同安区石浔水闸围堰施工中关键技术问题探讨

何毅伟

（福建路港（集团）有限公司，福建 泉州 362000）

1 工程概况

同安区石浔水闸改建工程新建水闸一座，闸址在原水闸下游，距原水闸约170 m处位置。该工程为水利水电工程Ⅱ等、规模大(2)型，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为200年一遇，设计挡潮标准为100年一遇，水闸其设11孔，单孔净宽10 m，总过水净宽110 m，水闸全长144.2 m。项目区场地地势平缓，距离出海口1.2 km，属石浔支流河床地貌，河床较为平坦、顺直，地形对称，总体呈“U”型。水闸两岸为河流阶地，无牛轭湖、决口等分布，河道位置基本变化不大。据地表地质调查及钻探资料分析，地层主要为近代人工填土层，第四系淤积层，第四系冲积层，以及残积层和燕山晚期基岩风化层组成。

根据设计成果可知，50年一遇设计洪峰流量1030 m3/s，500年一遇校核洪峰流量1410 m3/s。闸顶高程为6.50m，闸顶上设有启闭室，还建有公路桥和检修闸门用的检修桥等建筑物，在水闸上游布置有抛石防冲槽、干砌块石护面、C25钢筋砼铺盖，下游布置C30钢筋砼消力池、浆砌石和干砌块石两道海漫以及抛石防冲槽等，平面布置图见图1。

图1 施工围堰平面布置图

2 围堰总体布置

在水闸施工之前，应先进行围堰施工，以保证主体工程在相对干燥的环境中施工，具体施工思路是：拟在水闸上游基础开挖边线之外修筑围堰截流、挡水，围堰工程主要为上游全断面横向围堰挡水、上游浦声支流导流，围堰底下设置高压旋喷桩防渗墙止水，堰体用红土袋，防水土工膜包砂及石渣筑堤。下游利用现石浔水闸挡水[1]。

上游横向围堰垂直河道中心布置，横向围堰连接左右岸防洪堤，经布置，上游横向围堰轴线长140 m，围堰上堰脚设有子堤，子堤顶标高原设计2.5 m，轴线距水闸中心线67 m，堰脚距水闸上游防冲槽前端14.0 m。由围岩断面布置图堰可知，顶宽度6 m米的宽度，上、下游堰堤外侧放坡1∶2.5，子堤粘土防渗侧放坡1∶3。土石填筑时，每填筑一次30 cm-50 cm，用压路机来回碾压，直至压实到密实，再填筑下一层[2]。上游围堰结构形式见图2。

图2 上游围堰结构形式图

3 上游围堰施工中的关键技术问题

3.1 导流方式

水闸处河床宽约140 m，左岸有居民，右岸有虾塘，沿河两岸防洪堤已形成。水闸施工导流方式有明渠导流和围堰导流。因两岸虾池、民房征地难度极大，代价也很大，经论证，不可能采用明渠导流；而分期导流则施工工期长，围堰工程量大，工程投资增加，也不合适。因本工程上游右侧有浦声支流，闸址距上游分流口约3.058 km，河道坡降0.04‰，河床可采用一次性拦断河道，故水闸上游来水导流方式利用浦声支流为主导支流石浔支流进行施工，即水闸上游来水从浦声支流导流，水闸下游潮水通过现状石浔水闸挡潮，抽干新建水闸地段河水，将水下作业转为干处作业。

3.2 围堰施工

3.2.1 施工前准备

进驻施工现场后，应及时开展各项准备工作，包括材料供应、设备供应，技术人员到位情况，生活区布置等，同时进行技术交底，包括设计单位设计资料技术交底和施工单位施工组织设计方面的交底，为围堰施工做前期准备[2]。

3.2.2 施工技术、方法

①施工技术人员进驻现场，根据勘察设计单位提供的设计报告、图纸等勘察设计资料，结合现场实际情况，进行围堰施工材料的准备。

②结合勘察设计单位图纸提供的围堰位置坐标点进行复测放样，将图纸坐标点位置放在现场围堰坝址，确定出围堰位置。

③为了现场施工搬运方便，编织袋装量不宜太多，装土量为编织袋容量1/3～1/2为最佳，袋口应用麻绳或绑扎丝绑扎，投放前应先清除堰底河床上的垃圾、杂草、树枝等杂物。编织袋应沿河床顺坡滑落的方式，为避免摔烂不宜抛投，堆放时在上下层应互相错缝堆放，且尽可能堆码整齐[3]。在投放编织袋的同时要预埋好用于加固杆件拉结的铁丝将编织袋拉紧以防滑落，待围堰合拢成型后，围堰两侧用土工膜包裹防止编织袋滑落，在土工膜的河床端和堰顶端，用编织袋压牢压实，土工膜同时起到围堰防渗的作用。

