汾河下游防洪工程新絳縣河道截流工程施工

楊建生

（山西省水利建筑工程局 太原 030006）

1 工程概況

汾河下游防洪工程建設(shè)上起襄汾縣柴莊，下至入黃口萬(wàn)榮縣廟前，全長(zhǎng)149.4 km，流域面積5 539 km2，為汾河重點(diǎn)防洪區(qū)。涉及臨汾市襄汾、曲沃、侯馬和運(yùn)城市新絳、稷山、河津、萬(wàn)榮7縣（市、區(qū)）23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)155個(gè)村莊。汾河下游防洪工程建設(shè)以防御20年一遇設(shè)計(jì)洪水為目標(biāo)，加固堤防工程，拓寬行洪“卡口”，理順堤防線路，提高河道行洪能力；疏浚河道，調(diào)整河勢(shì)，加固、新建險(xiǎn)工護(hù)岸和控導(dǎo)護(hù)灘工程，減少河岸坍塌，穩(wěn)定主槽流路，控制河槽擺動(dòng)范圍，保護(hù)堤防安全。擴(kuò)大堤防防護(hù)林面積，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。02標(biāo)段工程位于新絳縣境內(nèi)，主要施工項(xiàng)目包括右堤25+675～27+407段堤防工程、右堤26+690.8～27+407段險(xiǎn)工護(hù)岸工程、裁彎取直工程及1座穿堤涵閘和2條上堤道路工程。

2 截流施工概況

圖1 新舊河道與鎖壩位置關(guān)系圖

為控導(dǎo)水流方向，使河道主流在新絳縣城橋段較順直通過(guò)，擬在新絳縣城橋上游約800 m處河道主流靠左岸處的凸岸中點(diǎn)位置河漫灘上開(kāi)挖一條引河，對(duì)原河道裁彎取直，使河道主流沿新開(kāi)挖的河槽通過(guò)，并在裁彎取直進(jìn)口下游位置修建一座鎖壩，對(duì)原河道進(jìn)行截流封堵。引河采用梯形斷面，底寬20 m，兩側(cè)邊坡1：0.625，平均開(kāi)挖深度3.6 m，壩體采用均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng)70 m，壩頂寬10 m，壩高5 m，水面以上上下游坡比均為 1：1.5，水面以下上游坡比 1：4，下游坡比 1：8.具體新舊河道與鎖壩位置關(guān)系見(jiàn)圖1.

3 初次截流施工

根據(jù)施工安排，截流施工在河道裁彎取直開(kāi)挖完成后進(jìn)行。受工期限制，河道截流安排在1月份，截流時(shí)河道流量20 m3/s.由于當(dāng)?shù)仄战荡笱訛﹥?nèi)濕滑泥濘，自卸汽車無(wú)法通行，外部材料無(wú)法運(yùn)到截流施工工作面，造成截流施工填筑強(qiáng)度受限，大大增加了截流施工難度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，初步計(jì)劃采取裝載機(jī)或推土機(jī)進(jìn)行土料運(yùn)輸，截流材料全部選用河灘土料。因河道截流時(shí)裁彎取直河段已開(kāi)挖完成，并與下游河道連通，新河道與原河道間孤島無(wú)法進(jìn)入施工機(jī)械，故截流施工只能從原河道左岸向右岸單頭進(jìn)占填筑。初期施工時(shí)采用兩臺(tái)ZL50裝載機(jī)從河道左岸向右岸進(jìn)占填筑。待填筑至距右岸約15 m寬時(shí)，由于河床束窄，河道內(nèi)流速明顯加大，右岸岸坡凍土層以下土體被水流淘刷破壞，右岸岸坡開(kāi)始塌方。此時(shí)停止向前進(jìn)占填筑，并開(kāi)始在已填筑的鎖壩上堆積土料，以便能快速一次性完成缺口段截流。當(dāng)在已填筑的鎖壩上囤積好足夠的土料后，開(kāi)始采用裝載機(jī)推運(yùn)已囤積的土料進(jìn)行截流。由于原河床土料和填筑用土料均為第四系全新統(tǒng)河流沖積層低液限粉土，抗沖刷能力極差，隨著河床的不斷束窄，凍土層下部土料淘刷嚴(yán)重，隨即表層凍土也開(kāi)始大片坍塌，且填筑土料也沖刷嚴(yán)重，當(dāng)填筑至龍口寬度僅剩6 m時(shí)，填筑速度已無(wú)法滿足龍口繼續(xù)縮小，至此初次截流失敗。

4 再次截流施工

總結(jié)首次截流失敗的原因，主要有以下兩方面。一是對(duì)岸河床抗沖刷能力差，當(dāng)河床束窄流速加大時(shí)岸坡坍塌劇烈；二是受場(chǎng)地條件限制，無(wú)法采用自卸汽車運(yùn)輸，填筑強(qiáng)度無(wú)法加大，致使最后填筑速度無(wú)法快于岸坡坍塌速度而截流失敗。為此，施工部門向當(dāng)?shù)卦?jīng)參與過(guò)汾河截流的群眾虛心請(qǐng)教，并向單位有關(guān)技術(shù)專家咨詢，最終決定采用先進(jìn)行對(duì)岸防護(hù)，再進(jìn)行截流的施工方法。具體施工過(guò)程為：

首先在右岸的鎖壩合龍位置處端部及引河左岸與原河槽右岸10 m范圍內(nèi)打一排木樁，樁長(zhǎng)4 m，樁徑15 cm，樁間距1 m.樁后填充草簾及袋裝土，以保證鎖壩填筑時(shí)對(duì)岸岸坡不被沖刷破壞。對(duì)于右岸的鎖壩合龍位置處端部，考慮到合龍時(shí)所受沖刷力極大，擬在原木樁防護(hù)的基礎(chǔ)上增設(shè)一排鋼管樁防護(hù)。鋼管采用1.5英寸鋼管，長(zhǎng)4 m，間距1 m，并用2道橫梁固定，最后采用10#鉛絲將所有的木樁與鋼管樁串聯(lián)成整體。具體端頭防護(hù)示意見(jiàn)圖2.

