張 磊，邵洪澤，張立鋒，王小明

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引言

在水利工程施工中，常需進(jìn)行施工導(dǎo)流[1]。導(dǎo)流建筑物是完成施工導(dǎo)流的重要臨時(shí)建筑物，其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到水利工程建設(shè)安全性[2]。工程采取何種施工導(dǎo)流方式及導(dǎo)流建筑物應(yīng)根據(jù)地質(zhì)水文條件、主體工程特征及施工因素等多方面綜合確定。在河谷岸坡較緩，有較寬闊灘地或有溪溝、老河道等可利用的地形，且導(dǎo)流流量較大時(shí)，可選擇明渠導(dǎo)流的施工導(dǎo)流方式，如桐子林、三峽、安谷、旬陽(yáng)等水電站，均采用明渠導(dǎo)流的施工導(dǎo)流方式[3-8]。

北支江綜合整治下游水閘、船閘工程導(dǎo)流需求較大，工程地質(zhì)條件滿足導(dǎo)流明渠地形及地質(zhì)要求，因此，在本工程中選擇明渠導(dǎo)流的施工導(dǎo)流方式。依托北支江綜合整治下游水閘、船閘工程，形成導(dǎo)流明渠在水利工程中的設(shè)計(jì)施工方案，對(duì)類似水利工程建設(shè)有一定參考價(jià)值。

1 工程概況

北支江綜合整治下游水閘、船閘工程位于周浦港大橋下游1.2km處，其工程等級(jí)為Ⅲ等，水閘為2級(jí)建筑物，船閘上、下閘首和閘室為3級(jí)建筑物。水閘洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇設(shè)計(jì)，50年一遇校核。

水閘布置在主河床，共設(shè)置3個(gè)閘室段，每孔凈寬暫定55.0m，采用縫墩結(jié)構(gòu)，每個(gè)閘墩寬7.5m，閘室總寬210.0m，沿水流方向長(zhǎng)30m。水閘閘頂高程6.000m，正常蓄水位為5.400m。船閘布置在水閘的右側(cè)，為一線單級(jí)船閘，閘室有效尺寸暫定40.0m×16.0m×2.2m(有效長(zhǎng)度×有效寬度×檻上水深)，船閘主要建筑物包括上下閘首、閘室和上下游引航道5部分，船閘主體建筑物及上下游引航道總長(zhǎng)346.0m，閘室底板頂高程0.900m。水閘與船閘均采用底軸驅(qū)動(dòng)式翻板閘門。

2 導(dǎo)流明渠布置

導(dǎo)流明渠布置于水閘右岸東洲島下游段，連接北支江與富春江，進(jìn)口底高程取2.500m，出口底高程2.000m，底寬15.0m，堰頂高程9.500m，頂寬3.0m，兩側(cè)坡比均為1∶3.5，明渠長(zhǎng)542.60m。過水面依次設(shè)無紡?fù)凉げ肌?0cm厚碎石墊層(明渠底部)和30cm厚雷諾護(hù)墊。渠道兩側(cè)現(xiàn)狀地面高程約為7.000m，不能滿足擋水要求，因此在明渠兩側(cè)開挖線外3.0m處利用渠道開挖土料填筑形成明渠擋水堰。

3 導(dǎo)流明渠施工

3.1 降水井布置

明渠溝槽兩側(cè)各設(shè)置1排降水井，降水井間距為14.8m，根據(jù)開挖降水前情況，可適當(dāng)調(diào)整管井?dāng)?shù)量及平面位置，降水井直徑為800mm、深9m，共布置控制性降水井60口，降水井布置如圖1所示。

圖1 導(dǎo)流明渠降水井布置示意(單位：m)

3.2 土方開挖

3.2.1開挖方案

根據(jù)明渠基坑施工工期及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基坑土方分5層開挖。第1層為表層土剝離，第2～4層開挖至相應(yīng)高程，第5層開挖至設(shè)計(jì)底高程，每層開挖厚度≤2m。為縮短工期，開挖方向?yàn)閺拿髑虚g縱向往進(jìn)出口端開挖(見圖2)。

圖2 導(dǎo)流明渠開挖分段

1)基坑表層土剝離 原地面高程為6.500～7.000m(出口-進(jìn)口)，表土剝離厚度為0.50m，剝離后高程為6.000～6.500m，表土剝離后運(yùn)至堆土區(qū)作為復(fù)墾土壤使用。

