王 曉
漣水縣唐響河閘位于江蘇省鹽城市響水縣響水鎮(zhèn)境內(nèi)的唐響河入灌河處,具有蓄水、灌溉、排澇、擋潮等功能,設(shè)計(jì)排澇面積241.52km2,按10年一遇設(shè)計(jì)排澇流量為260m3/s。
工程設(shè)計(jì)在原址拆建,閘室為開敞式平底板結(jié)構(gòu),共3孔,每孔凈寬10m,底板高程-3.5m,閘墩上設(shè)啟閉機(jī)房,閘室西側(cè)設(shè)控制樓,唐響河側(cè)設(shè)公路橋,橋面中心高程6.0m,寬8m,閘門采用升臥式平板鋼閘門,共計(jì)3扇,配3臺(tái)QP2×400kN卷揚(yáng)式啟閉機(jī)及3套電氣設(shè)備,總工期為12個(gè)月。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求:利用導(dǎo)流河導(dǎo)流。選擇在汛后開工,導(dǎo)流河位于唐響河閘上游1km處,將唐響河水引入一帆河,經(jīng)一帆河排入灌河。
唐響河為通海河道,具有漲落潮的特點(diǎn),因此下游圍堰的頂高程必須高于最高潮水位,且圍堰的迎水面要進(jìn)行防浪防護(hù)。
下游圍堰處有數(shù)家造船廠,圍堰施工位置十分狹小,布置十分困難,既要保證圍堰能滿足施工要求,又不能影響船廠新造船只的下水。
唐響河閘位于響水縣與灌南縣的交界處,地處交通通道,必須要在圍堰上增做臨時(shí)交通便道。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況,以上游圍堰堰頂作為臨時(shí)交通便道,以方便兩縣人民群眾的交通。
根據(jù)以上要求及設(shè)計(jì)要求,上、下游圍堰均采用土圍堰,中間打木樁增強(qiáng)圍堰抗滑穩(wěn)定性。
圖1 上游圍堰斷面圖
上游圍堰采用均質(zhì)土質(zhì)圍堰,圍堰高程2.5m以上坡比為1∶5,2.5m以下為1∶10,堰頂高程3.5m,寬6m,由于導(dǎo)流口離上游圍堰較遠(yuǎn),堰前有壅高,為提高其抗滑穩(wěn)定性,在圍堰背水面高程0m處施打一排10m長木樁(小頭直徑不小于14cm),長度80m,間距40cm,共打木樁80/0.4=200根。圍堰頂作為臨時(shí)交通便道,采用30cm厚12%石灰土作路基,20cm厚C25混凝土作路面,路面寬6m。
圖2 下游圍堰斷面圖
下游圍堰采用土圍堰,堰頂寬6m,頂高程4.0m,頂上打一個(gè)子堰,高0.5m,底寬3m,頂寬 1.5m,圍堰上打四排木樁,迎水面一排,頂高程2.0,樁長12m,長度100m,小頭直徑14cm,背水面3排木樁。高程0m處打兩排木樁,長度90m,樁長10m,小頭直徑14cm;-2.0m處打一排木樁,樁長8m,長度60m,小頭直徑14cm,所有木樁的間距均為40cm。迎水面邊坡1∶10,背水面1∶8,圍堰迎水面鋪設(shè)350g/m2不透水土工布,并在土工布上鋪設(shè)塊石進(jìn)行壓護(hù)以及鋪設(shè)2m寬塊石壓腳。
下游最高潮水位3.5m,按下游最不利狀態(tài)4.0m計(jì)算,內(nèi)側(cè)為無水狀態(tài)。
圍堰上無恒載,故不考慮外部荷載。
圍堰填土為素填土,φ1=13°,γ1=18.7kN/m。
河底為淤泥質(zhì)泥土,承載力[α]=60kPa,φ2=5°,γ2=17kN/m。
雙層木樁圍堰整體穩(wěn)定性:
按最高水位4.0m,填土標(biāo)高3.0~4.0m,圍堰內(nèi)填土重量W=(55×5.5/2+(5.5+7.5)/2×10+6×7.5+(7.5+3.5)/2×32+6×3.5+(3.5+1.5)/2×16+2×1.5/2)×18.7=9345.3kN/m。
