陳 峰 丁國瑩

（1.揚州市潤揚河工程管理處，江蘇揚州 225009；2.江蘇省水利勘測設計研究院有限公司，江蘇 揚州 225217）

1 工程概況

揚州市古運河瓜洲運河整治工程全長15 km，涉及邗江區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、廣陵區(qū)。其中，對兩岸險工段采用混凝土擋墻防護總長達到20.025 km，由于古運河瓜洲運河不能斷航，修筑這部分混凝土擋墻必須修建順河圍堰擋水，以便在圍堰內(nèi)排水，開挖基坑，修筑混凝土擋墻。因此，圍堰施工是本工程施工的最重要的關鍵點，圍堰堰體的質(zhì)量安全、施工方案的合理可靠、圍堰維護的防護措施直接關系到古運河瓜洲運河整治工程施工的質(zhì)量、安全與進度能否達到預期目標。

2 初步方案

由于古運河處于市區(qū)，調(diào)土運輸極為不方便。另外，施工單位出于對自身經(jīng)濟利益、施工工期等因素的考慮，沒有采用原設計中草袋圍堰的施工方案，而是采用從河道中取土填筑圍堰，具體施工方案主要有以下幾個步驟：

（1）圍堰采用兩側打鋼管樁插竹笠擋土，中間由水上挖掘機開挖河道疏浚土方填芯的結構形式。

（2）根據(jù)現(xiàn)場實際測量，圍堰處水深大都在1.5～1.8 m，經(jīng)測算，圍堰填筑用水上挖掘機施打鋼管樁，鋼管樁入土深度需保證在3.0 m 以上，施打鋼管樁的間距為0.4～0.5 m/根。

（3）圍堰內(nèi)坡底角距混凝土擋墻底板開挖線1.0 m 以上，圍堰施工采用先打內(nèi)側鋼管樁控制圍堰填筑位置，再于施工過程中邊填筑邊測量，確保圍堰位置準確。

（4）內(nèi)外兩側鋼管樁施打凈寬為3 m，豎向鋼管樁施打完成后，順鋼管樁外側水面以上采用縱向鋼管通長布置，橫向鋼管1.0～1.2 m/道，并對縱橫向鋼管用扣件拉結，以形成一個整體。

（5）鋼管樁采用6.0 m 長鋼管，水深為1.5～1.8 m，鋼管在水面以上一般為0.5～0.8 m，實際入土深度為3.5～4.0 m（包括面層淤泥厚度）。

（6）縱橫向鋼管拉結完成后，采用人工將擋土竹笠順鋼管樁內(nèi)側插入土中0.1～0.2 m?？紤]到經(jīng)濟性，先在岸上采用12# 鐵絲將竹笠拼接至1.8 m 以上高度（大于水深），再順鋼管內(nèi)側插入拼接完成的擋土竹笠，每片竹笠插入后采用12# 鐵絲與鋼管連接，所有縱向擋土竹笠之間均采用12#鐵絲連接成一個整體。

（7）圍堰外側框架完成后，即可進行圍堰填芯施工。采用水上挖掘機填芯前，在圍堰內(nèi)外側鋼管樁之間鋪設6.0 m 寬防滲膜以增強圍堰整體性及防止填芯土方流失。防滲膜兩側用鐵絲固定于鋼管樁上，中間填土后沉入河底。

（8）水上挖掘機挖土填芯采取分層填筑穩(wěn)定，共計分四層填筑：第一層填土厚度控制在0.8～1.0 m，第二層填土厚度控制在0.5～0.6 m，第三層填土填筑至水面，第四層填土填筑水上部分，每層填土間隔時間不少于24 h，并保證填筑完成的圍堰高出水面0.3～0.5 m。

（9）圍堰填筑完成后，將防滲膜覆蓋于堰頂并用鐵絲連接牢固。

（10）防滲膜應選擇質(zhì)量不小于350 g/m2的滌綸無紡土工膜，其性能指標和施工工序必須執(zhí)行《水利水電工程土工合成材料應用技術規(guī)范》（SL/T225-98）標準，且土工膜不允許有針眼、疵點、裂口、裂紋、孔洞和厚薄不均勻或退化變質(zhì)等。

