膜袋砂围堰在沿运闸洞堵漏工程中的应用

2014-01-30曦刘

治淮 2014年1期

左曦刘凯

膜袋砂围堰在沿运闸洞堵漏工程中的应用

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一、工程概况

南水北调东线工程输水干线在江苏省徐州市的线路包括中运河、不牢河、徐洪河、房亭河及骆马湖、南四湖周边等，沿线两岸有众多涵闸，且基本建于20世纪60～70年代。由于年久失修，大多数启闭机无法正常运行且闸门漏水严重。为减少水资源流失，提高输水效率，故对徐州市境内35座存在问题的涵闸进行处理。

经过现场勘察，其施工围堰大部分可采用土质围堰，但位于邳州境内的刘楼涵洞因临近京杭运河北侧，水位较高，水头差较大，且经常有过往船只穿行，波浪较大，仅用土围堰难以满足施工要求，经现场考察后，确定采取加打钢板桩围堰施工，围堰面积181×2m2，单价2000元/m2，工程投资为72.4万元。

二、施工方案选择

施工前会同设计、监理、施工单位再次对现场勘察时发现，由于该段河道护坡已采用浆砌石护砌，如采用钢板桩围堰，则需要水下拆除浆砌石护坡225m2，工程完成后还需采用膜袋混凝土进行恢复，不仅增加了施工难度，还突破了原投标价17万元。经过方案比选后，决定改用膜袋砂围堰施工方案。

膜袋砂围堰是在普通砂围堰基础上进行改进的施工技术，选择砂料作为筑堰材料，一方面是为了减小堰体自重，以减小堰体荷载产生的沉降；另一方面利用膜袋自身的强度，增加堰体刚度及整体性，扩大了堰体基础的受力面积，从而减小堰体平台的宽度。

三、施工组织设计

1.施工流程

围堰填筑→清理基槽→铺设膜袋→吹填砂料。

2.施工方法

（1）围堰填筑：根据设计要求，围堰顶宽3.5m，迎水坡比1∶3，背水坡比1∶2.5，施工采用挖掘机配自卸汽车分层填筑，每层厚控制在30cm，并层层碾压密实。

（2）清理基槽：围堰清基主要用水上挖掘机进行作业。清淤前，根据测量控制点进行放样，并测出清基线范围的水下地形简图，并在河道两岸及水中做出明显的标记，标示清基的范围，清基深度则根据水下测量成果进行控制。

（3）铺设膜袋：本工程膜袋铺设在迎水面侧，膜袋铺设前应对河床进行适度的清理，保证堰基较为平顺，没有尖锐物，避免对膜袋产生破坏。膜袋摊铺宜选择在过往船只较少时进行，以防波浪起伏影响铺设质量。同时应确保膜袋的固定问题，本工程采用在下游侧施打钢管桩固定，上游侧通过两岸的2台挖掘机对拉的钢丝绳控制，避免拉力不够而导致膜袋被水流冲走。铺设时将已裁剪好的膜袋相隔5m用绳索与钢丝绳相连，膜袋裁剪尺寸应根据堰体长度、宽度、吹填能力、水流情况综合考虑，摊铺前辅以人工并用船只沿河岸一侧逐渐向下游摊铺，摊铺完成后将上游侧2台挖掘机缓缓放松钢丝绳，待水位及流速合适时，及时固定膜袋。

通常其他围堰均存在龙口合龙的问题，而膜袋围堰施工时，则应避免出现龙口，尽可能均衡上升，特别是围堰施工高度达到水位变化区时，在水位变化时不能留下缺口，同一层膜袋应在一次水位变化期间完成，避免集中水流对堰体的冲刷。

（4）吹填砂料：砂料选择透水性较小、含泥量较大的河砂。砂料吹填均利用砂船进行，目前载砂船主要有两种，一种是单纯载砂、不带辅助吹填设备载砂船；另一种是配有充填设备的载砂船，根据刘楼涵洞的施工要求，选用的是配有充填设备的载砂船。吹填砂料时首先应注意检查管道的连接，特别是连接口的位置，其次是吹填砂料的位置选择，一般应布置在膜袋中部及靠四角位置。泵砂过程中要及时进行排气、排水，并确保其均匀吹填，必要时人工踩压以加快排水。每层膜袋吹填完毕，应及时进行水下测量，确定膜袋成型的平面及高程位置，掌握和检查膜袋吹填砂的饱满程度，对欠吹填的部位要做好标识，用以指导下一层膜袋砂吹填时有针对性地进行处理。

膜袋砂围堰施工后对围堰进行跟踪测量，发现前两周沉降量均比较大，从第三周开始至第五周逐渐趋于稳定，从第六周至第八周每周沉降量均小于5mm，满足设计和规范的要求。