貴港市鯉魚江口防洪閘工程施工導流設計

龍起華 黃祖芹

【摘 要】鯉魚江口防洪閘位于廣西貴港市城區中部郁江左岸鯉魚江口處，閘址位置河床狹窄，施工水位高。該工程考慮采用在防洪閘2#、3#閘孔之間布置縱向混凝土圍堰將防洪閘分為一、二兩期進行分期導流施工，為了施工縱向混凝土圍堰，采用“U”形鋼板樁作為臨時圍堰施工縱向混凝土圍堰，待縱向混凝土圍堰施工完成后結合上下游土石圍堰形成封閉區域對防洪閘進行施工。

【關鍵詞】防洪閘；施工導截流；鋼板樁

【中圖分類號】TV551 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）02-0084-03

1 工程概況

貴港市鯉魚江口防洪閘位于廣西貴港市城區中部郁江左岸鯉魚江口處，與郁江左岸防洪堤形成封閉的防洪體系，設計過閘流量為3 380 m3/s，屬大（2）型水閘，工程等別為Ⅱ等，水閘、兩岸接頭建筑物等主要建筑物級別為2級，護坡及坡腳擋墻等次要建筑物級別為3級。鯉魚江口防洪閘的主要任務為阻擋郁江50年一遇洪水、排泄鯉魚江自身30年一遇洪水。水閘外江郁江50年一遇設計防洪水位為48.13 m（85國家高程基準，下同），100年一遇校核防洪水位為48.13 m；內江鯉魚江設計排洪標準為30年一遇，設計過閘的流量為3 380 m3/s，相應閘上設計的水位為42.38 m，閘下設計的水位為41.67 m。

2 工程總布置

鯉魚江口防洪閘從左岸至右岸依次布置左岸“U”形擋墻段、左岸接頭重力壩段、防洪閘段、右岸接頭重力壩段及右岸“U”形擋墻段，閘線總長122 m。左、右岸“U”形擋墻段長度均為5 m，頂高程為49.8 m；左、右岸接頭重力壩段長度均為30 m，頂高程為49.8 m，最大壩高為18.8 m；防洪閘段位于鯉魚江河道中央，閘室長23 m，總寬54.8 m，壩頂高程為49.8 m，最大壩高25.8 m。閘室共5孔，每孔凈寬8 m，設8 m×12 m（寬×高）平板工作閘門，上下游各設檢修閘門一道；混凝土縱向圍堰與2#、3#閘墩相接，圍堰頂高程為36.5 m，圍堰最大高度為14 m。

3 施工導流

3.1 導流標準

鯉魚江口防洪閘設計過閘流量為3 380 m3/s，根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252—2017）及《水閘設計規范》（SL265—2016）的相關規定，本工程屬大（2）型水閘，為Ⅱ等工程，主要建筑物級別為2級，導流建筑物級別為4級。由于防洪閘位于鯉魚江出口附近，距郁江口僅120 m，受郁江水位頂托作用明顯。因此，施工導流標準主要考慮郁江洪水水位的影響，并結合鯉魚江施工期洪水的特點確定。根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303—2004）的有關規定，4級導流建筑物的洪水標準為10～5年一遇（建筑物類型為混凝土結構）。考慮本工程水閘、消力池的結構相對簡單，因此確定本工程導流建筑物的洪水標準為5年一遇。根據鯉魚江口防洪閘的工程條件，導流方案采用左右岸分期導流。如果采用5年一遇全年洪水標準，鯉魚江洪峰流量達到1 660 m3/s，閘上水位較高，施工導流困難，工程投資大。本工程水閘主體工程量不大，一個枯水期即能將永久建筑物（主體工程的閘室、閘下消能設施及護岸工程）修筑至壩體度汛標準的汛期洪水位以上。為減少臨時工程投資，考慮采用枯水期施工，選擇5年一遇枯水期的洪水標準。閘址位于貴港市城區中部郁江左岸鯉魚江口，枯水期受桂平航運樞紐庫水位的頂托，鯉魚江口閘址處水位比天然水位情況下要高一些。導流時段的選擇在保證工期的前提下，盡可能地選擇枯水期，以節省導流費用。本階段導流時段選擇了10月～次年3月、11月～次年2月、11月～次年3月，11月～次年4月15日4個時段比選。各施工期導流流量較小，相差不大，考慮到11月～次年4月15日施工工期略有延長，圍堰工程量增加不多，為保證必要的施工時間，因此本階段推薦采用導流時段為11月～次年4月15日，5年一遇的郁江水位為35.05 m。

3.2 導流方式和導流程序

鯉魚江口防洪閘位于貴港市城區，左岸為已建防洪堤，堤頂高程為49.58～49.41 m，堤后即為城鎮民房；下游右岸為小江砂場碼頭、小江小學，岸頂為45～46 m高程。兩岸較為狹窄，施工布置較為局促。如果采用一次攔斷河床圍堰導流的方式，難以布置導流明渠、涵洞或隧洞，根據地形條件和樞紐布置情況，本階段施工導流采用分期導流方式。根據工程布置方案及本工程特點，導流程序如下：一期先收束右岸河床用縱向混凝土圍堰及上下游土石圍堰圍左岸，利用右河道導流，然后施工左岸2孔水閘，同時利用臨時黏土圍堰對護岸擋墻及護坡進行施工，汛前拆除一期上、下游土石圍堰；二期用縱向混凝土圍堰及上、下游土石圍堰圍右岸，利用已建的左岸2孔水閘導流，施工右岸3孔水閘，同時利用臨時黏土圍堰對護岸擋墻及護坡進行施工，汛前拆除二期土石圍堰及縱向混凝土圍堰多余的部分。

