淺談砂圍堰施工常見難點及措施

陳淵泉

(福建省三安建設有限公司，福建 漳州 363000)

0 前 言

圍堰作為重要的臨時擋水建筑物，大量應用于水利工程堤防、水閘、水電站等涉水工程，特別是感潮河段受河段水文情況影響較大，如何根據現場水文地質情況，針對砂圍堰施工難點，制定確實有效的措施，指導砂圍堰施工，為砂圍堰施工創造有利的施工條件具有重要的意義；現結合白礁水閘工程項目的實際施工經驗，對砂圍堰施工過程的難點及采取的處置措施進行總結，為砂圍堰的施工提供參考。

1 工程簡介

白礁水閘擴建工程(一期)位于龍海市角美鎮龍池開發區白礁水閘(原建)旁，項目圍堰的建設周期為4個月，其建設完成之后主要通過提升防洪排澇功能，以便對龍池(漳州界)開發區予以加強性能保護。施工區域降雨量充沛，且每年7-9月為臺風季節，最大風速超過45m/s。本項目通過對現場實際水文地質及市場材料供應情況，對圍堰的類型、圍堰材料的進行方案論證，最終選定砂作為圍堰填筑材料，并編制了砂圍堰施工方案，指導現場施工。

該項目圍堰規劃設計長度為124m、其中龍口段為38m。非龍口段圍堰結構以拋填砂為主體構造，上寬4m、下寬36.55m、填筑高度6.91m，迎水面坡比1∶3(加鋪復合土工膜并用袋裝砂加筑50cm)、背水面坡比1∶2；迎水面及背水面均采用袋裝砂壓腳，并在背水面形成排水棱體構造，構造上寬2m、下寬6m(覆蓋主體結構3m)、填筑高度1.5m；龍口段圍堰結構為袋裝砂截流戧堤，與非龍口段銜接，前后均采用1∶1.3坡比構筑，并下設1m厚袋裝砂進行鋪底。

2 圍堰方案選定

為了能夠最終確定合理的圍堰結構形式，應先行對圍堰設置區域的地質條件、工作環境以及潮水影響等因素進行分析。首先是對地質條件進行分析，經實地勘察以及相關資料數據采集后可得出：該地區地質由上層而下依次為粗砂及粗砂夾細砂、淤泥及淤泥質砂、蠣殼淤泥質中砂、粉質黏土、卵石，下伏花崗巖等；其中淤泥層厚度占相對比重較大，不適宜采用單一土圍堰或土石混合圍堰進行施工，容易由于土體失穩造成石體沉降明顯，導致圍堰出現失穩的情況發生。其次是對工作環境進行分析，該水閘每孔設計排水流量為38.0m3/s、孔口尺寸3.0m×5.4m，相對過水量較大，且圍堰下游處于感潮河段，長期受到潮汐不同程度的沖擊影響，若是選用鋼板作為圍堰支護主體，不利于水閘主要建筑物的施工建設，另外風速影響作用明顯，吊裝擊打鋼板施工流程緩慢且需對鋼板作加高處理，施工難度則較大且相對成本較高。最后是對潮水影響進行分析，該圍堰施工必須先進行上游圍堰的施工，而后進行下游圍堰的施工，必須先將上游的河水攔截，使河水往青礁和金山水閘排泄；故此為了確保排泄順暢，可采用雙壁式復合圍堰，但是該施工方案需要足夠場地建設以及工期較長，將會造成設計工期不能夠滿足施工要求的目標，故此根據施工現場實際情況，對各類型常用圍堰進行施工可行性綜合評價(各類圍堰施工可行性綜合評價詳見表1)，并由此初步確定砂圍堰為該項目主要圍堰支護類型。

表1 各類圍堰施工可行性綜合評價

在初步確定采用砂圍堰作為該項目主要圍堰支護類型后，對項目周邊原材供應情況進行調查了解，確保后續施工作業流程連貫，并通過試驗段的施工作業，借鑒往期同類工程施工經驗的同時，采集實際施工操作參數，提升施工作業隊伍的相關技術以及實踐操作能力；另充分結合該工程項目建設工期要求，編制完成逐月工程施工內容進度計劃，并針對施工項目獨特難點進行技術分析，以保障各階段施工相關措施得以落實到位。

