汾河下游防洪工程新绛县河道截流工程施工

杨建生

（山西省水利建筑工程局 太原 030006）

1 工程概况

汾河下游防洪工程建设上起襄汾县柴庄，下至入黄口万荣县庙前，全长149.4 km，流域面积5 539 km2，为汾河重点防洪区。涉及临汾市襄汾、曲沃、侯马和运城市新绛、稷山、河津、万荣7县（市、区）23个乡镇155个村庄。汾河下游防洪工程建设以防御20年一遇设计洪水为目标，加固堤防工程，拓宽行洪“卡口”，理顺堤防线路，提高河道行洪能力；疏浚河道，调整河势，加固、新建险工护岸和控导护滩工程，减少河岸坍塌，稳定主槽流路，控制河槽摆动范围，保护堤防安全。扩大堤防防护林面积，改善区域生态环境。02标段工程位于新绛县境内，主要施工项目包括右堤25+675～27+407段堤防工程、右堤26+690.8～27+407段险工护岸工程、裁弯取直工程及1座穿堤涵闸和2条上堤道路工程。

2 截流施工概况

图1 新旧河道与锁坝位置关系图

为控导水流方向，使河道主流在新绛县城桥段较顺直通过，拟在新绛县城桥上游约800 m处河道主流靠左岸处的凸岸中点位置河漫滩上开挖一条引河，对原河道裁弯取直，使河道主流沿新开挖的河槽通过，并在裁弯取直进口下游位置修建一座锁坝，对原河道进行截流封堵。引河采用梯形断面，底宽20 m，两侧边坡1：0.625，平均开挖深度3.6 m，坝体采用均质土坝，坝长70 m，坝顶宽10 m，坝高5 m，水面以上上下游坡比均为 1：1.5，水面以下上游坡比 1：4，下游坡比 1：8.具体新旧河道与锁坝位置关系见图1.

3 初次截流施工

根据施工安排，截流施工在河道裁弯取直开挖完成后进行。受工期限制，河道截流安排在1月份，截流时河道流量20 m3/s.由于当地普降大雪，河滩内湿滑泥泞，自卸汽车无法通行，外部材料无法运到截流施工工作面，造成截流施工填筑强度受限，大大增加了截流施工难度。根据现场施工条件，初步计划采取装载机或推土机进行土料运输，截流材料全部选用河滩土料。因河道截流时裁弯取直河段已开挖完成，并与下游河道连通，新河道与原河道间孤岛无法进入施工机械，故截流施工只能从原河道左岸向右岸单头进占填筑。初期施工时采用两台ZL50装载机从河道左岸向右岸进占填筑。待填筑至距右岸约15 m宽时，由于河床束窄，河道内流速明显加大，右岸岸坡冻土层以下土体被水流淘刷破坏，右岸岸坡开始塌方。此时停止向前进占填筑，并开始在已填筑的锁坝上堆积土料，以便能快速一次性完成缺口段截流。当在已填筑的锁坝上囤积好足够的土料后，开始采用装载机推运已囤积的土料进行截流。由于原河床土料和填筑用土料均为第四系全新统河流冲积层低液限粉土，抗冲刷能力极差，随着河床的不断束窄，冻土层下部土料淘刷严重，随即表层冻土也开始大片坍塌，且填筑土料也冲刷严重，当填筑至龙口宽度仅剩6 m时，填筑速度已无法满足龙口继续缩小，至此初次截流失败。

4 再次截流施工

总结首次截流失败的原因，主要有以下两方面。一是对岸河床抗冲刷能力差，当河床束窄流速加大时岸坡坍塌剧烈；二是受场地条件限制，无法采用自卸汽车运输，填筑强度无法加大，致使最后填筑速度无法快于岸坡坍塌速度而截流失败。为此，施工部门向当地曾经参与过汾河截流的群众虚心请教，并向单位有关技术专家咨询，最终决定采用先进行对岸防护，再进行截流的施工方法。具体施工过程为：

首先在右岸的锁坝合龙位置处端部及引河左岸与原河槽右岸10 m范围内打一排木桩，桩长4 m，桩径15 cm，桩间距1 m.桩后填充草帘及袋装土，以保证锁坝填筑时对岸岸坡不被冲刷破坏。对于右岸的锁坝合龙位置处端部，考虑到合龙时所受冲刷力极大，拟在原木桩防护的基础上增设一排钢管桩防护。钢管采用1.5英寸钢管，长4 m，间距1 m，并用2道横梁固定，最后采用10#铅丝将所有的木桩与钢管桩串联成整体。具体端头防护示意见图2.

