程韜 CHENG Tao

（汕頭市河道堤防建設(shè)管理中心，汕頭 515041）

0 引言

采用圍堰技術(shù)可以明顯地改善水利工程施工的質(zhì)量和水平，使有關(guān)的水力發(fā)電項目設(shè)計得到優(yōu)化和完善，對整個水利工程的發(fā)展都會起到積極的作用。值得注意的是，國家經(jīng)濟(jì)也會隨著水利工程的發(fā)展而得到發(fā)展，在工程中圍堰技術(shù)的使用，可以顯著提高整個工程的效率，同時對水利工程在社會方面的價值也起到了積極促進(jìn)的作用。在工程建設(shè)中，由于現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，圍堰的技術(shù)水平也在不斷提高，圍堰的技術(shù)種類和形式也越來越豐富。

圍堰施工中的關(guān)鍵一環(huán)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)，合理使用圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以改善水利水電工程技術(shù)作業(yè)面的干燥性，為施工提供了方便。在不拆除圍堰結(jié)構(gòu)的情況下，采用圍堰技術(shù)施工的建筑也可以成為永久性的建筑。就算以后不拆掉圍堰結(jié)構(gòu)，也不會對其它工程造成影響。同時，圍堰對主體建筑起到了一定的防護(hù)作用，防止了水流對建筑物的侵蝕。因此，采用圍堰技術(shù)可以一定地改善水利工程的施工環(huán)境和工作條件，有利于全面貫徹各項技術(shù)，有利于提高工程的整體性能和安全性。

1 工程概況

汕頭市海門灣橋閘重建工程位于練江出海口的海門鎮(zhèn)附近，南距出?？?km，北離市區(qū)4km，東連城南街道鳳南鄉(xiāng)白土，西接井都鎮(zhèn)古埕村，閘壩上游控制集雨面積1354km，是一座以防潮為主，御咸蓄淡，兼顧圍墾、生產(chǎn)生活用水等綜合利用的大（2）型水利工程。樞紐建筑物從左岸至右岸依次為：左岸連接路堤、左岸空箱扶壁式連接擋墻、排澇閘、船閘、攔河水閘、右岸空箱扶壁式連接擋墻、右岸連接堤段。

本工程采用河床內(nèi)分期導(dǎo)流方式，先修筑一期橫向土石圍堰，并與一期縱向土石圍堰閉合形成右岸一期基坑，然后在一期基坑中施工永久建筑物及二期縱向混凝土圍堰，隨后拆除一期圍堰，修筑二期橫向土石圍堰與二期縱向混凝土圍堰閉合形成二期基坑，最后于二期基坑中施工永久建筑物。

2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

該項目屬于大型（2）類工程，其中永久性水工建筑等級為二級，次要建筑等級為三級，按照SL303-2017《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)要求，導(dǎo)流建筑物等級在該項目中的等級為4級，相應(yīng)的導(dǎo)流式建筑物和土石壩再次會出現(xiàn)洪水的時間大概在二十年以內(nèi)，而混凝土導(dǎo)流建筑物則在十年以內(nèi)。因海門灣橋閘位于出?？诟谐眳^(qū)，故本階段選定施工導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。

選擇枯水期10月～次年4月作為施工導(dǎo)流時段，相應(yīng)導(dǎo)流流量為987m/s，對應(yīng)水位值為1.23m。

外江圍堰需在拆除現(xiàn)狀水閘后新閘投入運行前充當(dāng)?shù)谭罁跛δ?，圍堰防洪?biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于現(xiàn)狀堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)。練江左岸是汕頭市潮陽區(qū)城市防洪堤，現(xiàn)狀防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇；練江右岸是汕頭市潮南區(qū)練江堤防現(xiàn)狀防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇?？紤]到本工程施工規(guī)模較大，不確定因素較多，為保險起見外江圍堰施工導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)確定為50年一遇。

