洛陽水閘加固工程導(dǎo)流圍堰方案優(yōu)化與施工

黃素清

（福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000）

洛陽水閘加固工程導(dǎo)流圍堰方案優(yōu)化與施工

黃素清

（福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000）

針對泉州市洛陽水閘除險加固工程原導(dǎo)流圍堰設(shè)計方案存在的問題，通過優(yōu)化，上游采用充灌砂袋圍堰，創(chuàng)造干地施工條件，徹底修復(fù)了洛陽水閘工程水平與垂直防滲設(shè)施，與原設(shè)計導(dǎo)流方案比較，施工質(zhì)量、工期及防洪度汛得到保障，且降低工程造價，確保了水閘除險加固效果。

導(dǎo)流圍堰；方案；優(yōu)化；充灌砂袋；施工

1 工程概況

1.1 工程簡介

泉州市洛陽水閘除險加固工程位于著名的宋代古洛陽橋上游500 m處324國道上，是一座具有排洪、灌溉、擋潮、蓄淡、供水、交通等多種功能的大（2）型水利工程，工程于1971年7月動工興建，1974年7月竣工。洛陽橋閘總長252.2 m，共設(shè)計攔河閘32孔。本工程主要工作任務(wù)為：水平防滲設(shè)施修復(fù)（包括閘前鋪蓋、止水槽、閘室底板、消力池檢查與修復(fù)），垂直防滲設(shè)施高壓旋噴樁施工，提高閘孔過洪能力，更換閘門，加固工作、檢修閘門門槽，加高閘頂和胸墻，拆除重建閘上人行橋、啟閉房及配電房，完善監(jiān)測設(shè)施等。

1.2 水文氣象

洛陽江流域多年平均降雨量在1 068～1 257 mm之間，汛期雨量集中，5～9月降雨量占年降雨量的70%。洛陽江來水主要有惠女水庫、官洋溪、黃塘溪和北高干渠等4個來源。洛陽水閘閘址以上集雨面積387.61 km2，水閘年均來水量2.6億m3。閘前正常蓄水位2.82 m，相應(yīng)庫容232 m3，總庫容530萬m3。

1.3 工程地質(zhì)

洛陽水閘處在洛陽江下游入海口，閘址處河谷呈“U”型，江面寬820 m，河道相對較寬敞。場地土層主要為第四系沖洪積及海相沉積的松散堆積物，下部為花崗巖的風(fēng)化殘積土，基巖巖性為燕山期二長花崗巖。據(jù)顆分試驗結(jié)果，閘基土層主要以粗砂、細(xì)砂夾泥、含礫粗砂為主。

2 原導(dǎo)流圍堰設(shè)計方案及存在問題

2.1 原導(dǎo)流圍堰設(shè)計方案

原設(shè)計施工導(dǎo)流采用分期導(dǎo)流，施工期為“二枯一汛”，在一期第一個枯水期內(nèi)先圍右岸（施工右岸17#～32#孔，利用左岸1#～14#孔導(dǎo)流泄水），第二個枯水期再圍左岸（施工左岸1#～16#孔，利用右岸19#～32#孔導(dǎo)流泄水）。

原設(shè)計上游圍堰利用上游檢修閘門和工作閘聯(lián)合擋水，旋噴樁利用搭設(shè)鋼便橋平臺進(jìn)行施工。

下游采用土袋圍堰，一期先圍右岸（即17#～32#孔），二期再圍左岸（即1#～16#孔）。一期縱向圍堰軸線位于15#～16#孔下游側(cè)，二期縱向圍堰軸線位于17#～18#孔下游側(cè)。堰頂寬度3.0 m，堰頂高程5.20 m，堰身采用編織袋裝土，堰身采用復(fù)合土工膜防滲。

2.2 施工碰到的難題

2.2.1 施工期變化

本工程合同工期為18個月，安排在第一年的9月初開工，至第三年的4月完工，水下結(jié)構(gòu)主要集中在枯水期11～3月完成。工程實際于2013年3月10日開工，現(xiàn)實際的施工期內(nèi)僅含2013年11月～3月一個枯水期。在合同工期內(nèi)，由“二枯一汛”變?yōu)椤岸匆豢荨?，施工條件發(fā)生重大變化。若按原設(shè)計方案，工期須最少延期9個月。

