黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程導(dǎo)流設(shè)計與施工管理

刁國政

(泰興市水務(wù)局黃橋分局，江蘇 泰興 225400)

泰興市黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程項目中，施工導(dǎo)流在實際應(yīng)用過程中一般緊密結(jié)合具體項目情況和地理條件等，選擇出最佳的施工導(dǎo)流方案，從而促使其應(yīng)用價值能夠得到最大限度的發(fā)揮。但是，由于其地處江蘇省通南高沙土區(qū)，土質(zhì)松散，黏結(jié)力弱，滲水性強，抗蝕性差，加上區(qū)域降雨充沛，暴雨頻發(fā)，土壤易侵蝕，河道及溝道的岸坡易坍塌[1-2]，增大了導(dǎo)流設(shè)計與施工的難度，因此，高沙土地區(qū)的導(dǎo)流施工技術(shù)成為當前通南地區(qū)農(nóng)田水利工程領(lǐng)域研究的重點和難點。王玉等[3]以泰州引江河第二期工程為例，分析探討高沙土地區(qū)河道施工期圍堰的防滲處理措施，其對比了常規(guī)的鋪膜、貼坡反濾處理方式和新型的快速泥水分離技術(shù)，結(jié)果顯示后者可降低圍堰高度及提升地基承載力，增強圍堰的滲流穩(wěn)定性。張進[4]分析了通南高沙土地區(qū)沙土筑堰的潰壩事故成因及預(yù)防措施。另外，通南地區(qū)的南通市水利部門還組織科研人員就沙土區(qū)骨干河道綜合治理技術(shù)展開專題研究，取得了灘邊無圍堰筑堤等多項技術(shù)。

在這樣的背景下，從通南高沙土地區(qū)導(dǎo)流設(shè)計與施工管理角度，本文以黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程導(dǎo)流施工為具體研究對象，探究導(dǎo)流圍堰技術(shù)在工程中的具體應(yīng)用，以及其主要的質(zhì)量控制手段，確保在遭遇到一定防洪標準的外水考驗時，導(dǎo)流圍堰能夠給農(nóng)田水利工程施工帶來安全保障，出現(xiàn)特殊情況時，應(yīng)有相應(yīng)的防范措施，避免和減少損失，從而為江蘇省高沙土區(qū)域，包括黃河故道高亢平原區(qū)、沿海墾區(qū)等今后類似的技術(shù)應(yīng)用和施工質(zhì)量的提升，提供技術(shù)參考。

1 基本情況

黃橋鎮(zhèn)境內(nèi)有8條縣級骨干河道，全長62.8 km，包括如泰運河、季黃河、東姜黃河、西姜黃河、焦土港、天星港、蔡港、新曲河等。鄉(xiāng)級河道59條，長163.3 km，村莊河道(塘)648條，全長202.6 km，水資源十分豐富，歷史上素有“北分淮委、南接江潮”的水上樞紐之稱。近幾年，通過高沙土整治農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項目，中央小型農(nóng)田水利工程重點縣項目，城黃灌區(qū)等項目工程實施后，黃橋鎮(zhèn)水利工程設(shè)施配套基本完善，全鎮(zhèn)共有農(nóng)村橋梁461座，硬質(zhì)襯渠782.3 km，控制閘4座，翻水站3座。導(dǎo)流圍堰施工在黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程中十分普遍，是黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程施工的一項十分重要的工程措施。例如今年境內(nèi)實施的東、西姜黃河整治工程，根據(jù)其設(shè)計批復(fù)文件——江蘇省發(fā)展和改革委員會關(guān)于泰興市東姜黃河、西姜黃河治理工程初步設(shè)計的批復(fù)，其整治工程采用分段圍堰法。另外，目前黃橋鎮(zhèn)正在組織實施的東華中溝整治工程，采用的是全段圍堰法。上述工程導(dǎo)流方案的選定，事關(guān)整個工程施工的工期、質(zhì)量、造價和安全渡汛，所以要經(jīng)過科學(xué)細致的探討與論證。

