淺析水閘工程的施工導流及圍堰施工要點

李元龍

（江西省建洪工程監(jiān)理咨詢有限公司，南昌 330001）

0 引 言

施工導流和圍堰是水利工程施工的關鍵環(huán)節(jié)，其施工質量直接關系到整個水利工程施工的速度和安全性。傳統(tǒng)導流和圍堰施工，多在水利工程構筑物的四周，填筑起臨時圍堰，再利用抽水泵將圍堰中水抽出，此種施工方法雖然也可以為水利水閘及其他構筑物的施工營造一個無水的環(huán)境，但工程量比較大，耗時耗力，成本高，而且容易發(fā)生滲漏問題，影響施工的安全性[1]。如果按水閘施工情況，分期進行導流和圍堰施工，并加強圍堰填筑質量，可很好的減少工程量，加快施工速度，并為水閘施工提供一個良好的施工條件，促使施工任務能夠順利完成。

1 工程概述

重建桐木橋水閘采用閘、壩結合型式，設計為三孔泄洪閘加一孔溢流壩。泄洪閘采用開散式無坎寬頂堰水閘布置，堰頂高程22.0m，共3 孔，每孔凈寬3.0m，中墩厚1.2m，邊墩厚1.0m，閘室垂直方向長度13.4m，順水流方向長度63m，閘室基礎頂高程22.0m，閘頂高程29.10m。工作閘門采用平板鋼閘門，三孔閘門頂高程24.5m，啟閉機排架頂高程32.80m，啟閉機房建筑面積53m2。工作橋布置在工作閘門下游側，橋面高程29.10m。在泄洪閘右側布置溢流壩，溢流壩采用開散式、無閘控制、折線型實用堰，堰頂高程24.00m，孔凈寬12.60m，邊墩厚0.5m，溢流壩垂直方向長度12.60m，順水流方向長度5.5m，壩前底板高程22.0m，邊墻頂高程25.20m。

2 重難點分析

就案例工程而言，上游連接段需河底清淤，清淤后河底高程為22.0m，在水閘進口處采用混凝土鋪蓋，鋪蓋頂高程為22.0m，順水流方向長12.60m，底板厚.4m。水閘進口處兩側設置C20混凝土擋墻，單側擋墻總長15.60m，墻頂高程為25.20～29.10m。結合水閘工程所在位置的實際情況和現(xiàn)場施工條件，在本工程導流和圍堰施工中存在很多重難點，主要體現(xiàn)在以下3 個方面：

1）工程河水深度深，如何盡快完成水下圍堰壩體的填筑是工程施工的重難點之一。

2）工程圍堰修筑完成之后，壩體承受的壓力比較大，如何有效保證圍堰壩體結構的穩(wěn)定性也是圍堰施工的重難點之一。

3）水對水利水閘施工質量和效率有很大影響，如果圍堰壩體發(fā)生滲漏問題，會對影響施工的質量和安全性，因此，如何有效提升圍堰壩體的防滲能力，也是本工程施工的重難點。

3 水利水閘工程的施工導流及圍堰

3.1 選擇土石圍堰

為能夠盡快完成水下圍堰壩體的填筑工作，工程采取了土石圍堰，在桐木橋閘壩的主河床中填筑第一期臨時土石圍堰，在右岸灘面開挖出導流明渠，通過導流明渠的過流，以保證桐木橋水閘施工任務能夠順利完成。二期圍堰導流可采用桐木橋導流。上游圍堰的高程高出灘面3.0m，頂部寬度為2.0m，迎背水面邊坡為1 : 1，迎水面則采用復合土工膜防滲，編織袋裝土防護（詳見圖1）。

圖1 閘壩施工圍堰斷面圖

在進行上下圍堰壩體填筑中，為提升填筑效率，本工程圍堰填筑中，先將填筑材料通過自卸式汽車運輸?shù)絿叽钪^(qū)域，并保證備料的充足性，用挖掘機配合推土機快速將提前準備好的填料推入水中。并采取向河床進占的方法逐步完成水下圍堰壩體的填筑工作，為加快填筑速度，可采取圍堰內側和外側同時填筑方法。如果在進行水下圍堰壩體填筑中，遇到河床水道水深急流地段，要避免細石填料被水沖擊到下游，此時可采取背水面投擲大直徑塊料的方法，來減少迎水面細填料的流失速度。同時還要做到上下游圍堰同時填筑，上游和下游分別安排2 臺挖掘機和推土機聯(lián)合填。

3.2 分期進行導流和圍堰施工

在工程導流和圍堰施工中，為最大限度上保證圍堰壩體整體結構的穩(wěn)定性，可采取分期進行導流和圍堰施工的方法。

一期導流圍堰施工：為保證導流圍堰施工質量，在正式施工之前，需要建立起測量控制點和施工標志，劃定圍堰壩體軸線，以便更好的控制圍堰施工的方向和填筑范圍，以保證各道工序能夠有序進行，提升導流圍堰壩體的穩(wěn)定性。由于本工程圍堰底部存在大量淤泥，為防止圍堰壩體發(fā)生滑移問題，可采用挖掘機對河床底部圍堰基礎寬度范圍內的淤泥進行清挖，以提升圍堰結構的穩(wěn)定性。

