河道治理圍堰施工技術分析

雒文卿LUO Wen-qing

（中鐵十七局集團第二工程有限公司，西安 710043）

0 引言

隨著時代的發展，環境問題受到了越來越多的重視，也就需要針對相關施工技術進行更加深入的探討。以前施工中采用木樁等圍堰，在本文中，主要針對寧武縣恢河干流濕地位置開展的建設工程，對河道治理護岸防護施工技術進行分析，采用了土袋圍堰和鋼槽樁圍堰，以降低成本和提高周轉率，提高以往河道施工中防護標準，提升了建設工程質量、保護地區生態環境、改善當地交通條件以及推動當地經濟發展。由此可見，對其中的施工技術進行探究，具有重要意義。

1 工程概況

寧武縣的恢河發源于山西省寧武縣管涔山分水嶺村，屬于當地第三大河流，且為桑干河上游以及永定河源頭，對于寧武縣來說，一直以來，針對恢河開展生態環境綜合治理工作都是主要的任務之一。寧武縣恢河干流濕地建設工程跨越了當地的三個鄉鎮，建設內容包括恢河干流、前馬線以及是石咀村等。

該工程位于忻州市寧武縣，河道治理沿線的新建堤防和防護工程在8.49km左右，其中包含漿砌石堤防以及格賓石籠，分別為5.46km左右和13.22km左右，清淤4.46km左右，需更換橡膠壩和新建海曼，同時新增防沖坎，數量為40座。前馬線濕地包含“濕地涵養區”以及“生態提質區”兩個部分，總面積為58.04hm2，河道總長度為4.1km，納入到項目中的面積為54.60hm2。石咀村濕地的起點位于石咀村附近，最北端為陽方村的南側，西側至，東側至河道管理范圍線，河道總長度為1.5km，項目總面積為19.17hm2，開展工程建設施工過程中，應注意對其中的農田和村莊進行合理避讓。并且在水文氣象方面，寧武縣恢河降水年際分布不均勻，主要在7-10月份集中降水，常伴有大雨或暴雨，暴雨歷時較短，但是強度較大，最大降水量可以達到992.3mm，最大洪水流量則能夠達到5640m3/s。

寧武屬溫帶大陸性氣候，按1959年山西省氣象局氣候區劃，屬高山嚴寒區和寒冷干燥區。特別是：氣候寒冷，多大風，冬季漫長，無霜期短，山區雨多，其它地區雨量偏少，溫度差別大，雨量高度集中于7月和8月。氣溫、降水有明顯的垂直分布，光照時間在各地，以及一地的向陽坡和背陰坡有很大差異。

根據1956-2018年忻州市氣象水文年鑒，分水嶺村西側，以涔山鄉為代表，年平均氣溫4℃～5℃，≥0℃積溫在2500℃～3000℃，≥10℃積溫在1900℃～2500℃。分水嶺村東側，以鳳凰鎮為代表，年平均氣溫6℃，≥0℃積溫在3000℃以上，≥10℃積溫在2500℃以上。總體而言全縣年平均氣溫6.2℃，極端最低氣溫-27℃，7月平均20.1℃，1月平均-9.9℃，年較差為30.0℃。無霜期120至130天。日照總時數平均為2835時，日照百分率67%，年平均太陽總輻射142.3千卡/cm2，年平均氣溫為2～6℃，最大凍土深度1.4m。分水嶺村西側，汾河流域年平均降水量大于500mm，分水嶺村東側至陽方口鎮，恢河流域年平均降水量在450mm左右；總體而言全縣年平均降水量470～770mm，山區降水較多，在600mm以上。

工程區出露的地層由老到新有晚古生代二疊系地層（P）和新生代第四系全新統新近沉積地層（Q4al），其中二疊系（P）分布于工程區依河谷兩岸。巖性為灰白色、紫褐色泥巖及砂巖，互層，地表為強風化層，第四系全新統（Q4al+pl）分布于河床、河漫灘地段和恢河一級階地地段。巖性為：

