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(jì)排澇面積241.52km2，按10年一遇設(shè)計(jì)排澇流量為260m3/s。

工程設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)3扇，配3臺(tái)QP2×400kN卷揚(yáng)式啟閉機(jī)及3套電氣設(shè)備，總工期為12個(gè)月。

二、工程導(dǎo)流方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及設(shè)計(jì)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(jì)

唐響河為通海河道，具有漲落潮的特點(diǎn)，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(hù)。

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(shí)交通便道。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況，以上游圍堰堰頂作為臨時(shí)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(jì)要求，上、下游圍堰均采用土圍堰，中間打木樁增強(qiáng)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(shí)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(gè)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(hù)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(jì)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(cè)量放樣→選取合格土源→進(jìn)占法填筑→水上部分層填筑壓實(shí)→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(jì)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(jī)進(jìn)行輾壓。

圍堰填筑前，水上部分先用挖掘機(jī)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(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后方可上土分層壓實(shí)。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(jī)推平壓實(shí)，水下圍堰合龍后，再進(jìn)行水上部分的填筑，推土機(jī)推平壓實(shí)。

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(shí)，及時(shí)檢測(cè)。同時(shí)在施工過程中，嚴(yán)格控制圍堰的設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)

（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(jī)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(shí)，應(yīng)隨填筑面上升進(jìn)行削坡，形成臺(tái)階狀（臺(tái)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(shí)。

（3）已鋪土料表面在壓實(shí)前被曬干時(shí)，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(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方準(zhǔn)鋪填新土。

（5）圍堰填筑應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留沉降超高。

3.堰頂臨時(shí)道路

上游圍堰堰頂兼作臨時(shí)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?；炷敛捎猛赓彽纳唐坊炷?。

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(cè)量放樣的結(jié)果向河中按圍堰設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)就位→起吊木樁→穩(wěn)樁→壓樁→中間檢查驗(yàn)收→移樁機(jī)至下一個(gè)樁位。

（2）木樁施打

就位樁機(jī)：壓樁機(jī)就位時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位，保證垂直穩(wěn)定，在施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)。

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(dòng)機(jī)器起吊木樁，使樁尖垂直對(duì)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(cè)或用線墜雙向校正。樁插入時(shí)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(cè)、記錄。

打壓樁：用反鏟挖土機(jī)將樁緩緩壓入土中。

檢查驗(yàn)收：每根樁打壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行中間驗(yàn)收。符合設(shè)計(jì)要求后，填好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)樁位與要求相差較大時(shí)，應(yīng)會(huì)同有關(guān)單位研究處理，然后移樁機(jī)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(jì)劃地將圍堰背水面的土方運(yùn)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(bào)經(jīng)監(jiān)理審批后實(shí)施。

首先用挖掘機(jī)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(yùn)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(jī)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(jì)要求對(duì)河道斷面進(jìn)行復(fù)測(cè)和驗(yàn)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(yùn)至墻后用于回填。

第二步，用挖掘機(jī)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(jī)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(dòng)我國水利水電工程的發(fā)展