同安區石潯水閘圍堰施工中關鍵技術問題探討

何毅偉

（福建路港（集團）有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概況

同安區石潯水閘改建工程新建水閘一座，閘址在原水閘下游，距原水閘約170 m處位置。該工程為水利水電工程Ⅱ等、規模大(2)型，設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為200年一遇，設計擋潮標準為100年一遇，水閘其設11孔，單孔凈寬10 m，總過水凈寬110 m，水閘全長144.2 m。項目區場地地勢平緩，距離出海口1.2 km，屬石潯支流河床地貌，河床較為平坦、順直，地形對稱，總體呈“U”型。水閘兩岸為河流階地，無牛軛湖、決口等分布，河道位置基本變化不大。據地表地質調查及鉆探資料分析，地層主要為近代人工填土層，第四系淤積層，第四系沖積層，以及殘積層和燕山晚期基巖風化層組成。

根據設計成果可知，50年一遇設計洪峰流量1030 m3/s，500年一遇校核洪峰流量1410 m3/s。閘頂高程為6.50m，閘頂上設有啟閉室，還建有公路橋和檢修閘門用的檢修橋等建筑物，在水閘上游布置有拋石防沖槽、干砌塊石護面、C25鋼筋砼鋪蓋，下游布置C30鋼筋砼消力池、漿砌石和干砌塊石兩道海漫以及拋石防沖槽等，平面布置圖見圖1。

圖1 施工圍堰平面布置圖

2 圍堰總體布置

在水閘施工之前，應先進行圍堰施工，以保證主體工程在相對干燥的環境中施工，具體施工思路是：擬在水閘上游基礎開挖邊線之外修筑圍堰截流、擋水，圍堰工程主要為上游全斷面橫向圍堰擋水、上游浦聲支流導流，圍堰底下設置高壓旋噴樁防滲墻止水，堰體用紅土袋，防水土工膜包砂及石渣筑堤。下游利用現石潯水閘擋水[1]。

上游橫向圍堰垂直河道中心布置，橫向圍堰連接左右岸防洪堤，經布置，上游橫向圍堰軸線長140 m，圍堰上堰腳設有子堤，子堤頂標高原設計2.5 m，軸線距水閘中心線67 m，堰腳距水閘上游防沖槽前端14.0 m。由圍巖斷面布置圖堰可知，頂寬度6 m米的寬度，上、下游堰堤外側放坡1∶2.5，子堤粘土防滲側放坡1∶3。土石填筑時，每填筑一次30 cm-50 cm，用壓路機來回碾壓，直至壓實到密實，再填筑下一層[2]。上游圍堰結構形式見圖2。

圖2 上游圍堰結構形式圖

3 上游圍堰施工中的關鍵技術問題

3.1 導流方式

水閘處河床寬約140 m，左岸有居民，右岸有蝦塘，沿河兩岸防洪堤已形成。水閘施工導流方式有明渠導流和圍堰導流。因兩岸蝦池、民房征地難度極大，代價也很大，經論證，不可能采用明渠導流；而分期導流則施工工期長，圍堰工程量大，工程投資增加，也不合適。因本工程上游右側有浦聲支流，閘址距上游分流口約3.058 km，河道坡降0.04‰，河床可采用一次性攔斷河道，故水閘上游來水導流方式利用浦聲支流為主導支流石潯支流進行施工，即水閘上游來水從浦聲支流導流，水閘下游潮水通過現狀石潯水閘擋潮，抽干新建水閘地段河水，將水下作業轉為干處作業。

3.2 圍堰施工

3.2.1 施工前準備

進駐施工現場后，應及時開展各項準備工作，包括材料供應、設備供應，技術人員到位情況，生活區布置等，同時進行技術交底，包括設計單位設計資料技術交底和施工單位施工組織設計方面的交底，為圍堰施工做前期準備[2]。

3.2.2 施工技術、方法

①施工技術人員進駐現場，根據勘察設計單位提供的設計報告、圖紙等勘察設計資料，結合現場實際情況，進行圍堰施工材料的準備。

②結合勘察設計單位圖紙提供的圍堰位置坐標點進行復測放樣，將圖紙坐標點位置放在現場圍堰壩址，確定出圍堰位置。

③為了現場施工搬運方便，編織袋裝量不宜太多，裝土量為編織袋容量1/3～1/2為最佳，袋口應用麻繩或綁扎絲綁扎，投放前應先清除堰底河床上的垃圾、雜草、樹枝等雜物。編織袋應沿河床順坡滑落的方式，為避免摔爛不宜拋投，堆放時在上下層應互相錯縫堆放，且盡可能堆碼整齊[3]。在投放編織袋的同時要預埋好用于加固桿件拉結的鐵絲將編織袋拉緊以防滑落，待圍堰合攏成型后，圍堰兩側用土工膜包裹防止編織袋滑落，在土工膜的河床端和堰頂端，用編織袋壓牢壓實，土工膜同時起到圍堰防滲的作用。

