“先進(jìn)后退”河床防護(hù)施工技術(shù)研究與應(yīng)用

徐志紅 廣東省水利水電第三工程局有限公司

對(duì)于分期導(dǎo)流施工的重建攔河閘工程，一般利用舊閘二期施工部分作為導(dǎo)流建筑物，而舊閘由于建設(shè)年代早，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過低，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，往往會(huì)出現(xiàn)混凝土碳化開裂、消力池被沖毀、基礎(chǔ)部分被淘空等現(xiàn)象。河床束窄后，為保證導(dǎo)流的舊閘上下游河床滿足泄洪要求，需對(duì)河床作必要的防護(hù)措施。

結(jié)合鑒江高嶺攔河閘重建工程河床防護(hù)的特點(diǎn)，提出“先進(jìn)后退”新型河床防護(hù)施工方法。先按設(shè)計(jì)圖紙的結(jié)構(gòu)將部分位置的河床護(hù)底材料從上游端至下游端填筑出水面一定高度，做為臨時(shí)道路使用，臨時(shí)道路之間的河床護(hù)底從下游端往上游端后退施工，并后退挖除防護(hù)高程以上的防護(hù)材料。從而解決了寬水域難以采用船只施工的技術(shù)難題，為河床防護(hù)的一種創(chuàng)新方法。

1.項(xiàng)目背景

高嶺攔河閘位于廣東省化州市楊梅鎮(zhèn)高嶺村東面、鑒江河下游、化州水文站以下8km處，屬鑒江第四級(jí)攔河工程。本工程是以灌溉、供水為主，結(jié)合航運(yùn)的大型攔河水閘工程。該工程于1963年10月開始興建，1964年4月建成。水閘每孔凈寬5m，閘墩厚1m；滾水壩每孔凈寬10 m，橋墩厚0.8m。全閘總寬304m。水閘閘底高程5.0 m（珠基），開敞鋼閘門，閘門頂高程8.3m，采用底流消能。滾水壩堰頂高程8.2m，采用鼻坎挑流加護(hù)坦的消能方式。2011年5月至今，下游消能防沖設(shè)施屢壞屢修，遂為現(xiàn)狀。

高嶺攔河閘重建工程是在原閘址位置拆除重建。重建工程等別為Ⅰ等，工程規(guī)模為大（1）型，主要建筑物攔河閘、兩岸連接土壩、左右岸水輪泵站、船閘上閘首為2 級(jí)建筑物，其他次要建筑物為3 級(jí)，臨時(shí)建筑物為4 級(jí)。工程分兩期完成16孔×15m攔河閘、50 t 船閘、左右岸水輪泵站及左右岸連接段、管理樓等項(xiàng)目的施工。

一期導(dǎo)流圍右岸（即右岸連接段、船閘、右岸水輪泵站及6 孔水閘），利用左岸舊閘導(dǎo)流，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 年一遇11～3 月洪水，流量Q=1220 m3/s；為保證一期導(dǎo)流的舊溢流壩段下游河床滿足泄洪要求，需對(duì)左岸河床進(jìn)行防護(hù)。

河床防護(hù)寬度119.0m，水下部分長(zhǎng)度80.0m，水下部分順?biāo)鞣较蛞来螢椋轰摻罨\塊石護(hù)底、鉛絲籠塊石護(hù)底、拋塊石護(hù)底。

河床防護(hù)部分水域較寬，河床護(hù)底完成頂面高程▽2.30m較常水位▽4.50m低較多，無法滿足干地施工條件而水深又難以采用船舶施工，若采用常規(guī)施工方法先修水上棧橋或碼頭，再利用水上棧橋或碼頭運(yùn)送河床防護(hù)材料，極大地延長(zhǎng)了施工時(shí)間。為解決上述難題，研究出了“先進(jìn)后退”河床防護(hù)施工方法，供類似工程參考。

2.解決方法

2.1 施工方法的選定

針對(duì)本工程施工條件，在船舶難以施工的條件下，改進(jìn)傳統(tǒng)施工方法耗時(shí)長(zhǎng)、成本高的缺點(diǎn)，提出快捷的河床防護(hù)施工方法：先修筑臨時(shí)道路，再后退施工河床護(hù)底。

