貴港市鯉魚(yú)江口防洪閘工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

龍起華 黃祖芹

【摘 要】鯉魚(yú)江口防洪閘位于廣西貴港市城區(qū)中部郁江左岸鯉魚(yú)江口處，閘址位置河床狹窄，施工水位高。該工程考慮采用在防洪閘2#、3#閘孔之間布置縱向混凝土圍堰將防洪閘分為一、二兩期進(jìn)行分期導(dǎo)流施工，為了施工縱向混凝土圍堰，采用“U”形鋼板樁作為臨時(shí)圍堰施工縱向混凝土圍堰，待縱向混凝土圍堰施工完成后結(jié)合上下游土石圍堰形成封閉區(qū)域?qū)Ψ篮殚l進(jìn)行施工。

【關(guān)鍵詞】防洪閘；施工導(dǎo)截流；鋼板樁

【中圖分類號(hào)】TV551 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）02-0084-03

1 工程概況

貴港市鯉魚(yú)江口防洪閘位于廣西貴港市城區(qū)中部郁江左岸鯉魚(yú)江口處，與郁江左岸防洪堤形成封閉的防洪體系，設(shè)計(jì)過(guò)閘流量為3 380 m3/s，屬大（2）型水閘，工程等別為Ⅱ等，水閘、兩岸接頭建筑物等主要建筑物級(jí)別為2級(jí)，護(hù)坡及坡腳擋墻等次要建筑物級(jí)別為3級(jí)。鯉魚(yú)江口防洪閘的主要任務(wù)為阻擋郁江50年一遇洪水、排泄鯉魚(yú)江自身30年一遇洪水。水閘外江郁江50年一遇設(shè)計(jì)防洪水位為48.13 m（85國(guó)家高程基準(zhǔn)，下同），100年一遇校核防洪水位為48.13 m；內(nèi)江鯉魚(yú)江設(shè)計(jì)排洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，設(shè)計(jì)過(guò)閘的流量為3 380 m3/s，相應(yīng)閘上設(shè)計(jì)的水位為42.38 m，閘下設(shè)計(jì)的水位為41.67 m。

2 工程總布置

鯉魚(yú)江口防洪閘從左岸至右岸依次布置左岸“U”形擋墻段、左岸接頭重力壩段、防洪閘段、右岸接頭重力壩段及右岸“U”形擋墻段，閘線總長(zhǎng)122 m。左、右岸“U”形擋墻段長(zhǎng)度均為5 m，頂高程為49.8 m；左、右岸接頭重力壩段長(zhǎng)度均為30 m，頂高程為49.8 m，最大壩高為18.8 m；防洪閘段位于鯉魚(yú)江河道中央，閘室長(zhǎng)23 m，總寬54.8 m，壩頂高程為49.8 m，最大壩高25.8 m。閘室共5孔，每孔凈寬8 m，設(shè)8 m×12 m（寬×高）平板工作閘門，上下游各設(shè)檢修閘門一道；混凝土縱向圍堰與2#、3#閘墩相接，圍堰頂高程為36.5 m，圍堰最大高度為14 m。

3 施工導(dǎo)流

3.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

鯉魚(yú)江口防洪閘設(shè)計(jì)過(guò)閘流量為3 380 m3/s，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2017）及《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL265—2016）的相關(guān)規(guī)定，本工程屬大（2）型水閘，為Ⅱ等工程，主要建筑物級(jí)別為2級(jí)，導(dǎo)流建筑物級(jí)別為4級(jí)。由于防洪閘位于鯉魚(yú)江出口附近，距郁江口僅120 m，受郁江水位頂托作用明顯。因此，施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)主要考慮郁江洪水水位的影響，并結(jié)合鯉魚(yú)江施工期洪水的特點(diǎn)確定。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303—2004）的有關(guān)規(guī)定，4級(jí)導(dǎo)流建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)為10～5年一遇（建筑物類型為混凝土結(jié)構(gòu)）?？紤]本工程水閘、消力池的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，因此確定本工程導(dǎo)流建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。根據(jù)鯉魚(yú)江口防洪閘的工程條件，導(dǎo)流方案采用左右岸分期導(dǎo)流。如果采用5年一遇全年洪水標(biāo)準(zhǔn)，鯉魚(yú)江洪峰流量達(dá)到1 660 m3/s，閘上水位較高，施工導(dǎo)流困難，工程投資大。本工程水閘主體工程量不大，一個(gè)枯水期即能將永久建筑物（主體工程的閘室、閘下消能設(shè)施及護(hù)岸工程）修筑至壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)的汛期洪水位以上。為減少臨時(shí)工程投資，考慮采用枯水期施工，選擇5年一遇枯水期的洪水標(biāo)準(zhǔn)。閘址位于貴港市城區(qū)中部郁江左岸鯉魚(yú)江口，枯水期受桂平航運(yùn)樞紐庫(kù)水位的頂托，鯉魚(yú)江口閘址處水位比天然水位情況下要高一些。導(dǎo)流時(shí)段的選擇在保證工期的前提下，盡可能地選擇枯水期，以節(jié)省導(dǎo)流費(fèi)用。本階段導(dǎo)流時(shí)段選擇了10月～次年3月、11月～次年2月、11月～次年3月，11月～次年4月15日4個(gè)時(shí)段比選。各施工期導(dǎo)流流量較小，相差不大，考慮到11月～次年4月15日施工工期略有延長(zhǎng)，圍堰工程量增加不多，為保證必要的施工時(shí)間，因此本階段推薦采用導(dǎo)流時(shí)段為11月～次年4月15日，5年一遇的郁江水位為35.05 m。

