漣水縣唐響河閘拆建工程圍堰施工技術(shù)分析

王 曉

一、工程概況

漣水縣唐響河閘位于江蘇省鹽城市響水縣響水鎮(zhèn)境內(nèi)的唐響河入灌河處，具有蓄水、灌溉、排澇、擋潮等功能，設(shè)計排澇面積241.52km2，按10年一遇設(shè)計排澇流量為260m3/s。

工程設(shè)計在原址拆建，閘室為開敞式平底板結(jié)構(gòu)，共3孔，每孔凈寬10m，底板高程-3.5m，閘墩上設(shè)啟閉機房，閘室西側(cè)設(shè)控制樓，唐響河側(cè)設(shè)公路橋，橋面中心高程6.0m，寬8m，閘門采用升臥式平板鋼閘門，共計3扇，配3臺QP2×400kN卷揚式啟閉機及3套電氣設(shè)備，總工期為12個月。

二、工程導(dǎo)流方案

根據(jù)現(xiàn)場實際情況及設(shè)計要求：利用導(dǎo)流河導(dǎo)流。選擇在汛后開工，導(dǎo)流河位于唐響河閘上游1km處，將唐響河水引入一帆河，經(jīng)一帆河排入灌河。

三、圍堰設(shè)計

唐響河為通海河道，具有漲落潮的特點，因此下游圍堰的頂高程必須高于最高潮水位，且圍堰的迎水面要進(jìn)行防浪防護。

下游圍堰處有數(shù)家造船廠，圍堰施工位置十分狹小，布置十分困難，既要保證圍堰能滿足施工要求，又不能影響船廠新造船只的下水。

唐響河閘位于響水縣與灌南縣的交界處，地處交通通道，必須要在圍堰上增做臨時交通便道。根據(jù)現(xiàn)場狀況，以上游圍堰堰頂作為臨時交通便道，以方便兩縣人民群眾的交通。

根據(jù)以上要求及設(shè)計要求，上、下游圍堰均采用土圍堰，中間打木樁增強圍堰抗滑穩(wěn)定性。

1.上游圍堰（斷面圖見圖1）

圖1 上游圍堰斷面圖

上游圍堰采用均質(zhì)土質(zhì)圍堰，圍堰高程2.5m以上坡比為1∶5，2.5m以下為1∶10，堰頂高程3.5m，寬6m，由于導(dǎo)流口離上游圍堰較遠(yuǎn)，堰前有壅高，為提高其抗滑穩(wěn)定性，在圍堰背水面高程0m處施打一排10m長木樁（小頭直徑不小于14cm），長度80m，間距40cm，共打木樁80/0.4=200根。圍堰頂作為臨時交通便道，采用30cm厚12%石灰土作路基，20cm厚C25混凝土作路面，路面寬6m。

2.下游圍堰（斷面圖見圖2）

圖2 下游圍堰斷面圖

下游圍堰采用土圍堰，堰頂寬6m，頂高程4.0m，頂上打一個子堰，高0.5m，底寬3m，頂寬 1.5m，圍堰上打四排木樁，迎水面一排，頂高程2.0，樁長12m，長度100m，小頭直徑14cm，背水面3排木樁。高程0m處打兩排木樁，長度90m，樁長10m，小頭直徑14cm；-2.0m處打一排木樁，樁長8m，長度60m，小頭直徑14cm，所有木樁的間距均為40cm。迎水面邊坡1∶10，背水面1∶8，圍堰迎水面鋪設(shè)350g/m2不透水土工布，并在土工布上鋪設(shè)塊石進(jìn)行壓護以及鋪設(shè)2m寬塊石壓腳。

