淤泥地質(zhì)條件下模袋砂圍堰水閘施工技術(shù)探討

許 建 貴

(河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450000)

在水利工程項(xiàng)目中，水閘施工項(xiàng)目具有非常關(guān)鍵性的作用，相關(guān)施工單位要結(jié)合實(shí)際施工條件和地質(zhì)因素，保證其攔水功能、泄洪功能以及排水功能得以有效發(fā)揮，并且，由于水閘施工會(huì)受到諸多因素的影響，所以，要深度整合圍堰處理的效果，提高施工技術(shù)的應(yīng)用水平，發(fā)揮模袋砂圍堰水閘施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，減少淤泥地質(zhì)對(duì)工程項(xiàng)目安全性和穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。

1 淤泥地質(zhì)條件下水閘施工技術(shù)

目前，較為常見的水閘施工技術(shù)主要分為以下幾個(gè)類別，不同施工技術(shù)有自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，尤其是在淤泥地質(zhì)條件下，不同施工技術(shù)各自的性能和造價(jià)等因素都存在一定的差異。

第一，土石圍堰施工技術(shù)，穩(wěn)定性、防滲性較好，具有較強(qiáng)的抗沖刷性能，但是，整體造價(jià)較高，且適用范圍一般，加之施工難度較大，在實(shí)際應(yīng)用過程中要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

第二，混凝土圍堰。穩(wěn)定性、防滲性較好，具有較強(qiáng)的抗沖刷性能，工程造價(jià)高，且施工難度大，若是不能滿足施工項(xiàng)目的實(shí)際需求，則無法發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，選擇要慎重[1]。

第三，草土圍堰。穩(wěn)定性較好，防滲性、抗沖刷性能一般，盡管工程造價(jià)較低，且施工難度不大，但是，適用范圍很小，在實(shí)際施工使用過程中并不廣泛。

第四，鋼板樁圍堰。穩(wěn)定性較好，防滲性一般，具有較強(qiáng)的抗沖刷性能，項(xiàng)目造價(jià)較高，且施工難度大，使得適用范圍一般。

第五，爆破擠壓淤泥圍堰。穩(wěn)定性、防滲性較好，抗沖刷性能一般，施工較為容易，使得其適用范圍較為廣泛，但是，施工造價(jià)較高，需要結(jié)合實(shí)際情況具體選擇。

第六，模袋砂圍堰。穩(wěn)定性、防滲性較好，具有較強(qiáng)的抗沖刷性能，整體施工造價(jià)較低，且施工容易，就使得整體適用范圍十分廣泛。

第七，固化土圍堰。穩(wěn)定性、抗沖刷性能一般，防滲性較好，但是施工造價(jià)高，使得適用范圍相對(duì)較小。

經(jīng)過對(duì)比分析，在淤泥地質(zhì)條件下，還是借助模袋砂圍堰操作更加合理，灌砂效果較好，就使得整體價(jià)格管理和采購效果較為便利，由于項(xiàng)目能實(shí)現(xiàn)就地取材，能有效減少塊石的材料運(yùn)輸量，并且模袋砂圍堰也稱為水閘門施工中最常見的方法。

2 工程案例

某工程項(xiàng)目融合了景觀蓄水、引清調(diào)水等功能，是當(dāng)?shù)剌^為關(guān)鍵的水利工程項(xiàng)目，整體工程等級(jí)屬于三級(jí)，主要建筑物等級(jí)也為三級(jí)，次要建筑物為四級(jí)，建筑項(xiàng)目包括水閘、船閘以及管理設(shè)施和景觀綠化設(shè)施等。結(jié)合地區(qū)實(shí)際工程需求和項(xiàng)目資金水平，工程選取了模袋砂圍堰作為水閘施工主要技術(shù)，并制定了相應(yīng)的施工方案。正是基于對(duì)工程項(xiàng)目通航和泄洪的需求，借助模袋砂圍堰操作進(jìn)行統(tǒng)籌性處理，確保相關(guān)操作和運(yùn)維管理效果能滿足實(shí)際項(xiàng)目需求，實(shí)現(xiàn)施工管理工作的有序開展[2]。

3 淤泥地質(zhì)條件下模袋砂圍堰水閘施工方案

3.1 圍堰整體方案

工程項(xiàng)目實(shí)際施工過程受到諸多自然因素的影響，其中海水潮汐作用、漲潮作用等都十分關(guān)鍵，因此，在施工過程中，要利用圍堰管理避免施工流程受到制約，借助圍堰管理有效提高基坑管理水平，實(shí)現(xiàn)干地施工管理。本工程項(xiàng)目結(jié)合水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范，對(duì)整體圍堰項(xiàng)目展開了系統(tǒng)化管控和處理，按照實(shí)際需求進(jìn)行兩期圍堰操作。第一期，圍堰設(shè)計(jì)擬定按照十年一遇的最高洪水位進(jìn)行安全值確定，并且對(duì)圍堰頂高程進(jìn)行了處理。假設(shè)最高洪潮水位是3.21 m，則圍堰頂高程確定為4 m。第二期，圍堰設(shè)計(jì)工期較短，對(duì)工程項(xiàng)目的影響并不大，因此，設(shè)計(jì)為五年一遇的洪水水位，高程設(shè)定為3.5 m，另外，對(duì)附屬工程項(xiàng)目進(jìn)行導(dǎo)流明渠處理，對(duì)河床的全斷面予以圍堰[3]。