2 主要施工導(dǎo)流方式

導(dǎo)流工程由保護基坑的圍堰和有一定過水能力的泄水建筑物組成，由于施工現(xiàn)場的實際情況有一定差距，導(dǎo)流方法也不太相同。實際工程中，黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程一般采用以下幾種方式導(dǎo)流：①直接在河流的一側(cè)筑圍堰，包圍基坑，然后利用另一側(cè)河床導(dǎo)流，最后進行二次圍堰交錯施工；②利用枯水季節(jié)，修筑全斷面圍堰，并結(jié)合排水涵洞、排水閘和導(dǎo)流隧洞等導(dǎo)流；③利用原河道導(dǎo)流，待主體工程完成，新河道開后，再接骨干河道，例如新開挖的定慧河，在定慧河靠如泰運河新建1號閘站，閘站建成后，再接通如泰運河。

3 導(dǎo)流設(shè)計和施工的技術(shù)要點

黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程施工大都在冬季、春季這兩個時期，這段時間內(nèi)屬于枯水期。在選擇導(dǎo)流施工方案前，必須考慮施工中各個要素，首先要實地勘察地形，既方便就地取材又便于施工，其次調(diào)閱當?shù)厮馁Y料、地質(zhì)等情況。另外，在骨干河道施工時，應(yīng)充分考慮通航產(chǎn)生的船行波影響?？傊?，只有全面掌握導(dǎo)流工程標準、施工難度和工程數(shù)量，才能減少工程成本，減少導(dǎo)流失敗的概率和由此造成的損失。

3.1 導(dǎo)流設(shè)計考慮因素

施工導(dǎo)流方案的優(yōu)劣，不僅影響工程的建設(shè)投資和系統(tǒng)的運行費用，而且影響著工程的建設(shè)工期，同時還直接影響著工程施工的安全性和施工難易度。下面結(jié)合黃橋鎮(zhèn)東姜黃河整治工程實際情況，對導(dǎo)流方案在設(shè)計上的一些考慮因素進行簡單的討論。東姜黃河與西姜黃河是泰州通南地區(qū)的調(diào)度骨干河道，其整治工程內(nèi)容包括拓浚河道12.355 km，新建護岸26.217 km，拆建沿線泵站8座，涵管、涵洞46座、群眾生活碼頭73座等。初步設(shè)計要求，在維持現(xiàn)有河口寬度基礎(chǔ)上，盡量擴大過水斷面，采用打壩、泥漿泵施工，河道兩側(cè)水位變幅區(qū)采用擋墻進行防護，上部采用斜坡式草籽護坡至地面。

其中，東姜黃河整治工程采用分段圍堰法，該圍堰使用期較短，主體工程完成后，還需要清除，因此圍堰應(yīng)首先滿足導(dǎo)流需要的高度和防滲、穩(wěn)定條件；其次是考慮充分利用當?shù)貤l件和當?shù)夭牧?，便于施工；最后工程施工結(jié)束后便于拆除。為此，在制訂導(dǎo)流施工方案時，一定要到實地查看地形，調(diào)閱當?shù)氐乃?、地質(zhì)、地貌等資料，同時考慮施工中不利因素，包括沙性土的影響以及通航河道船行波的影響等。對地基的處理要求也尤為嚴格，需要采取專門的高沙土地基處理措施。施工管理也是施工導(dǎo)流方案考慮的重要內(nèi)容，要全方位加強管理和防范，如在某一個細小環(huán)節(jié)上，造成滲漏，就可能造成壩體崩潰事故，下游河坡就會被沖刷倒塌，甚至橋梁、建筑物被沖跨等，嚴重時甚至造成人員傷亡。