3 獨特難點分析

該圍堰工程除了常見的難點之外，還有自身獨特的地域難點，由于閘下游為感潮河段，施工期間將難以避免潮漲潮落現象(施工區域潮汐示意圖詳見圖1)，當潮汐長波進入河口之后，其不但會受水深漸減以及兩岸收束的影響，還會由于河水下泄使得潮波推進受到阻礙，從而形成較為復雜的施工環境。除了潮波上溯的影響外，還需要考慮落潮期間潮水回流的影響，故此砂圍堰的施工難點都將逐漸顯現。也因此需要對砂圍堰進行分段施工難點的分析，采用不同的措施進行有效的解決。

圖1 施工區域潮汐示意圖

4 砂圍堰分段施工難點及措施

砂圍堰的分段施工，一方面是根據構造特點進行分類，以圍堰所處位置進行劃分；另一個方面則是根據施工流程不同而進行分類，以具體施工環節進行劃分；前者可分為非龍口段落以及龍口段落兩大類，后者則在此基礎上將輔助施工流程分為復合土工膜、圍堰內排水、圍堰維護及拆除等四個方面。

非龍口段落砂圍堰施工難點在于該工程項目砂圍堰拋砂量近8000m3，在具體施工階段需配備足夠數量的船只，以便能夠同時進行同步施工作業，這就要求所用船只均需自配皮帶輸砂設備；并且在到達預定施工地點之后，一字排開同時進行采砂運砂拋填作業，并及時根據施工進度完成水中砂的整平成型工作。在堆積高于水面之后，需在每填筑50cm之后進行高壓沖水灌注密實，再隨之人工修理成型，并在圍堰迎水面鋪設復合土工膜，這里需要特別強調一下該施工措施，即：將復合土工膜延伸至圍堰落腳位置之后，為確保其能夠固定牢靠，還需同時要求人工裝砂袋進行復壓，并及時繼續拋填至圍堰落腳處飽滿，從而使得非龍口段落的砂圍堰穩定[1]。

龍口段落砂圍堰施工難點則在于需要先行采用人工裝砂袋進行拋填，工作量相對較大的同時，還需對已經施工完成的兩側非龍口段落的斷面砂袋進行裹頭處理；這就要求除了準備足夠數量的人工以及砂袋外，還需要配備經驗豐富的裹頭處理人員進行現場指揮作業，使得后續自配皮帶輸砂船只能夠及時拋填作業。該項目通過每日統計并結合天氣情況，確認每循環低潮-漲潮-高潮周期時段，充分利用感潮河段的特殊循環周期的間歇，組織專業施工作業人員及時做好排水棱體的填筑，確保整個龍口合攏過程在計劃規定時間段類得以完成相關施工作業內容。

不論是非龍口段落還是龍口段落，都應當根據實際情況做好圍堰的防滲抗漏工作，從而通過迎水坡土工膜和背水坡導滲棱共同作用，確保圍堰整體的安全穩定。該項目根據不同段落特點在非龍口段落迎、背潮面不同高程位置，通過設置不同的邊坡比，并采用了堰腳鋪設砂袋排水棱體，用作為各背水坡導滲排水之用；而龍口段堰體中則通過增設袋裝砂截流戧堤進行控制(詳見表2防滲措施參數一覽表)，從而確保整個圍堰均能夠在防滲抗漏方面滿足客觀標準要求。

