淤泥地質條件下模袋砂圍堰水閘施工技術研究

高春媚

（廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州511340）

在水利工程施工建設過程中，圍堰水閘施工質量直接關系到水利工程整體質量工程的有效發揮，是水利工程施工質量控制的一個重點。在圍堰水閘工程施工中，地質條件是影響工程施工質量的一個重要因素，而模袋砂水閘圍堰施工技術因具有機械化程度高、施工成本低、固結體強等優點，在淤泥地質圍堰施工中得到廣泛應用。

1 淤泥地質下水閘圍堰常用施工技術

淤泥地質是水利工程施工建設中的常見情況，淤泥地質條件不僅對水閘圍堰施工提出了更高的要求，而且也增加了施工難度，因此，有效運用相關施工技術施工至關重要。不同施工技術有不同優缺點，同一種施工技術在不同施工條件下其施工效果也會有很大差異，在水利工程圍堰水閘工程施工中選擇合理的施工技術非常重要。隨著水利工程行業的不斷發展，圍堰水閘施工技術不斷得到優化發展，為工程施工質量提供了更有效保障。在淤泥地質條件下，圍堰水閘工程施工中常用的施工技術主要有土石圍堰施工技術、混凝土圍堰施工技術、草土圍堰施工技術、鋼板樁圍堰施工技術、模袋砂圍堰施工技術等類型，不同類型施工技術有不同優缺點，在實際中需根據圍堰水閘施工具體情況進行選擇運用。

土石圍堰施工技術。該施工技術是淤泥地質下應用較為廣泛的一種施工技術，具有穩定性好、安全性佳、防滲性能好及抗沖刷力強等優點；主要不足是應用范圍小、技術應用難度大等。

混凝土圍堰施工技術。與土石圍堰施工技術一樣，在穩定性、安全性、防滲性、抗沖刷等方面都有顯著優勢，但也存在著施工造價成本高、施工難度大及難以達到施工要求和目的等不足，而且其施工優點在各因素影響下經常難以發揮出來，因此要慎重選擇應用。

草土圍堰施工技術。該技術穩定性較好、造價成本低，但其防滲性和抗沖刷能力較差，在淤泥地質下一般不考慮應用。

鋼板樁圍堰施工技術。該技術主要優點為穩定性和抗沖刷性能佳，但防滲性較差，同時造價成本和施工難度也較大，這也是其不能在圍堰水閘施工中得到廣泛應用的重要原因。

模袋砂圍堰施工技術。該技術施工優點及優勢都較多，穩定性、防滲性、抗沖刷力都很好，且造價低、施工操作簡單易控制，是目前水利工程圍堰水閘施工中的首選施工技術。

2 模袋砂圍堰施工技術工藝

模袋砂圍堰水閘施工技術在具體工程中主要是通過在圍堰基礎打入深木樁，將重力和所受的水壓力等轉移到深層基礎，從而達到提升圍堰承載力的目的。對于水利圍堰水閘而言，提升圍堰基礎承載力非常重要，圍堰承載力的提高能夠使圍堰水閘工程在水位升高的情況下不發生圍堰位移，從而確保工程安全穩定性。在模袋砂圍堰施工技術應用中，深木樁、圍敦等設置是要點，通常將深木樁設置在圍堰坡腳處，這樣有利于利用模袋砂對圍堰基礎進行填充，從而有效提升圍堰基礎承載力。圍墩如果也設在坡腳處，雖然能夠在很大程度上提高其防滑性能，但由于是水上打樁，施工難度大，而且也會增加施工成本。根據實際應用情況，淤泥地質條件下，為增加圍堰水閘承力面積和提升工程總承載性，通常利用具有防水性和彈塑性都極強的牛皮砂進行圍堰填充。另外，為確保水位上升情況下圍堰水閘抗傾覆性能，通常在圍堰水閘坡岸處5 m內使用土工膜袋裝砂和黏土心墻進行填充，同時設置反壓平臺。在淤泥地質條件下，以砂主體為填充材料具有很大優勢，其不僅能夠有效降低圍堰自身質量造成的沉降及后續負重沉降，而且能夠提高圍堰工程防滲性，并擴大圍堰受力面積，從而提升工程整體穩定性。

3 淤泥地質條件下模袋砂圍堰水閘施工技術控制要點

在淤泥地質下運用模袋砂圍堰水閘施工技術，施工質量控制是關鍵，而要加強施工質量控制，就必須準確把握模袋砂圍堰施工技術要點。從施工工藝而言，模袋砂施工要點主要有以下幾方面。

