淺談攔河水閘導(dǎo)流圍堰施工

伍 興

（福建省水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概況

旺蒼縣城區(qū)河道綜合整治工程(一期)位于嘉陵江中游左岸一級(jí)支流東河旺蒼縣城段，開發(fā)任務(wù)為完善旺蒼縣城區(qū)防洪排澇體系，改善城市沿東河的水生態(tài)環(huán)境，提高城市品位和形象，促進(jìn)綠谷紅城旺蒼的經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展。旺蒼縣城區(qū)河道綜合整治工程(一期)主要由旺月閘、石龍閘攔河閘壩、護(hù)岸工程、廊橋、河道疏浚、庫區(qū)防滲處理、排澇工程、泵房、配電、管理設(shè)施等組成。

1.1 水文資料

洪水成果表見表1。

表1 分期洪水成果表 單位：km2

1.2 工程地質(zhì)條件

設(shè)計(jì)閘線左岸前緣為臨河階地，后緣為緩坡，階地前緣已修建防洪堤，右岸為漸緩地段，階面寬度大于300 m，中間為現(xiàn)代河床。攔河水閘軸線方向N68°12'W,設(shè)計(jì)最大壩高17.4 m，正常蓄水位458.40 m。

（1）左岸閘肩段、左岸擋水壩段、閘室段、右岸連接段、右岸閘肩段地質(zhì)基本類似：

地質(zhì)鉆探顯示：左右兩側(cè)閘肩段、左岸擋水壩段、右岸連接段一部分，覆蓋層厚度約12 m～14 m，上表層為腐殖質(zhì)黏土，厚度約1.0 m～1.5 m，其下為1-①漂卵礫石夾砂地層(底界高程451.4 m～4572 m)，厚3 m～3.2 m，結(jié)構(gòu)松散一稍密；中部為I-園漂卵礫石夾砂地層（底界高程450.2 m～454.5 m），厚3 m～3.8 m，屬于中密結(jié)構(gòu)，而下部屬于密實(shí)結(jié)構(gòu)。基巖頂板高程449.2 m～452.8 m，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度1.5 m～2.0 m,弱風(fēng)化帶厚度8 m～10 m。

鉆孔壓（注）水試驗(yàn)結(jié)果顯示，該部位屬于透水層。透水帶厚度（q＞5 Lu）21 m～22 m。地下水位為452.57 m，低于正常蓄水位（458.40 m）。

（2）閘室段、左岸擋水壩段、右岸連接段一部分（原始地貌為主河床段）

該段地面高程449 m～450 m。經(jīng)勘探查明，河床分布漂卵礫石夾砂層，厚度厚0 m～1.7 m，結(jié)構(gòu)松散，局部基巖裸露。河床基巖主要為保羅系中統(tǒng)上沙溪廟組上段(J2S 3)橙紅色粉砂質(zhì)泥巖夾少量薄層砂巖。強(qiáng)風(fēng)化帶厚度1 m～2.0 m，弱風(fēng)化帶厚度 6 m～7 m[1]。

鉆孔注水(抽水)試驗(yàn)結(jié)果表明，該段也存在滲漏問題。

1.3 施工條件

本工程交通條件便利，工程地址靠近省道202線、萬廣高速。閘址范圍基本無砂礫料，前期取料初步就近選定大中壩灘地可開采部分，不能滿足高出水面采用河道疏浚料填高，剩余部分利用閘結(jié)構(gòu)基坑開挖料填筑。

2 施工導(dǎo)截流

2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

按照10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圍堰設(shè)計(jì)。

2.2 導(dǎo)流時(shí)段及導(dǎo)流流量

根據(jù)本工程施工特點(diǎn)及設(shè)計(jì)單位確定導(dǎo)流時(shí)段及導(dǎo)流流量。

導(dǎo)流時(shí)段選擇枯水期間11月～4月，采用枯水期10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)計(jì)提供洪水計(jì)算成果，施工導(dǎo)流流量為1220 m3/s[2]。

度汛時(shí)段，本圍堰為拆除度汛，不進(jìn)行水下作業(yè)。

2.3 導(dǎo)流方式、圍堰形式

（1）本工程施工導(dǎo)流采取二期束窄河床導(dǎo)流方式。枯水期時(shí)段導(dǎo)流，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)：流量Q=1220 m3/s。一期工程施工右岸閘9.5孔，由左岸原河床導(dǎo)流。

（2）受客觀因素制約，一期圍堰工程施工受圍堰填筑料缺乏不能一次性快速完成，需利用基坑石方開挖料填筑上層圍堰，同時(shí)基坑爆破審批節(jié)點(diǎn)無法預(yù)計(jì)，為此圍堰填筑是否按期完成填筑受基坑開挖影響。

根據(jù)本工程特點(diǎn)及工期安排，確保主體工程能盡早展開及安全度汛，導(dǎo)流圍堰第一期計(jì)劃時(shí)段：2017年11月27日至2018年1月5日。計(jì)劃12月10日填筑至高出水面1 m，開始進(jìn)行砂袋、土工膜袋和鉛絲石籠施工。

