淤泥中围堰填筑施工技术分析

陈涛

摘 要：目前，为提高人居生活环境，改善河道水环境，国内正开展大规模的河道治理工程，在河道工程施工中临时围堰工程是施工导流的必要建筑物，围堰工程的安全稳定是工程安全高效施工的前提条件。由于现阶段部分河道长期淤积严重，淤泥较深，特别在沿海城市直接入海河道入海口部位淤泥淤积更深，如何在淤泥中填筑围堰，以保证此类工程施工安全，达到工程建设目标，确保在淤泥中填筑围堰的安全、稳定、高效是关键。

关键词：围堰；填筑；方案比选；施工技术

中图分类号：TV551 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0015-02

1 某工程概况

某沿海城市河道治理工程，位于该河道河口入海口处，工程建设需要在河道两岸建设截污箱涵，实现雨污分流，保证河道直接入海河水的水质达标。

在河道河口部位截污箱涵直接入海，并在箱涵末端修建控制闸，旱季正常水位以下时，两岸河口控制闸关闭，避免污水直接入海并发挥挡潮闸作用阻挡潮位，汛期河道水位超标时，箱涵水位增高，两岸河口控制闸开启，以保证箱涵及与其连通的两岸排水口顺利泄洪。

为保证干地施工条件，需在两岸河口部位填筑围堰，以满足河口箱涵建筑物结构工程具备施工条件。该河口部位因常年淤积很深，围堰需在淤泥中填筑。

工程地质水文情况如下：

①面层约1m杂填土。

②往下为1～2 m厚砂混淤泥。

③下部为8～10 m厚淤泥，最低潮位时水深1.5 m。

需填筑围堰长度约178.74 m，围堰高度5.5 m，左右岸围堰使用期限2个月。该部位工程施工平面图，如图1所示。

2 分 析

由于该部位位于河道入海口，淤积严重，淤泥较深，且受潮位影响大，淤泥中围堰填筑施工难度大。

2.1 主要存在的难点

①围堰基础部位淤泥太深，围堰堰体容易下沉，堰体难以形成。

②围堰施工大部分位于水下施工，堰体材料填筑施工过程中，成型效果难以控制。

③淤泥流动性强，围堰稳定性难以保证。

④要保证围堰堰体具备良好的防渗性能难度较大。

⑤受潮位影响大，围堰各方面性能参数随潮位高低变化。

⑥受施工场地影响不具备大面积及高强度的施工条件。

2.2 围堰施工技术分析

①该围堰填筑初期必须在水下作业，必须保证围堰填筑材料的填筑过程中的稳定性，即围堰填筑材料填筑过程中不会被淤泥吞噬，避免直接挤开淤泥而下层。

②围堰堰体防渗：可考虑基坑排水前潮位最低时在围堰迎水侧铺设防渗材料，水下部分采用人工水下作业可以实现，围堰基础底部淤泥本身透水性差，可以考虑利用现状淤泥进行防渗。

③选择填筑材料需要量较小的围堰方案，满足工程施工进度并减小围堰拆除工程量，节约工程的施工成本。

3 方案比选

综合考虑该工程施工条件，可选择如下施工方案进行河口围堰淤泥中填筑施工。

3.1 备选方案

①方案一：块石+粘土方案。

施工工艺：施工准备→抛石挤淤→填土填筑→坡面修整→迎水侧及堰顶防渗土工膜及沙袋护面→围堰堰体观测→围堰拆除。围堰断面图，如图2所示。

②方案二：袋装土+钢管围堰方案。

施工工艺：施工准备→钢管骨架安装→袋装土填筑（钢管骨架随着围堰纵向推进，并随着围堰填筑高程上升向上部安装）→迎水面防渗土工膜及沙袋护面→围堰堰体观测→围堰拆除，围堰断面图如图3所示。