下游最高潮水位3.5m，按下游最不利狀態(tài)4.0m計算，內(nèi)側(cè)為無水狀態(tài)。

圍堰上無恒載，故不考慮外部荷載。

圍堰填土為素填土，φ1=13°，γ1=18.7kN/m。

河底為淤泥質(zhì)泥土，承載力[α]=60kPa，φ2=5°，γ2=17kN/m。

雙層木樁圍堰整體穩(wěn)定性：

按最高水位4.0m，填土標(biāo)高3.0～4.0m，圍堰內(nèi)填土重量W=（55×5.5/2+（5.5+7.5）/2×10+6×7.5+（7.5+3.5）/2×32+6×3.5+（3.5+1.5）/2×16+2×1.5/2）×18.7=9345.3kN/m。

水的側(cè)壓力Eh=0.5×10×7.5×7.5=281.25kN/m。

抗滑穩(wěn)定系數(shù) K=tanφ1×W/Eh=tan13°×9345.3/281.25=7.67＞1.05。

圍堰整體穩(wěn)定性符合要求。

四、圍堰填筑土源

唐響河附近征地較困難，且取土深度淺，圍堰填筑土源以外購?fù)僚c閘塘開挖土方為主。

五、上游圍堰填筑

1.圍堰填筑方案

圍堰填筑順序：測量放樣→選取合格土源→進(jìn)占法填筑→水上部分層填筑壓實→堰頂交通便道。

圍堰填筑采用進(jìn)占法由北向南填筑（唐響河的左岸向右岸施工），水上部分按設(shè)計高程分層填筑，每層填筑高度不得超過30cm，填筑后采用12t及8t壓路機進(jìn)行輾壓。

圍堰填筑前，水上部分先用挖掘機進(jìn)行地基清理，溝塘清淤、清表，清除堤基范圍內(nèi)的樹木、雜草、暗溝、砌石等，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收后方可上土分層壓實。水下部分由一端向另一端逐步向前推進(jìn)后合龍，圍堰填筑用推土機推平壓實，水下圍堰合龍后，再進(jìn)行水上部分的填筑，推土機推平壓實。

圍堰的填筑執(zhí)行施工規(guī)范的有關(guān)要求，逐層碾壓密實，及時檢測。同時在施工過程中，嚴(yán)格控制圍堰的設(shè)計斷面尺寸，確保堰體的整體受力和穩(wěn)定性。

圍堰合龍閉氣前對合龍口門進(jìn)行清淤，以防止由于圍堰施工的向前推進(jìn)過程將河床未清理徹底的淤泥推擠集中到合龍口門位置，影響圍堰的穩(wěn)定。

2.圍堰壓實

（1）水上部分填筑面應(yīng)分層統(tǒng)一鋪土、統(tǒng)一碾壓，并配備人員或平土機具參與整平作業(yè)，嚴(yán)禁出現(xiàn)界溝。

（2）在河坡結(jié)合面上填筑時，應(yīng)隨填筑面上升進(jìn)行削坡，形成臺階狀（臺階水平距離不小于2m），并削至土質(zhì)合格層；削坡合格后，應(yīng)控制好結(jié)合面土料的含水量，邊刨毛、邊鋪土、邊壓實。

（3）已鋪土料表面在壓實前被曬干時，應(yīng)灑水濕潤。

（4）如發(fā)現(xiàn)局部彈簧土、層間光面、層間中空、松土層或剪切破壞等質(zhì)量問題時，應(yīng)及時處理，并經(jīng)檢驗合格后，方準(zhǔn)鋪填新土。

（5）圍堰填筑應(yīng)按設(shè)計要求預(yù)留沉降超高。

3.堰頂臨時道路

上游圍堰堰頂兼作臨時交通道路，道路結(jié)構(gòu)為：15cm厚C25混凝土面層，下設(shè)30cm厚10%灰土路基。混凝土采用外購的商品混凝土。

六、下游圍堰填筑

下游圍堰采用木樁圍堰，堰頂寬6m，頂高程4.0m，打四排木樁，迎水面一排，頂高程2.0m，樁長12m，小頭直徑12cm，背水面3排木樁，高程0.0m處打兩排木樁，樁長10m，小頭直徑12cm，高程-2.0m處打一排木樁，樁長8m，小頭直徑12cm，木樁中間及兩側(cè)填土。迎水面邊坡1∶10，背水面1∶8，圍堰迎水面邊坡鋪設(shè)350g/m2不透水土工布，并在土工布上鋪設(shè)塊石進(jìn)行防滲與防風(fēng)浪處理。