導(dǎo)流工程的設(shè)計和布置還應(yīng)保證施工期間河道行洪安全，并不得影響主體工程安全，圍堰等防洪標準不得低于現(xiàn)行相關(guān)行業(yè)規(guī)定的技術(shù)要求。導(dǎo)流工程施工期間防汛、排水等應(yīng)急措施應(yīng)該得當，施工安排應(yīng)符合防汛期限的要求。導(dǎo)流工程度汛措施應(yīng)該落實，并不得妨礙防汛搶險。導(dǎo)流工程也不得影響第三人合法水事權(quán)益。此外，采用不同的導(dǎo)流標準，還要計算所在施工區(qū)域水力參數(shù)，包括流速、流量等，以便更好制訂導(dǎo)流施工方案。對于分段圍堰，一般按束窄河床水力學(xué)進行計算，以此確定圍堰的高度及長度等尺寸，對于流速過大或存在船行波影響的情況，還應(yīng)參照相關(guān)的規(guī)范或技術(shù)進行圍堰的防護設(shè)計。

3.2 導(dǎo)流的設(shè)計標準

施工導(dǎo)流設(shè)計中，應(yīng)合理劃分導(dǎo)流時段。導(dǎo)流設(shè)計標準就是對導(dǎo)流時段設(shè)計中所采用的設(shè)計流量頻率的規(guī)定。對不同的導(dǎo)流時段和不同的建筑物，規(guī)定的頻率也不相同。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(SL 303—2004)，一般先根據(jù)保護對象、失事后果、使用年限、工程規(guī)模將導(dǎo)流建筑物分級，再根據(jù)導(dǎo)流建筑物的級別和類型，在水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范規(guī)定的幅度內(nèi)選定相應(yīng)的洪水重現(xiàn)期作為導(dǎo)流設(shè)計標準。按照上述方法，東、西姜黃河工程整治工程河道工程級別為4級，主要建筑物按4級水工建筑物設(shè)計，臨時工程(包括圍堰)等按5級設(shè)計，再綜合考慮圍堰的使用期較短，故圍堰可采用5 a一遇洪水標準。

3.3 圍堰的設(shè)計與施工

過去由于受地質(zhì)資源、經(jīng)濟因素等的限制，很多時候只能就地取材，用沙土筑圍堰，其穩(wěn)定性一般較差，直接影響到黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利主體工程的順利實施。通過多年的工程實踐和技術(shù)摸索，以及經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)狀導(dǎo)流、特別是圍堰施工，一般采用黏土筑圍堰，圍堰外坡緩，并采用踩坯進土，出水后分層夯實的方法，提升圍堰壩體的穩(wěn)定性和抗?jié)B性。此外，在通航河道施工，圍堰外坡還采用草簾或土工布進行防護，以削弱船行波的影響。

3.3.1 圍堰的設(shè)計標準

根據(jù)《水利水電工程圍堰設(shè)計規(guī)范》(SL 645—2013)的要求，黃橋鎮(zhèn)是通南高沙土地區(qū)，土質(zhì)三分之二都屬于沙土，沙土土質(zhì)松散，黏性低，見水容易溶解，滲透性強，特別是經(jīng)過水浸泡后，圍堰壩體會整體向下坍塌，對圍堰整體穩(wěn)定性有一定影響。因此，該地區(qū)圍堰設(shè)計首先考慮黏土，并碾壓密實，確保圍堰的安全。圍堰高度是根據(jù)不同的導(dǎo)流設(shè)施、不同導(dǎo)流標準下的過水能力來確定的。黃橋鎮(zhèn)農(nóng)田水利工程一般在一個枯水期內(nèi)完成，這樣導(dǎo)流工程通常只需要滿足枯水期導(dǎo)流標準，并預(yù)留一定的安全超高，一般安全超高不小于0.5 m。

3.3.2 圍堰的形式選擇

圍堰土方宜選用黏土或培土，為確保圍堰運行施工的安全，淤泥和腐植土不能作為圍堰填筑土源。圍堰形式要根據(jù)圍堰高度，當?shù)乜梢岳玫牟牧希て陂L短和安全需要確定，既要保持圍堰穩(wěn)定，又要方便工程施工和拆除方便，同時防滲漏。實踐經(jīng)驗表明，黃橋鎮(zhèn)地區(qū)常用的兩種圍堰形式包括：

