同安區(qū)石潯水閘圍堰施工中關(guān)鍵技術(shù)問題探討

何毅偉

（福建路港（集團(tuán)）有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概況

同安區(qū)石潯水閘改建工程新建水閘一座，閘址在原水閘下游，距原水閘約170 m處位置。該工程為水利水電工程Ⅱ等、規(guī)模大(2)型，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，設(shè)計(jì)擋潮標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，水閘其設(shè)11孔，單孔凈寬10 m，總過水凈寬110 m，水閘全長144.2 m。項(xiàng)目區(qū)場(chǎng)地地勢(shì)平緩，距離出海口1.2 km，屬石潯支流河床地貌，河床較為平坦、順直，地形對(duì)稱，總體呈“U”型。水閘兩岸為河流階地，無牛軛湖、決口等分布，河道位置基本變化不大。據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查及鉆探資料分析，地層主要為近代人工填土層，第四系淤積層，第四系沖積層，以及殘積層和燕山晚期基巖風(fēng)化層組成。

根據(jù)設(shè)計(jì)成果可知，50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量1030 m3/s，500年一遇校核洪峰流量1410 m3/s。閘頂高程為6.50m，閘頂上設(shè)有啟閉室，還建有公路橋和檢修閘門用的檢修橋等建筑物，在水閘上游布置有拋石防沖槽、干砌塊石護(hù)面、C25鋼筋砼鋪蓋，下游布置C30鋼筋砼消力池、漿砌石和干砌塊石兩道海漫以及拋石防沖槽等，平面布置圖見圖1。

圖1 施工圍堰平面布置圖

2 圍堰總體布置

在水閘施工之前，應(yīng)先進(jìn)行圍堰施工，以保證主體工程在相對(duì)干燥的環(huán)境中施工，具體施工思路是：擬在水閘上游基礎(chǔ)開挖邊線之外修筑圍堰截流、擋水，圍堰工程主要為上游全斷面橫向圍堰擋水、上游浦聲支流導(dǎo)流，圍堰底下設(shè)置高壓旋噴樁防滲墻止水，堰體用紅土袋，防水土工膜包砂及石渣筑堤。下游利用現(xiàn)石潯水閘擋水[1]。

上游橫向圍堰垂直河道中心布置，橫向圍堰連接左右岸防洪堤，經(jīng)布置，上游橫向圍堰軸線長140 m，圍堰上堰腳設(shè)有子堤，子堤頂標(biāo)高原設(shè)計(jì)2.5 m，軸線距水閘中心線67 m，堰腳距水閘上游防沖槽前端14.0 m。由圍巖斷面布置圖堰可知，頂寬度6 m米的寬度，上、下游堰堤外側(cè)放坡1∶2.5，子堤粘土防滲側(cè)放坡1∶3。土石填筑時(shí)，每填筑一次30 cm-50 cm，用壓路機(jī)來回碾壓，直至壓實(shí)到密實(shí)，再填筑下一層[2]。上游圍堰結(jié)構(gòu)形式見圖2。

圖2 上游圍堰結(jié)構(gòu)形式圖

3 上游圍堰施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題

3.1 導(dǎo)流方式

水閘處河床寬約140 m，左岸有居民，右岸有蝦塘，沿河兩岸防洪堤已形成。水閘施工導(dǎo)流方式有明渠導(dǎo)流和圍堰導(dǎo)流。因兩岸蝦池、民房征地難度極大，代價(jià)也很大，經(jīng)論證，不可能采用明渠導(dǎo)流；而分期導(dǎo)流則施工工期長，圍堰工程量大，工程投資增加，也不合適。因本工程上游右側(cè)有浦聲支流，閘址距上游分流口約3.058 km，河道坡降0.04‰，河床可采用一次性攔斷河道，故水閘上游來水導(dǎo)流方式利用浦聲支流為主導(dǎo)支流石潯支流進(jìn)行施工，即水閘上游來水從浦聲支流導(dǎo)流，水閘下游潮水通過現(xiàn)狀石潯水閘擋潮，抽干新建水閘地段河水，將水下作業(yè)轉(zhuǎn)為干處作業(yè)。

3.2 圍堰施工

3.2.1 施工前準(zhǔn)備

進(jìn)駐施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)及時(shí)開展各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，包括材料供應(yīng)、設(shè)備供應(yīng)，技術(shù)人員到位情況，生活區(qū)布置等，同時(shí)進(jìn)行技術(shù)交底，包括設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)資料技術(shù)交底和施工單位施工組織設(shè)計(jì)方面的交底，為圍堰施工做前期準(zhǔn)備[2]。

3.2.2 施工技術(shù)、方法

①施工技術(shù)人員進(jìn)駐現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)勘察設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)報(bào)告、圖紙等勘察設(shè)計(jì)資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行圍堰施工材料的準(zhǔn)備。

②結(jié)合勘察設(shè)計(jì)單位圖紙?zhí)峁┑膰呶恢米鴺?biāo)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)放樣，將圖紙坐標(biāo)點(diǎn)位置放在現(xiàn)場(chǎng)圍堰壩址，確定出圍堰位置。

③為了現(xiàn)場(chǎng)施工搬運(yùn)方便，編織袋裝量不宜太多，裝土量為編織袋容量1/3～1/2為最佳，袋口應(yīng)用麻繩或綁扎絲綁扎，投放前應(yīng)先清除堰底河床上的垃圾、雜草、樹枝等雜物。編織袋應(yīng)沿河床順坡滑落的方式，為避免摔爛不宜拋投，堆放時(shí)在上下層應(yīng)互相錯(cuò)縫堆放，且盡可能堆碼整齊[3]。在投放編織袋的同時(shí)要預(yù)埋好用于加固桿件拉結(jié)的鐵絲將編織袋拉緊以防滑落，待圍堰合攏成型后，圍堰兩側(cè)用土工膜包裹防止編織袋滑落，在土工膜的河床端和堰頂端，用編織袋壓牢壓實(shí)，土工膜同時(shí)起到圍堰防滲的作用。

