淤泥中圍堰填筑施工技術(shù)分析

陳濤

摘 要：目前，為提高人居生活環(huán)境，改善河道水環(huán)境，國(guó)內(nèi)正開展大規(guī)模的河道治理工程，在河道工程施工中臨時(shí)圍堰工程是施工導(dǎo)流的必要建筑物，圍堰工程的安全穩(wěn)定是工程安全高效施工的前提條件。由于現(xiàn)階段部分河道長(zhǎng)期淤積嚴(yán)重，淤泥較深，特別在沿海城市直接入海河道入海口部位淤泥淤積更深，如何在淤泥中填筑圍堰，以保證此類工程施工安全，達(dá)到工程建設(shè)目標(biāo)，確保在淤泥中填筑圍堰的安全、穩(wěn)定、高效是關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：圍堰；填筑；方案比選；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）18-0015-02

1 某工程概況

某沿海城市河道治理工程，位于該河道河口入海口處，工程建設(shè)需要在河道兩岸建設(shè)截污箱涵，實(shí)現(xiàn)雨污分流，保證河道直接入海河水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

在河道河口部位截污箱涵直接入海，并在箱涵末端修建控制閘，旱季正常水位以下時(shí)，兩岸河口控制閘關(guān)閉，避免污水直接入海并發(fā)揮擋潮閘作用阻擋潮位，汛期河道水位超標(biāo)時(shí)，箱涵水位增高，兩岸河口控制閘開啟，以保證箱涵及與其連通的兩岸排水口順利泄洪。

為保證干地施工條件，需在兩岸河口部位填筑圍堰，以滿足河口箱涵建筑物結(jié)構(gòu)工程具備施工條件。該河口部位因常年淤積很深，圍堰需在淤泥中填筑。

工程地質(zhì)水文情況如下：

①面層約1m雜填土。

②往下為1～2 m厚砂混淤泥。

③下部為8～10 m厚淤泥，最低潮位時(shí)水深1.5 m。

需填筑圍堰長(zhǎng)度約178.74 m，圍堰高度5.5 m，左右岸圍堰使用期限2個(gè)月。該部位工程施工平面圖，如圖1所示。

2 分 析

由于該部位位于河道入海口，淤積嚴(yán)重，淤泥較深，且受潮位影響大，淤泥中圍堰填筑施工難度大。

2.1 主要存在的難點(diǎn)

①圍堰基礎(chǔ)部位淤泥太深，圍堰堰體容易下沉，堰體難以形成。

②圍堰施工大部分位于水下施工，堰體材料填筑施工過程中，成型效果難以控制。

③淤泥流動(dòng)性強(qiáng)，圍堰穩(wěn)定性難以保證。

④要保證圍堰堰體具備良好的防滲性能難度較大。

⑤受潮位影響大，圍堰各方面性能參數(shù)隨潮位高低變化。

⑥受施工場(chǎng)地影響不具備大面積及高強(qiáng)度的施工條件。

2.2 圍堰施工技術(shù)分析

①該圍堰填筑初期必須在水下作業(yè)，必須保證圍堰填筑材料的填筑過程中的穩(wěn)定性，即圍堰填筑材料填筑過程中不會(huì)被淤泥吞噬，避免直接擠開淤泥而下層。

②圍堰堰體防滲：可考慮基坑排水前潮位最低時(shí)在圍堰迎水側(cè)鋪設(shè)防滲材料，水下部分采用人工水下作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)，圍堰基礎(chǔ)底部淤泥本身透水性差，可以考慮利用現(xiàn)狀淤泥進(jìn)行防滲。

③選擇填筑材料需要量較小的圍堰方案，滿足工程施工進(jìn)度并減小圍堰拆除工程量，節(jié)約工程的施工成本。

3 方案比選

綜合考慮該工程施工條件，可選擇如下施工方案進(jìn)行河口圍堰淤泥中填筑施工。

3.1 備選方案

①方案一：塊石+粘土方案。

施工工藝：施工準(zhǔn)備→拋石擠淤→填土填筑→坡面修整→迎水側(cè)及堰頂防滲土工膜及沙袋護(hù)面→圍堰堰體觀測(cè)→圍堰拆除。圍堰斷面圖，如圖2所示。

②方案二：袋裝土+鋼管圍堰方案。

施工工藝：施工準(zhǔn)備→鋼管骨架安裝→袋裝土填筑（鋼管骨架隨著圍堰縱向推進(jìn)，并隨著圍堰填筑高程上升向上部安裝）→迎水面防滲土工膜及沙袋護(hù)面→圍堰堰體觀測(cè)→圍堰拆除，圍堰斷面圖如圖3所示。

③方案三：鋼板樁+粘土方案。

施工工藝：施工準(zhǔn)備→鋼板樁施工→粘土填筑→先打鋼板樁后填筑填土循環(huán)向前推進(jìn)→堰頂鋼板樁橫向連接安裝加固堰體→圍堰堰體觀測(cè)→圍堰拆除，圍堰斷面圖如圖4所示。