(1)碾壓成型圍堰。首先，選擇土源，一般選在圍堰的兩側(cè)或一側(cè)，土源無雜物、淤土等不利因素。其次，做好圍堰的定址、放線工作，然后，用扒土機在圍堰的水面河坡上開階倒毛，清基去雜，這一項程序非常重要，它關(guān)系圍堰的安全，也是施工進展順利的保障。其中，開階倒毛是指：在壩體的水面河坡按放線標準開挖，在開挖同時，把基坑的植物根和莖清理干凈，減少滲漏水，然后清基去雜，包括淤泥、腐殖土、樹根、生活垃圾和建筑垃圾等雜物必須清理干凈。這項程序完成后，項目經(jīng)理、監(jiān)理必須到現(xiàn)場認真檢查，合格后，推土機在圍堰的兩側(cè)或一側(cè)慢慢向壩體的位置進土，每進一層土都必須壓實。圍堰頂寬要達到設(shè)計標準，外坡比不能低于1∶3，內(nèi)坡比不能低于1∶2.5，壩頂高出水面不低于50 cm。在施工過程中，必須派人定時巡查，發(fā)現(xiàn)有滲漏水的地方，要立即組織機械進行封堵。在通航河道中，還要考慮迎水面用草蓮或土工布遮擋，減少來往船只波浪的沖刷影響，達到安全順利施工的要求。

(2)模袋吹填土圍堰。根據(jù)河道標準不同，選擇的土工布尺寸大小也不一樣，土工布生產(chǎn)廠家必須要有生產(chǎn)合格證。采用泥漿泵的水下機組取土，泥漿泵機組向模袋吹土時，首先將壩體的淤土清理干凈，模袋一定要整平，否則每層模袋之間接觸面會減少，易產(chǎn)生滲漏水的現(xiàn)象。然后向模袋吹土，在最低層的模袋吹土的同時，采用腳手架鋼管打樁，每間隔1.5 m打一個鋼管樁，鋼管樁入土深度不少于2 m，在黃橋鎮(zhèn)地區(qū)河道整治工程一般壘三層的模袋，并高出水面50～60 cm，從河底開始，上下每隔50 cm用鋼管左右連接固定，鋼管樁高出模袋頂高1 m，并且固定緊。圍堰吹土結(jié)束后，還應(yīng)針對通南高沙土地區(qū)水土流失嚴重的實際情況，關(guān)注以下三點：①首先要檢查模袋與河坡之間是否密；②河坡與模袋之間長期受水的浸泡后，河坡是否滲漏水；③通航河道，受船行波的影響，河坡與模袋之間是否有間隙，河坡是否沖刷后有滲漏水現(xiàn)象；④圍堰按時派人巡查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即采取必要的防護措施。

4 導(dǎo)流施工管理

以黃橋鎮(zhèn)東、西姜黃河整治過程為例，談?wù)勂渲械膶?dǎo)流施工管理過程，為類似的工程提供管理經(jīng)驗。東、西姜黃河整治工程組織施工設(shè)計方案由揚州市勘測設(shè)計研究院有限公司中標負責設(shè)計，在設(shè)計前，揚州勘測設(shè)計院派人會同業(yè)主代表(泰興市水務(wù)局)和當?shù)厮块T進行實地勘探，對相關(guān)事宜交換意見，施工組織設(shè)計完成后，由泰興市水務(wù)局召集水利專家，各職能科室負責人，當?shù)厮块T負責人，對東、西姜黃河整治施工組織設(shè)計廣泛征求意見，進行技術(shù)評定，技術(shù)交底，以及明確施工要求，揚州勘測設(shè)計院按其中的征求意見對東、西姜黃河整治施工組織設(shè)計進行修改和完善。