3.2 導(dǎo)流方式和導(dǎo)流程序

鯉魚(yú)江口防洪閘位于貴港市城區(qū)，左岸為已建防洪堤，堤頂高程為49.58～49.41 m，堤后即為城鎮(zhèn)民房；下游右岸為小江砂場(chǎng)碼頭、小江小學(xué)，岸頂為45～46 m高程。兩岸較為狹窄，施工布置較為局促。如果采用一次攔斷河床圍堰導(dǎo)流的方式，難以布置導(dǎo)流明渠、涵洞或隧洞，根據(jù)地形條件和樞紐布置情況，本階段施工導(dǎo)流采用分期導(dǎo)流方式。根據(jù)工程布置方案及本工程特點(diǎn)，導(dǎo)流程序如下：一期先收束右岸河床用縱向混凝土圍堰及上下游土石圍堰圍左岸，利用右河道導(dǎo)流，然后施工左岸2孔水閘，同時(shí)利用臨時(shí)黏土圍堰對(duì)護(hù)岸擋墻及護(hù)坡進(jìn)行施工，汛前拆除一期上、下游土石圍堰；二期用縱向混凝土圍堰及上、下游土石圍堰圍右岸，利用已建的左岸2孔水閘導(dǎo)流，施工右岸3孔水閘，同時(shí)利用臨時(shí)黏土圍堰對(duì)護(hù)岸擋墻及護(hù)坡進(jìn)行施工，汛前拆除二期土石圍堰及縱向混凝土圍堰多余的部分。

3.3 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

由于閘址處鯉魚(yú)江河床較為狹窄，難以布置土石圍堰，考慮在2#閘孔及3#閘孔之間施工一道縱向混凝土圍堰，以縱向混凝土圍堰為邊界，將左、右水閘分為一、二期，配合上下游土石圍堰，形成封閉施工區(qū)域（施工導(dǎo)流平面布置如圖1所示）。

施工縱向混凝土圍堰時(shí)需先施工臨時(shí)圍堰，受河床條件限制，臨時(shí)圍堰同樣不能采用土石圍堰，本工程考慮采用“U”形鋼板樁在河床中形成封閉區(qū)域施工縱向混凝土圍堰（鋼板樁臨時(shí)圍堰平面布置如圖2所示）。

臨時(shí)圍堰設(shè)置在混凝土縱向圍堰兩側(cè)，采用型號(hào)為SKSP-IV的“U”形鋼板樁圍堰，呈方形布置，寬度為17.7 m，長(zhǎng)度為168 m，樁頂高程為37.3 m。板樁距縱向圍堰左、右側(cè)堰腳的最小距離分別為1.7 m、6 m；距上、下游端堰腳的最小距離分別為2 m、3 m。鋼板樁內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)采用鋼管對(duì)撐及角撐。鋼板樁自上而下沿35 m、32.5 m、30 m、27.5 m及25.25 m高程設(shè)5道圍囹，圍囹采用2根“H”形鋼HN350；每道圍囹結(jié)構(gòu)用φ377 mm×22鋼管作水平對(duì)撐，每榀水平對(duì)撐鋼管的間距為4 m；鋼管的端部采用φ203 mm×14鋼管作兩邊支撐以保證對(duì)撐的端部穩(wěn)定；鋼板樁平面折角處采用兩道鋼管角撐呈45°以加強(qiáng)局部結(jié)構(gòu)。由于對(duì)撐鋼管長(zhǎng)達(dá)17.7 m，為偏心受壓桿件，為了避免失穩(wěn)破壞，在鋼管中部設(shè)一道豎向支撐，使其對(duì)撐長(zhǎng)度縮短一半。豎向支撐采用φ377 mm×22鋼管，伸至底部基巖；每榀水平對(duì)撐與豎向支撐采用φ203 mm×14鋼管焊接形成桁架整體受力。由于鋼板樁圍堰基礎(chǔ)難以深入基巖內(nèi)部，且淺表層基巖巖溶較發(fā)育，巖面起伏，透水性中等，淤泥等覆蓋層穩(wěn)定性極差，淺表層巖溶滲漏可能引起地基乃至鋼板樁內(nèi)的淤泥等覆蓋層產(chǎn)生滲透破壞，對(duì)鋼板樁臨時(shí)圍堰穩(wěn)定不利。因此，鋼板樁樁腳采用1 m厚的C20（2）水下混凝土封底，封底寬度均為3 m，圍堰外采用帷幕灌漿防滲，灌漿孔距2 m，灌漿深度為6 m（鋼板樁結(jié)構(gòu)如圖3所示）。