2.4 圍堰斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)就地取材的原則，圍堰采用砂礫石體圍堰，迎水面采用后土工膜、砂礫石袋、50 cm鉛絲石龍抗沖體。圍堰斷面采用設(shè)計(jì)要求施工。

圍堰采用砂礫石圍堰，頂寬5 m迎水面1∶1.75，背水面1∶75。圍堰下層2 m采用水務(wù)局提供外運(yùn)料場取料，上部剩余量采用基坑石方開挖碾壓填筑而成。

圍堰防滲采用土工膜，圍堰為防止水流沖刷，迎水面用鉛絲石龍護(hù)面防沖刷（見圍堰剖面圖1）。

圖1 圍堰剖面

為了進(jìn)一步提高圍堰防滲能力，可以在圍堰填筑至水面1 m后，在圍堰靠近迎水面反挖至基巖層下0.3 m～0.5 m，然后回填黏土芯墻，分層鋪填、分層壓實(shí)至水面以上高程[3]。

2.5 圍堰施工

上、下游圍堰的施工：施工時(shí)段為2017年11月27日至2018年1月5日總歷時(shí)39天。利用外運(yùn)砂礫石料在原河床先填筑高出水面1 m，料源不足問題，只能靠迎水側(cè)填筑寬5 m，高3 m，迎水側(cè)施工土工膜和鉛絲石籠，再施工其余堰體。4輛反鏟挖掘機(jī)開挖，自卸汽車進(jìn)占，Z-L50裝載機(jī)平整、壓路機(jī)壓實(shí)而成。

施工方法：測(cè)量→取料→填筑→碾壓。

2.6 基坑排水

（1）初期排水

圍堰合龍后完成至高出水面1 m的粘土心墻填筑，安排基坑大量積水抽排，布置5臺(tái)6寸潛水泵（150 m3/小時(shí)/臺(tái)）24小時(shí)抽干，視具體情況布置，保證干地施工。

（2）經(jīng)常性排水

考慮圍堰基礎(chǔ)滲水、施工廢水等，結(jié)合施工進(jìn)展在基坑下游布置一個(gè)集水坑，共安排2臺(tái)污水泵（120 m3/小時(shí)/臺(tái)）可以滿足基坑經(jīng)常性排水要求。

2.7 安全度汛

主要指枯水期遭遇Q＞1220 m3/s時(shí)采取的度汛措施。

枯水期注意對(duì)上、下游、縱向圍堰迎水面進(jìn)行堰面防護(hù)，防護(hù)措施主要是在迎水面動(dòng)水區(qū)采用塊石堆砌。遇超標(biāo)洪水時(shí)，在圍堰原有心墻填筑高程上，再用草袋堆徹1.0 m，適當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)，危及城區(qū)的洪水，進(jìn)行上下游圍堰開口過流。

主汛期，拆除圍堰以保障城區(qū)安全。

備好防汛物資：草袋、大塊石、粘土等，保持堰頂?shù)缆窌车馈Ｗ龊盟轭A(yù)報(bào)工作，最大限度地保證圍堰安全度汛。

非常洪水來臨時(shí)，去除橫向圍堰安全缺口的填土擋水體，由此迅速向基坑充水。

3 截流與度汛

根據(jù)東河旺蒼段河流往年的水文資料，現(xiàn)場的施工特點(diǎn)綜合考慮，在11月下旬進(jìn)行截留，11月～次年4月枯水期1220 m3/s（P=10%）為最大截流設(shè)計(jì)流量,截流后河水由束窄河床分兩期導(dǎo)流過流。

度汛：根據(jù)國家防汛辦防汛時(shí)間為5月～10月，該段時(shí)間為全國性多雨季節(jié)，該河流水文資料顯示，該時(shí)段有10年一遇突發(fā)性洪峰最大可達(dá)7920 m3/s。為避免圍堰阻礙行洪，造成洪水壅高漫過河提，導(dǎo)致縣城被淹，可在汛期來臨前一周，先將圍堰降低至水面以上約0.2 m～0.3 m位置，汛期洪水來臨之前，可以繼續(xù)在圍堰基坑內(nèi)繼續(xù)干地施工作業(yè)，一旦洪水來襲，可以迅速轉(zhuǎn)移人員、機(jī)械、材料、設(shè)備，然后利用汛期大洪水直接沖擊拆除水下圍堰部分，防止汛期圍堰阻塞河道漫過河提。

4 結(jié)語

本文介紹了攔河閘河道臨時(shí)圍堰導(dǎo)流的設(shè)計(jì)，圍堰施工的工序；詳細(xì)介紹了類似地質(zhì)條件攔河水閘束窄河床導(dǎo)流圍堰的施工特點(diǎn)和要點(diǎn)，希望通過該項(xiàng)目的總結(jié)，對(duì)攔河水閘同類地質(zhì)條件的圍堰施工提供一定參考和借鑒。