浅谈围垦工程水闸施工围堰类型选择

宫宝军 陈锦标

(浙江省第一水电建设集团股份有限公司 杭州 310051)

1 引言

近年来，由于经济发展造成建设用地紧张，我国沿海滩涂围垦造地工程发展迅速。随着围垦工程规模的增大，围区内配套水闸规模和施工难度也相应加大，特别是围堰工程，如设计不合理，将对工期、成本、安全带来严重影响。本文提供了几种典型围堰结构型式，并对其进行优缺点分析，技术人员可结合工程的实际情况选择使用。

2 围垦工程水闸特点分析

围垦工程水闸功能以纳潮和排涝为主，一般布置在滩涂上，基础地质条件差，以滩涂淤泥、粉砂为主，施工时间上跨越台汛期，受风浪影响，施工围堰防台度汛安全压力大。围堰作为一种临时性水工建筑物，用来围护河床中基坑，可以有效地保证水工建筑物施工在干地上进行。在导流任务完成后，对不能作为永久建筑物的部分或妨碍永久建筑物运行的部分应予以拆除。

选择围堰型式时，应根据当地的具体条件，在满足对围堰的基本要求原则下，经过技术经济论证后确定。结合工程实践，笔者总结出围堰应满足的基本要求如下:

a.围堰应当具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和一定强度。

b.所采用的围堰应造价相对便宜，构造简单，方便施工、管理，便于拆除。

c.围堰的布置力求与水流平顺．不发生严重的局部冲刷。

d.围堰的接头和与岸边的连接要安全可靠，以防因集中渗漏等破坏作用而引起围堰失事。

根据围垦工程水闸的上述特点，通常按使用材料将围堰分为土石围堰、草土围堰、钢板桩围堰、木笼围堰、混凝土围堰等。在围堰型式选择时，应优先考虑最大限度地利用当地材料和有效挖方材料修筑围堰，仅在围堰规模、围堰的工作条件和施工条件以及水利枢纽建设工期不允许使用当地材料围堰时，才允许采用混凝土围堰和钢围堰。下面对土石方围堰、钢管桩围堰、充砂袋围堰等的优缺点进行分析比较。

3 各种类型围堰特点和优缺点分析

3.1 土石方(标准)围堰

土石方围堰是标准围堰断面型式，目前应用最为广泛。该型围堰特点是对基础适应性强，适用于各种地形地质条件。该型围堰一般由主堤和子堤组成，中间采用闭气土方防渗，迎水面采用灌砌块石防护。土围堰通常用黏性土填筑，无黏性土时，也可用砂土类填筑，但须加宽堰身以加大渗流长度，砂土颗粒越大堰身越要加厚。围堰断面应根据使用土质条件、渗水程度及水压力作用下的稳定性确定。堰外流速较大时，可在外侧用草袋柴排防护。筑堰的顺序一般在河流的上游开始，到水流的下游合拢。当堰底河床上有树根、石块、杂物时，在土围堰施工时应予以清除。土袋围堰是将土袋堆码在水中而形成的围堰。施工时，应使土袋的上层和下层之间相互错缝，并尽量堆码整齐;有时需要潜水工配合进行施工，并整理坡脚。

对于土石方围堰，由于不允许过水，且抗冲能力较弱，一般不宜作为纵向围堰。若河谷较宽，且采取了防冲措施，也可将土石方围堰作为纵向围堰。如葛洲坝工程的一期纵向围堰、黄河三门峡二期上栈围堰，均为细砂斜心墙土围堰。为了降低造价、便于拆除，国内外许多工程选用了过水土石方围堰型式，该型式采用淹没基坑方案。为了克服过水时水流对堰体表面的冲刷和由于渗透压力引起的下游边坡同堰顶一起的深层滑动，目前采用较普遍的是在下游护面上压盖混凝土面板。

从工程实践情况来看，土石方围堰的优点是对基础适应性强，土石方取材方便，围堰抗风浪能力强，堰顶可以通车，损坏后容易修补，围堰拆除后土石方可以继续利用。但该型围堰的缺点是围堰断面大，占地范围大，施工工期长，造价高。

