淺談砂圍堰施工常見(jiàn)難點(diǎn)及措施

陳淵泉

(福建省三安建設(shè)有限公司，福建 漳州 363000)

0 前 言

圍堰作為重要的臨時(shí)擋水建筑物，大量應(yīng)用于水利工程堤防、水閘、水電站等涉水工程，特別是感潮河段受河段水文情況影響較大，如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)情況，針對(duì)砂圍堰施工難點(diǎn)，制定確實(shí)有效的措施，指導(dǎo)砂圍堰施工，為砂圍堰施工創(chuàng)造有利的施工條件具有重要的意義；現(xiàn)結(jié)合白礁水閘工程項(xiàng)目的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)砂圍堰施工過(guò)程的難點(diǎn)及采取的處置措施進(jìn)行總結(jié)，為砂圍堰的施工提供參考。

1 工程簡(jiǎn)介

白礁水閘擴(kuò)建工程(一期)位于龍海市角美鎮(zhèn)龍池開(kāi)發(fā)區(qū)白礁水閘(原建)旁，項(xiàng)目圍堰的建設(shè)周期為4個(gè)月，其建設(shè)完成之后主要通過(guò)提升防洪排澇功能，以便對(duì)龍池(漳州界)開(kāi)發(fā)區(qū)予以加強(qiáng)性能保護(hù)。施工區(qū)域降雨量充沛，且每年7-9月為臺(tái)風(fēng)季節(jié)，最大風(fēng)速超過(guò)45m/s。本項(xiàng)目通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際水文地質(zhì)及市場(chǎng)材料供應(yīng)情況，對(duì)圍堰的類型、圍堰材料的進(jìn)行方案論證，最終選定砂作為圍堰填筑材料，并編制了砂圍堰施工方案，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

該項(xiàng)目圍堰規(guī)劃設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為124m、其中龍口段為38m。非龍口段圍堰結(jié)構(gòu)以拋填砂為主體構(gòu)造，上寬4m、下寬36.55m、填筑高度6.91m，迎水面坡比1∶3(加鋪復(fù)合土工膜并用袋裝砂加筑50cm)、背水面坡比1∶2；迎水面及背水面均采用袋裝砂壓腳，并在背水面形成排水棱體構(gòu)造，構(gòu)造上寬2m、下寬6m(覆蓋主體結(jié)構(gòu)3m)、填筑高度1.5m；龍口段圍堰結(jié)構(gòu)為袋裝砂截流戧堤，與非龍口段銜接，前后均采用1∶1.3坡比構(gòu)筑，并下設(shè)1m厚袋裝砂進(jìn)行鋪底。

2 圍堰方案選定

為了能夠最終確定合理的圍堰結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)先行對(duì)圍堰設(shè)置區(qū)域的地質(zhì)條件、工作環(huán)境以及潮水影響等因素進(jìn)行分析。首先是對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行分析，經(jīng)實(shí)地勘察以及相關(guān)資料數(shù)據(jù)采集后可得出：該地區(qū)地質(zhì)由上層而下依次為粗砂及粗砂夾細(xì)砂、淤泥及淤泥質(zhì)砂、蠣殼淤泥質(zhì)中砂、粉質(zhì)黏土、卵石，下伏花崗巖等；其中淤泥層厚度占相對(duì)比重較大，不適宜采用單一土圍堰或土石混合圍堰進(jìn)行施工，容易由于土體失穩(wěn)造成石體沉降明顯，導(dǎo)致圍堰出現(xiàn)失穩(wěn)的情況發(fā)生。其次是對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行分析，該水閘每孔設(shè)計(jì)排水流量為38.0m3/s、孔口尺寸3.0m×5.4m，相對(duì)過(guò)水量較大，且圍堰下游處于感潮河段，長(zhǎng)期受到潮汐不同程度的沖擊影響，若是選用鋼板作為圍堰支護(hù)主體，不利于水閘主要建筑物的施工建設(shè)，另外風(fēng)速影響作用明顯，吊裝擊打鋼板施工流程緩慢且需對(duì)鋼板作加高處理，施工難度則較大且相對(duì)成本較高。最后是對(duì)潮水影響進(jìn)行分析，該圍堰施工必須先進(jìn)行上游圍堰的施工，而后進(jìn)行下游圍堰的施工，必須先將上游的河水?dāng)r截，使河水往青礁和金山水閘排泄；故此為了確保排泄順暢，可采用雙壁式復(fù)合圍堰，但是該施工方案需要足夠場(chǎng)地建設(shè)以及工期較長(zhǎng)，將會(huì)造成設(shè)計(jì)工期不能夠滿足施工要求的目標(biāo)，故此根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)各類型常用圍堰進(jìn)行施工可行性綜合評(píng)價(jià)(各類圍堰施工可行性綜合評(píng)價(jià)詳見(jiàn)表1)，并由此初步確定砂圍堰為該項(xiàng)目主要圍堰支護(hù)類型。