3.2 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析

①塊石+粘土方案優(yōu)點(diǎn)：工程造價(jià)成本最低，機(jī)械化施工作業(yè)程度高可提高工作效率，施工速度快，防滲性能好。缺點(diǎn)：圍堰堰體穩(wěn)定性難以保證，迎水側(cè)抗沖性能力較差，堰體填筑及拆除土方工程量大，迎水側(cè)土工膜及沙袋護(hù)面需人工水下作業(yè)，水下部分堰體粘土填筑無法碾壓，填筑質(zhì)量難以保證。

②袋裝土+鋼管方案優(yōu)點(diǎn)：圍堰斷面較小，堰體材料用量小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好。缺點(diǎn)：機(jī)械化作業(yè)施工程度低，大部分需人工作業(yè)，施工速度較慢，工程造價(jià)最大，堰體抗?jié)B性較差，需保證迎水側(cè)土工防滲膜鋪設(shè)質(zhì)量，水下部分防滲膜鋪設(shè)質(zhì)量無法保證時(shí)將出現(xiàn)嚴(yán)重的滲水情況。

③鋼板樁+粘土方案優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械化施工程度高，順利施工時(shí)施工速度最快，使用條件廣，靈活穩(wěn)定性好，工程造價(jià)較低。缺點(diǎn)：機(jī)械化施工作業(yè)平臺(tái)要求高，圍堰堰體需滿足大型施工機(jī)械施工作業(yè)平臺(tái)要求。

3.3 方案比選

塊石+粘土方案是否可行關(guān)鍵取決于拋石擠淤效果，若拋石擠淤后圍堰基礎(chǔ)將提升一定的承載能力，承載能力能達(dá)到圍堰穩(wěn)定性要求，該方案可行，否則無法實(shí)現(xiàn)。該工程部位淤泥深度太大，拋石擠淤無法穿透淤泥層到達(dá)持力層，需要根據(jù)拋石厚度及淤泥質(zhì)特點(diǎn)判斷拋石完成后形成整體基礎(chǔ)承載力大小。本工程在該部位施工初期對(duì)該方案進(jìn)行了試驗(yàn)段施工，拋石寬度控制≥6 m，拋石量控制厚度≥2 m，第一階段拋石長(zhǎng)度15 m，堰體粘性土填筑長(zhǎng)度10 m，施工完成后堰體下沉嚴(yán)重，無法滿足堰體的穩(wěn)定性要求，堰體裂縫如圖5所示。

由于淤泥深度太大，流動(dòng)性太強(qiáng)，拋石擠淤后無法滿足圍堰堰體基礎(chǔ)承載力及穩(wěn)定性要求，導(dǎo)致圍堰堰體下沉，無法達(dá)到工程施工效果。

在該工程綜合考慮工程施工條件，未采用袋裝土+鋼管方案，在某水庫工程中采用了該斷面形式圍堰進(jìn)行填筑，填筑完成后出現(xiàn)較大漏水情況，原因是袋裝土圍堰堰體本身無法保證其自身的密實(shí)性，水下部分防滲膜鋪設(shè)未達(dá)到質(zhì)量要求，后期經(jīng)過防滲膜返工處理后未出現(xiàn)滲水情況，最終在該水庫工程圍堰中采用該方案成功實(shí)施。

鋼板樁+粘土方案實(shí)施必須保證河道河床面無拋石或硬化處理，否則鋼板樁將無法施打，施工時(shí)需邊打鋼板樁邊填土填充，邊碾壓，邊進(jìn)占，既保證堰體壓實(shí)度要求，又可滿足施工作業(yè)平臺(tái)要求。

該方案未對(duì)淤泥進(jìn)行擠開，節(jié)約填充材料，最大限度的利用了基礎(chǔ)地層中淤泥的作用，由于淤泥透水性差，并利用淤泥起到防滲作用。工程實(shí)踐中最終采用鋼板樁+粘土圍堰，圍堰堰體填筑施工工期15 d，使用工期45 d。

4 結(jié) 語

多個(gè)工程實(shí)踐證明，以上及三種在淤泥中填筑圍堰的施工技術(shù)主要的施工條件如下：

①塊石+粘土方案：適用于淤泥深度不大，淤泥質(zhì)流態(tài)流動(dòng)性較小，河床淤泥以下地質(zhì)情況較好，且施工場(chǎng)地條件良好，具備大型機(jī)械設(shè)備材料運(yùn)輸，料場(chǎng)材料充足時(shí)適用于工程量較大圍堰的填筑

②袋裝土+鋼管方案：適用于淤泥深度適中，圍堰工程量較小，現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地狹窄部位。

③鋼板樁+粘土：可利用適用于淤泥深度較大情況，河床地層具備鋼板樁施工條件均可采用該方案，施工速度快，適用于水位變化較大河床。考慮淤泥流態(tài)更大、淤泥深度更深、圍堰使用期限更長(zhǎng)時(shí)可考慮在鋼板樁頂部增加連接件，加固周邊鋼板樁，增強(qiáng)鋼板樁圍堰的整體性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 嚴(yán)匡檸，張海英，李宜忠.江坪河水電站淤泥質(zhì)基礎(chǔ)高土石圍堰施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2012，（12）.