中小河流工程中順河圍堰施打方法探究

孔維國

（揚州市水利工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇揚州 225000）

1 工程概況

古運河是揚州城的“同齡”河道，在承擔區(qū)域防洪排澇的同時，也哺育了歷代揚州經(jīng)濟文化的發(fā)展，歷經(jīng)千年興衰，是揚州的母親河。古運河瓜洲運河整治工程正是對古運河南段進行綜合整治的一個中小河流工程，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都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(guān)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(guān)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(yù)期目標。以下介紹兩種已經(jīng)實踐成功的順河圍堰施工方案。

2 鋼管樁圍堰施工方案

鋼管樁圍堰施工方案如圖1 所示。

2.1 放樣定位

施工前對圍堰位置進行確定，基本原則是：圍堰內(nèi)坡底角距混凝土擋墻底板開挖線1.0 m 以上，內(nèi)外兩側(cè)鋼管樁施打凈寬為3 m。

2.2 鋼管樁施打

采用水上挖掘機將Ф50 鋼管按確定位置豎向插入河道，河道水深1.5～1.8 m，鋼管采用6.0 m 長鋼管，插入后水面以上鋼管需留0.5～0.8 m，鋼管實際入土深度為3.5～4.0 m（包括面層淤泥厚度）。施打的間距為0.4～0.5 m/ 根。

2.3 鋼管樁連接

豎向鋼管樁施打完成后，順鋼管樁外側(cè)水面以上采用縱橫向鋼管拉結(jié)，縱向鋼管通長布置，橫向鋼管1.0～1.2 m/道，縱橫向鋼管采用扣件拉結(jié)，以形成一個整體。鋼管布置見示意圖2。

2.4 竹笠內(nèi)襯

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

圖1 鋼管樁圍堰施工方案

圖2 鋼管布置示意圖

2.5 防滲膜鋪設(shè)

水上挖掘機填芯前，在圍堰內(nèi)外側(cè)鋼管樁之間鋪設(shè)6.0 m 寬防滲膜，以增強圍堰整體性及使填芯土方不流失。防滲膜兩側(cè)用鐵絲固定于兩側(cè)鋼管樁上，中間填土后沉入河底。

防滲膜應(yīng)選擇質(zhì)量不小于350 g/m2的滌綸無紡?fù)凉つ?，其性能指標和施工工序必須?zhí)行《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（SL/T225-98）。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。

防滲膜鋪設(shè)時，一定要由下而上鋪設(shè)。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，可略松一點，但不能在膜底留有氣泡。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(fēng)吹動，所以一次鋪膜面積不宜過大，最好邊鋪膜邊蓋保護層土料以起到固定作用。

2.6 分層填芯

水上挖掘機挖土填芯分層填筑穩(wěn)定，共計分4 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。圍堰填筑完成后，將防滲膜覆蓋于堰頂并用鐵絲連接牢固。

鋼管圍堰施工斷面見圖3。

3 砂袋圍堰施工方案

砂袋圍堰施工方案見圖4，砂袋圍堰施工斷面見圖5。

3.1 放樣定位

施工前對圍堰位置進行確定，基本原則是：內(nèi)側(cè)木樁不僅要考慮以后基坑開挖的工作面，還要留下基坑排水的位置，以便開挖明溝或者安裝井點排水設(shè)備。內(nèi)外兩側(cè)木樁施打?qū)挾纫陨詫捰诖瞪按膶挾葹橐恕?/p>

3.2 木樁施打

兩側(cè)木樁的作用是用來對吹砂袋進行定位，圓木樁梢徑不得小于12 cm，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 以及間距達到1 m 可以有效地控制吹砂袋移位。如果在吹砂過程中，局部木樁有薄弱環(huán)節(jié)，可以在木樁中間加密打鋼管樁臨時支護。

圖3 鋼管圍堰施工斷面

圖4 砂袋圍堰施工方案

圖5 砂袋圍堰施工斷面

3.3 砂袋鋪設(shè)

砂袋長度為50m，在砂袋的一端上部開一個進水口，另一端的上部開一個排水口，進排水口均要做好袖口，以便接上管路。將砂袋鋪設(shè)于限位木樁之間，下層砂袋吹填完畢后再鋪設(shè)上一層砂袋。

圖6 兩種圍堰方案抗?jié)B穩(wěn)定計算示意圖

3.4 吹砂填袋

使用吹砂機械船進行吹砂作業(yè)，吹砂袋里的土最好不含有黏性土，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，以免容易滑動。

4 抗?jié)B穩(wěn)定計算

兩種圍堰方案采用江蘇省水利勘測設(shè)計研究院有限公司的土堤滲流穩(wěn)定計算程序來驗算抗?jié)B穩(wěn)定，結(jié)果如圖6 所示。

經(jīng)過計算，兩種圍堰方案都能夠滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。

5 經(jīng)驗與教訓(xùn)

筆者所述的第一種鋼管圍堰施工是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，適宜在水深小、有灘涂且填筑材料為黏性土的情況下采用。對于堰址處有較厚淤泥的河道，宜先清理淤泥再采用文中第二種吹砂袋圍堰的方案。由于古運河各段河道的具體條件不同，綜合考慮各方面因素，需要我們結(jié)合不同的圍堰方案來施工，而不能拘泥于采取一種圍堰形式。