表1 各類圍堰施工可行性綜合評(píng)價(jià)

在初步確定采用砂圍堰作為該項(xiàng)目主要圍堰支護(hù)類型后，對(duì)項(xiàng)目周邊原材供應(yīng)情況進(jìn)行調(diào)查了解，確保后續(xù)施工作業(yè)流程連貫，并通過(guò)試驗(yàn)段的施工作業(yè)，借鑒往期同類工程施工經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，采集實(shí)際施工操作參數(shù)，提升施工作業(yè)隊(duì)伍的相關(guān)技術(shù)以及實(shí)踐操作能力；另充分結(jié)合該工程項(xiàng)目建設(shè)工期要求，編制完成逐月工程施工內(nèi)容進(jìn)度計(jì)劃，并針對(duì)施工項(xiàng)目獨(dú)特難點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)分析，以保障各階段施工相關(guān)措施得以落實(shí)到位。

3 獨(dú)特難點(diǎn)分析

該圍堰工程除了常見(jiàn)的難點(diǎn)之外，還有自身獨(dú)特的地域難點(diǎn)，由于閘下游為感潮河段，施工期間將難以避免潮漲潮落現(xiàn)象(施工區(qū)域潮汐示意圖詳見(jiàn)圖1)，當(dāng)潮汐長(zhǎng)波進(jìn)入河口之后，其不但會(huì)受水深漸減以及兩岸收束的影響，還會(huì)由于河水下泄使得潮波推進(jìn)受到阻礙，從而形成較為復(fù)雜的施工環(huán)境。除了潮波上溯的影響外，還需要考慮落潮期間潮水回流的影響，故此砂圍堰的施工難點(diǎn)都將逐漸顯現(xiàn)。也因此需要對(duì)砂圍堰進(jìn)行分段施工難點(diǎn)的分析，采用不同的措施進(jìn)行有效的解決。

圖1 施工區(qū)域潮汐示意圖

4 砂圍堰分段施工難點(diǎn)及措施

砂圍堰的分段施工，一方面是根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)進(jìn)行分類，以圍堰所處位置進(jìn)行劃分；另一個(gè)方面則是根據(jù)施工流程不同而進(jìn)行分類，以具體施工環(huán)節(jié)進(jìn)行劃分；前者可分為非龍口段落以及龍口段落兩大類，后者則在此基礎(chǔ)上將輔助施工流程分為復(fù)合土工膜、圍堰內(nèi)排水、圍堰維護(hù)及拆除等四個(gè)方面。

非龍口段落砂圍堰施工難點(diǎn)在于該工程項(xiàng)目砂圍堰拋砂量近8000m3，在具體施工階段需配備足夠數(shù)量的船只，以便能夠同時(shí)進(jìn)行同步施工作業(yè)，這就要求所用船只均需自配皮帶輸砂設(shè)備；并且在到達(dá)預(yù)定施工地點(diǎn)之后，一字排開(kāi)同時(shí)進(jìn)行采砂運(yùn)砂拋填作業(yè)，并及時(shí)根據(jù)施工進(jìn)度完成水中砂的整平成型工作。在堆積高于水面之后，需在每填筑50cm之后進(jìn)行高壓沖水灌注密實(shí)，再隨之人工修理成型，并在圍堰迎水面鋪設(shè)復(fù)合土工膜，這里需要特別強(qiáng)調(diào)一下該施工措施，即：將復(fù)合土工膜延伸至圍堰落腳位置之后，為確保其能夠固定牢靠，還需同時(shí)要求人工裝砂袋進(jìn)行復(fù)壓，并及時(shí)繼續(xù)拋填至圍堰落腳處飽滿，從而使得非龍口段落的砂圍堰穩(wěn)定[1]。