①雜填土層（Q4ml）：雜色，松散，欠固結。主要由建筑垃圾、生活垃圾、煤渣、磚塊、碎石、粉土等組成。分布于河床、漫灘。

②粉砂土（Q4al+pl）：褐黃色，可塑，稍濕。含云母、氧化鐵、氧化鋁，具中高壓縮性。分布于恢河一級階地。

③卵石層（Q4al+pl）：雜色，松散～稍密，濕。園形-亞園形，顆粒粒徑為30～80mm。由粗細砂充填。屬于級配不良礫，分選性較好。巖性為灰巖、砂巖組成。

地質構造及地震：項目區在區域地質構造上位于寧靜向斜北部。在工程區未發現存在大的斷裂構造。據《中國地震動參數區劃圖》（GB618306-2001），區內地震動反應譜特征周期為0.40s，地震動峰值加速度為0.158，依據地震動峰值加速度確定的本區地覆基本烈度屬Ⅶ度區。

為了對恢河當前的情況進行充分優化，需要在其中應用圍堰技術。圍堰屬于一種臨時性的維護結構，能夠避免水土進入到建筑物之中，一般在水工建筑之中進行應用，在應用結束之后需要拆除。從整體上來看，圍堰經濟性較高，結構穩定性良好，防滲、抗沖效果均較好，強度也較強，同時構造簡潔，施工、維修以及后期的撤除均較為便捷，在應用過程中，其能夠使水流更加平順，不會出現局部沖刷的情況，將其應用于恢河之中，可針對恢河干流濕地起到有效的改善作用。根據恢河的實際情況，其中應用的圍堰技術應為導流圍堰技術和土袋圍堰技術。

2 圍堰施工技術

在完成寧武縣恢河干流濕地建設工程的施工工作以后，即應以工程的實際情況為基礎，結合具體的工程要求，完善護岸防護施工工作。從整體上來看，可在其中應用的技術類型主要為以下：

2.1 導流圍堰技術

采用分期施工的形式，針對兩岸分別開始施工。首先開展左岸的邊坡施工以及支流施工，拆除橫向圍堰，打通整個左岸區域，以構成過流斷面。完成該項工作之后，則應針對右岸部分的邊坡開展施工工作，以導流施工為基礎，對該區域的地質條件進行充分分析。因為在施工區域之中，河道所占的面積相對較大，所以需要選擇河道中央位置，采用縱向的形式，對圍堰進行布設。再針對河道的上游和下游布設橫向圍堰。

在開始進行圍堰施工時，為了避免周圍環境以及河道原形狀受到影響，應全面清理圍堰施工基礎，保障其平整清潔，之后再根據施工需求，分層回填土料以及粘土，并分層夯實，直至與圍堰標高相符合，且需針對圍堰強化保護工作，因為在施工過程中需要大量應用粘土及土石，所以為了保證施工質量需要嚴格控制填料質量，要求填料含水量能夠持續處于標準范圍之內，且其中不可出現樹根或是粒徑較大的石塊。同時，為了提升圍堰施工質量，還應使用分段流水施工技術，并在攤鋪工作結束之后，使用打夯機開展碾壓工作，并注意對壓實度進行檢測，以確認施工結果符合相關要求。

一般來說，圍堰技術包括鋼板樁圍堰、鋼槽樁圍堰以及土袋圍堰[1]。在本次施工之中，需要采用鋼槽樁圍堰與土袋圍堰相結合的形式，具體如圖1、圖2（尺寸單位：mm）所示。

圖1 鋼槽樁圍堰施工示意圖

圖2 土袋圍堰施工示意圖

在開展槽鋼樁圍堰的建設施工過程中，應用的槽鋼規格為25＃b，采用插打施工的模式，對槽鋼樁圍堰進行建設，之后徹底清除周邊淤泥，再安裝擋板和對塑料薄膜進行覆蓋。整體上來看，施工工藝如下：①對鋼圍堰進行糾偏，并下放至相應的位置；②定位鋼圍堰；③清理基坑內的泥沙；④隔艙封底混凝土澆筑；⑤內側封底混凝土澆筑；⑥外側封底混凝土澆筑。在開展土袋圍堰的建設施工過程中，應首先對基地部分的雜土、淤泥進行徹底清除，以保障日后該部位的防滲功能持續處于良好的狀態，之后開挖土方，并在同時推碾填筑，再針對坡面的位置鋪設土工膜，土工膜厚度應為2mm，并于其銜接位置使用沙袋進行壓腳處理。在對土袋圍堰進行建設的同時，還應注意觀察水位變化，以避免水位過高導致圍堰施工過程受到不良影響[2]。