④編織袋堆碼到設(shè)計(jì)要求的高度，及時(shí)采用粘土進(jìn)行填筑。土料填筑速度要與施工現(xiàn)場(chǎng)編織袋堆放速度保持一致，不宜太快或者太慢，填筑粘土料時(shí)嚴(yán)禁直接向水中倒土，應(yīng)將粘土料自河床的淺水側(cè)逐步向深水方推進(jìn)，填筑過程中應(yīng)注意振搗振實(shí)，加強(qiáng)堰堤的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)應(yīng)注意圍堰填筑時(shí)涌水、坍塌[4]。

⑤待圍堰合填筑后應(yīng)鋪設(shè)防水布，防水布頂端要用編織袋壓牢，以免被流水沖刷走或被風(fēng)吹跑[5]。

⑥為保證圍堰施工安全，施工期間應(yīng)每天進(jìn)行圍堰完好情況檢查，并且做好水位記錄，一旦發(fā)現(xiàn)如滲漏、滑移等安全隱患，應(yīng)及時(shí)消除，保證圍堰安全。

3.3 圍堰防滲問題

3.3.1 高壓旋噴樁施工技術(shù)

為處解決上游圍堰防滲問題，在上游圍巖心墻下方-0.4 m高程布置高壓旋噴樁組成高壓旋噴樁防滲墻(見圖2)，共計(jì)361個(gè)5215 m，旋噴樁孔徑0.6 m，孔距0.4 m，孔底高程-12 m，滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s。設(shè)計(jì)漿液壓力20 MPa～40 MPa，漿液比重1.30～1.49，旋噴速度20 r/min，提升速度0.2 m/min～0.25 m/min，噴嘴直徑23 mm，漿液流量80 L/min～100 L/min。

高壓旋噴樁施工采用單管法[6]，在施工時(shí)因相鄰樁距離太近，加上施工間隔時(shí)間太短，在相鄰高噴孔施工時(shí)可能產(chǎn)生串漿問題，施工中分I序、2序施作，先施工I序旋噴樁，在進(jìn)行II需旋噴樁施工，見圖2，施工順序依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。高壓旋噴樁的施工技術(shù)要求見表1。

表1 旋噴樁施工技術(shù)檢查表

圖3 高壓旋噴樁防滲墻布置圖

3.3.2 土工膜、粘土防滲

圍堰底下設(shè)置高壓旋噴樁防滲墻止水，堰體用紅土袋，防水土工膜包砂及石渣筑堤[7]，具體施工方法為：上游子堤填筑，用較好的土石填筑料，利用防水土工布鋪蓋防上游沖刷及滲漏，按1∶2.5的坡度填筑，待填筑至2.5 m標(biāo)高時(shí)，再在上游坡腳填筑1∶3的粘土防滲。

4 圍堰拆除

4.1 拆除時(shí)間

考慮到汛期雨水較多，防汛壓力大，形成內(nèi)河水位暴漲，造成內(nèi)澇，因此在入汛前必須拆除施工圍堰[8]。

4.2 技術(shù)要求

（1）將圍堰旁邊原填筑圍堰的取土基坑填滿、恢復(fù)原貌，以及連接圍堰上下游的水下土方全部挖除，使之符合設(shè)計(jì)要求。

（2）將河底土方挖到-0.50 m高程，以及保證設(shè)計(jì)要求的坡度，以滿足行洪度汛要求。

4.3 拆除方案

（1）先用挖機(jī)在圍堰上開一條排水槽，使上游的水排入下游干河內(nèi)，等到圍堰兩邊的水位高程相同時(shí)再開挖，以免挖機(jī)挖開缺口后水流過急，出現(xiàn)潰壩和圍堰上的土方順著水流沖入下游較遠(yuǎn)處。

（2）圍堰水上部分采用挖掘機(jī)拆除，挖機(jī)應(yīng)先在圍堰上鋪設(shè)鋼板，以滿足圍堰上挖機(jī)順利行走的寬度，然后用挖掘機(jī)把圍堰土方填到原來的取土坑內(nèi)，并恢復(fù)原貌，多余的土挖掘機(jī)取土裝車外運(yùn)至排泥場(chǎng)。

（3）用抓斗船、駁載船進(jìn)行水下土方開挖，挖泥船開挖上來的土方由駁載船運(yùn)輸至拋泥場(chǎng)。

此外，圍堰拆除中應(yīng)做好安全措施，在運(yùn)輸?shù)缆?、圍堰迎水面等重要部位安放明顯的安全警示牌及燈，安排專人巡視值班及現(xiàn)場(chǎng)指揮人員。圍堰拆除后，要在河道兩岸恢復(fù)安全防護(hù)欄桿及懸掛安全警示牌。

5 結(jié)語

在水閘施工改建中，把握好圍堰施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題不僅能夠確保工程質(zhì)量和工期，也能夠節(jié)省工程投資，確保在主汛期最大限度減少同安城區(qū)居民及施工現(xiàn)場(chǎng)的災(zāi)害損失。因此，研究水閘施工中圍堰施工的關(guān)鍵技術(shù)問題是非常必要的，保證了石潯水閘改建工程的順利完工。