圍堰法河道疏浚清淤施工問題探討

周強

（湖南省常德航道事務中心，湖南 常德 415000）

當前國內外河道疏浚清淤大多采用抓斗、采砂船等機械設備，通過傳輸帶等工具將清理出的淤泥、土石等雜物運輸上岸，達到河道疏浚清淤的目的。這種清淤方式面臨較大的水下作業風險，效率低，成本高，且不適用于上下游落差大及水流湍急的河道，對于河道內的塊石和大孤石無法有效清理。圍堰法河道疏浚清淤技術主要借助圍堰施工及導流技術，通過臨時圍堰的修筑達到分流及截斷水流、保護待疏浚清淤區域，再通過抽排水完成干地施工。在這一過程中原復雜、危險的水下疏浚清淤施工作業便簡化為普通的土石方開挖，施工難度大大降低，施工工效和經濟效益顯著提升。

1 工程背景

湖南團結河地處某縣西北部，源于鮑集沈集村，至明祖陵村入淮河，全長33.3km，其中沈集村至韓巷大壩入陡湖段長19.59km，是洪澤湖周邊的防洪排澇骨干河道之一。2010 年團結河在中小河流項目中已安排了沈集村至河洪閘段6.475km 的河道治理。本次工程治理范圍為河洪圩至韓巷大壩段河道疏浚，長度13.115km。區域地質穩定性較好，團結河干流沿線勘察深度范圍內的土層較均勻、穩定，現將勘察深度范圍內土層統一劃分為5 個工程地質層，具體情況見表1。

表1 工程區內工程地質層概況

2 施工方案

結合河洪圩至韓巷大壩段河道疏浚工程實際，在采用圍堰法進行河道清淤疏浚施工時必須分段、分片，配套完成導流與截流。施工布置具體見圖1，進場道路修建①→左側橫向圍堰填筑②→縱向圍堰填筑③→左側河道清淤疏浚④→安裝導流涵管⑤→右側橫向圍堰填筑⑥→渣場道路修建⑦→右側河道清淤疏浚⑧→拆除圍堰⑨。

圖1 圍堰法河道疏浚清淤施工布置

結合待清淤疏浚河道實際，在圍堰法施工前應進行現場踏勘及地質條件考察，并確定最佳施工方案，基于此選擇施工機械配備。在待清淤疏浚河段恰當位置左側進行橫向臨時圍堰填筑，待其填筑至河道中部適當高位時持續向下填筑縱向圍堰；在橫縱向圍堰的保護下，可實現河道右側導流排水，左側待清理區域形成基坑。基坑內積水會借助河道自身具有的自由落差而自動排出，并形成干地施工條件[1]。此后通過挖掘機、裝載機、自卸車、破碎錘級手風鉆等機械設備開挖土石方。待完成河段內淤積體的清理后繼續保留橫縱向圍堰，并將數排導流涵管埋設于原左側橫向圍堰恰當位置，進行泄洪和導流；待涵管埋設完畢后應繼續填筑橫向圍堰，直至對岸。河道右側在橫縱向圍堰保護下重新形成基坑，河水便從導流涵管流經疏浚清淤后的左側河道，右側基坑內積水則借助河道自由落差排出[2]，形成干地后進行土石方開挖，采用同樣工序完成右側河道清理疏浚。最后按照設計要求將橫縱向圍堰及導流涵管全部拆除。

3 施工技術

施工開始前在做好人員、設備、材料、資金等準備工作的基礎上，應在遵循人員設備配套、設備選型與施工實際需要相配合、合理安排人員設備進出場時間順序等原則的基礎上安排人員設備進場。