水的側(cè)壓力Eh=0.5×10×7.5×7.5=281.25kN/m。
抗滑穩(wěn)定系數(shù) K=tanφ1×W/Eh=tan13°×9345.3/281.25=7.67>1.05。
圍堰整體穩(wěn)定性符合要求。
唐響河附近征地較困難,且取土深度淺,圍堰填筑土源以外購?fù)僚c閘塘開挖土方為主。
圍堰填筑順序:測(cè)量放樣→選取合格土源→進(jìn)占法填筑→水上部分層填筑壓實(shí)→堰頂交通便道。
圍堰填筑采用進(jìn)占法由北向南填筑(唐響河的左岸向右岸施工),水上部分按設(shè)計(jì)高程分層填筑,每層填筑高度不得超過30cm,填筑后采用12t及8t壓路機(jī)進(jìn)行輾壓。
圍堰填筑前,水上部分先用挖掘機(jī)進(jìn)行地基清理,溝塘清淤、清表,清除堤基范圍內(nèi)的樹木、雜草、暗溝、砌石等,并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后方可上土分層壓實(shí)。水下部分由一端向另一端逐步向前推進(jìn)后合龍,圍堰填筑用推土機(jī)推平壓實(shí),水下圍堰合龍后,再進(jìn)行水上部分的填筑,推土機(jī)推平壓實(shí)。
圍堰的填筑執(zhí)行施工規(guī)范的有關(guān)要求,逐層碾壓密實(shí),及時(shí)檢測(cè)。同時(shí)在施工過程中,嚴(yán)格控制圍堰的設(shè)計(jì)斷面尺寸,確保堰體的整體受力和穩(wěn)定性。
圍堰合龍閉氣前對(duì)合龍口門進(jìn)行清淤,以防止由于圍堰施工的向前推進(jìn)過程將河床未清理徹底的淤泥推擠集中到合龍口門位置,影響圍堰的穩(wěn)定。
(1)水上部分填筑面應(yīng)分層統(tǒng)一鋪土、統(tǒng)一碾壓,并配備人員或平土機(jī)具參與整平作業(yè),嚴(yán)禁出現(xiàn)界溝。
(2)在河坡結(jié)合面上填筑時(shí),應(yīng)隨填筑面上升進(jìn)行削坡,形成臺(tái)階狀(臺(tái)階水平距離不小于2m),并削至土質(zhì)合格層;削坡合格后,應(yīng)控制好結(jié)合面土料的含水量,邊刨毛、邊鋪土、邊壓實(shí)。
(3)已鋪土料表面在壓實(shí)前被曬干時(shí),應(yīng)灑水濕潤。
(4)如發(fā)現(xiàn)局部彈簧土、層間光面、層間中空、松土層或剪切破壞等質(zhì)量問題時(shí),應(yīng)及時(shí)處理,并經(jīng)檢驗(yàn)合格后,方準(zhǔn)鋪填新土。
(5)圍堰填筑應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留沉降超高。
上游圍堰堰頂兼作臨時(shí)交通道路,道路結(jié)構(gòu)為:15cm厚C25混凝土面層,下設(shè)30cm厚10%灰土路基?;炷敛捎猛赓彽纳唐坊炷?。
下游圍堰采用木樁圍堰,堰頂寬6m,頂高程4.0m,打四排木樁,迎水面一排,頂高程2.0m,樁長12m,小頭直徑12cm,背水面3排木樁,高程0.0m處打兩排木樁,樁長10m,小頭直徑12cm,高程-2.0m處打一排木樁,樁長8m,小頭直徑12cm,木樁中間及兩側(cè)填土。迎水面邊坡1∶10,背水面1∶8,圍堰迎水面邊坡鋪設(shè)350g/m2不透水土工布,并在土工布上鋪設(shè)塊石進(jìn)行防滲與防風(fēng)浪處理。