2.2.2 水閘上游項目施工問題

原設(shè)計上游采用檢修閘門和工作閘聯(lián)合擋水方案，無法直接進(jìn)行水平防滲設(shè)施的修復(fù)、檢修閘門門槽及埋件施工，除險加固不徹底。垂直防滲設(shè)施單管高壓旋噴樁采用搭設(shè)鋼便橋平臺施工，旋噴樁垂直度難以控制，無法按設(shè)計要求采用低壓應(yīng)變法進(jìn)行樁身完整性檢測，施工質(zhì)量較難保證，且實際施工時旋噴樁回漿將影響上游水質(zhì)和水閘閘門的運行。

2.2.3 汛期施工問題

根據(jù)洛陽水閘歷年運行記錄，汛期內(nèi)開閘泄洪孔數(shù)25～30孔，遇超標(biāo)洪水時，無法保證行洪安全，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險很大。因此在本年度汛期在上游搭設(shè)鋼便橋施工平臺將影響到整個汛期水閘的正常行洪。

3 上游圍堰方案優(yōu)化

根據(jù)施工條件，上游圍堰采用充灌砂袋圍堰方案，與下游原設(shè)計的土袋圍堰進(jìn)行閉合，在原閘室前，創(chuàng)造基坑干地施工條件，并從施工工藝、工期、質(zhì)量、投資、環(huán)境及文明施工上進(jìn)行優(yōu)劣分析（見表1）。

表1 兩種圍堰方案優(yōu)缺點比較表

4 上游圍堰施工

4.1 上游圍堰施工布置

根據(jù)施工條件，上游充灌砂袋圍堰一期先圍12#-32#孔，利用左岸1#-11#孔導(dǎo)流泄水，二期圍左岸1#-13#孔，利用左岸右岸14#-32#孔導(dǎo)流泄水，圍堰設(shè)置在上游鋪蓋以外，軸線距水閘閘墩上沿24.32 m。

4.2 上游圍堰的結(jié)構(gòu)型式

上游圍堰采用充灌砂袋，堰頂寬度考慮結(jié)構(gòu)和臨時交通需求取6.0 m，堰頂高程4.52 m，頂寬6.0 m，圍堰迎水坡為1∶1.5，背水坡邊坡為1∶1（見圖1）。

圖1 上游圍堰斷面圖（單位：m）

4.3 充灌砂袋施工方法

4.3.1 施工工藝（見圖2）

圖2 施工工藝流程圖

4.3.2 充灌袋的加工

充灌袋材料選用聚丙烯扁絲編織布，本工程上游圍堰充灌袋橫幅寬度采用3、5、6 m寬3種型號，縱向長度選用20 m，充灌袋厚度為50 cm，按照充灌砂袋堆筑要求采用縫紉機(jī)縫制，縫制時袋子的所有接縫采用包法進(jìn)行縫制，充灌袋頂部的袖口（充灌口）布置在充灌袋的兩端，口徑為30 cm，充灌袋根據(jù)現(xiàn)場圍堰型式設(shè)計后，由生產(chǎn)廠家統(tǒng)一制作成袋，一次成型?？p制好后，折疊成型，堆放于陰涼干燥處，并注明充灌袋的尺寸及充灌位置，以利于現(xiàn)場各作業(yè)點的用袋選擇。

4.5.3 充灌袋鋪設(shè)定位

本工程為除險加固工程，采用分期導(dǎo)流，在上游圍堰施工前報告建設(shè)單位開啟二期施工剩余的閘孔降低上游水位，水位降至 0.50 m后，進(jìn)行圍堰放樣，沿著閘前鋪蓋齒墻前邊打一排鋼管，充灌袋用鋼管進(jìn)行定位，沿水閘軸線進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)完后，用袋裝碎石進(jìn)行沉壓，袖口應(yīng)浮出水面。

4.5.4 砂料

鑒于工程工期緊迫，圍堰吹填所有用砂全部采用外購海砂，將砂料場設(shè)在上游右岸連接引堤段，場內(nèi)交通較為便利。

4.3.5 沖填設(shè)備及管道鋪設(shè)