龍口段落砂圍堰施工難點(diǎn)則在于需要先行采用人工裝砂袋進(jìn)行拋填，工作量相對(duì)較大的同時(shí)，還需對(duì)已經(jīng)施工完成的兩側(cè)非龍口段落的斷面砂袋進(jìn)行裹頭處理；這就要求除了準(zhǔn)備足夠數(shù)量的人工以及砂袋外，還需要配備經(jīng)驗(yàn)豐富的裹頭處理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮作業(yè)，使得后續(xù)自配皮帶輸砂船只能夠及時(shí)拋填作業(yè)。該項(xiàng)目通過(guò)每日統(tǒng)計(jì)并結(jié)合天氣情況，確認(rèn)每循環(huán)低潮-漲潮-高潮周期時(shí)段，充分利用感潮河段的特殊循環(huán)周期的間歇，組織專業(yè)施工作業(yè)人員及時(shí)做好排水棱體的填筑，確保整個(gè)龍口合攏過(guò)程在計(jì)劃規(guī)定時(shí)間段類得以完成相關(guān)施工作業(yè)內(nèi)容。

不論是非龍口段落還是龍口段落，都應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況做好圍堰的防滲抗漏工作，從而通過(guò)迎水坡土工膜和背水坡導(dǎo)滲棱共同作用，確保圍堰整體的安全穩(wěn)定。該項(xiàng)目根據(jù)不同段落特點(diǎn)在非龍口段落迎、背潮面不同高程位置，通過(guò)設(shè)置不同的邊坡比，并采用了堰腳鋪設(shè)砂袋排水棱體，用作為各背水坡導(dǎo)滲排水之用；而龍口段堰體中則通過(guò)增設(shè)袋裝砂截流戧堤進(jìn)行控制(詳見(jiàn)表2防滲措施參數(shù)一覽表)，從而確保整個(gè)圍堰均能夠在防滲抗漏方面滿足客觀標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 防滲措施參數(shù)一覽表

在上述主體施工內(nèi)容施工完畢之后，需要對(duì)復(fù)合土工膜等后續(xù)流程中的難點(diǎn)處置措施進(jìn)行逐一探討分析，從而保證主體工程始終能夠處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。①在圍堰成型之后，根據(jù)上述不同高程對(duì)圍堰體進(jìn)行邊坡修整，然后開(kāi)始鋪設(shè)復(fù)合土工膜，應(yīng)當(dāng)將復(fù)合土工膜安放在圍堰頂，使其自上而下滾鋪，為避免滾鋪過(guò)程造成破壞，在對(duì)堰體坡面檢修階段，應(yīng)當(dāng)避免坡面存在尖銳物體等易造成土工膜破壞的材料；再將相鄰的復(fù)合土工膜卷材向下滾鋪，相鄰卷材應(yīng)當(dāng)整平搭接(8-10cm)為宜，且進(jìn)行必要滿焊作業(yè)；在焊接檢查完畢之后，立即采用砂袋進(jìn)行逐點(diǎn)鋪壓。而水下部分已有部分段落施工完畢的，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行二次檢查，避免后續(xù)填筑施工時(shí)，填筑物或其它原因造成復(fù)合土工膜的破損，從而保證上下段落的復(fù)合土工膜能夠有效銜接。②圍堰內(nèi)部抽水可以采用多臺(tái)(離心式、潛水式)水泵同時(shí)進(jìn)行抽排作業(yè)，水泵可設(shè)置于圍堰上下游位置且應(yīng)當(dāng)位于近水口位置，并對(duì)抽水區(qū)域進(jìn)行局部加深擴(kuò)大，以便利于周邊水源的匯集，從而形成集水井構(gòu)造。③為確保圍堰的安全，施工期間應(yīng)有專人經(jīng)常檢查圍堰體的完好情況，做好外江水位的觀測(cè)和記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的滲漏，滑移等隱患現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題及時(shí)組織進(jìn)行修補(bǔ)、堵截，確保圍堰體在施工過(guò)程中的安全，圍堰修補(bǔ)施工應(yīng)做到安全生產(chǎn)，確保施工階段不出現(xiàn)任何安全事故。④在主體構(gòu)造施工完畢之后，擬投入正常使用階段，建議采用挖掘機(jī)械對(duì)于圍堰進(jìn)行拆除，并且堅(jiān)持從中間到兩邊拆除的基本原則，并要求能隨時(shí)挖除隨時(shí)鏟出，做好施工機(jī)械的緊密銜接工作，避免由于車輛銜接不及時(shí)，導(dǎo)致挖掘設(shè)備站位受阻出現(xiàn)意外險(xiǎn)情；同時(shí)應(yīng)當(dāng)將圍堰底部清理干凈，避免造成環(huán)境的污染以及影響正常水流的通暢[2]。