下游圍堰采取分段法施工:(1)首先根據(jù)測(cè)量放樣的結(jié)果向河中按圍堰設(shè)計(jì)要求的尺寸采用進(jìn)占法填筑土方,填筑長度120m,填筑土方頂高程3.0m;(2)按設(shè)計(jì)要求打四排木樁;(3)將圍堰加高至高程4.0m;(4)迎水面鋪設(shè)防水土工布及塊石。
(1)工藝流程
樁機(jī)就位→起吊木樁→穩(wěn)樁→壓樁→中間檢查驗(yàn)收→移樁機(jī)至下一個(gè)樁位。
(2)木樁施打
就位樁機(jī):壓樁機(jī)就位時(shí),應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位,保證垂直穩(wěn)定,在施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)。
起吊樁:先拴好吊樁用的鋼絲繩和索具,然后應(yīng)用索具捆住樁上端,一般不宜超過30cm,再啟動(dòng)機(jī)器起吊木樁,使樁尖垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心,緩緩放下插入土中,位置要準(zhǔn)確;再在樁頂扣好樁帽或樁箍,即可除去索具。
穩(wěn)樁。樁尖插入樁位后,先將樁壓入一定深度,再使樁垂直穩(wěn)定。木樁可目測(cè)或用線墜雙向校正。樁插入時(shí)垂直度偏差不得超過0.5%。樁在壓入前,應(yīng)在樁的側(cè)面或樁架上設(shè)置標(biāo)尺,以便在施工中觀測(cè)、記錄。
打壓樁:用反鏟挖土機(jī)將樁緩緩壓入土中。
檢查驗(yàn)收:每根樁打壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行中間驗(yàn)收。符合設(shè)計(jì)要求后,填好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)樁位與要求相差較大時(shí),應(yīng)會(huì)同有關(guān)單位研究處理,然后移樁機(jī)到新樁位。
圍堰拆除的土方結(jié)合墻后土方回填進(jìn)行,待閘主體工程完成后就開始有計(jì)劃地將圍堰背水面的土方運(yùn)輸?shù)交靥顓^(qū),準(zhǔn)備墻后土方回填。
拆除前,編制方案報(bào)經(jīng)監(jiān)理審批后實(shí)施。
首先用挖掘機(jī)將圍堰水上部位及背水面(既要保證圍堰不能塌方,又要保證最大限度地將土方挖運(yùn)至墻后回填區(qū))的土方挖出。
第二步,將閘門關(guān)閉,向圍堰內(nèi)灌水以保持圍堰內(nèi)外水位基本持平。
第三步,使用挖掘機(jī)配合自卸車從圍堰中間向兩岸邊倒退開挖,將圍堰的剩余土方開挖干凈。
圍堰拆除結(jié)束后,按設(shè)計(jì)要求對(duì)河道斷面進(jìn)行復(fù)測(cè)和驗(yàn)收。
首先采用與上游圍堰相同的方法將圍堰背水面的土方開挖并運(yùn)至墻后用于回填。
第二步,用挖掘機(jī)從圍堰的中間將木樁撥除。
第三步,將閘門關(guān)閉,向圍堰內(nèi)灌水以保持圍堰內(nèi)外水位基本持平。
第四步,采用與上游圍堰相同方法用挖掘機(jī)與自卸車配合將圍堰剩余土方開挖干凈。
在水利水電工程建設(shè)中,圍堰是必不可少的施工環(huán)節(jié),需要施工單位根據(jù)不同的地形地質(zhì)條件,合理選擇不同類型的圍堰,并充分重視施工質(zhì)量、技術(shù)的提升,從而推動(dòng)我國水利水電工程的發(fā)展