3.1 科學制定圍堰水閘作業方案

在實施圍堰水閘作業時，自然因素會對其產生較大影響，所以在編制相應施工方案過程中需要盡量采取有效的策略來降低該類因素對施工所產生的影響。不僅如此，還可以通過強化圍堰管理的方式來提高基坑管理水準，盡量讓作業在干地上開展。在具體編制過程中可做好如下兩方面內容：①需要全面勘查施工段的基礎情況以初步擬定圍堰方案；②應當考察近5年的情況，同時掌握周邊導流渠的情況，進而詳細制定圍堰方案。

3.2 模袋砂材料選用

如上面工藝分析而言，牛皮砂是工程圍堰水閘基礎填筑及模袋砂充填的最佳材料，實際應用中，對于牛皮砂的粒徑、顆粒含量、黏粒含量等都要加強控制，一般要求粒徑大于0.1 mm。且其顆粒含量大于等于上顆粒，模袋砂材料的黏粒含量不能大于牛皮砂。土工膜材料方面，規格為200 g/m2、斷裂強度28 kN/m以上、撕裂強度1.0 kN/m以上，且伸縮率不低于32%的腈綸紡織布是最佳選擇。另外，為滿足圍堰水閘防洪防滲要求，一般采用兩布一膜的土工膜防滲結構，且要確保結構抗拉強度在25 kN/m以上、厚度在0.5 cm以上，滲透系數也要嚴格控制。

3.3 基礎充填牛皮砂

這個環節中首先要對河床表面雜物進行清基處理，清理完后采用吸抽砂船充填牛皮砂，充填厚度一般在1.5 m左右，之后在圍堰背水面設置10 m反壓平臺，牛皮砂充填厚度要保持在50 cm范圍內。牛皮砂充填結束后就要進行基礎沉降點設置，并進行3 min左右的沉降觀測，待表面無明顯沉降后再進行下一層充填施工。另外要注意的是，牛皮砂高度應為水面高度與沉降觀測之和，以確保模袋砂鋪設順利開展和質量。

3.4 模袋砂充填

在牛皮砂基礎充填結束后進行的一個重要施工環節，其施工流程一般為基礎清理及邊坡整頓—模袋鋪設—張拉定位—模袋砂充填—防滲膜鋪設—袋縫內填土及加高。單位模袋規則及填充控制方面，一般為寬4 m、充填厚度0.45 m以內，并采用交錯方式進行鋪設。另外，為確保施工質量，一般充填兩層模袋砂后要停工2 min進行沉降性能觀測，待其穩定后再繼續充填。

3.5 材料充灌

通常采用高壓泵與充填管進行模袋充填，水砂混合物配比為1∶4，充填后要留足泌水迸漿時間，確定模袋內牛皮砂充分凝固后再繼續充填。要不斷調整和更換充填管，同時進行人工踩踏，以保障模袋內充填物平整性及充填飽和度，從而保證充填施工質量。填縫材料應同樣選用牛皮砂，以使模袋砂間接縫材料防滲性能與伸縮性能與模袋砂一致，從而保證圍堰水閘結構整體性和抗滲性。如果高壓泵的泵壓超過20 MPa而難以填實膜袋的情況下，需要采取人工灌充水砂混合物的方式來進行。此外，還需要確保膜袋砂伸縮性能和防滲性能和膜袋砂一致，因此通常可以采取牛皮砂來作為填縫材料。

3.6 斷面處理

在具體施工時不可避免會遇到圍堰斷面的情況，如若沒能采取有效的措施對其實施管控，那么極易產生嚴重的后果，使得工程面臨經濟損失。因此，相關工作人員務必要全方位監控斷面情況，并實時了解其變化，采取相應措施進行處理。

3.7 圍堰沉降位移觀測

這是模袋砂圍堰水閘施工的最后環節，也是強化施工質量管理的重要措施。單層模袋砂充填結束后，需按照有關技術要求及標準設置沉降點，并利用全站儀進行沉降位移定期觀測。如果圍堰水閘建成至拆除時間段內，圍堰沉降偏移均勻，最大累計沉降量與位移量都在規定范圍內，那么說明工程質量達到有關要求。

4 結束語

綜上所述，圍堰水閘是水利工程施工建設中的一個重要施工環節，也是工程施工質量控制重點，提高圍堰水閘施工質量非常重要。模袋砂圍堰水閘施工技術在淤泥地質條件下具有突出應用優勢，提高模袋砂圍堰施工技術在水利工程和圍堰水閘施工中的應用具有重要意義。在模袋砂圍堰水閘施工技術實際應用中，施工人員應在準確把握施工控制要點基礎上，在強化填充材料選擇、充填操作質量控制等方面強化施工質量管理，并結合實際情況對施工技術及工藝不斷進行完善和優化，以不斷提高模工程施工袋砂圍堰施工技術應用水平，確保水利建設質量，推動水利事業健康穩定發展。