由此可見(jiàn)，砂圍堰施工的常見(jiàn)難點(diǎn)在各個(gè)階段都普遍存在，而具體的措施將能夠得到有效的運(yùn)用；下面就對(duì)外部環(huán)境對(duì)于砂圍堰施工造成的難點(diǎn)進(jìn)行分析，并通過(guò)項(xiàng)目措施進(jìn)行有效的處置。

5 砂圍堰季節(jié)施工難點(diǎn)及措施

從工程簡(jiǎn)介當(dāng)中可以了解到，該砂圍堰工期僅為4個(gè)月，在工期較趕的同時(shí)，施工進(jìn)度時(shí)間編排上恰逢主體部分水下施工作業(yè)計(jì)劃(7-9月份)位于該地區(qū)受臺(tái)風(fēng)影響的季節(jié)，故此使得該砂圍堰受到季節(jié)性汛期影響嚴(yán)重，導(dǎo)致施工難度加大。

為了能夠確保工程順利進(jìn)行施工作業(yè)，并且確保施工完成的砂圍堰能夠抵御汛期臺(tái)風(fēng)所帶來(lái)的負(fù)面影響；故在具體施工前，該項(xiàng)目部做好了一系列相關(guān)砂圍堰的保護(hù)措施。首先是以人為本：做好各班組相關(guān)防汛抗臺(tái)的宣傳工作，力爭(zhēng)做到人人心中有隱患、工作處處有防范，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編制完善整套相關(guān)的防汛抗臺(tái)預(yù)案，以供針對(duì)實(shí)際汛期災(zāi)難發(fā)生程度以及造成破壞進(jìn)行有效預(yù)防以及整治。其次是加強(qiáng)聯(lián)系：重要施工部分施工前，與當(dāng)?shù)厮臍庀蟛块T取得聯(lián)系，在確保天氣環(huán)境允許的前提下，進(jìn)行施工作業(yè)任務(wù)的部署，并在具體施工過(guò)程中密切關(guān)注實(shí)時(shí)天氣變化，且安排專人監(jiān)控外江水位變化情況。汛期來(lái)臨期間，派遣豐富經(jīng)驗(yàn)的值班人員對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨造成的影響進(jìn)行記錄上報(bào)，確保施工成品的質(zhì)量能夠在汛情過(guò)后，依舊處于優(yōu)良工程的范圍之內(nèi)；最后是自身建設(shè)：以項(xiàng)目部人員為核心領(lǐng)導(dǎo)力量，施工現(xiàn)場(chǎng)除了組建一支強(qiáng)有力的抗洪搶險(xiǎn)隊(duì)伍至外，還準(zhǔn)備充足抗洪搶險(xiǎn)機(jī)械設(shè)備、物質(zhì)以備不時(shí)之需。

6 結(jié) 語(yǔ)

隨著工程項(xiàng)目的不斷增多，各項(xiàng)圍堰施工的難點(diǎn)也都將逐步得到有效的解決，但是各項(xiàng)措施的合理編排運(yùn)用，就需要實(shí)際施工管理人員能夠充分結(jié)合當(dāng)前施工項(xiàng)目的實(shí)際情況，進(jìn)行有效的分析施工難點(diǎn)，將各項(xiàng)措施對(duì)于各項(xiàng)難度，有針對(duì)性的進(jìn)行處置；在具體施工過(guò)程當(dāng)中不斷的積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，使得各自業(yè)務(wù)水平以及管理手段得到豐富的同時(shí)，學(xué)習(xí)不斷創(chuàng)新的管理理念，使得的圍堰工程施工難點(diǎn)在項(xiàng)目的具體實(shí)施過(guò)程中都能夠得到有效的解決，這也是接下來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間，需要實(shí)際施工管理人員能夠積極面對(duì)，并且有效降低常見(jiàn)多發(fā)問(wèn)題的重要措施內(nèi)容，只有做好當(dāng)前各項(xiàng)措施的總結(jié)以及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的積累，才能夠在陸續(xù)砂圍堰的具體施工環(huán)節(jié)當(dāng)中，搶占先機(jī)取得可觀效益。