④编织袋堆码到设计要求的高度，及时采用粘土进行填筑。土料填筑速度要与施工现场编织袋堆放速度保持一致，不宜太快或者太慢，填筑粘土料时严禁直接向水中倒土，应将粘土料自河床的浅水侧逐步向深水方推进，填筑过程中应注意振捣振实，加强堰堤的强度和稳定性，同时应注意围堰填筑时涌水、坍塌[4]。

⑤待围堰合填筑后应铺设防水布，防水布顶端要用编织袋压牢，以免被流水冲刷走或被风吹跑[5]。

⑥为保证围堰施工安全，施工期间应每天进行围堰完好情况检查，并且做好水位记录，一旦发现如渗漏、滑移等安全隐患，应及时消除，保证围堰安全。

3.3 围堰防渗问题

3.3.1 高压旋喷桩施工技术

为处解决上游围堰防渗问题，在上游围岩心墙下方-0.4 m高程布置高压旋喷桩组成高压旋喷桩防渗墙(见图2)，共计361个5215 m，旋喷桩孔径0.6 m，孔距0.4 m，孔底高程-12 m，渗透系数不大于1×10-6cm/s。设计浆液压力20 MPa～40 MPa，浆液比重1.30～1.49，旋喷速度20 r/min，提升速度0.2 m/min～0.25 m/min，喷嘴直径23 mm，浆液流量80 L/min～100 L/min。

高压旋喷桩施工采用单管法[6]，在施工时因相邻桩距离太近，加上施工间隔时间太短，在相邻高喷孔施工时可能产生串浆问题，施工中分I序、2序施作，先施工I序旋喷桩，在进行II需旋喷桩施工，见图2，施工顺序依据现场实际情况确定。高压旋喷桩的施工技术要求见表1。

表1 旋喷桩施工技术检查表

图3 高压旋喷桩防渗墙布置图

3.3.2 土工膜、粘土防渗

围堰底下设置高压旋喷桩防渗墙止水，堰体用红土袋，防水土工膜包砂及石渣筑堤[7]，具体施工方法为：上游子堤填筑，用较好的土石填筑料，利用防水土工布铺盖防上游冲刷及渗漏，按1∶2.5的坡度填筑，待填筑至2.5 m标高时，再在上游坡脚填筑1∶3的粘土防渗。

4 围堰拆除

4.1 拆除时间

考虑到汛期雨水较多，防汛压力大，形成内河水位暴涨，造成内涝，因此在入汛前必须拆除施工围堰[8]。

4.2 技术要求

（1）将围堰旁边原填筑围堰的取土基坑填满、恢复原貌，以及连接围堰上下游的水下土方全部挖除，使之符合设计要求。

（2）将河底土方挖到-0.50 m高程，以及保证设计要求的坡度，以满足行洪度汛要求。

4.3 拆除方案

（1）先用挖机在围堰上开一条排水槽，使上游的水排入下游干河内，等到围堰两边的水位高程相同时再开挖，以免挖机挖开缺口后水流过急，出现溃坝和围堰上的土方顺着水流冲入下游较远处。

（2）围堰水上部分采用挖掘机拆除，挖机应先在围堰上铺设钢板，以满足围堰上挖机顺利行走的宽度，然后用挖掘机把围堰土方填到原来的取土坑内，并恢复原貌，多余的土挖掘机取土装车外运至排泥场。

（3）用抓斗船、驳载船进行水下土方开挖，挖泥船开挖上来的土方由驳载船运输至抛泥场。

此外，围堰拆除中应做好安全措施，在运输道路、围堰迎水面等重要部位安放明显的安全警示牌及灯，安排专人巡视值班及现场指挥人员。围堰拆除后，要在河道两岸恢复安全防护栏杆及悬挂安全警示牌。

5 结语

在水闸施工改建中，把握好围堰施工中的关键技术问题不仅能够确保工程质量和工期，也能够节省工程投资，确保在主汛期最大限度减少同安城区居民及施工现场的灾害损失。因此，研究水闸施工中围堰施工的关键技术问题是非常必要的，保证了石浔水闸改建工程的顺利完工。