混凝土縱向圍堰位于防洪閘2#、3#孔之間，與4#、5#閘墩相接，圍堰頂高程為36.5 m。為了與上、下游橫向土石圍堰銜接，將原縱向圍堰分別向上、下游延伸至土石圍堰坡腳，上游縱向圍堰總長(zhǎng)65 m（其中，永久段長(zhǎng)20 m，臨時(shí)段長(zhǎng)45 m），下游縱向圍堰總長(zhǎng)75 m（其中，永久段長(zhǎng)30 m，臨時(shí)段長(zhǎng)35 m）。中間閘室段設(shè)臨時(shí)重力式混凝土圍堰，長(zhǎng)23 m，圍堰最大高度為13.6 m。閘室段臨時(shí)圍堰與二期基礎(chǔ)開(kāi)挖同步拆除，上、下游縱向圍堰延伸段與二期土石圍堰同步拆除。

上、下游采用土石圍堰，一期土石圍堰頂高程為36.1 m，堰頂寬度為4.5 m，最大堰高度為7.6 m；二期土石圍堰頂高程為35.6 m，堰頂寬度為4.5 m，最大堰高度為8.6 m。土石圍堰臨水面坡比為1∶2.5，并采用塊石護(hù)坡，厚1 m；基坑內(nèi)坡比為1∶2。

3.4 導(dǎo)流工程施工

臨時(shí)圍堰鋼板樁沿施工道路下河搭建施工平臺(tái)，施工順序如下：先安裝頂部和底部的樣架，使鋼板樁能準(zhǔn)確定位，然后拼裝、打樁。拼裝完成后先清渣、挖泥，再澆筑水下混凝土封底，待混凝土達(dá)一定強(qiáng)度后再往外圍施工帷幕灌漿。鋼板樁施工應(yīng)確保拼接質(zhì)量和防滲效果。施工期間應(yīng)對(duì)鋼板樁圍堰進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如出現(xiàn)變形、漏水等情況應(yīng)及時(shí)處理。

鋼板樁施工：先用土石填筑施工平臺(tái)，然后采用49 t液壓挖掘機(jī)，配DZ1-8000型振動(dòng)樁錘，沿平臺(tái)兩側(cè)進(jìn)行插打。

帷幕灌漿：采用150型地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，在鋼板樁上搭架鉆孔平臺(tái)，按分序逐次加密原則先后施工，采用自上而下的灌漿法。

圍堰混凝土施工：混凝土采用預(yù)拌商品混凝土，就近購(gòu)買，混凝土攪拌車運(yùn)至工地，泵送入倉(cāng)。

水下混凝土澆筑：采用導(dǎo)管法施工，將拌制好的混凝土通過(guò)管徑300 mm的導(dǎo)管借助自重壓力使之沿格體底部擴(kuò)散。

土石圍堰施工：土料外購(gòu)，采用1 m3反鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖，10 t自卸汽車運(yùn)輸，堰體采用12 t振動(dòng)碾壓機(jī)碾壓。

二期麻袋黏土圍堰填筑：土料外購(gòu)，采用1 m3反鏟挖掘機(jī)開(kāi)挖，10 t自卸汽車運(yùn)輸，人工裝袋，人工鋪筑。

4 結(jié)語(yǔ)

貴港市鯉魚(yú)江口防洪閘閘址位置河床狹窄，中央河床寬度僅有約50 m，左岸岸頂防洪堤以外為居民房，右岸岸頂為小學(xué)，受地形及場(chǎng)地限制，施工導(dǎo)流布置是整個(gè)工程施工中的一大難點(diǎn)，本工程利用“U”形鋼板樁作為臨時(shí)圍堰，在臨時(shí)圍堰內(nèi)先行施工完成縱向混凝土圍堰，再利用施工完成的縱向混凝土圍堰及上、下游土石圍堰形成封閉區(qū)域?qū)Ψ篮殚l進(jìn)行一、二期施工，較好地解決了由于河床狹窄導(dǎo)致的施工導(dǎo)流難的問(wèn)題。

參 考 文 獻(xiàn)

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