沿海水閘圍堰工程施工的技術探討

謝小平 方碧波

引言：圍堰是指在水利工程建設中，為建造永久性水利設施，修建的臨時性圍護結構。其作用是防止水和土進入建筑物的修建位置，以便在圍堰內排水，開挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作為正式建筑物的一部分外，圍堰一般在用完后拆除。本文筆者結合工程實例，從施工導流、圍堰結構形式、圍堰技術方案解決措施及圍堰的防滲和防沖方面對沿海水閘工程施工相關技術問題進行探討，可供同行參考。

一、工程概況

某水閘工程位于某市環城河流下游、大橋下游約212m處，距長江入?？?.8km。水閘工程總占地面積12581.6m2，主體工程建設項目包括上游連接段、閘室段、下游連接段。其中，上游連接段包括護底、防滲鋪蓋及上游翼墻；閘室段包括閘底板、閘墩、排架、工作橋、交通橋、啟閉機室、橋頭堡等；下游連接段包括下游翼墻、消力池、海漫及防沖槽。

二、工程導流方案的確定

施工導流是水利水電工程施工中的一種重要問題。導流方案要事先做出周密的設計，其與整個工程的工期、質量、造價和安全度汛有著密切聯系。在水利水電工程中，一般都是通過修筑圍堰來解決施工導流問題。本工程地處沿海地區，導流設計除了考慮正常來水之外，還要考慮海水潮汐的影響。根據該地區歷年觀測資料， 最高潮位4.65m， 最低潮位-4.37m。漲落潮流歷時比較，落潮歷時略大于漲潮歷時，夏秋較為顯著，冬季趨于接近。多年落潮平均歷時比漲潮平均歷時長約7min。由上述資料可以判斷出，不同潮汐的情況下，水位相差很大，必須做好導流設計工作。

根據現場的實際和設計資料，決定采用“一次斷流、明渠導流”的導流方式。即全年由上下游圍堰擋水、明渠導流。

三、圍堰工程結構形式的選擇及分析

通過現場和設計要求分析，確定導流明渠布置河流左岸。根據野外記錄和室內土工試驗結果綜合確定本工程地區的地層結構，地基土自上而下分為雜填土、細砂、淤泥質粉質粘土與粉細砂互層、中砂、卵石、基巖（大理巖）7層。本次勘察深度范圍內，地下水類型為潛水，穩定水位標高2.2―2.82m，中砂層是良好的透水層，場地距海岸較近，地下水動態受海洋潮汐影響明顯，地下水與海水連通性較好，海水成為地下水直接補給來源。因此，必須做好圍堰的防滲工作。

1原有圍堰工程設計和施工方案基本情況

2存在的問題及改進措施

2.1 存在的問題

按照上述施工方案進行施工時，發現土方回填過程中由于潮汐時間較短，在土方還沒有回填結束之時，高水位的潮水已將剛剛填筑的土方全部帶走，造成土方填筑工程的遲滯，甚至圍堰施工無法繼續進行，而此時考慮過多的土工膜防滲已毫無意義。

2.2 改進措施

造成上述問題的主要原因就是忽略了沿海地區圍堰土方填筑過程中海潮的影響。針對這種情況，設計單位結合施工單位一起認真研究和分析，探討了新的圍堰工程設計形式和施工方法。

1）新的圍堰工程設計方案，見圖2。

圖2方案示意圖

2）施工工藝

圍堰基底拋毛石擠淤→圍堰堰體塊石填筑→迎水坡側碎石濾料鋪筑→圍堰防滲土工膜鋪設→閉氣土（黃土）填筑→草袋土→拋石護坡。

3）改進后的施工措施

首先采用拋投塊石的方式來擠出基坑內近2m深的淤泥，塊石盡量采用塊度大的石材；其次，進行堰體塊石的填筑，采用振動碾碾壓；再次，在迎水坡側鋪設碎石濾料，其粒徑盡量小一些，控制在15mm以內；然后在其上鋪設土工防滲膜，具體鋪設方法見前述內容；接下來鋪設閉氣土，閉氣土主要考慮應用的黃土，然后在其上碼草袋子裝土進行保護；最后進行拋石護坡施工，目的在于防止潮水的掏蝕，保證圍堰的穩定。

3圍堰的防滲和防沖

圍堰的防滲、接頭和防沖是保證圍堰正常工作的關鍵問題，對土石圍堰來說尤為突出。

3.1圍堰的防滲

圍堰防滲的基本要求，和一般擋水建筑物無大差異。土石圍堰的防滲一般采用斜墻、斜墻接水平鋪蓋、垂直防滲墻或灌漿帷幕等措施。

3.2圍堰的接頭處理

圍堰的接頭是指圍堰與圍堰、圍堰與其他建筑物及圍堰與岸坡等的連接而言?；炷量v向圍堰與土石橫向圍堰的接頭，一般采用刺墻型式，以增加繞流滲徑，防止引起有害的集中滲漏。

3.3圍堰的防沖

圍堰遭受沖刷在很大程度上與其平面布置有關，一般多采用拋石護底、鉛絲籠護底、柴排護底等措施來保護堰腳及其基礎的局部沖刷。關于圍堰區護底范圍及護底材料尺寸的大小，應通過水工模型試驗確定。解決圍堰及其基礎的沖刷問題，除了護底以外，還應對圍堰的布置給予足夠的重視，力求使水流平順地進、出束窄河段。通常在圍堰的上下游轉角處設置導流墻，以改善束窄河段進出口的水流條件。

四、圍堰施工的經驗探討

1、要從實際出發，因地制宜。圍堰是水利工程建設的基礎，因此，要根據不同地段的地質地形，水流氣候等一系列問題作出不同的設計。因地制宜，保證科學合理性。

2、注意施工細節。對筑成圍堰的滲漏情況的處理，特別是采用道渣填筑圍堰時，必須加強含泥量及道渣粒徑的控制，在出現滲漏時，在臨水面筑入粘性土，形成防滲前線。對于受風浪影響較大的圍堰工程，除上述施工防護措施外，可另加一道防浪層，可采用掛柳、掛枕、或竹木排等常用方法，以減緩風浪的破壞。

3、做好防護措施，降低工程的損失，保證施工人員安全。對施工期間較長的圍堰工程，在筑成后，其外側需用干砌石護坡。同時要定時定點的進行對堰體的監測和勘察，實時維護，確保整個水利工程施工期間堰體的堅固穩定，防止滲漏崩塌，確保工程進程的安全性。

參考文獻

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（作者單位：浙江省正邦水電建設有限公司）