2.2 石方平衡的確定

按設(shè)計(jì)圖紙的結(jié)構(gòu)將部分位置的河床護(hù)底材料從上游端至下游端填筑出水面一定高度，做為臨時(shí)道路使用，臨時(shí)道路之間的河床護(hù)底從下游端往上游端后退施工，并后退挖除護(hù)底高程以上的護(hù)底材料。臨時(shí)道路的寬度和間距的計(jì)算需根據(jù)施工圖紙、原始地形測(cè)量、水文數(shù)據(jù)、挖掘機(jī)作業(yè)半徑、自卸車型號(hào)等資料，以滿足臨時(shí)道路挖除時(shí)正好平衡預(yù)留的河床護(hù)底范圍，從而完成河床護(hù)底施工。如圖1所示。

圖1 平面示意圖

3.施工流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程如下：

施工測(cè)量→土工布鋪設(shè)→石渣墊層→鋼筋籠塊石→護(hù)底材料上部用塊石加高形成運(yùn)輸?shù)缆贰鸲瓮瓿蛇\(yùn)輸?shù)缆贰上掠味撕笸送瓿珊哟卜雷o(hù)→臨時(shí)道路加高塊石挖除→完成河床防護(hù)施工。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工測(cè)量

鋪設(shè)土工布前，測(cè)量施工區(qū)的河床斷面形狀，根據(jù)施工控制網(wǎng)完成平面控制和高程控制，形成的測(cè)量成果需包含平面坐標(biāo)位置、實(shí)測(cè)水深等，以指導(dǎo)河床防護(hù)施工和檢查驗(yàn)收。拋填過程中及時(shí)測(cè)量拋填斷面情況，以便及時(shí)控制，符合設(shè)計(jì)要求。

3.2.2 土工布鋪設(shè)

土工布的施工程序?yàn)椋和凉げ嫉臋z查、驗(yàn)收→土工布的加工成卷→工作船定位→水下測(cè)量定位→鋪設(shè)土工布→水下檢查→砂帶拋壓穩(wěn)固。

（1）檢查土工布的尺寸、質(zhì)量是否符合要求，檢查合格后，用φ100 mmPVC管卷成卷材，并將土工布每3m縫合一條鋼筋增加土工布剛度。

（2）在土工布鋪設(shè)中，采用小船從上游到下游順?biāo)鞣较蜾佋O(shè)，各段橫向搭接寬度0.6～1.0m。鋪設(shè)完成后用砂袋壓穩(wěn)。

（3）為保證土工布搭接寬度，在鋪展后一塊土工布時(shí)，潛水員應(yīng)將前一塊的砂帶移開，待搭接符合要求后再壓穩(wěn)，為防止鋪設(shè)偏斜而導(dǎo)致搭接長(zhǎng)度不夠，潛水員應(yīng)及時(shí)檢查并進(jìn)行調(diào)整。

3.2.3 石渣墊層施工

（1）測(cè)量定位，定出臨時(shí)道路的位置，設(shè)立標(biāo)志。

（2）采用挖掘機(jī)從端頭拋鋪石渣，在拋鋪過程中要不斷用竹竿探測(cè)，一方面防止漏拋，造成薄弱部位，另一方面控制拋鋪的厚度。

3.2.4 臨時(shí)道路施工

采用挖掘機(jī)將裝填好的鋼筋籠、鉛絲籠拋投到指定區(qū)域，不得欠拋。在達(dá)到設(shè)計(jì)的護(hù)底高程后，繼續(xù)拋投塊石至水面1m，做為運(yùn)輸護(hù)底材料的臨時(shí)道路。

3.2.5 河床護(hù)底施工

利用臨時(shí)施工道路，從下游端向上游端依次施工拋石護(hù)底、鉛絲籠塊石護(hù)底、鋼筋籠塊石護(hù)底段，并在臨時(shí)道路兩邊預(yù)留一定的寬度，待臨時(shí)道路挖除超過設(shè)計(jì)高程部分的塊石時(shí)平衡石方，以減少材料的轉(zhuǎn)運(yùn)和浪費(fèi)。

3.2.6 臨時(shí)道路挖除

河床護(hù)底施工完成后，挖除臨時(shí)道路平衡石方材料。

4.結(jié)語

“先進(jìn)后退”河床防護(hù)施工技術(shù)利用設(shè)計(jì)河床防護(hù)石料作為施工臨時(shí)道路及平臺(tái)，并考慮機(jī)械作業(yè)范圍，經(jīng)石方平衡確定臨時(shí)道路的寬度及間距，提高了材料利用率，節(jié)省了施工成本；無須搭設(shè)水上棧橋，安全性高、施工速度快，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益與顯著的社會(huì)效益。與傳統(tǒng)河床防護(hù)施工方法相比較，解決了難以采用船運(yùn)水上作業(yè)的寬水域河床防護(hù)施工難題，此技術(shù)施工速度快、成本低、質(zhì)量與安全易控制，具有較好的推廣價(jià)值。