图2 锁坝防护施工平面示意图

受现场条件限制，机械无法进入右岸防护施工工作面，右岸端头防护施工全部采用人工进行。首先在锁坝下游约15 m处引河右岸滩地打2根木桩作为地锚，然后在其上固定一根钢丝绳，人工将钢丝绳的另一端通过驳船运输至原河道与引河间的孤岛上，并通过木桩进行固定，使引河两岸形成一道架空钢索，用以固定在引河内行走的驳船。右岸端头防护施工的材料和人员全部通过驳船运至原河道与引河间的孤岛上。防护施工时先打桩，然后用10#铅丝将所有桩体固定成整体，并设拉筋与岸坡上的地锚固定。然后在木桩后垂直平铺一排草帘，并用铅丝将草帘与木桩捆绑成整体。最后在岸坡与草帘间空隙处填充编织袋装土。

当右岸端头防护施工完成后，开始从左岸向右岸进占法填筑土料。因外部材料无法运到现场，现场采用人工装编织袋装土作为抗冲体。为加快土料填筑速度，新增TY160推土机1台，与原先两台ZL50装载机配合使用。装载机负责从河道滩面向锁坝施工工作面端运土料，推土机在锁坝填筑面推平压实。因填筑土料为滩面的低液限粉土，抗冲刷能力极差，为防止锁坝在填筑施工过程中已填筑部位被水流冲刷破坏，随着锁坝不断向前进占，已填筑坝段的迎水面全部采用编织袋装土防护。这样大大减少了已填筑坝段被水流冲刷带走的土料，保证了已填筑坝段的稳定。当锁坝填筑至仅剩15 m宽的龙口时，停止向前进占填筑，开始在已填筑的锁坝端头堆积合龙土料。此时右岸端头因已进行防护，岸坡维持稳定，锁坝填筑面端头抛填了部分编织袋装土作为防护，也基本维持稳定。当堆积土料满足合龙需要，且编织袋装土准备完毕后，即可开始合龙。合龙施工于早晨上班开始，为当日成功合龙提供充足的时间。合龙采用TY160推土机施工，直接将锁坝上堆积的土料推至龙口内。随着龙口宽度的不断减小，龙口水流速度逐步变大。当填筑至龙口宽度剩5～10 m时，锁坝端面新填筑土料冲刷过快，且对岸端头防护因水流流速加快而开始逐渐破坏。此时，开始先在河道底部用装载机抛投编织袋装土，待编织袋装土抛填至露出水面后，再用推土机在已抛填的编织袋装土上部填筑土料，同时人工加固对岸防护体。当填筑至龙口宽2～3 m时，零散的编织袋装土已不满足抗冲要求，此时用10#铅丝将6个编织袋捆成整体，然后用装载机将编织袋捆运至锁坝填筑面端部，当锁坝填筑面端部堆积够足够多的编织袋捆后，采用TY160推土机将编织袋捆推到龙口内，一次性合龙成功。为防止合龙后渗流造成锁坝坝体破坏，合龙后立即在迎水面填筑土体，并用推土机碾压密实，用以闭气。最后对锁坝进行加高培厚至设计断面，确保安全。至此锁坝施工完成。

5 结语

平原河道区多位于河道的中、下游区域。地层多为第四系全新统的松散堆积层，岩性为低液限粉土、低液限黏土、含砂低液限粉（黏）土及粉细砂等。胶结不良，抗冲刷能力差。总结汾河下游防洪工程02标工程河道截流施工经验教训，受施工条件限制，截流施工无法从两岸同时进占，且填筑强度无法满足冲刷速度时，需在填筑起点对岸岸坡进行抗冲防护，以保证截流施工过程中对岸岸坡稳定。另外，在锁坝（围堰）填筑过程中，如填筑材料采用抗冲性能较差的土料，还应对已填筑段的迎水面进行抗冲防护，以保证已填筑锁坝（围堰）的稳定。