3 圍堰導(dǎo)流方式影響因素

3.1 洪枯流量比影響

為了防止意外和其他因素的影響，在實施圍堰技術(shù)時，對導(dǎo)流進(jìn)行合理的設(shè)計是非常必要的，這樣做可以使工程的整體質(zhì)量得到質(zhì)的提高，其中，洪枯流量比是影響工程質(zhì)量的一個重要因素，在施工中，應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場的實際狀況，科學(xué)地確定流量，選用過水和不過水的方法。例如，在不同的季節(jié)，水位的變化差別也是很大的，在洪澇時期，水流較多，而在枯水期，則應(yīng)充分考慮到圍堰的技術(shù)要求，對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，并對其進(jìn)行合理的設(shè)計。

3.2 水位變幅的影響

在應(yīng)用技術(shù)時，不僅要掌握技術(shù)規(guī)范，還要充分利用場地條件。影響圍堰導(dǎo)流的另一個重要因素就是水位變化，必須對其進(jìn)行全面的計算，以便采取合理的措施。根據(jù)已有的資料，水位變化在6m以下一般采取不過水的方法，超過12m的多采用過水的方法。

3.3 河道影響

河流的流量對水利建設(shè)也有一定的影響，但效果并不明顯，在來水量較少的情況下，采用過水圍堰技術(shù)就是不必要的了。根據(jù)資料，在設(shè)計流量小于2000m/s或超過10,000m/s的時候，可視具體情況而定。

4 圍堰技術(shù)在水利工程中應(yīng)用的基本準(zhǔn)則

4.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定準(zhǔn)則

水利工程建設(shè)要從整體上確保安全，要做到這點，科學(xué)的圍堰技術(shù)是關(guān)鍵，按照基本的施工原理，為了保證工程的全面穩(wěn)定安全。海門灣橋改建工程在開工之前，必須進(jìn)行充分的論證，圍堰開展工作的技術(shù)對工程的質(zhì)量有決定性的作用，每個環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格檢查，另外，理論知識需要結(jié)合實際情況來展開，要結(jié)合施工場地的現(xiàn)場環(huán)境和其他因素來制定合適的方案，重點放在地基搭建上，保證地基穩(wěn)固是保證工程安全的重要基礎(chǔ)。此外，要保障整個工程的穩(wěn)定，圍堰的選材也十分的重要，在施工中應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、土質(zhì)、水流特性，并根據(jù)已有的資料，選擇合適的建筑材料。

4.2 因地制宜準(zhǔn)則

海門灣橋閘改建工程施工過程中，地質(zhì)情況復(fù)雜，施工稍有不慎，就會造成嚴(yán)重后果，因此，必須根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來進(jìn)行施工。圍堰施工的流程較多，而且環(huán)節(jié)多樣，這樣管理就顯得尤為重要，經(jīng)過縝密思考后管理實施，控制整個工程各個環(huán)節(jié)。工作人員應(yīng)根據(jù)實際情況，采取科學(xué)的調(diào)查、分析、綜合考慮，按照因地制宜的原則，圍堰施工的技術(shù)應(yīng)用也需要重視，土質(zhì)壓力、水流沖擊、外界環(huán)境等多種因素都要做到完全地覆蓋控制，在降低成本的前提下，確保安全、穩(wěn)定。

4.3 新技術(shù)應(yīng)用原則

目前，各項新技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展實現(xiàn)了突飛猛進(jìn)，為各行應(yīng)用提供了有力保障?；诎踩ㄔO(shè)的要求，海門灣橋閘重建工程尤其要做好新技術(shù)的研發(fā)，發(fā)揮其在工程中的保障作用。同時還要結(jié)合市場情況，合理選擇和科學(xué)運用新的圍堰建設(shè)形式，把新技術(shù)、新工藝應(yīng)用到實際過程中，從而達(dá)到施工質(zhì)量持續(xù)提升的效果。此外，從效率提升的角度，必須加強(qiáng)技術(shù)的改進(jìn)，促進(jìn)創(chuàng)新能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