（11）鋪設防滲膜時，一定要自下而上鋪設。膜與膜之間及膜與基面之間要壓平貼緊，但不宜將膜拉得過緊，一般可略松一點，以不在膜底留有氣泡為準。因為土工膜比較薄且很輕，鋪好以后，在未鋪好保護層以前，極易被風吹動，所以，一次鋪膜面積不宜達大，最好邊鋪膜邊蓋保護層土料以起到固定作用。鋼管圍堰斷面見圖1。

在實際施工過程中，由于堰址處淤泥較厚，大部分區(qū)域達到1.5～2m，從河道中取的淤泥砂性較大，每層填土填筑時間較快沒有達到方案要求等原因，即使施工單位采取很多補救措施，絕大部分圍堰仍長時間不能成型且不能完全露出水面，使整個工程說明：

圖1 鋼管圍堰斷面圖

1.圖中單位以“m”計；

2.圍堰采取打雙排鋼管，排距3.0 m，鋼管縱向間距0.4～0.5 m，水上部分用鋼管順圍堰縱向與立管連接，兩排鋼管之間加橫向鋼管用扣件拉結，以形成一個整體，并沿鋼管內(nèi)側插竹笠，鋪設防滲膜，最后用水上挖掘機挖河道土方分層填筑圍堰內(nèi)側。的進度計劃受到嚴重影響。

3 吹砂袋填筑圍堰方案

為了趕工期，經(jīng)多次試驗并對局部河段成型圍堰進行分析，決定采用泥漿泵吹砂袋填筑圍堰方案。

3.1 施工準備

準備規(guī)格為250 g/m2的防老化土工布、長6 m 的圓木樁以及水力沖挖機組等。砂袋長度為50 m，在砂袋一端的上部開一個進水口，另一端的上部開一個排水口，對進排水口均需做好袖口，以便與管路相接。

3.2 施工步驟

（1）由于鋼管樁稍微移動就不能受力，圍堰采用兩側打木樁，中間用吹砂袋吹砂做為擋水材料的結構形式。

（2）兩側木樁的作用是對吹砂袋進行定位，木樁的入土深度必須得到保證，經(jīng)過試驗，木樁打下去入土3 m、間距達到1 m 便可有效控制吹砂袋移位。

（3）內(nèi)側木樁的位置較為重要，不僅要考慮以后基坑開挖的工作面，還要給基坑排水留下位置，以便開挖明溝或者安裝井點排水設備。

（4）內(nèi)外兩側木樁施打寬度以稍寬于吹砂袋的寬度為宜。如果在吹砂過程中，發(fā)現(xiàn)局部木樁存在薄弱環(huán)節(jié)，可以在木樁中間加密打鋼管樁臨時支護。

（5）吹砂袋里的土最好不要含有黏性土，以河砂為最好。吹砂袋分層填筑時，上層的吹砂袋不宜吹得過滿，以免容易產(chǎn)生滑動。

（6）圓木樁梢徑不得小于12 cm，入土深度為3.5～4.0 m。臨土側木樁起固定砂袋圍堰施工位置及防止內(nèi)側基坑開挖后砂袋圍堰發(fā)生滑移的作用。砂袋圍堰斷面見圖2。

