中小河流工程中顺河围堰施打方法探究

孔维国

（扬州市水利工程质量监督站，江苏扬州 225000）

1 工程概况

古运河是扬州城的“同龄”河道，在承担区域防洪排涝的同时，也哺育了历代扬州经济文化的发展，历经千年兴衰，是扬州的母亲河。古运河瓜洲运河整治工程正是对古运河南段进行综合整治的一个中小河流工程，工程全长15 km，涉及邗江区、经济开发区、广陵区。其中，对两岸险工段采用混凝土挡墙防护总长达到20.025 km，由于古运河瓜洲运河不能断航，修筑这部分混凝土挡墙都必须修建顺河围堰挡水，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑混凝土挡墙。因此，围堰施工是本工程施工的最重要的关键点，围堰堰体的质量安全、施工方案的合理可靠、围堰维护的防护措施直接关系到古运河瓜洲运河整治工程施工的质量、安全与进度能否达到预期目标。以下介绍两种已经实践成功的顺河围堰施工方案。

2 钢管桩围堰施工方案

钢管桩围堰施工方案如图1 所示。

2.1 放样定位

施工前对围堰位置进行确定，基本原则是：围堰内坡底角距混凝土挡墙底板开挖线1.0 m 以上，内外两侧钢管桩施打净宽为3 m。

2.2 钢管桩施打

采用水上挖掘机将Ф50 钢管按确定位置竖向插入河道，河道水深1.5～1.8 m，钢管采用6.0 m 长钢管，插入后水面以上钢管需留0.5～0.8 m，钢管实际入土深度为3.5～4.0 m（包括面层淤泥厚度）。施打的间距为0.4～0.5 m/ 根。

2.3 钢管桩连接

竖向钢管桩施打完成后，顺钢管桩外侧水面以上采用纵横向钢管拉结，纵向钢管通长布置，横向钢管1.0～1.2 m/道，纵横向钢管采用扣件拉结，以形成一个整体。钢管布置见示意图2。

2.4 竹笠内衬

纵横向钢管拉结完成后，采用人工将挡土竹笠顺钢管桩内侧插入土中0.1～0.2 m。考虑到经济性采用12#铁丝将竹笠拼接，可先在岸上拼接至1.8 m 以上高度（大于水深），再顺钢管内侧插入拼接完成的挡土竹笠，每片竹笠插入后要采用12#铁丝与钢管连接，且所有纵向挡土竹笠之间均采用12#铁丝连接成一个整体。

图1 钢管桩围堰施工方案

图2 钢管布置示意图

2.5 防渗膜铺设

水上挖掘机填芯前，在围堰内外侧钢管桩之间铺设6.0 m 宽防渗膜，以增强围堰整体性及使填芯土方不流失。防渗膜两侧用铁丝固定于两侧钢管桩上，中间填土后沉入河底。

防渗膜应选择质量不小于350 g/m2的涤纶无纺土工膜，其性能指标和施工工序必须执行《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-98）。土工膜不允许有针眼、疵点、裂口、裂纹、孔洞和厚薄不均匀或退化变质等。

防渗膜铺设时，一定要由下而上铺设。膜与膜之间及膜与基面之间要压平贴紧，但不宜将膜拉得过紧，可略松一点，但不能在膜底留有气泡。因为土工膜比较薄且很轻，铺好以后，在未铺好保护层以前，极易被风吹动，所以一次铺膜面积不宜过大，最好边铺膜边盖保护层土料以起到固定作用。

2.6 分层填芯

水上挖掘机挖土填芯分层填筑稳定，共计分4 层填筑：第一层填土厚度控制在0.8～1.0 m，第二层填土厚度控制在0.5～0.6 m，第三层填土填筑至水面，第四层填土填筑水上部分，每层填土间隔时间不少于24 h，并保证填筑完成的围堰高出水面0.3～0.5 m。围堰填筑完成后，将防渗膜覆盖于堰顶并用铁丝连接牢固。

钢管围堰施工断面见图3。

3 砂袋围堰施工方案

砂袋围堰施工方案见图4，砂袋围堰施工断面见图5。

3.1 放样定位

施工前对围堰位置进行确定，基本原则是：内侧木桩不仅要考虑以后基坑开挖的工作面，还要留下基坑排水的位置，以便开挖明沟或者安装井点排水设备。内外两侧木桩施打宽度以稍宽于吹砂袋的宽度为宜。

3.2 木桩施打

两侧木桩的作用是用来对吹砂袋进行定位，圆木桩梢径不得小于12 cm，木桩的入土深度必须得到保证，经过试验，木桩打下去入土3 m 以及间距达到1 m 可以有效地控制吹砂袋移位。如果在吹砂过程中，局部木桩有薄弱环节，可以在木桩中间加密打钢管桩临时支护。

图3 钢管围堰施工断面

图4 砂袋围堰施工方案

图5 砂袋围堰施工断面

3.3 砂袋铺设

砂袋长度为50m，在砂袋的一端上部开一个进水口，另一端的上部开一个排水口，进排水口均要做好袖口，以便接上管路。将砂袋铺设于限位木桩之间，下层砂袋吹填完毕后再铺设上一层砂袋。

图6 两种围堰方案抗渗稳定计算示意图

3.4 吹砂填袋

使用吹砂机械船进行吹砂作业，吹砂袋里的土最好不含有黏性土，以河砂为最好。吹砂袋分层填筑时，上层的吹砂袋不宜吹得过满，以免容易滑动。

4 抗渗稳定计算

两种围堰方案采用江苏省水利勘测设计研究院有限公司的土堤渗流稳定计算程序来验算抗渗稳定，结果如图6 所示。

经过计算，两种围堰方案都能够满足抗渗稳定的要求。

5 经验与教训

笔者所述的第一种钢管围堰施工是采用从河道中取土填筑围堰的方法，材料简单、施工方便且经济效益突出，但通用性不好，适宜在水深小、有滩涂且填筑材料为黏性土的情况下采用。对于堰址处有较厚淤泥的河道，宜先清理淤泥再采用文中第二种吹砂袋围堰的方案。由于古运河各段河道的具体条件不同，综合考虑各方面因素，需要我们结合不同的围堰方案来施工，而不能拘泥于采取一种围堰形式。