對袋裝土坡面進行防護，模袋混凝土厚30 cm，如圖1。

方案2：拋石處理方案

對青坎凹進部位按邊坡1∶3 用編織袋袋裝土貼坡拋填，對底部低于▽-4.4 m 部位用袋裝土拋填至▽-4.4 m，然后用塊石對袋裝土坡面進行防護，塊石厚60 cm，如圖2。

2.1 方案的經(jīng)濟性比較

圖1 模袋混凝土處理方案示意圖

方案1、方案2 中袋裝土回填工作量相同，存在差異的主要為模袋混凝土和拋石的工作量。根據(jù)江蘇省水利廳2010年頒發(fā)的《江蘇省水利工程定額》、《施工機械臺班時費定額》以及2013年4月份《鹽城市造價信息》材料單價，方案1、2 建筑工程費用如表1。

圖2 拋石處理方案示意圖

表1 蘇北灌溉總渠濱海三層河段漩渦處理方案經(jīng)濟分析表

根據(jù)分析表比較：模袋混凝土處理方案與拋石處理方案造價相差不大，拋石處理方案經(jīng)濟性略優(yōu)。

2.2 方案的安全性、可實施性比較

方案1 中，模袋混凝土近年已在大量工程實踐中得到應(yīng)用，其優(yōu)點為：無需排水，水下施工，節(jié)約經(jīng)費，縮短工期。其施工主要步驟為：水上挖機結(jié)合袋裝土修坡，人工鋪設(shè)模袋，潛水員配合整理，混凝土泵充填模袋。施工質(zhì)量控制重點在于坡面平整度、模袋鋪設(shè)平整度與固定、混凝土泵送施工質(zhì)量控制。模袋混凝土施工對施工隊人員素質(zhì)要求較高，需要有專業(yè)的潛水員配合施工。

方案2 中，拋石處理方案同樣無需排水，與模袋混凝土相比較更具有施工工藝簡單的特點，且在本縣境內(nèi)海堤達標工程中廣泛應(yīng)用。施工可采用陸上運輸塊石，搭設(shè)水上平臺，人工運拋；也可采用陸上運輸塊石，駁至船上，再人工拋填。

結(jié)合本工程所處地段水下沖刷嚴重、水流比較復(fù)雜的特點，如果采用方案1 的模袋混凝土處理方案，其施工需要專業(yè)潛水員配合施工，施工人員的人身安全需要重點保證，且本工程工程量小、造價低、工期短，難以吸引具有專業(yè)施工能力的外地施工隊伍前來投標。而采用方案2 的拋石處理施工方法，具有施工工藝簡單、人員人身安全可以得到有效保障、施工隊伍選擇余地較大的優(yōu)點。因此，從安全性、可實施性等方面考慮，采用方案2。

3 工程施工

3.1 施工準備

考慮工程所處河道無過往船只通航，故采取搭設(shè)水上活動平臺、陸上運輸塊石至河道青坎、人工獨輪車運輸袋裝土與塊石至需要拋填位置有序拋填的方法進行施工。水上活動平臺采用纜繩固定于河道兩岸，隨著拋填位置變動而移動。水上活動平臺采用密封性完好的舊塑料桶拼裝，用鋼管和塑料繩固定，上面鋪設(shè)5 cm厚木板作為施工跑道。

3.2 施工測量

按照圖紙樁號對河道斷面進行測量，斷面間距10 m，繪出平面位置圖和斷面圖，并在陸上設(shè)立標志，以便施工定位。在河道岸邊設(shè)置水尺，作為拋填施工時控制高程的基準。利用斷面圖計算出斷面拋填袋裝土和拋石的體積。拋填施工中，縱向位置定位根據(jù)設(shè)置在陸上的定位樁確定，橫向位置根據(jù)拋填位置至定位樁之間的水平距離用鋼尺量距確定。拋投施工過程中，要做到經(jīng)常性地測量，檢查拋填位置高程、坡比是否達到設(shè)計標準。待施工區(qū)域高程、坡比達到設(shè)計標準后，移動水上活動平臺，進入下一區(qū)域進行施工。按照先下游后上游、先河底后坡面的施工次序進行施工，袋裝土拋填完成，并經(jīng)施工、監(jiān)理驗收合格后再進行拋石施工。

3.3 施工材料

本工程主要材料為編織袋、粘性土、塊石。編織袋采用質(zhì)量合格的聚乙烯編織袋，尺寸70 cm×100 cm。袋裝土土料采用粘性土，要求土料無草皮、樹根、建筑垃圾等，土塊粒徑不得大于5 cm。塊石要求材質(zhì)新鮮、無風(fēng)化剝落或裂紋、色澤均勻、單體重量不小于60 kg。土料和塊石用5 t 自卸翻斗車運輸至河道待施工區(qū)域青坎。

3.4 袋裝土施工

袋裝土施工分為兩個班組：一個班組負責(zé)土料的裝袋，配備勞動力25人；另一班組負責(zé)袋裝土的運輸與拋填，配備勞動力15 人，施工機具采用獨輪車。拋填時，根據(jù)斷面圖計算好的袋裝土體積進行拋填，先從下游至上游拋填河底，待河底高程拋填至設(shè)計高度后，再從下游至上游進行河坡的拋填。袋裝土充填度為70%～80%，每袋重量不少于50 kg，袋裝土拋填施工實際用時22 d。

3.5 拋石施工

拋石施工配備一個班組，在袋裝土拋填班組基礎(chǔ)上配備石工2 名，其中，原袋裝土拋填人員負責(zé)塊石的運輸和拋填，石工負責(zé)將超大的塊石開辟成重量在60～100 kg 的塊石，以便拋石施工人員運輸和拋填。拋石施工時，同樣遵循先河底再河坡、先下游再上游的施工次序進行。技術(shù)員根據(jù)斷面圖計算出拋石理論方量以及平面圖指揮施工班組進行拋投施工，并在每個施工區(qū)域完成后進行測量，檢查高程及坡比，如未達到設(shè)計標準，立即進行補拋，保證工程達到設(shè)計標準。

4 結(jié)語

蘇北灌溉總渠三層漩渦段應(yīng)急治理工程已完成一年多時間，并經(jīng)歷了2014年、2015年兩個汛期的行洪考驗，經(jīng)觀測，該段漩渦現(xiàn)象已消失，河床刷深、青坎沖刷、河口邊線倒塌現(xiàn)象得到了有效控制，表明該處理方法達到了預(yù)期的效果。