沿海水闸围堰工程施工的技术探讨

谢小平 方碧波

引言：围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。本文笔者结合工程实例，从施工导流、围堰结构形式、围堰技术方案解决措施及围堰的防渗和防冲方面对沿海水闸工程施工相关技术问题进行探讨，可供同行参考。

一、工程概况

某水闸工程位于某市环城河流下游、大桥下游约212m处，距长江入海口2.8km。水闸工程总占地面积12581.6m2，主体工程建设项目包括上游连接段、闸室段、下游连接段。其中，上游连接段包括护底、防渗铺盖及上游翼墙；闸室段包括闸底板、闸墩、排架、工作桥、交通桥、启闭机室、桥头堡等；下游连接段包括下游翼墙、消力池、海漫及防冲槽。

二、工程导流方案的确定

施工导流是水利水电工程施工中的一种重要问题。导流方案要事先做出周密的设计，其与整个工程的工期、质量、造价和安全度汛有着密切联系。在水利水电工程中，一般都是通过修筑围堰来解决施工导流问题。本工程地处沿海地区，导流设计除了考虑正常来水之外，还要考虑海水潮汐的影响。根据该地区历年观测资料， 最高潮位4.65m， 最低潮位-4.37m。涨落潮流历时比较，落潮历时略大于涨潮历时，夏秋较为显著，冬季趋于接近。多年落潮平均历时比涨潮平均历时长约7min。由上述资料可以判断出，不同潮汐的情况下，水位相差很大，必须做好导流设计工作。

根据现场的实际和设计资料，决定采用“一次断流、明渠导流”的导流方式。即全年由上下游围堰挡水、明渠导流。

三、围堰工程结构形式的选择及分析

通过现场和设计要求分析，确定导流明渠布置河流左岸。根据野外记录和室内土工试验结果综合确定本工程地区的地层结构，地基土自上而下分为杂填土、细砂、淤泥质粉质粘土与粉细砂互层、中砂、卵石、基岩（大理岩）7层。本次勘察深度范围内，地下水类型为潜水，稳定水位标高2.2―2.82m，中砂层是良好的透水层，场地距海岸较近，地下水动态受海洋潮汐影响明显，地下水与海水连通性较好，海水成为地下水直接补给来源。因此，必须做好围堰的防渗工作。

1原有围堰工程设计和施工方案基本情况

2存在的问题及改进措施

2.1 存在的问题

按照上述施工方案进行施工时，发现土方回填过程中由于潮汐时间较短，在土方还没有回填结束之时，高水位的潮水已将刚刚填筑的土方全部带走，造成土方填筑工程的迟滞，甚至围堰施工无法继续进行，而此时考虑过多的土工膜防渗已毫无意义。

2.2 改进措施

造成上述问题的主要原因就是忽略了沿海地区围堰土方填筑过程中海潮的影响。针对这种情况，设计单位结合施工单位一起认真研究和分析，探讨了新的围堰工程设计形式和施工方法。

1）新的围堰工程设计方案，见图2。

图2方案示意图

2）施工工艺

围堰基底抛毛石挤淤→围堰堰体块石填筑→迎水坡侧碎石滤料铺筑→围堰防渗土工膜铺设→闭气土（黄土）填筑→草袋土→抛石护坡。

3）改进后的施工措施

首先采用抛投块石的方式来挤出基坑内近2m深的淤泥，块石尽量采用块度大的石材；其次，进行堰体块石的填筑，采用振动碾碾压；再次，在迎水坡侧铺设碎石滤料，其粒径尽量小一些，控制在15mm以内；然后在其上铺设土工防渗膜，具体铺设方法见前述内容；接下来铺设闭气土，闭气土主要考虑应用的黄土，然后在其上码草袋子装土进行保护；最后进行抛石护坡施工，目的在于防止潮水的掏蚀，保证围堰的稳定。

3围堰的防渗和防冲

围堰的防渗、接头和防冲是保证围堰正常工作的关键问题，对土石围堰来说尤为突出。

3.1围堰的防渗

围堰防渗的基本要求，和一般挡水建筑物无大差异。土石围堰的防渗一般采用斜墙、斜墙接水平铺盖、垂直防渗墙或灌浆帷幕等措施。

3.2围堰的接头处理

围堰的接头是指围堰与围堰、围堰与其他建筑物及围堰与岸坡等的连接而言。混凝土纵向围堰与土石横向围堰的接头，一般采用刺墙型式，以增加绕流渗径，防止引起有害的集中渗漏。

3.3围堰的防冲

围堰遭受冲刷在很大程度上与其平面布置有关，一般多采用抛石护底、铅丝笼护底、柴排护底等措施来保护堰脚及其基础的局部冲刷。关于围堰区护底范围及护底材料尺寸的大小，应通过水工模型试验确定。解决围堰及其基础的冲刷问题，除了护底以外，还应对围堰的布置给予足够的重视，力求使水流平顺地进、出束窄河段。通常在围堰的上下游转角处设置导流墙，以改善束窄河段进出口的水流条件。

四、围堰施工的经验探讨

1、要从实际出发，因地制宜。围堰是水利工程建设的基础，因此，要根据不同地段的地质地形，水流气候等一系列问题作出不同的设计。因地制宜，保证科学合理性。

2、注意施工细节。对筑成围堰的渗漏情况的处理，特别是采用道渣填筑围堰时，必须加强含泥量及道渣粒径的控制，在出现渗漏时，在临水面筑入粘性土，形成防渗前线。对于受风浪影响较大的围堰工程，除上述施工防护措施外，可另加一道防浪层，可采用挂柳、挂枕、或竹木排等常用方法，以减缓风浪的破坏。

3、做好防护措施，降低工程的损失，保证施工人员安全。对施工期间较长的围堰工程，在筑成后，其外侧需用干砌石护坡。同时要定时定点的进行对堰体的监测和勘察，实时维护，确保整个水利工程施工期间堰体的坚固稳定，防止渗漏崩塌，确保工程进程的安全性。

参考文献

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（作者单位：浙江省正邦水电建设有限公司）