3.2 模袋砂圍堰材料選擇

為了滿足實(shí)際需求和建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)體系水平，要從根本上提高圍堰項(xiàng)目的安全性和可靠性，有效整合具體材料和施工過程，圍堰結(jié)構(gòu)中，利用填筑操作，能有效升級(jí)整體項(xiàng)目質(zhì)量。本工程項(xiàng)目中主要利用的是吹填牛皮砂，充分借助其不透水性以及高塑性，維護(hù)有效的處理需求，并且保證在圍堰大范圍區(qū)域進(jìn)行牛皮砂的拋填處理，能在實(shí)現(xiàn)圍堰基礎(chǔ)受力提升的基礎(chǔ)上，有效升級(jí)其穩(wěn)定性和整體性，確保解決實(shí)際問題的同時(shí)，提高項(xiàng)目運(yùn)維的整體質(zhì)量，也能從根本上提高運(yùn)維管理工作的實(shí)際水平，實(shí)現(xiàn)圍堰操作的質(zhì)量目標(biāo)，提高水閘施工流程的完整程度[4]。

3.3 具體操作

結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，在具體操作流程中，要對(duì)其實(shí)際淤泥地質(zhì)予以分析和處理，正是由于施工條件有限，所以，才要建立健全更加系統(tǒng)化的圍堰水閘施工方案。并且，淤泥地質(zhì)條件本身的承載力就嚴(yán)重不足，加之圍堰沉降較大，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的擾動(dòng)問題，不易于穩(wěn)定成型，基于此，要利用模袋砂圍堰操作對(duì)相關(guān)情況予以處理。不僅僅能減少圍體實(shí)際荷載沉降問題，也能集中提高防滲效果。值得一提的是，在模袋砂圍堰操作過程中，正是借助模袋自身的強(qiáng)度，能為其剛度和整體效果提供保障，目前，較為實(shí)用的方式中，圍堰項(xiàng)目一期利用的是模袋砂圍堰，二期利用的是沙包圍堰，形成了系統(tǒng)化圍堰體系。

3.4 斷面處理

為了有效提升整體項(xiàng)目的運(yùn)行效率和質(zhì)量水平，要整合圍堰監(jiān)督管理需求，對(duì)一期圍堰和二期圍堰的典型斷面予以調(diào)控[5]。

第一，對(duì)一期圍堰典型斷面進(jìn)行全面處理。圍堰體系全長(zhǎng)約為80 m，頂寬4 m，底寬28 m，坡度的比例為1∶2，底層主要鋪設(shè)的是土工布，迎水面要鋪設(shè)土工膜結(jié)構(gòu)，利用沙包進(jìn)行壓腳操作，只有保證整體應(yīng)用管理結(jié)構(gòu)的完整性，才能提高管控效果和整體水平。模袋主要是腈綸結(jié)構(gòu)的土工編織布，填充后基礎(chǔ)性厚度能達(dá)到0.5 m～0.7 m，利用分層立體交錯(cuò)鋪設(shè)的方式對(duì)高程進(jìn)行設(shè)置，維護(hù)面層土工膜的覆蓋面和應(yīng)用水平，內(nèi)坡則是利用沙袋進(jìn)行集中的壓腳操作。第二，對(duì)二期圍堰典型斷面進(jìn)行整合，利用的是沙包圍堰和松木樁圍堰，圍堰頂寬為3 m，底寬為13 m，頂部高程達(dá)到3.5 m。需要注意的是，在整個(gè)工程項(xiàng)目的底部，利用的是土工膜塊石進(jìn)行壓腳操作，背水面則為沙包壓腳，整體結(jié)構(gòu)要按照河床的實(shí)際地質(zhì)條件進(jìn)行處理和管控，從而整合具體施工項(xiàng)目的運(yùn)維水平，將長(zhǎng)度、寬度以及厚度都控制在一定的范圍內(nèi)，有效升級(jí)頂面標(biāo)高的具體參數(shù)[6](見圖1)。

4 結(jié)語

在淤泥地質(zhì)條件下進(jìn)行水閘修建，本身就存在一定的難度和風(fēng)險(xiǎn)性，若是要對(duì)其進(jìn)行圍堰處理，就要結(jié)合實(shí)際情況和地質(zhì)條件，開展針對(duì)性較強(qiáng)的技術(shù)管理和控制機(jī)制，確保圍堰操作的穩(wěn)定性，從而為水閘修建提供保障。本文按照模袋砂圍堰施工，在維護(hù)穩(wěn)定性和成型效果的基礎(chǔ)上，也能結(jié)合實(shí)際情況，開展有利于圍堰斷面處理的施工措施，不僅能有效避免舊堤壩對(duì)施工條件的限制，也能優(yōu)化施工實(shí)施情況，為后續(xù)施工流程的完整性程度優(yōu)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1] 魏新江,王金艷,丁 智，等.舟山海底沉管隧道模袋砂圍堰位移分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2013(9):1835-1842.

[2] 賴佑賢,陳 健.淤泥地質(zhì)條件下模袋砂圍堰水閘施工技術(shù)的優(yōu)化[J].水利建設(shè)與管理,2017,37(1):12-14.

[3] 郭曉剛,朱 敏.江蘇省啟東市大型船塢砂土模袋圍堰設(shè)計(jì)[J].人民長(zhǎng)江,2015,42(20):65-67.

[4] 鄭 濤,張 強(qiáng).海相淤泥地質(zhì)超大基坑鋼板樁圍堰受力分析[J].山西建筑,2015，41(19):175-177.

[5] 樊 榮.厚覆蓋層地質(zhì)條件下多邊異型承臺(tái)圍堰施工關(guān)鍵技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016(8):375,377.

[6] 龍 勝.水閘擋水圍堰工程的設(shè)計(jì)與施工[J].四川水力發(fā)電,2014,30(2):55-57,60.