3.2 钢板桩围堰

钢板桩围堰以钢结构为主，在内河围堰中应用广泛，适用于软基。该型围堰两侧采用钢板桩作为结构框架，采用双向土工格栅、毛竹片、无纺土工布进行外侧维护，中间填筑黏土防渗。钢板桩围堰是将钢板打入河床之中，然后在钢板之间加土形成的围堰。钢板桩围堰适用于水流速较大、水流较深的河床。钢板可以拔出另行使用，可以作为结构工程的组成部分加以利用。此外，还可用竹笼片石围堰和木笼片石围堰做水中围堰，其结构由内外两层装片石的竹(木)笼中间填菇土心墙组成。

该型围堰的优点在于施工方便且速度快、断面小、占地范围小、损坏后容易修补、拆除方便、钢结构材料可以重复利用、造价低。但该型围堰缺点是对基础地质条件有一定要求，抗风浪能力相对较差，堰顶重型机械通过需特殊处理。而且钢板桩顶面高度以近5年历史最高水位控制，如果施工时汛期最高水位超过预计，钢板桩加高将很困难，且钢板桩水深越大，压力就越大，稳固性也越差，汛期安全较难保证。同时钢板桩施工受退潮影响，施工时间受到限制，钢板桩每天仅能完成单边30～35m，进度较慢。

3.3 充砂袋围堰

充砂袋围堰的堰芯是以编织土工布缝制的沙袋，采用泥浆泵吹填粉砂土灌包施工，外侧采用灌砌块石防护。砂袋筑堤利用砂袋自重，将原地面的软质淤泥挤走，砂袋筑堤围堰安全较有保证;实践证明:其止水性能也能满足施工的要求。由于砂袋筑堤施工不受涨退潮的影响，砂袋筑堤围堰每天能够完成60～70m，进度较快。

该型围堰的优点是对基础地质条件适应性强，稳定性好，施工速度较快，工程造价低;而且汛期如果水位超出警戒线，砂堤围堰加高较易，在砂堤加高的同时，也增加了砂堤的自重，增加了砂堤稳定性，安全性也随着提高，汛期安全较有保障。但是该型围堰的缺点是砂源容易受到限制，抗风浪能力相对较差，损坏后难以修复。

4 围堰常见措施分析

前面已述，围堰属于临时结构物，其主要功能是保证主体工程及附属设施具有正常的施工条件。因此，在修筑围堰时，应保证其应有的强度和稳定性以及防水防渗性能。对于土石方围堰，要注意修筑的顺序，确保填土的质量;施工土袋围堰时，应使上层和下层土袋之间相互错缝，堆码整齐，并整理坡脚。而对于钢板桩围堰，在施打钢板时要求板桩竖直，而且板桩之间的接缝应该严密，以有效地减少和避免渗水，降低围堰内的排水工作量。对于充砂袋围堰，砂袋充灌的饱满度控制在75%～85%之间。砂袋充填过于饱满，土工布受到较大张力，容易使砂袋在不均匀沉降时折断。施工过程注意均匀充灌砂料，施工员需手持硬套管按照由远到近、从四周到中间、先上游后下游的顺序进行均匀充灌，避免砂袋移位或起堆。注意不要使砂料充填至袖口。面层砂袋充填至60%袋容时，施工人员要穿雨鞋在砂袋上适当踩踏，让砂料均匀分布于砂袋内。

5 结语

综合上述分析和方案优劣比较，可根据工程特点和施工条件选择围堰类型。对于地质条件差、施工环境差、石料价格低、防台度汛要求高、工期长的工程适合选用标准型围堰;对于施工时间短、水深浅、地质条件较好的工程适合采用钢板桩围堰;对于砂源充足、风浪小的工程适合采用充砂袋围堰。以上三种类型围堰分别在舟山钓梁、钓浪围垦、温州丁山围垦、龙湾围涂、乐清围涂、苍南涂围垦等工程中进行了应用。实践证明:合理选择围堰类型对于施工安全、降低施工成本和提高经济效益至关重要，是工程建设的关键技术方案。◆

1 顾洪炎，唐志丹，王鸽，等．大岗山水电站施工围堰方案比选［J］．黑龙江水利科技，2010，28(08):118 －119．

2 张子树，刘本延．门坎滩水电站拦水坝施工围堰方案的优化选择［J］．小水电，2010，27(04):31 －33．

3 李磊，刘振军，陆明秋．施工围堰难点分析及攻破［J］．山西建筑，2009，31(05):57 －58．