洛阳水闸加固工程导流围堰方案优化与施工

黄素清

（福建省水利水电工程局有限公司，福建 泉州 362000）

洛阳水闸加固工程导流围堰方案优化与施工

黄素清

（福建省水利水电工程局有限公司，福建 泉州 362000）

针对泉州市洛阳水闸除险加固工程原导流围堰设计方案存在的问题，通过优化，上游采用充灌砂袋围堰，创造干地施工条件，彻底修复了洛阳水闸工程水平与垂直防渗设施，与原设计导流方案比较，施工质量、工期及防洪度汛得到保障，且降低工程造价，确保了水闸除险加固效果。

导流围堰；方案；优化；充灌砂袋；施工

1 工程概况

1.1 工程简介

泉州市洛阳水闸除险加固工程位于著名的宋代古洛阳桥上游500 m处324国道上，是一座具有排洪、灌溉、挡潮、蓄淡、供水、交通等多种功能的大（2）型水利工程，工程于1971年7月动工兴建，1974年7月竣工。洛阳桥闸总长252.2 m，共设计拦河闸32孔。本工程主要工作任务为：水平防渗设施修复（包括闸前铺盖、止水槽、闸室底板、消力池检查与修复），垂直防渗设施高压旋喷桩施工，提高闸孔过洪能力，更换闸门，加固工作、检修闸门门槽，加高闸顶和胸墙，拆除重建闸上人行桥、启闭房及配电房，完善监测设施等。

1.2 水文气象

洛阳江流域多年平均降雨量在1 068～1 257 mm之间，汛期雨量集中，5～9月降雨量占年降雨量的70%。洛阳江来水主要有惠女水库、官洋溪、黄塘溪和北高干渠等4个来源。洛阳水闸闸址以上集雨面积387.61 km2，水闸年均来水量2.6亿m3。闸前正常蓄水位2.82 m，相应库容232 m3，总库容530万m3。

1.3 工程地质

洛阳水闸处在洛阳江下游入海口，闸址处河谷呈“U”型，江面宽820 m，河道相对较宽敞。场地土层主要为第四系冲洪积及海相沉积的松散堆积物，下部为花岗岩的风化残积土，基岩岩性为燕山期二长花岗岩。据颗分试验结果，闸基土层主要以粗砂、细砂夹泥、含砾粗砂为主。

2 原导流围堰设计方案及存在问题

2.1 原导流围堰设计方案

原设计施工导流采用分期导流，施工期为“二枯一汛”，在一期第一个枯水期内先围右岸（施工右岸17#～32#孔，利用左岸1#～14#孔导流泄水），第二个枯水期再围左岸（施工左岸1#～16#孔，利用右岸19#～32#孔导流泄水）。

原设计上游围堰利用上游检修闸门和工作闸联合挡水，旋喷桩利用搭设钢便桥平台进行施工。

下游采用土袋围堰，一期先围右岸（即17#～32#孔），二期再围左岸（即1#～16#孔）。一期纵向围堰轴线位于15#～16#孔下游侧，二期纵向围堰轴线位于17#～18#孔下游侧。堰顶宽度3.0 m，堰顶高程5.20 m，堰身采用编织袋装土，堰身采用复合土工膜防渗。

2.2 施工碰到的难题

2.2.1 施工期变化

本工程合同工期为18个月，安排在第一年的9月初开工，至第三年的4月完工，水下结构主要集中在枯水期11～3月完成。工程实际于2013年3月10日开工，现实际的施工期内仅含2013年11月～3月一个枯水期。在合同工期内，由“二枯一汛”变为“二汛一枯”，施工条件发生重大变化。若按原设计方案，工期须最少延期9个月。

2.2.2 水闸上游项目施工问题

原设计上游采用检修闸门和工作闸联合挡水方案，无法直接进行水平防渗设施的修复、检修闸门门槽及埋件施工，除险加固不彻底。垂直防渗设施单管高压旋喷桩采用搭设钢便桥平台施工，旋喷桩垂直度难以控制，无法按设计要求采用低压应变法进行桩身完整性检测，施工质量较难保证，且实际施工时旋喷桩回浆将影响上游水质和水闸闸门的运行。

2.2.3 汛期施工问题

根据洛阳水闸历年运行记录，汛期内开闸泄洪孔数25～30孔，遇超标洪水时，无法保证行洪安全，技术和经济风险很大。因此在本年度汛期在上游搭设钢便桥施工平台将影响到整个汛期水闸的正常行洪。

3 上游围堰方案优化

根据施工条件，上游围堰采用充灌砂袋围堰方案，与下游原设计的土袋围堰进行闭合，在原闸室前，创造基坑干地施工条件，并从施工工艺、工期、质量、投资、环境及文明施工上进行优劣分析（见表1）。

表1 两种围堰方案优缺点比较表

4 上游围堰施工

4.1 上游围堰施工布置

根据施工条件，上游充灌砂袋围堰一期先围12#-32#孔，利用左岸1#-11#孔导流泄水，二期围左岸1#-13#孔，利用左岸右岸14#-32#孔导流泄水，围堰设置在上游铺盖以外，轴线距水闸闸墩上沿24.32 m。

