龙泉滘水闸重建工程导流和围堰设计及施工要点分析

梁 宇

（江门市江新联围管理处，广东 江门 529000）

水利水电工程具有灌溉、发电、防洪、排涝等多项功能，是经济建设中的基础设施，在改善人民生活水平、促进社会发展等方面发挥着重要作用。但随着建设难度越来越大，极易出现质量问题，影响项目的整体利益。围堰工程是防止水、土进入施工现场的一种临时维护结构，排水导流是其关键。基于此，本文针对江新联围礼东围龙泉滘水闸重建及新增电排站工程的导流及围堰设计及施工展开分析。

1 工程概况

江新联围礼东围龙泉滘水闸重建及新增电排站工程位于礼乐河与马鬃河交汇处，建设规模为：新建电排站一座，设计排水流量为40 m3/s，总装机容量为2840 kW；治理河长1.53 km，其中河道清淤疏浚1.53 km，左右两岸堤防加固长度3.154 km；加固连接堤长度180 m；重建水闸，水闸总净宽35 m，重建新沙节制闸一座。该项目为中型工程，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水位为100年一遇；本工程概算总投资8950.28万元，其中建安费投资为7192.42万元；计划工期400日历天；工程质量验收质量评定为合格工程。本工程分为两个标段，标段二主要施工内容有：新建电排站、内围堰施工、施工导流（含交通桥、基坑排水）。该工程于2017年12月26日开工建设，于2019年1月29日完工。

施工区气温、水温、地温均满足工程施工要求，无冰冻等其他恶劣自然条件影响，自然条件满足施工要求；地质条件自上而下依次为淤泥、粉质粘土、粗砂、全风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、弱风化泥质粉砂岩。

2 导流及围堰施工

2.1 导流标准

本工程全年施工，工期计划400日历天，施工期有度汛要求。导流标准为5年一遇洪水24小时排干。

2.2 导流施工

2.2.1 导流方式

施工导流方式采用一次拦断河涌[1]的导流方式，内涌侧及外江侧设置钢板桩围堰挡水，施工期征用河道右侧鱼塘等，利用征用鱼塘等开挖明渠进行导流，同时在导流明渠入口（马鬃沙河右侧堤防）搭设临时钢便桥（贝雷架），满足临时交通需求，在外江侧堤防位置开挖明渠及预埋涵管进行导流，同时增设防洪闸门，以防止外江洪水倒灌。导流平面图见图1。

2.2.2 施工方法

施工顺序：干堤导流砼管（图2）及简易钢闸门施工→临时鱼塘清淤→加固堤顶路贝雷架施工。本工程导流砼管采用Ⅱ级预应力钢筋混凝土管，单根管长2.5 m，内径1.6 m，壁厚0.1 m，抗裂荷载139 KN/m，破坏荷载251 KN/m。贝雷架（图3）采用国产321钢桥，专业人员现场焊制，共设置两跨，单跨20 m。钢管桩持力层为粗砂，要求进入持力层1 m。

图2 导流砼管纵剖面图

图3 贝雷架纵剖面图

2.3 围堰设计

内围堰采用5年一遇设计洪水位1.10 m。本工程施工前首先对内河冲坑进行回填，采用石粉回填至相应设计高程；内外河围堰均采用钢板桩围堰[2]；内围堰利用自卸汽车走临时道路回填粘土。钢板桩采用LWU600×130×10U型钢板桩围堰，桩长21 m。围堰断面示意图见图4。

图4 围堰断面示意图

2.4 围堰施工

2.4.1 围堰施工工序

待施工导流完成后，先冲坑回填石粉，然后开始围堰施工。钢板桩围堰的钢板桩利用水上设备进行施打。施工顺序见图5。

图5 内围堰施工工序

（1）堰底清理测量放样后用挖掘机先清理左右岸接头杂质和挡墙，直到确认为密实粘土方可填土，河床段堰底在围堰填筑前先用抓斗船清理杂物和浮泥。

（2）钢板桩打设

①钢板桩施工准备施工前先放样，且应先试桩，试桩数量为2根，以校对地质，且检验选用设备、工艺及技术要求是否合适，无问题后方可正式施工。钢板桩使用前应检查，不符合要求的应整修；在钢板桩上端焊补强板，然后钻设吊装孔；钢板桩锁口内除油，下端用易拆物塞紧。

