贵港市鲤鱼江口防洪闸工程施工导流设计

龙起华 黄祖芹

【摘 要】鲤鱼江口防洪闸位于广西贵港市城区中部郁江左岸鲤鱼江口处，闸址位置河床狭窄，施工水位高。该工程考虑采用在防洪闸2#、3#闸孔之间布置纵向混凝土围堰将防洪闸分为一、二两期进行分期导流施工，为了施工纵向混凝土围堰，采用“U”形钢板桩作为临时围堰施工纵向混凝土围堰，待纵向混凝土围堰施工完成后结合上下游土石围堰形成封闭区域对防洪闸进行施工。

【关键词】防洪闸；施工导截流；钢板桩

【中图分类号】TV551 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）02-0084-03

1 工程概况

贵港市鲤鱼江口防洪闸位于广西贵港市城区中部郁江左岸鲤鱼江口处，与郁江左岸防洪堤形成封闭的防洪体系，设计过闸流量为3 380 m3/s，属大（2）型水闸，工程等别为Ⅱ等，水闸、两岸接头建筑物等主要建筑物级别为2级，护坡及坡脚挡墙等次要建筑物级别为3级。鲤鱼江口防洪闸的主要任务为阻挡郁江50年一遇洪水、排泄鲤鱼江自身30年一遇洪水。水闸外江郁江50年一遇设计防洪水位为48.13 m（85国家高程基准，下同），100年一遇校核防洪水位为48.13 m；内江鲤鱼江设计排洪标准为30年一遇，设计过闸的流量为3 380 m3/s，相应闸上设计的水位为42.38 m，闸下设计的水位为41.67 m。

2 工程总布置

鲤鱼江口防洪闸从左岸至右岸依次布置左岸“U”形挡墙段、左岸接头重力坝段、防洪闸段、右岸接头重力坝段及右岸“U”形挡墙段，闸线总长122 m。左、右岸“U”形挡墙段长度均为5 m，顶高程为49.8 m；左、右岸接头重力坝段长度均为30 m，顶高程为49.8 m，最大坝高为18.8 m；防洪闸段位于鲤鱼江河道中央，闸室长23 m，總宽54.8 m，坝顶高程为49.8 m，最大坝高25.8 m。闸室共5孔，每孔净宽8 m，设8 m×12 m（宽×高）平板工作闸门，上下游各设检修闸门一道；混凝土纵向围堰与2#、3#闸墩相接，围堰顶高程为36.5 m，围堰最大高度为14 m。

3 施工导流

3.1 导流标准

鲤鱼江口防洪闸设计过闸流量为3 380 m3/s，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2017）及《水闸设计规范》（SL265—2016）的相关规定，本工程属大（2）型水闸，为Ⅱ等工程，主要建筑物级别为2级，导流建筑物级别为4级。由于防洪闸位于鲤鱼江出口附近，距郁江口仅120 m，受郁江水位顶托作用明显。因此，施工导流标准主要考虑郁江洪水水位的影响，并结合鲤鱼江施工期洪水的特点确定。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）的有关规定，4级导流建筑物的洪水标准为10～5年一遇（建筑物类型为混凝土结构）。考虑本工程水闸、消力池的结构相对简单，因此确定本工程导流建筑物的洪水标准为5年一遇。根据鲤鱼江口防洪闸的工程条件，导流方案采用左右岸分期导流。如果采用5年一遇全年洪水标准，鲤鱼江洪峰流量达到1 660 m3/s，闸上水位较高，施工导流困难，工程投资大。本工程水闸主体工程量不大，一个枯水期即能将永久建筑物（主体工程的闸室、闸下消能设施及护岸工程）修筑至坝体度汛标准的汛期洪水位以上。为减少临时工程投资，考虑采用枯水期施工，选择5年一遇枯水期的洪水标准。闸址位于贵港市城区中部郁江左岸鲤鱼江口，枯水期受桂平航运枢纽库水位的顶托，鲤鱼江口闸址处水位比天然水位情况下要高一些。导流时段的选择在保证工期的前提下，尽可能地选择枯水期，以节省导流费用。本阶段导流时段选择了10月～次年3月、11月～次年2月、11月～次年3月，11月～次年4月15日4个时段比选。各施工期导流流量较小，相差不大，考虑到11月～次年4月15日施工工期略有延长，围堰工程量增加不多，为保证必要的施工时间，因此本阶段推荐采用导流时段为11月～次年4月15日，5年一遇的郁江水位为35.05 m。

3.2 导流方式和导流程序

鲤鱼江口防洪闸位于贵港市城区，左岸为已建防洪堤，堤顶高程为49.58～49.41 m，堤后即为城镇民房；下游右岸为小江砂场码头、小江小学，岸顶为45～46 m高程。两岸较为狭窄，施工布置较为局促。如果采用一次拦断河床围堰导流的方式，难以布置导流明渠、涵洞或隧洞，根据地形条件和枢纽布置情况，本阶段施工导流采用分期导流方式。根据工程布置方案及本工程特点，导流程序如下：一期先收束右岸河床用纵向混凝土围堰及上下游土石围堰围左岸，利用右河道导流，然后施工左岸2孔水闸，同时利用临时黏土围堰对护岸挡墙及护坡进行施工，汛前拆除一期上、下游土石围堰；二期用纵向混凝土围堰及上、下游土石围堰围右岸，利用已建的左岸2孔水闸导流，施工右岸3孔水闸，同时利用临时黏土围堰对护岸挡墙及护坡进行施工，汛前拆除二期土石围堰及纵向混凝土围堰多余的部分。