本工程砂料場距圍堰較為近（100 m以內(nèi)），可直接采用泥漿泵進(jìn)行沖填，選用高壓泵：型號3BP-40，功率15 kW；操作靈活、方便、可靠，沖砂管道選用6寸橡膠管聯(lián)結(jié)，柔性接頭，將沖砂管直接伸入袖口，鋼絲綁扎牢固。

4.3.6 砂袋的充填

利用高壓水槍在取砂區(qū)將砂料沖至泥漿泵口，砂經(jīng)泥漿泵口吸入，通過輸泥管輸入充灌袋中。

充填砂袋時，首先沿長邊方向進(jìn)行充填，避免應(yīng)力集品損壞袋體，并在充填過程中經(jīng)常調(diào)整出泥管口的方向，防止袋體在充填過程中受力不均而移位變形，待袋體固定不在發(fā)生移位時，再次充填，直到達(dá)到理想的充滿度。充填時，在袋體頂面用人工來回踩踏，使土顆粒重新排列趨于緊密，加快袋體排水固結(jié)速度，待整個砂袋達(dá)到屏漿階段，應(yīng)適當(dāng)減少充填或停止充填，以防布袋爆裂，留有一定固結(jié)脫水時間。

砂袋的充填高度應(yīng)控制在適宜水平上，每層的充填高度控制在50 cm左右，在充填過程中如一次達(dá)不到理想高度，待砂袋稍有固結(jié)后，再進(jìn)行二次或多次充填，直到理想的充填高度。

5 圍堰運行情況

5.1 圍堰滲流情況

上、下游圍堰成功合龍閉氣至基坑初期抽水完畢后，在基坑內(nèi)上下游圍堰堰腳觀察，基本沒有發(fā)現(xiàn)明顯滲流的地方。在水閘水平防滲設(shè)施修復(fù)施工期間，正常的圍堰抽水均穩(wěn)定在15臺7.5 kW的潛水泵抽水，觀察圍堰堰腳無管涌、無明顯滲水增加現(xiàn)象，基坑增加抽水量均保持正常水平。

5.2 圍堰運行情況

上下游圍堰成功合龍閉氣至圍堰拆除，順利運行7個月，圍堰均安全運行。在基坑內(nèi)進(jìn)行閘室及下游消能防沖段加固施工期間，泉州地區(qū)4月份降雨達(dá)25d，并有2次較大的洪水，最大一次上游洪水位達(dá)3.93 m，外海潮水位達(dá)4.2 m，觀察上下游圍堰均沒有明顯的變形移位。

6 結(jié)語

導(dǎo)流圍堰的設(shè)計關(guān)系到整個工程的優(yōu)化和效益，是水利工程的核心。本工程經(jīng)過優(yōu)化后的上游充灌砂袋圍堰施工操作方便，工效快，運行安全、投資較為經(jīng)濟(jì)，確保了工程施工目標(biāo)的實現(xiàn)；同時上游充灌砂袋圍堰與下游土袋圍堰形成閉合，為基坑創(chuàng)造了干地施工條件，徹底修復(fù)了水閘工程水平與垂直防滲設(shè)施，對運行了40多年的洛陽水閘閘基及閘室基礎(chǔ)進(jìn)行了徹底的修復(fù)，對同類工程可供借鑒。

（責(zé)任編輯：周 群）

Scheme optimization and construction of river diversion cofferdam for Luoyang Sluice Reinforcement Project

HUANG Su-qing
（Fujian Water Conservancy and Water Power Engineering Bureau Company Limited，Quanzhou 362000，China）

In view of the problem existing in the original diversion cofferdam design scheme of Luoyang Sluice Rein?forcement Project，design optimization was conducted.Upstream cofferdam was constructed with filling sand bags，so as to create dry construction condition for the the horizontal and vertical anti-seepage facilities of Luoyang sluice to be thoroughly repaired.Compared with the original diversion scheme，the optimized scheme guaranteed the con?struction quality and period as well as flood prevention at less cost.

River diversion cofferdam；scheme；optimization；filling sand bag；construction

B

1003-1510（2016）03-0048-03

2016-04-12

黃素清（1983-），女，福建泉州人，福建省水利水電工程局有限公司工程師，學(xué)士，從事水利水電工程設(shè)計與施工工作。