“先進后退”河床防護施工技術研究與應用

徐志紅 廣東省水利水電第三工程局有限公司

對于分期導流施工的重建攔河閘工程，一般利用舊閘二期施工部分作為導流建筑物，而舊閘由于建設年代早，設計標準過低，運行時間長，往往會出現混凝土碳化開裂、消力池被沖毀、基礎部分被淘空等現象。河床束窄后，為保證導流的舊閘上下游河床滿足泄洪要求，需對河床作必要的防護措施。

結合鑒江高嶺攔河閘重建工程河床防護的特點，提出“先進后退”新型河床防護施工方法。先按設計圖紙的結構將部分位置的河床護底材料從上游端至下游端填筑出水面一定高度，做為臨時道路使用，臨時道路之間的河床護底從下游端往上游端后退施工，并后退挖除防護高程以上的防護材料。從而解決了寬水域難以采用船只施工的技術難題，為河床防護的一種創新方法。

1.項目背景

高嶺攔河閘位于廣東省化州市楊梅鎮高嶺村東面、鑒江河下游、化州水文站以下8km處，屬鑒江第四級攔河工程。本工程是以灌溉、供水為主，結合航運的大型攔河水閘工程。該工程于1963年10月開始興建，1964年4月建成。水閘每孔凈寬5m，閘墩厚1m；滾水壩每孔凈寬10 m，橋墩厚0.8m。全閘總寬304m。水閘閘底高程5.0 m（珠基），開敞鋼閘門，閘門頂高程8.3m，采用底流消能。滾水壩堰頂高程8.2m，采用鼻坎挑流加護坦的消能方式。2011年5月至今，下游消能防沖設施屢壞屢修，遂為現狀。

高嶺攔河閘重建工程是在原閘址位置拆除重建。重建工程等別為Ⅰ等，工程規模為大（1）型，主要建筑物攔河閘、兩岸連接土壩、左右岸水輪泵站、船閘上閘首為2 級建筑物，其他次要建筑物為3 級，臨時建筑物為4 級。工程分兩期完成16孔×15m攔河閘、50 t 船閘、左右岸水輪泵站及左右岸連接段、管理樓等項目的施工。

一期導流圍右岸（即右岸連接段、船閘、右岸水輪泵站及6 孔水閘），利用左岸舊閘導流，設計洪水標準為10 年一遇11～3 月洪水，流量Q=1220 m3/s；為保證一期導流的舊溢流壩段下游河床滿足泄洪要求，需對左岸河床進行防護。

河床防護寬度119.0m，水下部分長度80.0m，水下部分順水流方向依次為：鋼筋籠塊石護底、鉛絲籠塊石護底、拋塊石護底。

河床防護部分水域較寬，河床護底完成頂面高程▽2.30m較常水位▽4.50m低較多，無法滿足干地施工條件而水深又難以采用船舶施工，若采用常規施工方法先修水上棧橋或碼頭，再利用水上棧橋或碼頭運送河床防護材料，極大地延長了施工時間。為解決上述難題，研究出了“先進后退”河床防護施工方法，供類似工程參考。

2.解決方法

2.1 施工方法的選定

針對本工程施工條件，在船舶難以施工的條件下，改進傳統施工方法耗時長、成本高的缺點，提出快捷的河床防護施工方法：先修筑臨時道路，再后退施工河床護底。

2.2 石方平衡的確定

按設計圖紙的結構將部分位置的河床護底材料從上游端至下游端填筑出水面一定高度，做為臨時道路使用，臨時道路之間的河床護底從下游端往上游端后退施工，并后退挖除護底高程以上的護底材料。臨時道路的寬度和間距的計算需根據施工圖紙、原始地形測量、水文數據、挖掘機作業半徑、自卸車型號等資料，以滿足臨時道路挖除時正好平衡預留的河床護底范圍，從而完成河床護底施工。如圖1所示。

圖1 平面示意圖

3.施工流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程如下：

施工測量→土工布鋪設→石渣墊層→鋼筋籠塊石→護底材料上部用塊石加高形成運輸道路→逐段完成運輸道路→由下游端后退完成河床防護→臨時道路加高塊石挖除→完成河床防護施工。

3.2 操作要點

3.2.1 施工測量

鋪設土工布前，測量施工區的河床斷面形狀，根據施工控制網完成平面控制和高程控制，形成的測量成果需包含平面坐標位置、實測水深等，以指導河床防護施工和檢查驗收。拋填過程中及時測量拋填斷面情況，以便及時控制，符合設計要求。

3.2.2 土工布鋪設

土工布的施工程序為：土工布的檢查、驗收→土工布的加工成卷→工作船定位→水下測量定位→鋪設土工布→水下檢查→砂帶拋壓穩固。

（1）檢查土工布的尺寸、質量是否符合要求，檢查合格后，用φ100 mmPVC管卷成卷材，并將土工布每3m縫合一條鋼筋增加土工布剛度。

（2）在土工布鋪設中，采用小船從上游到下游順水流方向鋪設，各段橫向搭接寬度0.6～1.0m。鋪設完成后用砂袋壓穩。

（3）為保證土工布搭接寬度，在鋪展后一塊土工布時，潛水員應將前一塊的砂帶移開，待搭接符合要求后再壓穩，為防止鋪設偏斜而導致搭接長度不夠，潛水員應及時檢查并進行調整。

3.2.3 石渣墊層施工

（1）測量定位，定出臨時道路的位置，設立標志。

（2）采用挖掘機從端頭拋鋪石渣，在拋鋪過程中要不斷用竹竿探測，一方面防止漏拋，造成薄弱部位，另一方面控制拋鋪的厚度。

3.2.4 臨時道路施工

采用挖掘機將裝填好的鋼筋籠、鉛絲籠拋投到指定區域，不得欠拋。在達到設計的護底高程后，繼續拋投塊石至水面1m，做為運輸護底材料的臨時道路。

3.2.5 河床護底施工

利用臨時施工道路，從下游端向上游端依次施工拋石護底、鉛絲籠塊石護底、鋼筋籠塊石護底段，并在臨時道路兩邊預留一定的寬度，待臨時道路挖除超過設計高程部分的塊石時平衡石方，以減少材料的轉運和浪費。

3.2.6 臨時道路挖除

河床護底施工完成后，挖除臨時道路平衡石方材料。

4.結語

“先進后退”河床防護施工技術利用設計河床防護石料作為施工臨時道路及平臺，并考慮機械作業范圍，經石方平衡確定臨時道路的寬度及間距，提高了材料利用率，節省了施工成本；無須搭設水上棧橋，安全性高、施工速度快，具有明顯的經濟效益與顯著的社會效益。與傳統河床防護施工方法相比較，解決了難以采用船運水上作業的寬水域河床防護施工難題，此技術施工速度快、成本低、質量與安全易控制，具有較好的推廣價值。