4.4 優(yōu)化布局原則

水利建設(shè)是一項綜合性的工程，其安全以及質(zhì)量非常重要，而圍堰施工則是上述條件的前提；因此要結(jié)合實際的建設(shè)環(huán)境，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，提高施工質(zhì)量。具體可從以下兩個方面入手：首先，做好技術(shù)的使用，因為結(jié)構(gòu)的布置以及能力建設(shè)都需要技術(shù)創(chuàng)新的支撐；否則就跟不上后續(xù)發(fā)展；其次，施工效率的優(yōu)化，同時做好新設(shè)備的投入。總之，為了促進(jìn)智能化以及自動化的發(fā)展，保障圍堰技術(shù)的提升，除了做好日常的質(zhì)量跟蹤和管理外，還必須加強(qiáng)新技術(shù)的應(yīng)用。

5 圍堰設(shè)計

海門灣橋閘重建工程二期圍堰上、下游橫向圍堰設(shè)計頂高程分別為▽2.80m、▽2.70m，縱向砼圍堰墻頂高程為▽2.80m～▽2.70m。平面布置圖如圖1所示。

圖1 二期圍堰平面布置圖

5.1 施工導(dǎo)流方式

二期導(dǎo)流（2019年9月～2020年4月）：2019年10月初完成左河床施工圍堰，形成左岸基坑。進(jìn)行左岸船閘、左岸1孔排水閘及14孔攔河閘和左岸連接土壩段的施工，二期施工期間由已完工的右岸7孔攔河水閘泄流。2020年5月初拆除二期施工圍堰。

5.2 圍堰斷面設(shè)計

①橫向圍堰。

二期上游橫向圍堰的頂高程為2.80m，堰頂寬5m，下游橫向圍堰的頂高程為2.70m，堰頂寬5m；二期最大堰高8.5m，迎水邊坡為1:2.5，背水邊坡為1:2.0；高程0.80m水下采用拋塊石填筑形成戧堤，戧堤邊坡迎水側(cè)為1:1.5，背水側(cè)為1:1.5；迎水面采用500mm厚的塊石護(hù)坡，下設(shè)石渣墊層厚300mm和土工布一層，背水坡采用400mm厚石渣壓坡；在0.5m高程圍堰內(nèi)側(cè)設(shè)一壓重平臺，平臺寬2m，平臺下邊坡為1：2.5；圍堰0.5m以下采用土方進(jìn)行填筑，0.5m以上利用防滲粘土進(jìn)行填筑，圍堰堰體及堰基采用高噴墻防滲，墻頂高程為1.0m，墻底高程進(jìn)入全風(fēng)化巖0.5m，高噴孔距1.5m，上下游裹頭迎水側(cè)堰腳設(shè)600mm厚的鋼筋石籠水平防護(hù)，寬10m，下設(shè)1400mm厚拋石護(hù)底。二期上游橫向圍堰長度為411.46m（樁號堰Ⅱ上0＋000.00～堰Ⅱ上0＋411.46），二期下游橫向圍堰長度為314.10m（樁號堰Ⅱ下0＋000.00～堰Ⅱ下0＋314.10）。