3.3 导流建筑物设计

由于闸址处鲤鱼江河床较为狭窄，难以布置土石围堰，考虑在2#闸孔及3#闸孔之间施工一道纵向混凝土围堰，以纵向混凝土围堰为边界，将左、右水闸分为一、二期，配合上下游土石围堰，形成封闭施工区域（施工导流平面布置如图1所示）。

施工纵向混凝土围堰时需先施工临时围堰，受河床条件限制，临时围堰同样不能采用土石围堰，本工程考虑采用“U”形钢板桩在河床中形成封闭区域施工纵向混凝土围堰（钢板桩临时围堰平面布置如图2所示）。

临时围堰设置在混凝土纵向围堰两侧，采用型号为SKSP-IV的“U”形钢板桩围堰，呈方形布置，宽度为17.7 m，长度为168 m，桩顶高程为37.3 m。板桩距纵向围堰左、右侧堰脚的最小距离分别为1.7 m、6 m；距上、下游端堰脚的最小距离分别为2 m、3 m。钢板桩内支撑结构采用钢管对撑及角撑。钢板桩自上而下沿35 m、32.5 m、30 m、27.5 m及25.25 m高程设5道围囹，围囹采用2根“H”形钢HN350；每道围囹结构用φ377 mm×22钢管作水平对撑，每榀水平对撑钢管的间距为4 m；钢管的端部采用φ203 mm×14钢管作两边支撑以保证对撑的端部稳定；钢板桩平面折角处采用两道钢管角撑呈45°以加强局部结构。由于对撑钢管长达17.7 m，为偏心受压杆件，为了避免失稳破坏，在钢管中部设一道竖向支撑，使其对撑长度缩短一半。竖向支撑采用φ377 mm×22钢管，伸至底部基岩；每榀水平对撑与竖向支撑采用φ203 mm×14钢管焊接形成桁架整体受力。由于钢板桩围堰基础难以深入基岩内部，且浅表层基岩岩溶较发育，岩面起伏，透水性中等，淤泥等覆盖层稳定性极差，浅表层岩溶渗漏可能引起地基乃至钢板桩内的淤泥等覆盖层产生渗透破坏，对钢板桩临时围堰稳定不利。因此，钢板桩桩脚采用1 m厚的C20（2）水下混凝土封底，封底宽度均为3 m，围堰外采用帷幕灌浆防渗，灌浆孔距2 m，灌浆深度为6 m（钢板桩结构如图3所示）。

混凝土纵向围堰位于防洪闸2#、3#孔之间，与4#、5#闸墩相接，围堰顶高程为36.5 m。为了与上、下游横向土石围堰衔接，将原纵向围堰分别向上、下游延伸至土石围堰坡脚，上游纵向围堰总长65 m（其中，永久段长20 m，临时段长45 m），下游纵向围堰总长75 m（其中，永久段长30 m，临时段长35 m）。中间闸室段设临时重力式混凝土围堰，长23 m，围堰最大高度为13.6 m。闸室段临时围堰与二期基础开挖同步拆除，上、下游纵向围堰延伸段与二期土石围堰同步拆除。

上、下游采用土石围堰，一期土石围堰顶高程为36.1 m，堰顶宽度为4.5 m，最大堰高度为7.6 m；二期土石围堰顶高程为35.6 m，堰顶宽度为4.5 m，最大堰高度为8.6 m。土石围堰临水面坡比为1∶2.5，并采用块石护坡，厚1 m；基坑内坡比为1∶2。

3.4 导流工程施工

临时围堰钢板桩沿施工道路下河搭建施工平台，施工顺序如下：先安装顶部和底部的样架，使钢板桩能准确定位，然后拼装、打桩。拼装完成后先清渣、挖泥，再浇筑水下混凝土封底，待混凝土达一定强度后再往外围施工帷幕灌浆。钢板桩施工应确保拼接质量和防渗效果。施工期间应对钢板桩围堰进行监测，如出现变形、漏水等情况应及时处理。

鋼板桩施工：先用土石填筑施工平台，然后采用49 t液压挖掘机，配DZ1-8000型振动桩锤，沿平台两侧进行插打。

帷幕灌浆：采用150型地质钻机钻孔，在钢板桩上搭架钻孔平台，按分序逐次加密原则先后施工，采用自上而下的灌浆法。

围堰混凝土施工：混凝土采用预拌商品混凝土，就近购买，混凝土搅拌车运至工地，泵送入仓。

水下混凝土浇筑：采用导管法施工，将拌制好的混凝土通过管径300 mm的导管借助自重压力使之沿格体底部扩散。

土石围堰施工：土料外购，采用1 m3反铲挖掘机开挖，10 t自卸汽车运输，堰体采用12 t振动碾压机碾压。

二期麻袋黏土围堰填筑：土料外购，采用1 m3反铲挖掘机开挖，10 t自卸汽车运输，人工装袋，人工铺筑。

4 结语

贵港市鲤鱼江口防洪闸闸址位置河床狭窄，中央河床宽度仅有约50 m，左岸岸顶防洪堤以外为居民房，右岸岸顶为小学，受地形及场地限制，施工导流布置是整个工程施工中的一大难点，本工程利用“U”形钢板桩作为临时围堰，在临时围堰内先行施工完成纵向混凝土围堰，再利用施工完成的纵向混凝土围堰及上、下游土石围堰形成封闭区域对防洪闸进行一、二期施工，较好地解决了由于河床狭窄导致的施工导流难的问题。

参 考 文 献

[1]张万军.新疆某水利枢纽工程施工导流设计[J].广东水利水电，2017（9）：26-29.

[2]韩敏.小型水库工程施工导流设计规划与实践[J].科技创新与应用，2017（28）：99-100.

[3]刘亚平.胡家庄水库工程施工导流方案设计[J].山西水利，2017（11）：44-45.