施工前，泰興市水務(wù)局召集施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、水利站負責人，召開第一次工程例會，對施工組織設(shè)計、圖紙進行會商，主要從五個方面：①壩址選址；②組織施工計劃進度；③施工中的技術(shù)要求；④工程質(zhì)量；⑤安全等防范措施。認真聽取施工單位意見后，做出相應(yīng)的批示，以后每周召開工程例會一次，特殊情況例外。此外，水務(wù)局跟泰州市地方海事處還通過商定，發(fā)布關(guān)于泰州市東姜黃河、西姜黃河治理工程施工的航行通知。施工中，東姜黃河最西端，難以修建施工便道，機械無法作業(yè)，圍堰不好施工，根據(jù)施工單位提出的要求，泰興市水務(wù)局駐工地代表，會同工地監(jiān)理，設(shè)計方、水利站現(xiàn)場勘察，經(jīng)會商后，同意改變施工方案，并由監(jiān)理簽發(fā)變更報告，泰興市水務(wù)局審批后交設(shè)計單位，進行設(shè)計變更。在施工期間，施工單位派人24 h對圍堰進行巡查，以確保整個工程施工按期完成任務(wù)。

進一步對以上案例進行管理經(jīng)驗的總結(jié)和拓展，包括：建設(shè)單位應(yīng)按照水行政主管部門許可文件、施工方案進行施工；施工過程中，存在變化的，及時報當?shù)厮姓鞴懿块T。涉及設(shè)計變更的，必須重新履行報批手續(xù)。當?shù)厮姓鞴懿块T應(yīng)核查變更手續(xù)是否齊全，現(xiàn)場施工是否與變更內(nèi)容一致；當?shù)厮姓鞴懿块T應(yīng)明確巡查要求，落實巡查人員，加強導(dǎo)流項目施工的日常監(jiān)督檢查；建設(shè)單位應(yīng)將臨時工程拆除時間、方式、恢復(fù)或改建措施等，報當?shù)厮姓鞴懿块T備案。臨時工程拆除，應(yīng)不影響河道行洪和防洪安全，同時恢復(fù)原貌；遇有防汛緊急情況，圍堰等導(dǎo)流臨時工程影響防汛搶險，或造成重大安全隱患的，應(yīng)由當?shù)胤姥粗笓]部門責令建設(shè)單位拆除；圍堰等臨時工程不得擅自改變使用性質(zhì)，不影響第三人的合法權(quán)益或采取相應(yīng)的補救措施。

5 結(jié) 語

為了確保農(nóng)田水利工程項目按期、保質(zhì)、保量完成任務(wù)，導(dǎo)流的方法較多，應(yīng)根據(jù)實地情況選擇不同的導(dǎo)流方法，營造一個良好的施工環(huán)境，并加強以下三個方面的管理：

(1)加強工期的管理非常重要，黃橋鎮(zhèn)地區(qū)一般都是在枯水期導(dǎo)流施工，施工單位應(yīng)嚴格履行中標通知書上規(guī)定的工期，爭時間搶速度，保質(zhì)保量完成任務(wù)。如拖延工期到汛期，施工難度增大，也增加了導(dǎo)流工程的工作量，甚至工程無法施工，施工單位的施工成本會大幅度增加。

(2)嚴格按照設(shè)計標準加強工程管理，例如，采用圍堰結(jié)合明渠導(dǎo)流的工程，如圍堰太高，不僅增加圍堰的工程量，還增加圍堰滲水和基坑排水量，同時給堵口增加困難，為汛期防護增加負擔，如果降低圍堰高度，就要加寬或加深導(dǎo)流明渠。因此，應(yīng)嚴格按照相關(guān)的技術(shù)標準協(xié)調(diào)設(shè)計。

(3)黃橋鎮(zhèn)地處通南高沙土地區(qū)，導(dǎo)流工程的設(shè)計應(yīng)充分考慮其地基承載力差、滲透性強的特點，采取有效的地基處理措施。對于部分通航河道，還應(yīng)考慮船行波的影響。另外，宜派專人檢查和維修圍堰，沖塘、雨淋溝等及時填平、壓實，遇到?jīng)_刷及時用土加高培土，以確保施工期圍堰安全。

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