河道整治工程圍堰方案優(yōu)化

武江龍，劉隆昌，李玉曉

（中建八局第二建設有限公司，廣東 深圳 518000）

1 概述

1.1 工程概況

工程位于韶關曲江區(qū)南華寺旁，河道整治起點為曹溪河與G106交匯處（南華一號橋），治理終點為京港澳高速公路附近，河中樁號為CX0+000～CX4+180，治理河道長度4.18 km，兩岸均設計有護岸擋墻或護坡。

工程設計洪水標準重現(xiàn)期為50年，防護等級為II級，工程合理使用年限為50年；永久性主要建筑物級別為2級，合理使用年限為50年。

1.2 氣象

工程所在地地處北回歸線以北中亞熱帶中部地區(qū)，屬于亞熱帶季風氣候。冬季盛行干冷的偏北風，夏季盛行偏南的暖濕氣候。雨量充沛，年均降雨1400 mm～2400 mm，3月～9月為雨季，10月～2月為旱季。日平均溫度在10℃以上的太陽輻射占全年輻射總量的90%，光能、溫度、降水配合較好，雨熱基本同季。全年無霜期310天左右，年日照時間1473 h～1925 h。

1.3 水文地質

根據(jù)曲江區(qū)馬壩雨量站1981年～2010年的雨量資料，該地區(qū)多年平均降雨量1599.4 mm，年最大降雨量2132.1 mm（1994年），年最小降雨量1169.3 mm（1986年），最大24 h降雨量為208.1 mm（2010年）。降雨主要集中在4月～9月，占全年降雨量的69%，其中4月～6月雨量最集中，是主汛期，主要是鋒面雨，其降雨量約占全年的50%。由于降雨分配不均，加上山區(qū)河流，河床坡降陡，因此在汛期造成集流快，洪勢猛，下游經(jīng)常出現(xiàn)洪泛現(xiàn)象。但到秋冬季節(jié)，由于雨水偏少，江河水位甚至枯竭，因此夏洪秋旱比較明顯。

根據(jù)地層分布、巖芯觀察及鉆孔簡易水文地質觀測，場區(qū)內地下水主要賦存于圓礫孔隙、基巖裂隙中，賦水層透水性能較強，主要為大氣降水的垂直補給、曹溪河河水的側向補給，場地地下水水量及水位變化主要受天氣季節(jié)、曹溪河河水的影響而波動。勘察期間所測場區(qū)初見水位埋深0.00～1.70 m之間，地下水位標高73.28 m～89.63 m；穩(wěn)定水位埋深0.00～4.20 m之間，地下水位標高73.28 m～88.83 m。其水位標高與河流水位聯(lián)系密切，擬建場地地下水位受氣候及季節(jié)的影響而變化，雨季時水位較高，枯水期水位較低。場地環(huán)境屬Ⅱ類。參考場地附近工程項目，推測該場地地下水位的年變幅約在1.0 m～2.0 m。

2 圍堰原設計概述

截流方式采取圍堰截流，圍堰材料采用袋裝土石圍堰，采用開挖料進行裝袋填筑。圍堰采取分段設計，每段長度100 m，每段長度可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調整。

圍堰頂寬1.6 m，底寬5.6 m，迎水坡坡比為1∶1，背水面坡比1∶1。堰高為2 m，高于枯水期設計水位0.5 m。

防滲膜采用防水彩條布，防滲膜設置在堰體外部，即迎水面。防水彩條布在圍堰頂部用土石袋壓住，在圍堰底部的水平部分向河道內延伸4.3 m，采用0.3 m厚開挖料回填壓實。圍堰設計斷面見圖1。

圖1 圍堰設計斷面圖

3 圍堰在試驗段施工中遇到的問題及方案優(yōu)化的必要性

項目部在2018年5月份進場后即進行圍堰試驗段的施工，選取左岸100 m長作為試驗段，安排30個施工人員及1臺挖掘機同時作業(yè)。圍堰試驗段用時10 d完成，用時較長。合同工期要求在2018年12月30日完成河道整治工程，即在一個枯水期內完成。根據(jù)試驗段完成時間計算，如果安排30人進行圍堰施工需836 d，如果同時安排60個施工人員進行圍堰施工仍需418 d。從6月1日起計算工期，需到2019年7月23日才能完成圍堰工作。不能滿足工期要求，且投入人力較多，裝袋工作不能使用機械代替人工，造價較高。圍堰試驗段施工照片見圖2。