1.施工順序

下游圍堰采取分段法施工：（1）首先根據(jù)測量放樣的結(jié)果向河中按圍堰設(shè)計要求的尺寸采用進(jìn)占法填筑土方，填筑長度120m，填筑土方頂高程3.0m；（2）按設(shè)計要求打四排木樁；（3）將圍堰加高至高程4.0m；（4）迎水面鋪設(shè)防水土工布及塊石。

2.木樁施打

（1）工藝流程

樁機就位→起吊木樁→穩(wěn)樁→壓樁→中間檢查驗收→移樁機至下一個樁位。

（2）木樁施打

就位樁機：壓樁機就位時，應(yīng)對準(zhǔn)樁位，保證垂直穩(wěn)定，在施工中不發(fā)生傾斜、移動。

起吊樁：先拴好吊樁用的鋼絲繩和索具，然后應(yīng)用索具捆住樁上端，一般不宜超過30cm，再啟動機器起吊木樁，使樁尖垂直對準(zhǔn)樁位中心，緩緩放下插入土中，位置要準(zhǔn)確；再在樁頂扣好樁帽或樁箍，即可除去索具。

穩(wěn)樁。樁尖插入樁位后，先將樁壓入一定深度，再使樁垂直穩(wěn)定。木樁可目測或用線墜雙向校正。樁插入時垂直度偏差不得超過0.5%。樁在壓入前，應(yīng)在樁的側(cè)面或樁架上設(shè)置標(biāo)尺，以便在施工中觀測、記錄。

打壓樁：用反鏟挖土機將樁緩緩壓入土中。

檢查驗收：每根樁打壓到設(shè)計標(biāo)高要求時，應(yīng)進(jìn)行中間驗收。符合設(shè)計要求后，填好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)樁位與要求相差較大時，應(yīng)會同有關(guān)單位研究處理，然后移樁機到新樁位。

七、圍堰拆除

圍堰拆除的土方結(jié)合墻后土方回填進(jìn)行，待閘主體工程完成后就開始有計劃地將圍堰背水面的土方運輸?shù)交靥顓^(qū)，準(zhǔn)備墻后土方回填。

1.上游圍堰的拆除

拆除前，編制方案報經(jīng)監(jiān)理審批后實施。

首先用挖掘機將圍堰水上部位及背水面（既要保證圍堰不能塌方，又要保證最大限度地將土方挖運至墻后回填區(qū)）的土方挖出。

第二步，將閘門關(guān)閉，向圍堰內(nèi)灌水以保持圍堰內(nèi)外水位基本持平。

第三步，使用挖掘機配合自卸車從圍堰中間向兩岸邊倒退開挖，將圍堰的剩余土方開挖干凈。

圍堰拆除結(jié)束后，按設(shè)計要求對河道斷面進(jìn)行復(fù)測和驗收。

2.下游圍堰拆除

首先采用與上游圍堰相同的方法將圍堰背水面的土方開挖并運至墻后用于回填。

第二步，用挖掘機從圍堰的中間將木樁撥除。

第三步，將閘門關(guān)閉，向圍堰內(nèi)灌水以保持圍堰內(nèi)外水位基本持平。

第四步，采用與上游圍堰相同方法用挖掘機與自卸車配合將圍堰剩余土方開挖干凈。

八、結(jié)語

在水利水電工程建設(shè)中,圍堰是必不可少的施工環(huán)節(jié)，需要施工單位根據(jù)不同的地形地質(zhì)條件，合理選擇不同類型的圍堰，并充分重視施工質(zhì)量、技術(shù)的提升，從而推動我國水利水電工程的發(fā)展