2)第2層開挖 層頂高程為6.000～6.500m，向下開挖1.5m至4.500～5.000m高程，養(yǎng)魚塘處開挖前，首先對(duì)塘泥采用水力沖挖，排至右岸晾曬場(chǎng)，固化后再運(yùn)至導(dǎo)流明渠堆土場(chǎng)。開挖出的土方堆砌于明渠兩側(cè)，用于黏土填筑原料。若開挖土方量不足以滿足黏土填筑量，則用第3次開挖出的土方繼續(xù)填筑；若開挖的土方量多于黏土填筑量，則將多余土方運(yùn)至導(dǎo)流明渠堆土場(chǎng)。

3)第3層開挖 層頂高程為4.500～5.000m，向下開挖1.5m至3.000～3.500m高程。

4)第4層開挖 層頂高程為3.000～3.500m，向下開挖1.2m至1.800～2.300m高程。

5)第5層開挖 層頂高程為1.800～2.300m，坑底30cm采用人工開挖，此外測(cè)量人員根據(jù)進(jìn)口段2.000m高程、出口段1.500m高程的圖紙要求，每點(diǎn)高程可等比例推算，并要求每隔20m做一高程標(biāo)記，便于施工。

3.2.2土方開挖

1)在土方開挖前對(duì)基坑四周場(chǎng)地進(jìn)行整平，并保證場(chǎng)地標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高要求。

2)第1層可采取通長(zhǎng)開挖方式，以下土體開挖均分層、分段對(duì)稱進(jìn)行。

3)明渠縱向應(yīng)從中間往進(jìn)出口的方向開挖，保證開挖路線合理，從上到下分層、分段依次進(jìn)行，并形成1∶2.5坡度。

4)基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放坡，首先應(yīng)放好基坑上口開挖邊線，并做標(biāo)志線，邊挖邊檢查坑底寬和坡比，及時(shí)修整。

5)基坑開挖面應(yīng)設(shè)置臨時(shí)排水溝，基坑頂外側(cè)邊緣設(shè)置截排水溝。

6)開挖邊坡須修砌階梯，便于施工人員上下。

3.3 土工布施工

1)儲(chǔ)存、運(yùn)輸 運(yùn)輸過程須避免土工布卷遭到破壞。若土工布接觸到化學(xué)試劑，則不能再用。

2)土工布鋪設(shè) 鋪設(shè)方式為人工滾鋪。鋪設(shè)時(shí)保證布面平整，并適當(dāng)留有變形余量。土工布采用縫接。

3)基本要求 ①接縫需相交于坡面線，并與坡腳平衡，對(duì)于可能存在應(yīng)力的位置，水平接縫距離≥1.5m；②在坡面上，將土工布的一端進(jìn)行固定，然后將卷材沿坡面放下，以確保土工布始終處于拉緊狀態(tài)；③將全部土工布用砂袋壓牢。

4)工藝要求 ①為保證基層平整、堅(jiān)實(shí)，應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行檢查，排查異物并妥當(dāng)處理；②根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇土工布規(guī)格尺寸，在精確裁剪后進(jìn)行試鋪；③確認(rèn)寬度是否合適，搭接處須平整，控制合適的松緊程度；④搭接部位縫合時(shí)，縫合線保持平直；⑤縫合后需要檢查土工布的鋪設(shè)狀態(tài)，同時(shí)留意是否有缺陷；⑥若出現(xiàn)不符合要求的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)措施。

3.4 碎石鋪設(shè)

碎石質(zhì)量須均達(dá)到設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定。碎石鋪設(shè)厚度為20cm，采用15t運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，用挖掘機(jī)推開攤鋪，人工配合。

3.5 雷諾護(hù)墊施工

雷諾護(hù)墊是指將經(jīng)過特殊防腐處理的低碳鋼絲通過機(jī)器編織成鋼絲網(wǎng)，并按工程設(shè)計(jì)要求做成的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

圖3 雷諾護(hù)墊

3.5.1翻邊要求

雷諾護(hù)墊結(jié)構(gòu)最薄弱處為網(wǎng)面裁剪后末端與邊端鋼絲相連接處。只有將網(wǎng)面鋼絲纏繞在邊端鋼絲上≥2.5圈才能保證二者之間的連接強(qiáng)度。

3.5.2絞邊要求

類似于網(wǎng)面鋼絲的材質(zhì)，選擇單圈、雙圈交替絞合的絞邊方式，間隔一般為10～15cm。

3.5.3組裝工藝

1)選擇堅(jiān)實(shí)、平整的場(chǎng)地開始作業(yè)。

2)首先將折疊好的網(wǎng)面展開，通過一端一人的輔助牽引，一人的腳向前和向下步進(jìn)，對(duì)彎曲部分進(jìn)行矯正，然后沿折痕方向依次逐步進(jìn)行。