為保證工期目標順利實現(xiàn)，機械代替人工作業(yè)，同時減少造價，必須進行圍堰方案優(yōu)化，采用其他圍堰方式進行施工。

圖2 圍堰試驗段施工照片

4 圍堰方案優(yōu)化

項目部經(jīng)討論后確定圍堰取消人工裝袋，采用土石圍堰。

方案優(yōu)化后的圍堰斷面：堰頂寬6 m，兩側邊坡1∶2；堰頂回填0.2 m厚碎石做為施工車輛通行臨時道路；圍堰高度保持原設計高度，仍為2 m，上部為回填料，厚度為0.8 m～1.3 m，下部為原狀砂礫層，厚度為0.7 m～1.2 m。方案優(yōu)化后的圍堰斷面見圖3。

勘察報告顯示河道原狀地面主要成份為卵礫石、中粗砂，粒徑一般小于20 mm，顆粒呈亞圓狀為主，層厚5.2 m～12.4 m，河道開挖料均可做為圍堰材料使用。該項目設計內容中包含河道清淤工程，利用挖機進行河床挖深的方法導流，開挖深度不超過設計的清淤面，開挖料可直接用于填筑土石圍堰。圍堰分層回填，采用壓路機進行壓實，回填到位后修筑施工便道。施工便道采用0.2 m厚的碎石回填壓實，以滿足施工車輛的通行。

圖3 圍堰方案優(yōu)化斷面圖

5 圍堰施工時注意事項

因為6月～9月仍處在汛期，所以需加強與韶關曲江區(qū)氣象局的聯(lián)系，隨時關注天氣預報，根據(jù)天氣變化趨勢做好汛期施工及防汛安全準備工作。并安排專職安全員進行二十四小時值班，做好巡視工作。機械二十四小時待命，確保圍堰安全，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患和險性隱患，做好搶險工作。準備防汛物資如：麻包袋、土工布、雨具，現(xiàn)場常備3臺挖機、1臺鏟車等機械設備。

圍堰上下游及圍堰上設置必要的警示標志，并在圍堰兩側設置安全防護欄桿。施工區(qū)域每隔200 m設置逃生坡道，所有進入河道施工人員均佩戴安全帽、安全反光衣、掛安全繩，施工人員應穿救生衣，確保安全措施落到實處。便道采用灑水車控制揚塵，施工時盡可能降低機械噪音，下游區(qū)設置過濾池減少水質污染。

因河道整治每段施工工期均較短，約15 d，故圍堰未考慮防滲膜及河水沖刷，如圍堰局部破壞需即時進行修復。

6 方案優(yōu)化后實施效果

河道整治工程于2018年12月順利完成施工，圍堰方案優(yōu)化后取得了較好的效果，未發(fā)生任何安全事故。

圍堰方案優(yōu)化后，全部采用機械施工，僅用1臺挖掘機和1臺壓路機即能滿足施工要求，一天至少可以完成200 m圍堰，工期比原設計圍堰提前204天，現(xiàn)場實際施工時跟隨河道整治工程主體部分同步進行圍堰施工。優(yōu)化后的圍堰全部就地取材，造價較低。原設計圍堰造價120.2元/m3，共計727萬元，優(yōu)化后的圍堰造價77元/m3，共計346.1萬元，圍堰不需專門去拆除，與河道清淤一同進行，不需另外增加拆除費用，總計減少造價380余萬元。方案優(yōu)化后的圍堰斷面為原設計的3倍，但造價僅為原設計的1/2，并且圍堰施工進度完全滿足河道施工要求，確保項目整體按時完成。實現(xiàn)完美履約，獲得了業(yè)主的認可與高度評價。

7 結語

在工程量大且各部分施工工藝相同的情況下，在正式施工前必須進行試驗段的施工，根據(jù)試驗段的施工情況可以較好地預判后續(xù)施工進度、安全、造價等，為正式施工做好充分的準備。在方案優(yōu)化時一定要考慮到各種因素，把履約放在第一位，根據(jù)合同要求，在保證安全和質量的前提下，首先滿足工期要求，其次盡量控制造價，同時還要滿足當?shù)丨h(huán)保要求。對于施工過程中出現(xiàn)的問題應及時進行方案優(yōu)化或設計優(yōu)化，使其能夠滿足施工的需要，保障工程施工的順利進行。