龍泉滘水閘重建工程導流和圍堰設計及施工要點分析

梁 宇

（江門市江新聯圍管理處，廣東 江門 529000）

水利水電工程具有灌溉、發電、防洪、排澇等多項功能，是經濟建設中的基礎設施，在改善人民生活水平、促進社會發展等方面發揮著重要作用。但隨著建設難度越來越大，極易出現質量問題，影響項目的整體利益。圍堰工程是防止水、土進入施工現場的一種臨時維護結構，排水導流是其關鍵。基于此，本文針對江新聯圍禮東圍龍泉滘水閘重建及新增電排站工程的導流及圍堰設計及施工展開分析。

1 工程概況

江新聯圍禮東圍龍泉滘水閘重建及新增電排站工程位于禮樂河與馬鬃河交匯處，建設規模為：新建電排站一座，設計排水流量為40 m3/s，總裝機容量為2840 kW；治理河長1.53 km，其中河道清淤疏浚1.53 km，左右兩岸堤防加固長度3.154 km；加固連接堤長度180 m；重建水閘，水閘總凈寬35 m，重建新沙節制閘一座。該項目為中型工程，主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級，設計洪水標準為50年一遇，校核洪水位為100年一遇；本工程概算總投資8950.28萬元，其中建安費投資為7192.42萬元；計劃工期400日歷天；工程質量驗收質量評定為合格工程。本工程分為兩個標段，標段二主要施工內容有：新建電排站、內圍堰施工、施工導流（含交通橋、基坑排水）。該工程于2017年12月26日開工建設，于2019年1月29日完工。

施工區氣溫、水溫、地溫均滿足工程施工要求，無冰凍等其他惡劣自然條件影響，自然條件滿足施工要求；地質條件自上而下依次為淤泥、粉質粘土、粗砂、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、弱風化泥質粉砂巖。

2 導流及圍堰施工

2.1 導流標準

本工程全年施工，工期計劃400日歷天，施工期有度汛要求。導流標準為5年一遇洪水24小時排干。

2.2 導流施工

2.2.1 導流方式

施工導流方式采用一次攔斷河涌[1]的導流方式，內涌側及外江側設置鋼板樁圍堰擋水，施工期征用河道右側魚塘等，利用征用魚塘等開挖明渠進行導流，同時在導流明渠入口（馬鬃沙河右側堤防）搭設臨時鋼便橋（貝雷架），滿足臨時交通需求，在外江側堤防位置開挖明渠及預埋涵管進行導流，同時增設防洪閘門，以防止外江洪水倒灌。導流平面圖見圖1。

2.2.2 施工方法

施工順序：干堤導流砼管（圖2）及簡易鋼閘門施工→臨時魚塘清淤→加固堤頂路貝雷架施工。本工程導流砼管采用Ⅱ級預應力鋼筋混凝土管，單根管長2.5 m，內徑1.6 m，壁厚0.1 m，抗裂荷載139 KN/m，破壞荷載251 KN/m。貝雷架（圖3）采用國產321鋼橋，專業人員現場焊制，共設置兩跨，單跨20 m。鋼管樁持力層為粗砂，要求進入持力層1 m。

圖2 導流砼管縱剖面圖

圖3 貝雷架縱剖面圖

2.3 圍堰設計

內圍堰采用5年一遇設計洪水位1.10 m。本工程施工前首先對內河沖坑進行回填，采用石粉回填至相應設計高程；內外河圍堰均采用鋼板樁圍堰[2]；內圍堰利用自卸汽車走臨時道路回填粘土。鋼板樁采用LWU600×130×10U型鋼板樁圍堰，樁長21 m。圍堰斷面示意圖見圖4。

圖4 圍堰斷面示意圖

2.4 圍堰施工

2.4.1 圍堰施工工序

待施工導流完成后，先沖坑回填石粉，然后開始圍堰施工。鋼板樁圍堰的鋼板樁利用水上設備進行施打。施工順序見圖5。

圖5 內圍堰施工工序

（1）堰底清理測量放樣后用挖掘機先清理左右岸接頭雜質和擋墻，直到確認為密實粘土方可填土，河床段堰底在圍堰填筑前先用抓斗船清理雜物和浮泥。

（2）鋼板樁打設

①鋼板樁施工準備施工前先放樣，且應先試樁，試樁數量為2根，以校對地質，且檢驗選用設備、工藝及技術要求是否合適，無問題后方可正式施工。鋼板樁使用前應檢查，不符合要求的應整修；在鋼板樁上端焊補強板，然后鉆設吊裝孔；鋼板樁鎖口內除油，下端用易拆物塞緊。

