龍圩水道拋石丁壩施工工藝及效果觀測

摘 要：為了提高沙質淺灘拋石丁壩的施工質量，增強壩體結構整體穩定性，通過對廣西潯江龍圩水道拋石丁壩施工工藝進行研究，對龍圩水道拋石丁壩施工效果進行觀測，總結砂質淺灘建造拋石丁壩施工工藝及施工經驗，為沙質淺灘拋筑丁壩施工提供技術借鑒。

關鍵詞：龍圩水道 拋石丁壩 施工工藝 效果觀測

1.引言

在砂質淺灘航道整治工程中，通常采用疏浚與整治相結合的方法，為了達到整治目的，往往需要在沙質河床上建造整治丁壩，以達到縮小河床過水斷面面積，集中水流束水攻沙和增加水深的目的，以保證枯水期航道維護水深。

2.龍圩水道基本情況

2.1灘險概況

潯江龍圩水道位于梧州市上游14km，是西江上游桂平至梧州段最復雜的沙石淺灘。龍圩水道自石良塘山角起至長洲尾匯合段止全長14km，進口段河寬900m，出口段河寬950m，中間段左、右岸最寬3200m。龍圩水道河段內有思恩洲、泗化洲、長洲三個島呈品字形屹立于河中，思恩洲前半部把潯江水流分成兩汊，思恩洲后半部及長洲頭與泗化洲之間把潯江全河段分成三汊，分別是內江（左支）、中江（中支）和外江（右支），到達泗化洲尾后，中江匯合進入外江以后，水流呈扇形分散在河寬900m寬的淺灘上，形成幾處較大的沙灘，如在外江入口段位于航道左側靠近右岸的鯉魚沙，在外江中段長洲島右側的瓦窯沙邊灘等。由于外江河面較寬，水流分散，到了枯水期航道經常出現積沙出淺，導致航道水深不足，每年都要進行大量疏浚才能維持航道水深，不僅需要投入大量的人力物力，而且由于水深不足，影響西江航運發展。

2.2水文、地質情況

水文情況：多年實測最大流量58700m3/s，最小流量720m3/s，設計最低通航水位時相應的流量為1090m3/s，石良塘至長洲尾設計水位時落差2.66m，平均比降0.19‰，河段水面流速1.1m/s～1.78m/s。

地質情況：灘段河床基巖為花崗巖，質地堅硬，表層有沙覆蓋，厚度為3～7m，河道中間的砂為中砂，粒徑為d50=0.36mm，外江中段長洲島右側瓦窯沙邊灘的沙為細砂，砂的粒徑為d=0.1～0.3mm。

3.拋石丁壩施工工藝

在西江一期航道整治工程中，龍圩水道航道整治工程設計采用疏浚、炸礁和建造整治壩相結合的整治措施。在外江左岸長洲島右側的瓦窯沙邊灘布置5條丁壩，形成丁壩群，在泗化洲尾布置一條洲尾順壩，并結合布置一些短丁壩，設計筑壩工程量為101379m3。丁壩斷面尺度為：頂寬：2m，上游迎水面邊坡：1：1，下游背水面邊坡：1：2，縱坡：1：150，壩頭錐體的錐坡為1：1。

3.1龍圩水道拋石丁壩施工工藝流程

施工前水下地形測量→測設導標→平整壩基→拋填袋裝砂→拋填石碴或碎石填料→拋填塊石→細拋塊石→整理壩體和干砌壩面→壩根護岸→水泥砂漿填縫及鋪面。

3.2施工方法

3.2.1施工前水下地形測量和測設導標

施工前認真校對施工區域控制點的平面坐標和高程。校對無誤后，用前站儀進行現場放樣，在岸邊測設壩軸線導標，上、下邊線導標，并在丁壩施工區域附近測設施工水尺。與此同時，進行河床水下地形測量，按照1：1000的比例制作成圖，根據測圖掌握河床水下地形變化情況，并以此為依據，計算工程數量和控制施工過程中的拋填高程。

3.2.2對沙質淺灘丁壩壩基范圍進行平整

根據測圖資料對水下地形圖進行檢查，對于高差相差超過±20cm的，應進行整平。對于沙質淺灘可以就地取材，宜在壩的上游離壩軸線200m以外的區域取沙，利用泥駁將砂運送到壩址進行拋填，拋填時要考慮水流速度的影響，拋填砂之前必須進行試拋，通過試拋確定船的駐位，以保證拋填沙落到拋填區域。拋填沙之后，要及時進行檢測，若拋填高度超出設計底標高±20cm，可用反鏟挖泥船將其攤平，直到符合要求為止。