4.2 上游围堰的结构型式

上游围堰采用充灌砂袋，堰顶宽度考虑结构和临时交通需求取6.0 m，堰顶高程4.52 m，顶宽6.0 m，围堰迎水坡为1∶1.5，背水坡边坡为1∶1（见图1）。

图1 上游围堰断面图（单位：m）

4.3 充灌砂袋施工方法

4.3.1 施工工艺（见图2）

图2 施工工艺流程图

4.3.2 充灌袋的加工

充灌袋材料选用聚丙烯扁丝编织布，本工程上游围堰充灌袋横幅宽度采用3、5、6 m宽3种型号，纵向长度选用20 m，充灌袋厚度为50 cm，按照充灌砂袋堆筑要求采用缝纫机缝制，缝制时袋子的所有接缝采用包法进行缝制，充灌袋顶部的袖口（充灌口）布置在充灌袋的两端，口径为30 cm，充灌袋根据现场围堰型式设计后，由生产厂家统一制作成袋，一次成型。缝制好后，折叠成型，堆放于阴凉干燥处，并注明充灌袋的尺寸及充灌位置，以利于现场各作业点的用袋选择。

4.5.3 充灌袋铺设定位

本工程为除险加固工程，采用分期导流，在上游围堰施工前报告建设单位开启二期施工剩余的闸孔降低上游水位，水位降至 0.50 m后，进行围堰放样，沿着闸前铺盖齿墙前边打一排钢管，充灌袋用钢管进行定位，沿水闸轴线进行铺设，铺设完后，用袋装碎石进行沉压，袖口应浮出水面。

4.5.4 砂料

鉴于工程工期紧迫，围堰吹填所有用砂全部采用外购海砂，将砂料场设在上游右岸连接引堤段，场内交通较为便利。

4.3.5 冲填设备及管道铺设

本工程砂料场距围堰较为近（100 m以内），可直接采用泥浆泵进行冲填，选用高压泵：型号3BP-40，功率15 kW；操作灵活、方便、可靠，冲砂管道选用6寸橡胶管联结，柔性接头，将冲砂管直接伸入袖口，钢丝绑扎牢固。

4.3.6 砂袋的充填

利用高压水枪在取砂区将砂料冲至泥浆泵口，砂经泥浆泵口吸入，通过输泥管输入充灌袋中。

充填砂袋时，首先沿长边方向进行充填，避免应力集品损坏袋体，并在充填过程中经常调整出泥管口的方向，防止袋体在充填过程中受力不均而移位变形，待袋体固定不在发生移位时，再次充填，直到达到理想的充满度。充填时，在袋体顶面用人工来回踩踏，使土颗粒重新排列趋于紧密，加快袋体排水固结速度，待整个砂袋达到屏浆阶段，应适当减少充填或停止充填，以防布袋爆裂，留有一定固结脱水时间。

砂袋的充填高度应控制在适宜水平上，每层的充填高度控制在50 cm左右，在充填过程中如一次达不到理想高度，待砂袋稍有固结后，再进行二次或多次充填，直到理想的充填高度。

5 围堰运行情况

5.1 围堰渗流情况

上、下游围堰成功合龙闭气至基坑初期抽水完毕后，在基坑内上下游围堰堰脚观察，基本没有发现明显渗流的地方。在水闸水平防渗设施修复施工期间，正常的围堰抽水均稳定在15台7.5 kW的潜水泵抽水，观察围堰堰脚无管涌、无明显渗水增加现象，基坑增加抽水量均保持正常水平。

5.2 围堰运行情况

上下游围堰成功合龙闭气至围堰拆除，顺利运行7个月，围堰均安全运行。在基坑内进行闸室及下游消能防冲段加固施工期间，泉州地区4月份降雨达25d，并有2次较大的洪水，最大一次上游洪水位达3.93 m，外海潮水位达4.2 m，观察上下游围堰均没有明显的变形移位。

6 结语

导流围堰的设计关系到整个工程的优化和效益，是水利工程的核心。本工程经过优化后的上游充灌砂袋围堰施工操作方便，工效快，运行安全、投资较为经济，确保了工程施工目标的实现；同时上游充灌砂袋围堰与下游土袋围堰形成闭合，为基坑创造了干地施工条件，彻底修复了水闸工程水平与垂直防渗设施，对运行了40多年的洛阳水闸闸基及闸室基础进行了彻底的修复，对同类工程可供借鉴。

（责任编辑：周 群）

Scheme optimization and construction of river diversion cofferdam for Luoyang Sluice Reinforcement Project

HUANG Su-qing
（Fujian Water Conservancy and Water Power Engineering Bureau Company Limited，Quanzhou 362000，China）

In view of the problem existing in the original diversion cofferdam design scheme of Luoyang Sluice Rein⁃forcement Project，design optimization was conducted.Upstream cofferdam was constructed with filling sand bags，so as to create dry construction condition for the the horizontal and vertical anti-seepage facilities of Luoyang sluice to be thoroughly repaired.Compared with the original diversion scheme，the optimized scheme guaranteed the con⁃struction quality and period as well as flood prevention at less cost.

River diversion cofferdam；scheme；optimization；filling sand bag；construction

B

1003-1510（2016）03-0048-03

2016-04-12

黄素清（1983-），女，福建泉州人，福建省水利水电工程局有限公司工程师，学士，从事水利水电工程设计与施工工作。