②鋼板樁沉入采用振動沉樁法振入，選用16 t吊機安設在一艘200 t方駁上，另選用一艘60 t船吊配合作業。方駁上吊機吊著ZD45振動錘，振動錘夾緊鋼板樁共同吊起，使鋼板樁鎖口插入相鄰樁鎖口內，待樁穩定、位置正確并垂直后，再振動下沉。鋼板樁每下沉1 m～2 m左右應停振檢測樁的垂直度，發現偏差及時糾正。在振入沉樁中如鋼板樁下沉速度突然減小，應停止沉樁，并將鋼板樁向上拔起0.6 m～1.0 m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉時，應采取其他措施。振入鋼板樁過程中，振動錘振動頻率須大于鋼板樁自振頻率。

③填筑材料回填粘土，考慮到堰體填筑的密實性要求，采用自卸汽車分層施工。

④圍堰防浪處理圍堰防滲主要通過在鋼板樁的嚴密性和左右岸接頭處理進行解決，迎水側通過升高鋼板樁的頂高程進行防浪。

2.4.2 圍堰除險

由于本工程臨近海濱的河涌，屬內涌與外河的交匯段，受臺風影響較大，因此需在右岸設一砂料場，儲備一定數量（約1000 m3）的砂及砂袋等，以備搶險時圍堰的加寬加高。

2.4.3 圍堰拆除

圍堰拆除是在水閘和泵站閘門下閘并具備防洪度汛能力后，主體工程通過水下驗收才進行的。圍堰拆除方法：先用船吊吊著ZD45振動錘，同拔樁機卡頭相連，振拔鋼板樁；接著用挖掘機挖土，自卸車運走拆除一部分，其余部分采用船挖。

2.5 基坑排水

2.5.1 初期排水

基坑集雨面積約16000 m2，水深按平均2 m計算，基坑積水量約16000×2=32000 m3，考慮堰體滲水和可能發生雨水，初期排水量約為：1.5×32000=48000 m3，以2 d排干計算，水位日降低1.0 m，日抽水量約為24000 m3，采用8BA-25型水泵，理論生產率為270 m3/h，計劃投入8BA-25型水泵4臺。

2.5.2 經常性排水

本泵站站址屬亞熱帶季風區，雨量多，新會區年均雨量為1789.2 mm，年最大24小時降雨量約為350 mm，考慮降雨匯集基坑需在24小時抽完。因此，需要一臺水泵工作。另外，基坑滲水及施工棄水不大，可以通過一臺水泵完成。

初期排水時，背水側用空油桶上鋪木板形成浮排，托架水泵出水管頭，迎水側排水管貼坡放置。初期抽水完成后，將水泵固定于上游（即抽水流向）背水側平臺上面，用于經常性排水，基坑初期排水完成后，可以利用原河底低洼地帶，挖成排水溝，在圍堰堰腳前4 m～5 m處挖2～4個深約2 m，長×寬為3 m×1.5 m的集水井，用以匯集基坑滲水。

2.5.3 抽水注意事項

基坑排水過程中，須隨時觀測水位、圍堰、岸坡等的變化情況，檢查有無漏水及下陷現象，必要時應即采取措施，防止發生意外事故。因夜間搶險與檢查均不方便，抽水最好在白天開始，并及時進行堵漏處理。若基坑內水位正常下降，則說明滲水量估算及水泵能力的選用均屬正確；若基坑內水位下降很快，則說明所選用的水泵能力過大；若基坑內水位不降低，則說明滲水量大于排水量，也可能是圍堰有孔洞，需要進行堵塞；若基坑內水位最初有一些降低，以后就保持不變，則說明此時的滲水量等于排水量，需要增大水泵的抽水能力。當抽水無把握時，可使水位每降低1 m即停抽5 min～10 min，觀察水位回升情況，以此估計滲透流量，推算是否需要增加水泵。

3 結語

根據施工環境特點，江新聯圍禮東圍龍泉滘水閘重建及新增電排站工程施工導流方式采用一次攔斷河涌的導流方式，內涌側及外江側設置鋼板樁圍堰擋水，外江側堤防位置開挖明渠及預埋涵管進行導流；內圍堰采用5年一遇設計洪水位1.10 m，施工前對內河沖坑進行回填，采用石粉回填至相應設計高程，形成的圍堰整體性好、防水性好、承載能力強、施工環保，取得了良好的經濟效益。