②縱向砼圍堰。

結(jié)合攔河水閘永久結(jié)構(gòu)，在水閘第15孔與第16孔閘墩上下游處布置倒T型鋼筋砼擋墻與之連接形成縱向圍堰。圍堰迎水側(cè)防滲墻采用高噴墻（旋噴）防滲，墻底高程進(jìn)入全風(fēng)化巖0.5m，高噴孔距0.8m。二期縱向圍堰長度為168.00m（樁號堰Ⅱ縱0＋000.00～堰Ⅱ縱0＋168.00）。縱向砼圍堰上游側(cè)墻頂高程為2.80m，下游側(cè)墻頂高程為2.70m，墻頂寬0.8m，最大墻高10.6m。擋墻底板厚1.2m，底板總長為22.0m，縱向砼圍堰在混凝土底板左側(cè)設(shè)置了防滲齒墻與基礎(chǔ)防滲墻連接，形成防滲圍封體系，基坑形成后，縱向砼圍堰一邊是基坑，一邊處于過水狀況，為確?？v向砼圍堰的安全性，縱向砼圍堰底板頂面高程不足▽-5.5m位置采用格賓石籠壓重，擋墻兩側(cè)均勻鋪設(shè)，導(dǎo)流完成后拆除。

二期圍堰設(shè)計斷面詳見圖2-圖4。

圖2 二期上游橫向圍堰剖面圖

圖4 二期下游橫向圍堰剖面圖

6 圍堰施工

圍堰填筑施工流程如圖5所示。

圖5 圍堰填筑施工流程圖

6.1 圍堰填筑

戧堤填筑。為加快戧堤進(jìn)占速度，上、下游堰頭往縱向圍堰方向、縱向圍堰往上、下游方向同時進(jìn)行戧堤進(jìn)占，戧堤進(jìn)占共四個工作面。

圍堰加寬填筑。二期圍堰填筑的土石混合料來源為料場及一期圍堰0.5高程以上的可利用方，采用15t自卸汽車直接運輸至二期圍堰，推土機(jī)平料、10t振動碾碾壓，壓實度不低于91%。土石料填筑施工工藝流程如圖6。

圖6 土石料填筑施工工藝流程圖

土石混合料填筑時，防滲墻軸線3m范圍內(nèi)應(yīng)填砂或填筑粒徑不大于10cm的混合料。

堰體坡面修整：按設(shè)計規(guī)格線將坡面修整平順，并將坡面的填料夯實。

圖3 二期縱向砼圍堰剖面圖

6.2 圍堰加高施工

基坑排水后，堰殼0.50m高程以上采用粘土加高培厚至設(shè)計頂高程。防滲墻施工完成后，根據(jù)防滲墻軸線坐標(biāo)，找出防滲墻，清除防滲墻頂部浮渣，清除浮渣驗收完成后進(jìn)行與圍堰粘土堰體相連接施工。粘土堰體與圍堰護(hù)坡同步施工。

粘土堰體土料采用2m挖掘機(jī)從Ⅱ1土料場開挖，15t自卸汽車運至施工現(xiàn)場卸料填筑。粘土堰體填筑劃分為卸料、平土、壓實、質(zhì)檢四個工序進(jìn)行施工，粘土堰體填筑采用自卸汽車運輸至填筑部位后，沿圍堰軸線方向卸料，卸料可使用進(jìn)站法，之后把堰體平整即可。以60到80cm的厚度鋪土；壓實使用進(jìn)退錯距的方式，然后按照20cm以上的寬度進(jìn)行碾跡搭接。與岸坡結(jié)合處寬度1.5～2.0m范圍內(nèi)則采用蛙式打夯機(jī)壓實。土料壓實后根據(jù)設(shè)計要求的壓實度進(jìn)行檢測，檢測合格后進(jìn)行下一道工序施工。

6.3 圍堰防護(hù)工程

根據(jù)設(shè)計要求，二期圍堰防護(hù)主要有拋石護(hù)底、鋼筋籠塊石護(hù)底、塊石護(hù)坡及石渣護(hù)坡四種。

拋石護(hù)底具體的操作步驟：拋填河床底塊石采取方駁配反鏟的方式，使用拋石船完成，定位采用GPS控制即可。在網(wǎng)絡(luò)定位過程中，不僅要結(jié)合施工的范圍；還要考慮使用的船型，求出具體的坐標(biāo)位置；一旦進(jìn)入到施工區(qū)域作業(yè)，自航拋石方駁需要做好后錨的穩(wěn)固，在和軸向平行的方向停住，初步定位攪攬的方位，船首和船尾的施工坐標(biāo)由兩臺GPS流動站測量，一旦發(fā)現(xiàn)偏離要及時調(diào)整，從而提升駐位的準(zhǔn)確性。護(hù)底墊石拋填，為了確定方位，應(yīng)采取試拋的方式對距離和方向進(jìn)行定位。