③方案三：钢板桩+粘土方案。

施工工艺：施工准备→钢板桩施工→粘土填筑→先打钢板桩后填筑填土循环向前推进→堰顶钢板桩横向连接安装加固堰体→围堰堰体观测→围堰拆除，围堰断面图如图4所示。

3.2 方案优缺点分析

①块石+粘土方案优点：工程造价成本最低，机械化施工作业程度高可提高工作效率，施工速度快，防渗性能好。缺点：围堰堰体稳定性难以保证，迎水侧抗冲性能力较差，堰体填筑及拆除土方工程量大，迎水侧土工膜及沙袋护面需人工水下作业，水下部分堰体粘土填筑无法碾压，填筑质量难以保证。

②袋装土+钢管方案优点：围堰断面较小，堰体材料用量小，结构稳定性较好。缺点：机械化作业施工程度低，大部分需人工作业，施工速度较慢，工程造价最大，堰体抗渗性较差，需保证迎水侧土工防渗膜铺设质量，水下部分防渗膜铺设质量无法保证时将出现严重的渗水情况。

③钢板桩+粘土方案优点：机械化施工程度高，顺利施工时施工速度最快，使用条件广，灵活稳定性好，工程造价较低。缺点：机械化施工作业平台要求高，围堰堰体需满足大型施工机械施工作业平台要求。

3.3 方案比选

块石+粘土方案是否可行关键取决于抛石挤淤效果，若抛石挤淤后围堰基础将提升一定的承载能力，承载能力能达到围堰稳定性要求，该方案可行，否则无法实现。该工程部位淤泥深度太大，抛石挤淤无法穿透淤泥层到达持力层，需要根据抛石厚度及淤泥质特点判断抛石完成后形成整体基础承载力大小。本工程在该部位施工初期对该方案进行了试验段施工，抛石宽度控制≥6 m，抛石量控制厚度≥2 m，第一阶段抛石长度15 m，堰体粘性土填筑长度10 m，施工完成后堰体下沉严重，无法满足堰体的稳定性要求，堰体裂缝如图5所示。

由于淤泥深度太大，流动性太强，抛石挤淤后无法满足围堰堰体基础承载力及稳定性要求，导致围堰堰体下沉，无法达到工程施工效果。

在该工程综合考虑工程施工条件，未采用袋装土+钢管方案，在某水库工程中采用了该断面形式围堰进行填筑，填筑完成后出现较大漏水情况，原因是袋装土围堰堰体本身无法保证其自身的密实性，水下部分防渗膜铺设未达到质量要求，后期经过防渗膜返工处理后未出现渗水情况，最终在该水库工程围堰中采用该方案成功实施。

钢板桩+粘土方案实施必须保证河道河床面无抛石或硬化处理，否则钢板桩将无法施打，施工时需边打钢板桩边填土填充，边碾压，边进占，既保证堰体压实度要求，又可满足施工作业平台要求。

该方案未对淤泥进行挤开，节约填充材料，最大限度的利用了基础地层中淤泥的作用，由于淤泥透水性差，并利用淤泥起到防渗作用。工程实践中最终采用钢板桩+粘土围堰，围堰堰体填筑施工工期15 d，使用工期45 d。

4 结 语

多个工程实践证明，以上及三种在淤泥中填筑围堰的施工技术主要的施工条件如下：

①块石+粘土方案：适用于淤泥深度不大，淤泥质流态流动性较小，河床淤泥以下地质情况较好，且施工场地条件良好，具备大型机械设备材料运输，料场材料充足时适用于工程量较大围堰的填筑

②袋装土+钢管方案：适用于淤泥深度适中，围堰工程量较小，现场施工场地狭窄部位。

③钢板桩+粘土：可利用适用于淤泥深度较大情况，河床地层具备钢板桩施工条件均可采用该方案，施工速度快，适用于水位变化较大河床。考虑淤泥流态更大、淤泥深度更深、围堰使用期限更长时可考虑在钢板桩顶部增加连接件，加固周边钢板桩，增强钢板桩围堰的整体性。

参考文献：

[1] 严匡柠，张海英，李宜忠.江坪河水电站淤泥质基础高土石围堰施工技术[J].施工技术，2012，（12）.