3.3 導流建筑物設計

由于閘址處鯉魚江河床較為狹窄，難以布置土石圍堰，考慮在2#閘孔及3#閘孔之間施工一道縱向混凝土圍堰，以縱向混凝土圍堰為邊界，將左、右水閘分為一、二期，配合上下游土石圍堰，形成封閉施工區域（施工導流平面布置如圖1所示）。

施工縱向混凝土圍堰時需先施工臨時圍堰，受河床條件限制，臨時圍堰同樣不能采用土石圍堰，本工程考慮采用“U”形鋼板樁在河床中形成封閉區域施工縱向混凝土圍堰（鋼板樁臨時圍堰平面布置如圖2所示）。

臨時圍堰設置在混凝土縱向圍堰兩側，采用型號為SKSP-IV的“U”形鋼板樁圍堰，呈方形布置，寬度為17.7 m，長度為168 m，樁頂高程為37.3 m。板樁距縱向圍堰左、右側堰腳的最小距離分別為1.7 m、6 m；距上、下游端堰腳的最小距離分別為2 m、3 m。鋼板樁內支撐結構采用鋼管對撐及角撐。鋼板樁自上而下沿35 m、32.5 m、30 m、27.5 m及25.25 m高程設5道圍囹，圍囹采用2根“H”形鋼HN350；每道圍囹結構用φ377 mm×22鋼管作水平對撐，每榀水平對撐鋼管的間距為4 m；鋼管的端部采用φ203 mm×14鋼管作兩邊支撐以保證對撐的端部穩定；鋼板樁平面折角處采用兩道鋼管角撐呈45°以加強局部結構。由于對撐鋼管長達17.7 m，為偏心受壓桿件，為了避免失穩破壞，在鋼管中部設一道豎向支撐，使其對撐長度縮短一半。豎向支撐采用φ377 mm×22鋼管，伸至底部基巖；每榀水平對撐與豎向支撐采用φ203 mm×14鋼管焊接形成桁架整體受力。由于鋼板樁圍堰基礎難以深入基巖內部，且淺表層基巖巖溶較發育，巖面起伏，透水性中等，淤泥等覆蓋層穩定性極差，淺表層巖溶滲漏可能引起地基乃至鋼板樁內的淤泥等覆蓋層產生滲透破壞，對鋼板樁臨時圍堰穩定不利。因此，鋼板樁樁腳采用1 m厚的C20（2）水下混凝土封底，封底寬度均為3 m，圍堰外采用帷幕灌漿防滲，灌漿孔距2 m，灌漿深度為6 m（鋼板樁結構如圖3所示）。

混凝土縱向圍堰位于防洪閘2#、3#孔之間，與4#、5#閘墩相接，圍堰頂高程為36.5 m。為了與上、下游橫向土石圍堰銜接，將原縱向圍堰分別向上、下游延伸至土石圍堰坡腳，上游縱向圍堰總長65 m（其中，永久段長20 m，臨時段長45 m），下游縱向圍堰總長75 m（其中，永久段長30 m，臨時段長35 m）。中間閘室段設臨時重力式混凝土圍堰，長23 m，圍堰最大高度為13.6 m。閘室段臨時圍堰與二期基礎開挖同步拆除，上、下游縱向圍堰延伸段與二期土石圍堰同步拆除。

上、下游采用土石圍堰，一期土石圍堰頂高程為36.1 m，堰頂寬度為4.5 m，最大堰高度為7.6 m；二期土石圍堰頂高程為35.6 m，堰頂寬度為4.5 m，最大堰高度為8.6 m。土石圍堰臨水面坡比為1∶2.5，并采用塊石護坡，厚1 m；基坑內坡比為1∶2。

3.4 導流工程施工

臨時圍堰鋼板樁沿施工道路下河搭建施工平臺，施工順序如下：先安裝頂部和底部的樣架，使鋼板樁能準確定位，然后拼裝、打樁。拼裝完成后先清渣、挖泥，再澆筑水下混凝土封底，待混凝土達一定強度后再往外圍施工帷幕灌漿。鋼板樁施工應確保拼接質量和防滲效果。施工期間應對鋼板樁圍堰進行監測，如出現變形、漏水等情況應及時處理。

鋼板樁施工：先用土石填筑施工平臺，然后采用49 t液壓挖掘機，配DZ1-8000型振動樁錘，沿平臺兩側進行插打。

帷幕灌漿：采用150型地質鉆機鉆孔，在鋼板樁上搭架鉆孔平臺，按分序逐次加密原則先后施工，采用自上而下的灌漿法。

圍堰混凝土施工：混凝土采用預拌商品混凝土，就近購買，混凝土攪拌車運至工地，泵送入倉。

水下混凝土澆筑：采用導管法施工，將拌制好的混凝土通過管徑300 mm的導管借助自重壓力使之沿格體底部擴散。

土石圍堰施工：土料外購，采用1 m3反鏟挖掘機開挖，10 t自卸汽車運輸，堰體采用12 t振動碾壓機碾壓。

二期麻袋黏土圍堰填筑：土料外購，采用1 m3反鏟挖掘機開挖，10 t自卸汽車運輸，人工裝袋，人工鋪筑。

4 結語

貴港市鯉魚江口防洪閘閘址位置河床狹窄，中央河床寬度僅有約50 m，左岸岸頂防洪堤以外為居民房，右岸岸頂為小學，受地形及場地限制，施工導流布置是整個工程施工中的一大難點，本工程利用“U”形鋼板樁作為臨時圍堰，在臨時圍堰內先行施工完成縱向混凝土圍堰，再利用施工完成的縱向混凝土圍堰及上、下游土石圍堰形成封閉區域對防洪閘進行一、二期施工，較好地解決了由于河床狹窄導致的施工導流難的問題。

參 考 文 獻

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