3.2.3拋填袋裝砂

袋裝砂的拋填范圍：縱向范圍從壩根開始沿著壩軸線超出壩頭基礎以外10m，橫向范圍是丁壩基礎上、下邊線以內1m所連成的區域，施工順序是：同一座丁壩從壩根開始，在同一丁壩橫斷面從下游開始。在拋填砂袋之前，先將工作船按岸上導標指示的方向移到施工區域，用GPS測量定位系統進行定位，船位準確之后可均勻拋填砂袋，砂袋的填筑厚度一般為60cm，在拋填過程中，應加強探測水深，高程偏差應控制在±20cm以內，寬度應當小于壩基1m。

3.2.4拋填石碴或碎石填料

拋填袋裝砂工作完成以后，應及時拋填石碴或碎石覆蓋。石碴的拋填范圍：縱向范圍從壩根開始沿著壩軸線超出壩頭基礎以外20m；橫向范圍是丁壩基礎上、下邊線以外2m所連成的區域，為了保護壩頭，壩頭基礎應適當加寬，在靠近壩頭20m至超出壩頭20m的范圍內，兩邊的寬度宜增加 10m～15m；拋填厚度1.0～1.5m。拋填的石碴或碎石填料可以就地取材，石碴應有適當的級配，并且含泥量應小于10%。可以考慮從附近的石場取料，通過陸路運輸、水路運輸或陸路與水路聯合運輸方式將石碴到達工地。為了解決石料來源少的困難，龍圩水道筑壩就地取材，利用炸礁工程產生的石碴作為丁壩基礎的填料，通過泥駁將石料運到工地以后，從壩根開始延壩頭方向拋填，施工過程中要加強測量，保證拋填厚度均勻。

3.2.5拋填塊石

拋填的塊石料，應選擇重量在20～100kg，粒徑25～60cm，石料的外觀質量要求不成片狀，無嚴重風化和裂紋的巖石。施工時應從壩根開始往壩頭方向拋填，先用開底駁進行粗拋，然后用民船進行補拋和細拋。粗拋高度應控制在設計壩頂高程以下20～50cm為宜，細拋填筑高度應當控制在壩頂設計標高±20cm以內。

3.2.6壩根護岸

在壩根連接岸坡的位置，在壩的上游10m至壩的下游30m范圍內，先進行理坡，然后拋填塊石，拋填高度高于壩根頂高程1.5～2.0m，拋填厚度0.6～0.8m，面層用塊石干砌，塊石之間的空隙用小石塊填充嵌實。

3.2.7理坡和干砌壩面

拋填塊石完成之后，及時進行測量校對壩位，現場在壩面把丁壩的中軸線、壩面的上、下邊線放樁進行標示，按丁壩壩體設計斷面尺寸和坡度要求進行理坡，去高填低，使壩體基本成形。理坡完成后對設計最低通航水位以上的壩面進行干砌，干砌壩面的順序從壩根開始往壩頭方向進行，壩面要采用粒徑較大的塊石，安砌穩定平整，塊石之間的縫隙用小石塊嵌實。

3.2.8在壩面鋪設水泥沙漿

在丁壩建成經歷一個水文年以后，壩體沉降基本穩定，為增強丁壩的整體穩定性，可用強度為C20的水泥沙漿進行填縫，在丁壩壩面鋪設一層厚度為2～3cm的水泥砂漿，使丁壩壩體塊石與塊石之間緊密相連，達到增強丁壩整體穩定性的目的。

4.效果觀測

對龍圩水道長洲島右側瓦窯沙邊灘的丁壩群現場觀測的情況表明，經過改進的施工工藝和方法，丁壩的整個情況有了很大改善。

（1）壩體整體穩定良好，壩體沉降、塌陷明顯減少；沒有實施對壩面干砌塊石進行水泥砂漿填縫的丁壩，壩面塊石仍有被掀翻的情況，缺口深度0.3～0.6m。

（2）壩根穩定，沒有明顯的損毀現象。

（3）壩頭基本穩定，除壩頭有小部分塊石松動、脫落以外，沒有因為受到嚴重沖刷引起壩體向壩根方向縮短的現象。

5.結語

（1）在砂質淺灘建造丁壩，采用袋裝砂作為基礎護底，使壩體與沙質河床之間可實現柔性接觸，有效解決壩體的滲漏引起對沙質河床沖刷的問題，增強壩體的整體穩定性。

（2）利用石碴或碎石作為壩基礎的主要回填料，并且縱向在壩體靠近壩頭20～30m位置起，直至超過壩頭向河中間延伸20～30m，橫向從壩基邊線以外向上、下游增寬10～20m的范圍內拋填厚度1.0m的石碴或碎石填料，有利于保護壩頭的穩定。

（3）在壩根連接岸坡的位置，在壩的上游10m至壩的下游30m范圍內，用干砌塊石進行防護，對保護壩根穩定是有效的。

（4）在石料來源比較困難的工程，可利用炸礁工程產生的石碴作為拋石丁壩基礎填料，不僅可以就地取材、降低工程成本、加快施工進度，而且可廢物利用，減小對河床的破壞，有利于環境保護。

參考文獻：

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