苏北灌溉总渠三层河段漩涡抛石应急处理的实施及效果分析

于 雷

（滨海县灌溉总渠堤闸管理所，江苏盐城 224500）

1 工程概况

苏北灌溉总渠滨海段自1952年投入使用，在60 多年的运行中，先后经历了33 次高水位、大流速行洪，导致河床普遍冲深，最深处达▽-6.8 m，比原设计河底深2～3 m；河槽偏泓逼岸，行洪时形成漩涡，产生环流，出现5处漩涡地段，两岸青坎被冲刷成1∶0.5陡坎，河口边线向内凹进倒塌8～12 m，险工段长达1000 余m，严重危及防洪大堤的安全。三层漩涡段危害尤为严重，为确保苏北灌溉总渠工程完好及度汛安全，保护群众的生命财产安全，对该处产生漩涡的地段进行治理。

2 治理方案的选择

本次项目依据苏北灌溉总渠河道与堤防原设计标准，将损毁地段恢复至原状，以达到加强河道坡面抗冲刷能力、保护总渠堤防的目的。针对该设计目标，研究讨论提出两种治理方案。

方案1：模袋混凝土处理方案

对青坎凹进部位按边坡1∶3 用编织袋袋装土贴坡抛填，对底部低于▽-4.4 m 部位用袋装土抛填至▽-4.4 m，然后用模袋混凝土对袋装土坡面进行防护，模袋混凝土厚30 cm，如图1。

方案2：抛石处理方案

对青坎凹进部位按边坡1∶3 用编织袋袋装土贴坡抛填，对底部低于▽-4.4 m 部位用袋装土抛填至▽-4.4 m，然后用块石对袋装土坡面进行防护，块石厚60 cm，如图2。

2.1 方案的经济性比较

图1 模袋混凝土处理方案示意图

方案1、方案2 中袋装土回填工作量相同，存在差异的主要为模袋混凝土和抛石的工作量。根据江苏省水利厅2010年颁发的《江苏省水利工程定额》、《施工机械台班时费定额》以及2013年4月份《盐城市造价信息》材料单价，方案1、2 建筑工程费用如表1。

图2 抛石处理方案示意图

表1 苏北灌溉总渠滨海三层河段漩涡处理方案经济分析表

根据分析表比较：模袋混凝土处理方案与抛石处理方案造价相差不大，抛石处理方案经济性略优。

2.2 方案的安全性、可实施性比较

方案1 中，模袋混凝土近年已在大量工程实践中得到应用，其优点为：无需排水，水下施工，节约经费，缩短工期。其施工主要步骤为：水上挖机结合袋装土修坡，人工铺设模袋，潜水员配合整理，混凝土泵充填模袋。施工质量控制重点在于坡面平整度、模袋铺设平整度与固定、混凝土泵送施工质量控制。模袋混凝土施工对施工队人员素质要求较高，需要有专业的潜水员配合施工。

方案2 中，抛石处理方案同样无需排水，与模袋混凝土相比较更具有施工工艺简单的特点，且在本县境内海堤达标工程中广泛应用。施工可采用陆上运输块石，搭设水上平台，人工运抛；也可采用陆上运输块石，驳至船上，再人工抛填。

结合本工程所处地段水下冲刷严重、水流比较复杂的特点，如果采用方案1 的模袋混凝土处理方案，其施工需要专业潜水员配合施工，施工人员的人身安全需要重点保证，且本工程工程量小、造价低、工期短，难以吸引具有专业施工能力的外地施工队伍前来投标。而采用方案2 的抛石处理施工方法，具有施工工艺简单、人员人身安全可以得到有效保障、施工队伍选择余地较大的优点。因此，从安全性、可实施性等方面考虑，采用方案2。

3 工程施工

3.1 施工准备

考虑工程所处河道无过往船只通航，故采取搭设水上活动平台、陆上运输块石至河道青坎、人工独轮车运输袋装土与块石至需要抛填位置有序抛填的方法进行施工。水上活动平台采用缆绳固定于河道两岸，随着抛填位置变动而移动。水上活动平台采用密封性完好的旧塑料桶拼装，用钢管和塑料绳固定，上面铺设5 cm厚木板作为施工跑道。

3.2 施工测量

按照图纸桩号对河道断面进行测量，断面间距10 m，绘出平面位置图和断面图，并在陆上设立标志，以便施工定位。在河道岸边设置水尺，作为抛填施工时控制高程的基准。利用断面图计算出断面抛填袋装土和抛石的体积。抛填施工中，纵向位置定位根据设置在陆上的定位桩确定，横向位置根据抛填位置至定位桩之间的水平距离用钢尺量距确定。抛投施工过程中，要做到经常性地测量，检查抛填位置高程、坡比是否达到设计标准。待施工区域高程、坡比达到设计标准后，移动水上活动平台，进入下一区域进行施工。按照先下游后上游、先河底后坡面的施工次序进行施工，袋装土抛填完成，并经施工、监理验收合格后再进行抛石施工。

3.3 施工材料

本工程主要材料为编织袋、粘性土、块石。编织袋采用质量合格的聚乙烯编织袋，尺寸70 cm×100 cm。袋装土土料采用粘性土，要求土料无草皮、树根、建筑垃圾等，土块粒径不得大于5 cm。块石要求材质新鲜、无风化剥落或裂纹、色泽均匀、单体重量不小于60 kg。土料和块石用5 t 自卸翻斗车运输至河道待施工区域青坎。

3.4 袋装土施工

袋装土施工分为两个班组：一个班组负责土料的装袋，配备劳动力25人；另一班组负责袋装土的运输与抛填，配备劳动力15 人，施工机具采用独轮车。抛填时，根据断面图计算好的袋装土体积进行抛填，先从下游至上游抛填河底，待河底高程抛填至设计高度后，再从下游至上游进行河坡的抛填。袋装土充填度为70%～80%，每袋重量不少于50 kg，袋装土抛填施工实际用时22 d。

3.5 抛石施工

抛石施工配备一个班组，在袋装土抛填班组基础上配备石工2 名，其中，原袋装土抛填人员负责块石的运输和抛填，石工负责将超大的块石开辟成重量在60～100 kg 的块石，以便抛石施工人员运输和抛填。抛石施工时，同样遵循先河底再河坡、先下游再上游的施工次序进行。技术员根据断面图计算出抛石理论方量以及平面图指挥施工班组进行抛投施工，并在每个施工区域完成后进行测量，检查高程及坡比，如未达到设计标准，立即进行补抛，保证工程达到设计标准。

4 结语

苏北灌溉总渠三层漩涡段应急治理工程已完成一年多时间，并经历了2014年、2015年两个汛期的行洪考验，经观测，该段漩涡现象已消失，河床刷深、青坎冲刷、河口边线倒塌现象得到了有效控制，表明该处理方法达到了预期的效果。