在實施吹砂袋填筑圍堰方案后，圍堰成型出水的時間明顯縮短，且采用堵漏結合井點排水常規(guī)方法可以解決滲水現(xiàn)象。

4 抗?jié)B穩(wěn)定計算

采用江蘇省水利勘測設計研究院有限公司的土堤滲流穩(wěn)定計算程序對兩種圍堰方案進行驗算抗?jié)B穩(wěn)定，結果如圖3 所示。

經(jīng)計算，兩種圍堰方案均能滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。

5 經(jīng)濟比較分析

按圖紙設計500 m 一個施工段計算。

5.1 鋼管圍堰

（1）鋼管扣件租賃

①縱向立管：（500 m/ 0.4 m +1）×6.0 m×2 側=15012 m

②縱向橫管：500 m×2 側=1000 m

③橫向拉管：（500 m/ 1.0 m+1）×3.5 m=1754 m

④橫向拉管扣件：（500 m/ 1.0 m+1）×2 側=1002 只

⑤立管橫管連接扣件：（500 m/2.0 m 道+1）×2 側=502 只

圖2 砂袋圍堰斷面圖

圖3 中小河流施工順河圍堰鋼管圍堰滲透計算

⑥橫管套接：500 m/ 6.0 m×2側=168 只

每段工期按3 個月租期計算，租賃費為：

鋼管：17766 m×1.03（損耗）×90 d×0.023 元/d=37879 元

扣件：1672 只×1.03（損耗）×90 d×0.018 元/ d=2790 元

局部鋼管彎曲調(diào)直或遺失賠償費：17766 m×2 元/m（平均）=35532元

（2）竹笠費用

500 m/1.4 m（竹笠寬）×2 塊拼接×2 側=1432 塊×1.03（接頭損耗）×26元/塊=38349 元

（3）防滲膜

6.0m（寬）×500 m（長）×1.03（接頭損耗）×3.5 元/m2=10815 元

（4）鉛絲等小型輔材費

（38349 元+10815 元）×5%=2458元

（5）挖泥船填芯費用

3.0m（寬）×（1.8 m 水深+0.5 m出水面+1.0 m 淤泥厚）×500 m（長）×18 元/m2=89100 元

（6）人工綁扎竹笠、協(xié)助打鋼管、拔鋼管等人工費

4 人×90 d×100 元/ d=36000 元

（7）機械轉運鋼管扣件竹笠等費用

200 元/ d×90 d=18000 元

（8）圍堰拆除機械人工費用

120 元/ m×500 m=60000 元

小計：330923 元/ 500 m=661.85元/m

5.2 砂袋圍堰

（1）6.0 m 圓木樁購置攤銷

（500 m/ 1.0 m+1）×2 側×1.03（損耗）×200 元/ 根×15%（攤銷）=30962元

（2）砂袋購置費用

（6.0 m+4.0 m+3.0 m+2.0 m）×2層×1.03（損耗）×500 m×3.5 元/ m2=54076 元

（3）吹砂填筑

（5.0+1.0）/ 2 m×3.3 m（高）×1.03（損耗）×500 m×32 元/m3=163152 元

（4）其它小型輔材費

（30962 元+54076 元）×5%=4252元

（5）機械轉運木樁、砂袋等費用（施工按30 d 計算，拆除按30 d 計算）

400 元/ d×60 d=24000 元

（6）水上機械打、拔木樁機械及人工費（施工期按30 d 計算，拆除按30 d 計算）

水上機械：600 元/d×60 d=36000元

人工：6 人×60 d×100 元/d=36000元

（7）水上挖泥船砂袋圍堰土方挖運

（5.0+1.0）/2 m×3.3 m（高）×1.03（損耗）×500 m×28 元/m3=142758 元

合計：491200 元/ 500 m=982.4元/m

砂袋圍堰比鋼管圍堰造價高出約320.55 元/m，且成型的圍堰上部因斷面較小，每層砂袋之間漏水現(xiàn)象較為嚴重，加大了施工期排水工程量，對基坑開挖較為不利。但鋼管圍堰施工期比吹砂袋圍堰長，對每次挖土填芯高度必須嚴格控制，需待下層土穩(wěn)定后方可進行上層土填筑，且穩(wěn)定期較長。因此，對工期要求比較急的工程可采用吹沙袋圍堰。

6 經(jīng)驗與教訓

在中小河流施工順河圍堰時采用從河道中取土填筑圍堰的方法，材料簡單、施工方便且經(jīng)濟效益突出，但通用性不好，適宜在水深淺、有灘涂且填筑材料為黏性土的情況下圍堰方能容易成功。對于堰址處有較厚淤泥的河道，宜先清理淤泥再采用吹砂袋填筑圍堰的方案。由于古運河瓜洲運河各段河道具體的施工條件不同，綜合各方面因素，需要采取適宜的圍堰方案進行施工，而不可拘泥于采用一種圍堰形式。