圖2 鎖壩防護(hù)施工平面示意圖

受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，機(jī)械無(wú)法進(jìn)入右岸防護(hù)施工工作面，右岸端頭防護(hù)施工全部采用人工進(jìn)行。首先在鎖壩下游約15 m處引河右岸灘地打2根木樁作為地錨，然后在其上固定一根鋼絲繩，人工將鋼絲繩的另一端通過(guò)駁船運(yùn)輸至原河道與引河間的孤島上，并通過(guò)木樁進(jìn)行固定，使引河兩岸形成一道架空鋼索，用以固定在引河內(nèi)行走的駁船。右岸端頭防護(hù)施工的材料和人員全部通過(guò)駁船運(yùn)至原河道與引河間的孤島上。防護(hù)施工時(shí)先打樁，然后用10#鉛絲將所有樁體固定成整體，并設(shè)拉筋與岸坡上的地錨固定。然后在木樁后垂直平鋪一排草簾，并用鉛絲將草簾與木樁捆綁成整體。最后在岸坡與草簾間空隙處填充編織袋裝土。

當(dāng)右岸端頭防護(hù)施工完成后，開(kāi)始從左岸向右岸進(jìn)占法填筑土料。因外部材料無(wú)法運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)采用人工裝編織袋裝土作為抗沖體。為加快土料填筑速度，新增TY160推土機(jī)1臺(tái)，與原先兩臺(tái)ZL50裝載機(jī)配合使用。裝載機(jī)負(fù)責(zé)從河道灘面向鎖壩施工工作面端運(yùn)土料，推土機(jī)在鎖壩填筑面推平壓實(shí)。因填筑土料為灘面的低液限粉土，抗沖刷能力極差，為防止鎖壩在填筑施工過(guò)程中已填筑部位被水流沖刷破壞，隨著鎖壩不斷向前進(jìn)占，已填筑壩段的迎水面全部采用編織袋裝土防護(hù)。這樣大大減少了已填筑壩段被水流沖刷帶走的土料，保證了已填筑壩段的穩(wěn)定。當(dāng)鎖壩填筑至僅剩15 m寬的龍口時(shí)，停止向前進(jìn)占填筑，開(kāi)始在已填筑的鎖壩端頭堆積合龍土料。此時(shí)右岸端頭因已進(jìn)行防護(hù)，岸坡維持穩(wěn)定，鎖壩填筑面端頭拋填了部分編織袋裝土作為防護(hù)，也基本維持穩(wěn)定。當(dāng)堆積土料滿足合龍需要，且編織袋裝土準(zhǔn)備完畢后，即可開(kāi)始合龍。合龍施工于早晨上班開(kāi)始，為當(dāng)日成功合龍?zhí)峁┏渥愕臅r(shí)間。合龍采用TY160推土機(jī)施工，直接將鎖壩上堆積的土料推至龍口內(nèi)。隨著龍口寬度的不斷減小，龍口水流速度逐步變大。當(dāng)填筑至龍口寬度剩5～10 m時(shí)，鎖壩端面新填筑土料沖刷過(guò)快，且對(duì)岸端頭防護(hù)因水流流速加快而開(kāi)始逐漸破壞。此時(shí)，開(kāi)始先在河道底部用裝載機(jī)拋投編織袋裝土，待編織袋裝土拋填至露出水面后，再用推土機(jī)在已拋填的編織袋裝土上部填筑土料，同時(shí)人工加固對(duì)岸防護(hù)體。當(dāng)填筑至龍口寬2～3 m時(shí)，零散的編織袋裝土已不滿足抗沖要求，此時(shí)用10#鉛絲將6個(gè)編織袋捆成整體，然后用裝載機(jī)將編織袋捆運(yùn)至鎖壩填筑面端部，當(dāng)鎖壩填筑面端部堆積夠足夠多的編織袋捆后，采用TY160推土機(jī)將編織袋捆推到龍口內(nèi)，一次性合龍成功。為防止合龍后滲流造成鎖壩壩體破壞，合龍后立即在迎水面填筑土體，并用推土機(jī)碾壓密實(shí)，用以閉氣。最后對(duì)鎖壩進(jìn)行加高培厚至設(shè)計(jì)斷面，確保安全。至此鎖壩施工完成。

5 結(jié)語(yǔ)

平原河道區(qū)多位于河道的中、下游區(qū)域。地層多為第四系全新統(tǒng)的松散堆積層，巖性為低液限粉土、低液限黏土、含砂低液限粉（黏）土及粉細(xì)砂等。膠結(jié)不良，抗沖刷能力差?？偨Y(jié)汾河下游防洪工程02標(biāo)工程河道截流施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，受施工條件限制，截流施工無(wú)法從兩岸同時(shí)進(jìn)占，且填筑強(qiáng)度無(wú)法滿足沖刷速度時(shí)，需在填筑起點(diǎn)對(duì)岸岸坡進(jìn)行抗沖防護(hù)，以保證截流施工過(guò)程中對(duì)岸岸坡穩(wěn)定。另外，在鎖壩（圍堰）填筑過(guò)程中，如填筑材料采用抗沖性能較差的土料，還應(yīng)對(duì)已填筑段的迎水面進(jìn)行抗沖防護(hù)，以保證已填筑鎖壩（圍堰）的穩(wěn)定。