②钢板桩沉入采用振动沉桩法振入，选用16 t吊机安设在一艘200 t方驳上，另选用一艘60 t船吊配合作业。方驳上吊机吊着ZD45振动锤，振动锤夹紧钢板桩共同吊起，使钢板桩锁口插入相邻桩锁口内，待桩稳定、位置正确并垂直后，再振动下沉。钢板桩每下沉1 m～2 m左右应停振检测桩的垂直度，发现偏差及时纠正。在振入沉桩中如钢板桩下沉速度突然减小，应停止沉桩，并将钢板桩向上拔起0.6 m～1.0 m，然后重新快速下沉，如仍不能下沉时，应采取其他措施。振入钢板桩过程中，振动锤振动频率须大于钢板桩自振频率。

③填筑材料回填粘土，考虑到堰体填筑的密实性要求，采用自卸汽车分层施工。

④围堰防浪处理围堰防渗主要通过在钢板桩的严密性和左右岸接头处理进行解决，迎水侧通过升高钢板桩的顶高程进行防浪。

2.4.2 围堰除险

由于本工程临近海滨的河涌，属内涌与外河的交汇段，受台风影响较大，因此需在右岸设一砂料场，储备一定数量（约1000 m3）的砂及砂袋等，以备抢险时围堰的加宽加高。

2.4.3 围堰拆除

围堰拆除是在水闸和泵站闸门下闸并具备防洪度汛能力后，主体工程通过水下验收才进行的。围堰拆除方法：先用船吊吊着ZD45振动锤，同拔桩机卡头相连，振拔钢板桩；接着用挖掘机挖土，自卸车运走拆除一部分，其余部分采用船挖。

2.5 基坑排水

2.5.1 初期排水

基坑集雨面积约16000 m2，水深按平均2 m计算，基坑积水量约16000×2=32000 m3，考虑堰体渗水和可能发生雨水，初期排水量约为：1.5×32000=48000 m3，以2 d排干计算，水位日降低1.0 m，日抽水量约为24000 m3，采用8BA-25型水泵，理论生产率为270 m3/h，计划投入8BA-25型水泵4台。

2.5.2 经常性排水

本泵站站址属亚热带季风区，雨量多，新会区年均雨量为1789.2 mm，年最大24小时降雨量约为350 mm，考虑降雨汇集基坑需在24小时抽完。因此，需要一台水泵工作。另外，基坑渗水及施工弃水不大，可以通过一台水泵完成。

初期排水时，背水侧用空油桶上铺木板形成浮排，托架水泵出水管头，迎水侧排水管贴坡放置。初期抽水完成后，将水泵固定于上游（即抽水流向）背水侧平台上面，用于经常性排水，基坑初期排水完成后，可以利用原河底低洼地带，挖成排水沟，在围堰堰脚前4 m～5 m处挖2～4个深约2 m，长×宽为3 m×1.5 m的集水井，用以汇集基坑渗水。

2.5.3 抽水注意事项

基坑排水过程中，须随时观测水位、围堰、岸坡等的变化情况，检查有无漏水及下陷现象，必要时应即采取措施，防止发生意外事故。因夜间抢险与检查均不方便，抽水最好在白天开始，并及时进行堵漏处理。若基坑内水位正常下降，则说明渗水量估算及水泵能力的选用均属正确；若基坑内水位下降很快，则说明所选用的水泵能力过大；若基坑内水位不降低，则说明渗水量大于排水量，也可能是围堰有孔洞，需要进行堵塞；若基坑内水位最初有一些降低，以后就保持不变，则说明此时的渗水量等于排水量，需要增大水泵的抽水能力。当抽水无把握时，可使水位每降低1 m即停抽5 min～10 min，观察水位回升情况，以此估计渗透流量，推算是否需要增加水泵。

3 结语

根据施工环境特点，江新联围礼东围龙泉滘水闸重建及新增电排站工程施工导流方式采用一次拦断河涌的导流方式，内涌侧及外江侧设置钢板桩围堰挡水，外江侧堤防位置开挖明渠及预埋涵管进行导流；内围堰采用5年一遇设计洪水位1.10 m，施工前对内河冲坑进行回填，采用石粉回填至相应设计高程，形成的围堰整体性好、防水性好、承载能力强、施工环保，取得了良好的经济效益。