鋼筋籠塊石護(hù)底施工。鋼筋籠在鋼筋廠內(nèi)制作，運輸至施工現(xiàn)場，人工配合反鏟挖機(jī)裝塊石后封蓋。拋填鋼筋石籠之前對水下地形進(jìn)行測量，將施工區(qū)域提前劃分為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格，計算每個網(wǎng)格應(yīng)拋鋼筋石籠的個數(shù)，將每個標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格在對應(yīng)的岸上設(shè)立標(biāo)志作為擺設(shè)鋼筋籠的參照物。采用100t履帶吊、挖掘機(jī)及人工配合的方式鋪設(shè)鋼筋石籠。

塊石護(hù)坡。塊石護(hù)坡施工前保證施工場地通水、通電、便道暢通；已對施工人員進(jìn)行技術(shù)及安全交底，塊石護(hù)坡施工的具體程序如圖7。

圖7 塊石護(hù)坡施工流程圖

石渣護(hù)坡。石渣護(hù)坡前應(yīng)采用挖掘機(jī)對坡面進(jìn)行修坡，待基礎(chǔ)面驗收合格后進(jìn)行石渣填筑，確保滿足設(shè)計要求的40cm填筑厚度。填筑完成后需對填筑石渣料進(jìn)行壓實，對邊坡進(jìn)行精修。按設(shè)計要求設(shè)置馬道及其他檔渣措施，防止石渣滑落。

6.4 圍堰拆除

二期圍堰拆除包括土石方開挖與混凝土結(jié)構(gòu)拆除?？v向圍堰背水側(cè)先用開挖料填筑臨時施工平臺，挖掘機(jī)破碎錘站在施工平臺上對縱向圍堰砼墻體進(jìn)行破碎拆除作業(yè)，待按設(shè)計要求把需要拆除的縱向砼圍堰墻體全部拆除后，再采用挖掘機(jī)配合自卸汽車對土石方進(jìn)行開挖，從縱向圍堰中間開始分別向上、下游橫向圍堰堰頭方向形成兩個工作面進(jìn)行退挖拆除。圍堰水下拆除采用水上工程機(jī)械進(jìn)行挖除，二期圍堰的土石方挖除后直接運至棄渣場。

7 水利工程施工中圍堰技術(shù)的應(yīng)用要點分析

7.1 圍堰設(shè)計

作為臨時性工程，圍堰工程具有不穩(wěn)定性，因為主體工程完成后，按照一般的施工標(biāo)準(zhǔn)，需要拆除圍堰；但也有將其作為工程一部分保留的，可結(jié)合實際應(yīng)用選擇?？紤]到上述情況，為了提供便利的拆除條件，應(yīng)當(dāng)基于簡潔性的原則設(shè)計圍堰，但是必須保證其穩(wěn)定的基礎(chǔ)；此外，這樣設(shè)計也能促進(jìn)成本的降低。除此之外，還要參考外部的環(huán)境以及實際施工的情況，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)，以便提高施工的效率。