3)若底部無機(jī)械折痕，踩在隔板兩側(cè)，然后豎立隔板。

4)將前、后側(cè)板折疊，用15cm長(zhǎng)鋼絲扭絞擋板與側(cè)板，并將側(cè)板與側(cè)板連接。

3.5.4擺放及連接

1)雷諾護(hù)墊的輪廓應(yīng)排列整齊、緊密。

2)首先要檢查坡率是否符合設(shè)計(jì)要求，然后放線確定雷諾護(hù)墊的放置位置。

3)當(dāng)放置隔板并使用雷諾護(hù)墊進(jìn)行護(hù)坡時(shí)，方向應(yīng)與水流方向平行；若使用其進(jìn)行護(hù)底時(shí)，方向與水流方向垂直。

4)在施工時(shí)需安裝木樁或鋼管固定。

3.5.5石料裝填

石料填筑應(yīng)密實(shí)，且應(yīng)有足夠硬度、難風(fēng)化與水解、不易碎，不得小于網(wǎng)孔尺寸。

3.5.6閉合蓋板作業(yè)

1)所有邊都需絞到位，且全部絞邊都應(yīng)是一條直線，并使絞合點(diǎn)處的幾根邊緣線靠攏在一起。

2)在封蓋前，應(yīng)將裝填過程中發(fā)生彎曲的隔板校正，并將裝填的石塊調(diào)平。

3)蓋板與邊板、端板及隔板上緣用絞合鋼絲連接，并采用單圈-雙圈-單圈的方式，間隔一般為10～15cm。

4)護(hù)墊面層高差≤3cm。

5)為避免護(hù)墊被踩變形，施工過程中應(yīng)下放木板，同時(shí)禁止人員在上面直接行走。

3.6 黏土回填

1)施工工藝流程 原土層清理→分層攤鋪、夯實(shí)→修整找平。

2)施工要求 ①回填施工前，先將基底表面的樹根、垃圾等雜物清除干凈；②回填黏土?xí)r，應(yīng)分層鋪設(shè)，分層夯實(shí)，每層接縫應(yīng)做成斜坡形，每層鋪設(shè)厚約50cm；③碾壓時(shí)應(yīng)交叉重疊0.5～1m，上、下層錯(cuò)縫距離≥1m，相互搭接，防止漏壓或漏夯。

3.7 混凝土路面施工

路面采用15cm厚C20混凝土進(jìn)行硬化，路寬3m，路基為15cm厚碎石，待混凝土硬化后，道路兩側(cè)設(shè)置鋼管防護(hù)欄桿，防止出現(xiàn)安全事故。

3.7.1碎石墊層施工

碎石墊層驗(yàn)收前不得進(jìn)行混凝土路面施工，檢查內(nèi)容包括縱斷面標(biāo)高、中線偏差、平整度等。如有積水應(yīng)盡早采取措施，整個(gè)墊層部分應(yīng)重新壓縮。礫石墊層厚度為15cm，比混凝土路面兩側(cè)各寬30～50cm。

3.7.2路面施工

1)模板施工 模板高度須與混凝土厚度一致，模板頂面標(biāo)高為混凝土路面設(shè)計(jì)標(biāo)高，模板內(nèi)邊緣應(yīng)與路面設(shè)計(jì)中線和邊線重合，支撐準(zhǔn)確穩(wěn)定，接縫嚴(yán)密平整，不得有縫隙和高度不一的情況。模板接頭及模板與墊層接觸處嚴(yán)禁漏漿。模板經(jīng)監(jiān)理人員檢驗(yàn)合格后方可澆筑混凝土。

2)混凝土攤鋪 路面混凝土澆筑選用全幅施工方法，鋪料采取挖掘機(jī)入倉(cāng)攤平、人工輔助方式。

3)振搗 針對(duì)邊角處，先后采用插入式振搗器和平板振搗器振搗。

4)養(yǎng)護(hù) 混凝土路面澆筑完成后，立即覆蓋塑料薄膜，3～4h后加水保持7d，避免混凝土表面開裂。

4 結(jié)語(yǔ)

本文系統(tǒng)地介紹了導(dǎo)流明渠在北支江綜合整治下游水閘、船閘工程中的應(yīng)用情況。首先，根據(jù)工程特點(diǎn)確定導(dǎo)流明渠的布置方案；然后介紹導(dǎo)流明渠施工技術(shù)，包括降水井降水、土方開挖、土工布鋪設(shè)、碎石鋪設(shè)、雷諾護(hù)墊施工、黏土回填、混凝土路面施工等。該導(dǎo)流明渠設(shè)計(jì)施工方案在北支江綜合整治下游水閘、船閘工程中的應(yīng)用效果較好，取得了良好的工程效益，可廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)。