為加快導流圍堰施工速度，本工程采取1m3的反鏟式挖掘機進行導流明渠開挖，圍堰土石料可采取外運料場拉運到回填位置后進行回填操作。但由于施工導流圍堰填筑的面積比較大，為更好的保證導流圍堰結構的穩(wěn)定性，可采取分段、分層、分條填筑的方法，在填筑現(xiàn)場開展流水線施工作業(yè)，具體做法為反鏟式挖掘機裝土料到自卸汽車上，自卸汽車將土料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，采用進占法卸料，再通過推土機鋪料和平倉，最后由振動壓路機碾壓密實。分層填筑厚度控制在30cm 左右，壓路機壓實后填料的壓實度≥85%～90%，并且圍堰周邊坡上游迎水面的防護和圍堰的填筑高度要同步進行，圍堰壩體填筑壓實達標后，再按照設計的坡比做足邊坡[2]。

在導流排水中，由于圍堰相對較低，擬采用固定式水泵站，將水泵布置在圍堰上，將積水排入一側的河道。水泵的出水管口放于水面以下，這樣可依靠虹吸作用減輕水泵的工作。在水泵排水管上應設置止回閥，以防水泵停止工作時倒灌基坑。導流排水量按如下公式確定：

式中：Q表示導流排水量，m3/s；η表示經(jīng)驗系數(shù)，通常取值在3～6 之間；V表示圍堰基坑中積水的體積，m3；T表示導流排水的時間，s。本工程集雨面積為450km2，施工洪水為50.0m3/s。

圍堰填筑完成后，在迎水面鋪設復合土工膜防滲。為保證土工膜錨固良好，土工膜應壓入堰基土體0.5m。土工膜采用人工鋪設，并用專用黏結膠粘接，確保整體的防滲效果。

二期導流圍堰施工：當一期導流圍堰施工完成后，可利用一期圍堰進行二期導流圍堰施工。首先通過測量放線保證二期導流圍堰的斷面尺寸和高程，二期導流溝鋪設在一期完工后的混凝土面上，其中右半幅邊坡主要利用一期建筑物擋墻和坡面，而左半幅則采取人工袋裝土的方法進行防護[3]。并在袋裝土迎水面上鋪設一層塑料薄膜，但要保證底部塑料薄膜能夠伸入到導流渠底部，并且要向渠道內部至少伸入1.0m，溝頂塑料薄膜要延伸到外邊緣位置，并全部覆蓋將砂土帶壓緊。圍堰編織袋土施工在復合土工膜鋪設完成后進行，編織袋采用人工裝填，人工鋪砌，鋪砌過程中應注意保護土工膜不被破壞。

3.3 多方并舉提升壩體的穩(wěn)定性

對水利水閘導流圍堰施工質量而言，影響抗?jié)B性的因素比較多，為最大限度上提升導流圍堰壩體的防滲能力，本工程采取了多方并舉的方法，取得了良好效果。

1）導流圍堰壩體施工完成后，可用挖掘機斗對邊坡進行整修，以保證圍堰壩體邊緣部位都能被穩(wěn)定壓實，以免圍堰壩體邊緣部位因壓實度不足，引起滲漏問題[4]。當導流圍堰壩體形成后，及時在迎水面上人工配合挖掘機堆碼兩層黏土帶，每袋黏土袋之間放置兩層復合防滲土工膜，以保證土袋能夠實現(xiàn)層層堆疊、錯縫整齊密實。

2）如果圍堰壩體的滲漏問題，無法得到有效的處理，可采取蓋堵法對圍堰滲漏部位進行篷布蓋堵，也是采取人工配合挖掘機用土袋壓腳，堆砌土袋以免堰體發(fā)生滲漏問題[5]。如果此種方法依然不能解決滲漏問題，可在圍堰下游重新增設一截水槽，并適當增加排水設備的數(shù)量，加大排水量，對滲漏水進行強排，以便為水閘施工營造一個干爽的施工條件。

3）加強經(jīng)常性排水。在基坑開挖的施工過程中，設置臨時性排水設施龍頭坑和排水溝，龍頭坑和排水溝一定要在該片區(qū)域開挖前挖好投入使用，龍頭坑的深度要比開挖層高度深 1m 左右，龍頭坑長寬尺寸≥ 2×2m，龍頭坑要設在基坑開挖線以外。

4 緊急情況和應對措施

4.1 成因分析

由于在導流圍堰填筑中填料的防滲土料粘度抗?jié)B指標容易發(fā)生不達標問題，這就會影響最終的防滲效果，可能會引起圍堰的滲水現(xiàn)象。

4.2 處理措施

選擇質量達標的填料，繼續(xù)在原鋪設的防滲黏土上進行填筑，從而減少滲漏。如果是因為岸坡上的渣土沒有清理干凈，而引起的滲水問題，需要對岸坡上的渣土進行全面清理，并填筑上防滲黏土[6]。

4.3 超標洪水時的應急措施

如果導流圍堰的上游出現(xiàn)了超標洪水，需要立即發(fā)布撤離指令，全體施工人員和機械設備快速撤離到安全地帶，同時打開抽水機組，將圍堰內的水抽出，以降低水位。

5 結 語

綜上，導流圍堰是水利水閘施工的前提條件和關鍵工序，如果導流圍堰施工質量不達標，就無法為水閘施工營造一個安全、穩(wěn)定、干燥的施工條件。但導流圍堰施工具有很強的復雜性，且影響施工效果的因素比較多，需要結合工程特點，明確施工重難點，并采取有針對性的解決方法和措施，才能提升導流效率和圍堰的防滲效果，為水閘施工提供了一個干爽的施工環(huán)境，更好的保證施工質量。