④編織袋堆碼到設計要求的高度，及時采用粘土進行填筑。土料填筑速度要與施工現場編織袋堆放速度保持一致，不宜太快或者太慢，填筑粘土料時嚴禁直接向水中倒土，應將粘土料自河床的淺水側逐步向深水方推進，填筑過程中應注意振搗振實，加強堰堤的強度和穩定性，同時應注意圍堰填筑時涌水、坍塌[4]。

⑤待圍堰合填筑后應鋪設防水布，防水布頂端要用編織袋壓牢，以免被流水沖刷走或被風吹跑[5]。

⑥為保證圍堰施工安全，施工期間應每天進行圍堰完好情況檢查，并且做好水位記錄，一旦發現如滲漏、滑移等安全隱患，應及時消除，保證圍堰安全。

3.3 圍堰防滲問題

3.3.1 高壓旋噴樁施工技術

為處解決上游圍堰防滲問題，在上游圍巖心墻下方-0.4 m高程布置高壓旋噴樁組成高壓旋噴樁防滲墻(見圖2)，共計361個5215 m，旋噴樁孔徑0.6 m，孔距0.4 m，孔底高程-12 m，滲透系數不大于1×10-6cm/s。設計漿液壓力20 MPa～40 MPa，漿液比重1.30～1.49，旋噴速度20 r/min，提升速度0.2 m/min～0.25 m/min，噴嘴直徑23 mm，漿液流量80 L/min～100 L/min。

高壓旋噴樁施工采用單管法[6]，在施工時因相鄰樁距離太近，加上施工間隔時間太短，在相鄰高噴孔施工時可能產生串漿問題，施工中分I序、2序施作，先施工I序旋噴樁，在進行II需旋噴樁施工，見圖2，施工順序依據現場實際情況確定。高壓旋噴樁的施工技術要求見表1。

表1 旋噴樁施工技術檢查表

圖3 高壓旋噴樁防滲墻布置圖

3.3.2 土工膜、粘土防滲

圍堰底下設置高壓旋噴樁防滲墻止水，堰體用紅土袋，防水土工膜包砂及石渣筑堤[7]，具體施工方法為：上游子堤填筑，用較好的土石填筑料，利用防水土工布鋪蓋防上游沖刷及滲漏，按1∶2.5的坡度填筑，待填筑至2.5 m標高時，再在上游坡腳填筑1∶3的粘土防滲。

4 圍堰拆除

4.1 拆除時間

考慮到汛期雨水較多，防汛壓力大，形成內河水位暴漲，造成內澇，因此在入汛前必須拆除施工圍堰[8]。

4.2 技術要求

（1）將圍堰旁邊原填筑圍堰的取土基坑填滿、恢復原貌，以及連接圍堰上下游的水下土方全部挖除，使之符合設計要求。

（2）將河底土方挖到-0.50 m高程，以及保證設計要求的坡度，以滿足行洪度汛要求。

4.3 拆除方案

（1）先用挖機在圍堰上開一條排水槽，使上游的水排入下游干河內，等到圍堰兩邊的水位高程相同時再開挖，以免挖機挖開缺口后水流過急，出現潰壩和圍堰上的土方順著水流沖入下游較遠處。

（2）圍堰水上部分采用挖掘機拆除，挖機應先在圍堰上鋪設鋼板，以滿足圍堰上挖機順利行走的寬度，然后用挖掘機把圍堰土方填到原來的取土坑內，并恢復原貌，多余的土挖掘機取土裝車外運至排泥場。

（3）用抓斗船、駁載船進行水下土方開挖，挖泥船開挖上來的土方由駁載船運輸至拋泥場。

此外，圍堰拆除中應做好安全措施，在運輸道路、圍堰迎水面等重要部位安放明顯的安全警示牌及燈，安排專人巡視值班及現場指揮人員。圍堰拆除后，要在河道兩岸恢復安全防護欄桿及懸掛安全警示牌。

5 結語

在水閘施工改建中，把握好圍堰施工中的關鍵技術問題不僅能夠確保工程質量和工期，也能夠節省工程投資，確保在主汛期最大限度減少同安城區居民及施工現場的災害損失。因此，研究水閘施工中圍堰施工的關鍵技術問題是非常必要的，保證了石潯水閘改建工程的順利完工。