表2 防滲措施參數一覽表

在上述主體施工內容施工完畢之后，需要對復合土工膜等后續流程中的難點處置措施進行逐一探討分析，從而保證主體工程始終能夠處于相對穩定的狀態。①在圍堰成型之后，根據上述不同高程對圍堰體進行邊坡修整，然后開始鋪設復合土工膜，應當將復合土工膜安放在圍堰頂，使其自上而下滾鋪，為避免滾鋪過程造成破壞，在對堰體坡面檢修階段，應當避免坡面存在尖銳物體等易造成土工膜破壞的材料；再將相鄰的復合土工膜卷材向下滾鋪，相鄰卷材應當整平搭接(8-10cm)為宜，且進行必要滿焊作業；在焊接檢查完畢之后，立即采用砂袋進行逐點鋪壓。而水下部分已有部分段落施工完畢的，應當進行二次檢查，避免后續填筑施工時，填筑物或其它原因造成復合土工膜的破損，從而保證上下段落的復合土工膜能夠有效銜接。②圍堰內部抽水可以采用多臺(離心式、潛水式)水泵同時進行抽排作業，水泵可設置于圍堰上下游位置且應當位于近水口位置，并對抽水區域進行局部加深擴大，以便利于周邊水源的匯集，從而形成集水井構造。③為確保圍堰的安全，施工期間應有專人經常檢查圍堰體的完好情況，做好外江水位的觀測和記錄，及時發現可能出現的滲漏，滑移等隱患現象。一旦發現有問題及時組織進行修補、堵截，確保圍堰體在施工過程中的安全，圍堰修補施工應做到安全生產，確保施工階段不出現任何安全事故。④在主體構造施工完畢之后，擬投入正常使用階段，建議采用挖掘機械對于圍堰進行拆除，并且堅持從中間到兩邊拆除的基本原則，并要求能隨時挖除隨時鏟出，做好施工機械的緊密銜接工作，避免由于車輛銜接不及時，導致挖掘設備站位受阻出現意外險情；同時應當將圍堰底部清理干凈，避免造成環境的污染以及影響正常水流的通暢[2]。

由此可見，砂圍堰施工的常見難點在各個階段都普遍存在，而具體的措施將能夠得到有效的運用；下面就對外部環境對于砂圍堰施工造成的難點進行分析，并通過項目措施進行有效的處置。

5 砂圍堰季節施工難點及措施

從工程簡介當中可以了解到，該砂圍堰工期僅為4個月，在工期較趕的同時，施工進度時間編排上恰逢主體部分水下施工作業計劃(7-9月份)位于該地區受臺風影響的季節，故此使得該砂圍堰受到季節性汛期影響嚴重，導致施工難度加大。

為了能夠確保工程順利進行施工作業，并且確保施工完成的砂圍堰能夠抵御汛期臺風所帶來的負面影響；故在具體施工前，該項目部做好了一系列相關砂圍堰的保護措施。首先是以人為本：做好各班組相關防汛抗臺的宣傳工作，力爭做到人人心中有隱患、工作處處有防范，并根據施工現場實際情況編制完善整套相關的防汛抗臺預案，以供針對實際汛期災難發生程度以及造成破壞進行有效預防以及整治。其次是加強聯系：重要施工部分施工前，與當地水文氣象部門取得聯系，在確保天氣環境允許的前提下，進行施工作業任務的部署，并在具體施工過程中密切關注實時天氣變化，且安排專人監控外江水位變化情況。汛期來臨期間，派遣豐富經驗的值班人員對臺風暴雨造成的影響進行記錄上報，確保施工成品的質量能夠在汛情過后，依舊處于優良工程的范圍之內；最后是自身建設：以項目部人員為核心領導力量，施工現場除了組建一支強有力的抗洪搶險隊伍至外，還準備充足抗洪搶險機械設備、物質以備不時之需。

6 結 語

隨著工程項目的不斷增多，各項圍堰施工的難點也都將逐步得到有效的解決，但是各項措施的合理編排運用，就需要實際施工管理人員能夠充分結合當前施工項目的實際情況，進行有效的分析施工難點，將各項措施對于各項難度，有針對性的進行處置；在具體施工過程當中不斷的積累寶貴經驗，使得各自業務水平以及管理手段得到豐富的同時，學習不斷創新的管理理念，使得的圍堰工程施工難點在項目的具體實施過程中都能夠得到有效的解決，這也是接下來很長一段時間，需要實際施工管理人員能夠積極面對，并且有效降低常見多發問題的重要措施內容，只有做好當前各項措施的總結以及相關經驗的積累，才能夠在陸續砂圍堰的具體施工環節當中，搶占先機取得可觀效益。