2.2 土袋圍堰技術

對土袋圍堰技術進行應用的過程中，工藝流程如圖3。

圖3 工藝流程圖

施工過程中，需要首先開展現場勘察工作，掌握施工現場的水文情況和地質情況，并根據實際情況選擇最為適宜的施工材料，之后根據施工圖紙、工作面等各方面情況，對圍堰位置進行明確，對于堰堤的坡度以及寬度的設定來說，應該將水流的速度和水深作為根據，堰頂的寬度應為0.5m，堰內邊坡為1∶1，堰外邊坡為1∶1（見圖2，尺寸單位：mm）。

對土料進行裝袋時，主要采用人工裝袋的形式，應注意對土袋的質量進行控制，也不可將土袋完全填滿，填充量為其中的三分之二，一般采用手測或是目測的方式即可，之后縫合袋口，以避免出現漏土情況。將土袋運輸至施工區域，選擇合適的位置分層進行擺放，對于水深較深的位置，則應由潛水員進行逐一擺放，擺放過程中，應盡量保持均勻，相互之間保留一定的錯縫，再使用小型的土袋對其中的錯縫進行填充，以保障整體的平整和密實。

完成擺放工作之后，則應針對其進行觀測工作，連續進行觀測工作至少三日，且需對每一次觀測結果進行詳細記錄，進行觀測的過程中，應該嚴格按照監理工程師所指導的方法開展工作，還應將觀測結果制作成為表格或是曲線圖，再對其進行分析和總結，最后將其中的情況告知監理工程師，由監理工程師在此給出合理的建議。

在對土袋進行擺放時，應主要構成半圓形的圍堰，且需要根據實際情況對擺放速度進行合理控制，土袋不可直接向水中進行拋擲，而是應該將放置于水面以上的堰頭位置，并選擇河床的淺水一側作為起點，向深水的一側之間進行推進，以避免出現涌水情況，也就可以避免堰堤發生坍塌。之后，應該針對堰堤進行適當振搗，以避免其中出現滲漏情況，也就可以強化堰堤的穩定性。

針對圍堰進行合攏，至其成型，使用防水布包封圍堰外側，需要注意的是，防水布的長度必須能夠滿足圍堰外側的包封需求，以避免出現滲漏情況，也就可以避免涂料或是編織袋等材料被沖走，且針對河床端以及堰頂端位置的防水布，應該使用重物牢固壓住，以避免防水布被風吹走或是被水沖走。并且，為了提升圍堰整體在應用過程中的安全性和穩定性，應該針對其進行全面的加固。

在施工過程中，應該主要選擇具有良好抗滲性的土料，以提升圍堰的阻水效果，也就可以降低發生滲水和漏水的幾率。在對淤泥進行抽取時，如果水深過大，不能順利開展清除工作，在進行筑土的過程中，則應盡量降低速度，以能夠逐漸擠走淤泥，而如果進行土袋擺放的過程中，土袋直接落到淤泥上，進行排水之后，堰堤出現位移情況的可能性將提升，若情況嚴重，還有可能導致堰堤出現整體垮塌的情況，進而則極易引起嚴重的財產損失和人員傷亡。基于此，提升堰堤的穩定性十分重要，且需要其能夠充分抵抗水流壓力，所以，堰堤的形狀應為向水面方向突出的拱形。另外，應該將圍堰合攏的位置設置與河流的下游。

在施工過程中，可能出現諸多緊急的情況，導致正常施工受到嚴重影響，為了對此類情況進行有效應對，需要于施工之前準備數量充足的木樁、斗車以及編織袋等作為應急物資，并保障相關管理人員可以24小時內趕到現場，以對各項情況進行及時有效的控制。

3 結束語

根據上文可以了解到，能夠應用于河道治理工作中的護岸防護技術，其類型較為多樣，根據項目特點，本文中主要闡述了可進行重點應用的幾項技術，包括導流圍堰技術和土袋圍堰技術。在對各項技術進行應用的過程中，需要注意充分結合工程整體的實際情況，并適當借鑒其他同類型的工程，以能夠對各項施工技術進行科學合理且靈活的應用，進而實現護岸防護技術水平的不斷提升，以及寧武縣恢河干流濕地建設工程質量的提升，和木樁圍堰相比，土袋圍堰和鋼槽樁圍堰大約降低了20%的工程成本，且提高了施工質量，同時也可為當地的生態環境保護工作提供重要基礎，可以使該工程發揮其應有的作用，為河道兩岸人民生產、生活及工農業發展提供有利的保障。河道治理工程的施工質量已成為當前人們重點關注的問題之一。