3.1 圍堰填筑

3.1.1 圍堰布置型式

圍堰施工在圍堰法河道清淤疏浚中作用特殊，是保證其余作業順利進行的前提條件。根據河洪圩至韓巷大壩段河道分布、河床寬度、截流導流條件、施工時段等進行圍堰布置型式確定。具體而言，該河段采用分段圍堰法，通過橫向圍堰束窄河床，將縱向圍堰連續修筑在河道中部適當位置，借助橫縱向圍堰達到導流及截流、保護河道清淤疏浚區域的目的；在此基礎上通過抽排水或借助上下游自由落差，使圍堰內水位降低，為河道中土石方開挖、運輸及爆破等干地施工創造條件。結合水文條件及施工特點，圍堰采用粘土心墻防滲，堰體通過砂礫料填筑，并結合鋼筋石籠、塊石等護坡壓腳。

3.1.2 填筑施工技術要求

圍堰填筑施工必須與河道清淤疏浚同步進行，數量和質量方面滿足要求的河道清淤疏浚土石料可就地填筑；而用于圍堰防滲及護坡壓腳的塊石石籠必須經試驗確定材料性能后使用。在施工過程中，開挖運輸主要通過反鏟與自卸車配合，推土機平料，并由振動碾和自卸車碾壓，并增設土工膜或灌漿防滲加固。

嚴格控制砂礫料卸料高度，并避免出現顆粒分離的情況；土料輔筑及碾壓應從最底層開始，按照水平分層逐層向上；當土料鋪筑臨近邊坡時，對于人工鋪料和機械鋪料應分別超出設計邊線10cm 和30cm 的余量輔填壓實。若填料表面已經風干，則應刨毛表面并灑水潤濕后再填新料。在機械碾壓的過程中，壓路機應沿與堤軸線平行的方向行走，在采用帶碾滾式拖拉機或履帶式拖拉機碾壓時，應按照進退錯距法[3]施工，并將碾跡套壓寬度控制在10cm 以上；如果采用振動碾及自卸車等碾壓時，應采用輪痕排壓法，并將輪跡套壓寬度控制在3.0～5.0cm。

平行堤軸線和垂直堤軸線方向相鄰的工作面碾跡搭接寬度分別控制在0.5m 以上以及3.0～5.0m，相鄰的工作面高差應接斜坡，并按1∶3～1∶5 控制坡比，砂礫料壓實過程中灑水量應控制在填方量的20%～40%。機械或人工打夯夯實應采用連環套打法，夯壓夯跡和行壓行跡均為1/3，以保證夯跡實現雙向套壓。

3.2 土石方開挖

本次治理河段淤泥和砂礫石開挖工程量較大，對開挖方式要求較高，就開挖原則而言應采用挖掘機、裝載機、推土機、自卸車等機械自上而下分層開挖，并按設計要求預留坡度，避免塌滑。開挖范圍以外的上側棄土應堆置于邊坡上部，并保證邊坡穩定，棄土堆頂面必須向外側傾斜；側臨時棄土開挖時應將棄土堆表面整平，且向外傾斜。

3.3 塊石、孤石爆破破碎

該治理河段淤積體內夾雜有大量塊石、孤石，故采用破碎結合爆破的方式予以清除，具體而言，采用手風鉆造孔，并由移動式空壓機供風，結合強動力潛孔鉆造孔，并爆破清除。塊石孤石爆破鉆孔孔性及大小嚴格按照設計執行，爆破孔應打設在塊石中心位置，孔深不小于1.0m，對于較大塊石，應按梅花形多孔布設。使用乳化炸藥，通過電雷管多頻次、小用量集中起爆。塊石、孤石集中且開挖難度較大的區域，應通過挖掘機深挖，并填埋炸藥后集中爆破，使塊石堆分散后配合振動破碎錘分解小規模石塊。

4 結論

綜上所述，在河洪圩至韓巷大壩段河道疏浚中采用圍堰法沿待清理河道設置縱向圍堰，同時在其上游填筑橫向圍堰，以達到阻隔水流的目的，使開挖區域內滲入的水流沿著開挖區自行下流，可避免對開挖過程造成不利影響。圍堰會為干地施工創造條件，并在圍堰開挖過程中還能兼做出渣通道，便于重型施工機械行進施工，可加速疏浚施工進度，保證河道險情的快速排除。該施工技術對于塊石及孤石含量高的河道清淤疏浚較為適用，而不適用于泥沙含量高的河道治理。