7.2 保障結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

受到外界帶來的沖擊力和壓力影響，圍堰必須具有一定的強(qiáng)度才能滿足后續(xù)水利工程施工的要求，因此，在確定圍堰類型時要綜合考慮。其中一個重要的參考指標(biāo)就是結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)才能保障施工效果，為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，需要設(shè)計人員深入施工現(xiàn)場，確定詳細(xì)的方案，同時還要觀察內(nèi)外部的環(huán)境，對施工細(xì)節(jié)做深入的討論，避免出現(xiàn)影響施工的不良因素。在施工過程中，還要做好各過程的監(jiān)管，把基礎(chǔ)建設(shè)納入管理的重點，以便保持樁體的穩(wěn)定和基坑的深度。材料在圍堰建設(shè)中也非常關(guān)鍵，其特性不僅要具有防滲透性，還要具有較高的抗腐蝕能力。

7.3 處理好圍堰接頭問題

通過實際觀察可知，圍堰故障也會經(jīng)常出現(xiàn)，其部位多數(shù)在岸邊結(jié)構(gòu)和圍堰結(jié)合的地方。例如局部出現(xiàn)較大面積的滲透，那么圍堰的結(jié)構(gòu)必定會被破壞，安全性降低。為避免上述問題的出現(xiàn)，在施工作業(yè)中必須嚴(yán)格按照流程操作，規(guī)范施工工藝，制定好糾正預(yù)防措施，把圍堰接頭問題消滅在萌芽狀態(tài)。針對圍堰接頭的處理，目前除了采用岸邊深度加大的方式外；還包括接觸面積的增加以及防滲路線的延長。由于圍堰工程質(zhì)量與滲透問題有緊密的關(guān)聯(lián)，更是施工安全不可忽視的因素，所以必須作為頭等大事來抓。受到外部因素的干擾，問題出現(xiàn)的方式和種類也不同，為此制定的解決措施也要具有針對性。例如，在堅硬的巖石層中處理圍堰接頭，需要對連接部位加固，保證足夠的強(qiáng)度；假如巖石層不存在，可采取深埋的方式處理接頭，同時要保證足夠的深度，避免出現(xiàn)不穩(wěn)的情況。

7.4 重視局部沖突問題

除了土質(zhì)方面會給圍堰造成壓力外，水流沖擊也是影響圍堰穩(wěn)定的因素。因此，在圍堰設(shè)計中，需要做好信息的全面收集，綜合評估各種因素的影響；同時還要結(jié)合精密的計算與科學(xué)的分析，進(jìn)一步提升設(shè)計的科學(xué)性和指導(dǎo)性，從而促進(jìn)方案的落實，為圍堰結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定提供可行性方案。此外，基于圍堰與水流直接沖擊產(chǎn)生的破壞性效果，還要在設(shè)計中，按照平順?biāo)髁飨虻脑瓌t規(guī)劃圍堰結(jié)構(gòu)。使其穩(wěn)定性得到提升，防止意外發(fā)生。

7.5 圍堰的拆除與加固

通過上述的論述可知，作為臨時結(jié)構(gòu)的圍堰工程，多數(shù)會在施工后拆除。相對于設(shè)計安裝，拆除雖然簡單，但是也存在安全隱患，比如塌方等，需要做好全方位的管理工作。從實際工程可知，塌方主要是由局部滲水造成的，破壞了圍堰的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，造成了塌陷。為保證施工安全，可采取拆除和加固同時進(jìn)行的方法，加固材料使用木樁或者土石沙袋；拆除中還要防范汛期河流的影響，此時要從技術(shù)角度進(jìn)行加固。另外，洪水也可能在拆除的過程中發(fā)生，一旦出現(xiàn)，勢必會給人員以及財產(chǎn)帶來損失，出于多方面的考慮，此時的拆除應(yīng)選擇合適的時間，同時做好工期調(diào)整。

8 結(jié)語

總之，在水利建設(shè)中，作為關(guān)鍵工程的圍堰作用十分明顯，是整體工程施工的重要保障，如果不能做好日常的管理，必然會產(chǎn)生不良后果。因此圍堰工程的穩(wěn)定和質(zhì)量監(jiān)管尤其重要，顯然新技術(shù)的應(yīng)用不可或缺，同時還能為工程的延續(xù)提供有效支撐。