淺談土石圍堰及明渠導流在小型水閘中的應用

上官宗盼　胡之昂

摘 要：該文結合永嘉縣甌江治理工程勝豐水閘的實際情況，對土石圍堰及明渠導流在水閘臨時導流工程中的應用進行闡述。根據現場地形情況及工程特點選擇合適的導流方式，同時分析工程導流需要解決的主要難點，并綜合考慮經濟性、合理性對導流建筑物進行設計。通過本工程導流的實際應用情況體現該種導流型式的特點，并且通過實際施工布置過程中暴露出的相關問題，反映出該種導流型式可能存在的缺陷，在今后的工程中更加科學合理的加以應用。

關鍵詞：土石圍堰 明渠 導流 水閘 臨時工程

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0080-01

1 工程概況

永嘉縣甌江治理工程涉及溫州市永嘉縣橋頭鎮、橋下鎮和黃田街道，位于甌江下游北岸及支流楠溪江下游，堤（岸）線全長18.577 km，涵閘11座，涵洞14座。堤防工程等級為IV等，防洪標準為20年一遇，工程任務以防洪為主，結合排澇、景觀等綜合利用，工程概算總投資10.29億元。

橋頭下村片匯水面積8.71 km?，設計結合現狀支流在該片區設置有2座水閘1座涵洞，勝豐涵閘為其中一座三孔水閘，設計洪水標準為20年一遇，閘外側設計洪水位6.80 m。該閘根據運行要求，當甌江洪水上漲形成外江水倒灌，則關閘擋洪，當甌江洪水回落低于圍區水位，重新開閘排澇。

勝豐涵閘由與內河連接段、閘室段、穿堤箱涵段及與外江連接段組成。閘室段長7.00 m，共3孔，單孔孔口尺寸4.00 m×4.00 mm，胸墻布置在工作閘門前（內河側）；與內河連接段由C35F50鋼筋砼箱涵、C35F50鋼筋砼擋墻及厚35cm的生態網墊組成；穿堤箱涵采用C25F50鋼筋砼結構，孔口尺寸4.00 m×5.27 m（寬×高），共3孔，長4 m，箱涵與兩岸堤防相接；與外江連接段由厚100 cm（共兩層）的大塊石水平防沖平臺組成，平臺高程為1.50 m。設計平臺控制高程以下根據需要采用拋石填筑，拋石迎水坡坡比為1∶4。

根據地勘剖面，水閘地基土以粉細砂及砂礫卵石為主，上部砂質粉土、粉細砂和含泥砂礫卵石較為松散。地基承載力滿足要求，但在洪水期閘底板及閘室兩側易發生滲透破壞，在閘室段地板下采用高壓旋噴樁進行垂直防滲處理。

2 導流施工方案

2.1 導流方式

勝豐水閘閘址接近支流河口段，外江側比內河側稍寬，而內河河寬變化不大，水閘中線基本在河道中心線，河流右岸（上游側）地勢較高，且均為灘林，河流左岸（下游側）地勢較低，土質較松散，亦為灘地。考慮到施工成本同時便于施工，本水閘導流方式采用“一次圍堰斷流、明渠導流”，即涵閘內江側、外江側分別布置圍堰擋水，非汛期來水由明渠導流。

2.2 難點分析

根據水閘特點并結合工程現場實際，勝豐涵閘導流施工存在的主要難點：1、施工內河側及外江側臨時圍堰位置選擇；2、施工臨時圍堰的高程確定；3、導流明渠的線路布置；4、導流過水斷面的確定；5、圍堰防滲措施以及迎水面防沖刷措施；6、基坑滲水的解決方式。

2.3 導流標準

本工程堤防工程級別為4級，防洪標準為20年一遇，堤防及交叉建筑物（包括水閘及涵洞等）等建筑物級別為4級。

根據主體建筑物所處的工程位置、布置特點及地形、地質條件，本工程施工圍堰采用土石混合結構。根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2004）和《堤防工程施工規范》（SL260-98）等規定，施工圍堰臨時性建筑物為5級，相應設計洪水標準：土石類建筑物為5～10年一遇。本工程度汛標準采用全年10年一遇設計洪水。

根據工程總體施工進度計劃，涵閘等交叉建筑物基礎土方開挖和基礎混凝土澆筑等均安排在非汛期施工。綜合考慮安全、經濟、水文等因素，工程區處于甌江河口強感潮河段，涵閘規模小，所以相應圍堰設計洪水標準按非汛期3年一遇高潮位設計。

2.4 導流建筑物

根據勝豐涵閘位置的現有地形條件，上游側地形地勢較高，與原河岸相接不需要修建圍堰，涵閘外江側、內河側和下游側均需修建圍堰。

涵閘外江側采用土石結構不過水圍堰，為減少堰體長度，結合現場實際地形，圍堰布置在理砌大塊石區域，圍堰頂高程5.02 m（按非汛期3年一遇高潮位加安全超高0.7 m設計），圍堰高5～6 m，堰頂寬4 m，外江側坡比設置為1∶3.0，內江側坡比1∶2.0，堰長58 m。堰體為石碴填筑，防滲體為2.0 m厚粘土斜墻，斜墻外江側為1.0 m厚塊石護坡，粘土與塊石之間鋪設土工布。內側施工區，為防止透水，在基坑內放置水泵進行排水。

涵閘內河側圍堰采用土圍堰，盡量減少堰體長度，同時考慮明渠的長度，結合上游河寬，圍堰布置在生態網墊部位外側，圍堰頂高程5.02 m，圍堰高3.5 m，頂寬2.0 m，兩側邊坡均為1∶2.5，堰長40 m。內河側圍堰同時作為明渠的起始段，為防止水流沖刷，圍堰外側斜坡鋪設土工布。內側施工區，為防止透水，在基坑內放置水泵進行排水。

下游側圍堰與導流明渠相結合，采用土圍堰，即利用明渠開挖料加高明渠上游側邊坡，堰頂與內河側圍堰高相同。為減少導流明渠長度，保證堰體穩定，將下游側圍堰頂寬設為3.0 m，兩側邊坡均為1∶2.5。

導流明渠布置在涵閘下游側，導流明渠自內江圍堰外側開始，止于外江圍堰外側，渠底寬3.0 m，渠底高程0.0 m，兩側邊坡坡比為1∶2.5，頂高程5.02 m，過流斷面面積78 ㎡，滿足非汛期河道過水。為防止水流沖刷，渠底及邊坡均鋪設土工布，同時在明渠表面鋪設10 cm素砼，增加抗沖刷能力。

3 應用情況

勝豐涵閘導流工程于2014年12月實施完成，在非汛期水閘施工中，導流明渠能滿足河道正常過水，明渠表層澆筑素砼，未出現沖刷破壞的情況，內河側及外江側圍堰滲水量較少，通過水泵排水基本能保證干地施工，日常少量降雨亦通過水泵排出基坑。但另一方面，也暴露了一些問題：導流明渠占地面積較大，在地形狹窄的施工區使用受限；土石圍堰容易造成水土流失，對河道造成影響，需要有針對性的進行防護。

4 結語

土石圍堰及明渠導流因其適用面廣，在有較寬闊灘地或有溪溝、老河道等均能采用該種導流型式，且導流流量可根據實際調整明渠過流面積，其施工較方便，取材容易，造價相對較低，在水閘施工中應用較為廣泛。本次實際工程的成功應用，一方面驗證了導流明渠適用條件，對明渠導流特點及其關鍵因素的一次實踐；另一方面，針對本次應用存在的問題需要進一步進行探討和總結，更加科學的指導實踐。

參考文獻

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