龙圩水道抛石丁坝施工工艺及效果观测

摘 要：为了提高沙质浅滩抛石丁坝的施工质量，增强坝体结构整体稳定性，通过对广西浔江龙圩水道抛石丁坝施工工艺进行研究，对龙圩水道抛石丁坝施工效果进行观测，总结砂质浅滩建造抛石丁坝施工工艺及施工经验，为沙质浅滩抛筑丁坝施工提供技术借鉴。

关键词：龙圩水道 抛石丁坝 施工工艺 效果观测

1.引言

在砂质浅滩航道整治工程中，通常采用疏浚与整治相结合的方法，为了达到整治目的，往往需要在沙质河床上建造整治丁坝，以达到缩小河床过水断面面积，集中水流束水攻沙和增加水深的目的，以保证枯水期航道维护水深。

2.龙圩水道基本情况

2.1滩险概况

浔江龙圩水道位于梧州市上游14km，是西江上游桂平至梧州段最复杂的沙石浅滩。龙圩水道自石良塘山角起至长洲尾汇合段止全长14km，进口段河宽900m，出口段河宽950m，中间段左、右岸最宽3200m。龙圩水道河段内有思恩洲、泗化洲、长洲三个岛呈品字形屹立于河中，思恩洲前半部把浔江水流分成两汊，思恩洲后半部及长洲头与泗化洲之间把浔江全河段分成三汊，分别是内江（左支）、中江（中支）和外江（右支），到达泗化洲尾后，中江汇合进入外江以后，水流呈扇形分散在河宽900m宽的浅滩上，形成几处较大的沙滩，如在外江入口段位于航道左侧靠近右岸的鲤鱼沙，在外江中段长洲岛右侧的瓦窑沙边滩等。由于外江河面较宽，水流分散，到了枯水期航道经常出现积沙出浅，导致航道水深不足，每年都要进行大量疏浚才能维持航道水深，不仅需要投入大量的人力物力，而且由于水深不足，影响西江航运发展。

2.2水文、地质情况

水文情况：多年实测最大流量58700m3/s，最小流量720m3/s，设计最低通航水位时相应的流量为1090m3/s，石良塘至长洲尾设计水位时落差2.66m，平均比降0.19‰，河段水面流速1.1m/s～1.78m/s。

地质情况：滩段河床基岩为花岗岩，质地坚硬，表层有沙覆盖，厚度为3～7m，河道中间的砂为中砂，粒径为d50=0.36mm，外江中段长洲岛右侧瓦窑沙边滩的沙为细砂，砂的粒径为d=0.1～0.3mm。

3.抛石丁坝施工工艺

在西江一期航道整治工程中，龙圩水道航道整治工程设计采用疏浚、炸礁和建造整治坝相结合的整治措施。在外江左岸长洲岛右侧的瓦窑沙边滩布置5条丁坝，形成丁坝群，在泗化洲尾布置一条洲尾顺坝，并结合布置一些短丁坝，设计筑坝工程量为101379m3。丁坝断面尺度为：顶宽：2m，上游迎水面边坡：1：1，下游背水面边坡：1：2，纵坡：1：150，坝头锥体的锥坡为1：1。

3.1龙圩水道抛石丁坝施工工艺流程

施工前水下地形测量→测设导标→平整坝基→抛填袋装砂→抛填石碴或碎石填料→抛填块石→细抛块石→整理坝体和干砌坝面→坝根护岸→水泥砂浆填缝及铺面。

3.2施工方法

3.2.1施工前水下地形测量和测设导标

施工前认真校对施工区域控制点的平面坐标和高程。校对无误后，用前站仪进行现场放样，在岸边测设坝轴线导标，上、下边线导标，并在丁坝施工区域附近测设施工水尺。与此同时，进行河床水下地形测量，按照1：1000的比例制作成图，根据测图掌握河床水下地形变化情况，并以此为依据，计算工程数量和控制施工过程中的抛填高程。

3.2.2对沙质浅滩丁坝坝基范围进行平整

根据测图资料对水下地形图进行检查，对于高差相差超过±20cm的，应进行整平。对于沙质浅滩可以就地取材，宜在坝的上游离坝轴线200m以外的区域取沙，利用泥驳将砂运送到坝址进行抛填，抛填时要考虑水流速度的影响，抛填砂之前必须进行试抛，通过试抛确定船的驻位，以保证抛填沙落到抛填区域。抛填沙之后，要及时进行检测，若抛填高度超出设计底标高±20cm，可用反铲挖泥船将其摊平，直到符合要求为止。

3.2.3抛填袋装砂

袋装砂的抛填范围：纵向范围从坝根开始沿着坝轴线超出坝头基础以外10m，横向范围是丁坝基础上、下边线以内1m所连成的区域，施工顺序是：同一座丁坝从坝根开始，在同一丁坝横断面从下游开始。在抛填砂袋之前，先将工作船按岸上导标指示的方向移到施工区域，用GPS测量定位系统进行定位，船位准確之后可均匀抛填砂袋，砂袋的填筑厚度一般为60cm，在抛填过程中，应加强探测水深，高程偏差应控制在±20cm以内，宽度应当小于坝基1m。

3.2.4抛填石碴或碎石填料

抛填袋装砂工作完成以后，应及时抛填石碴或碎石覆盖。石碴的抛填范围：纵向范围从坝根开始沿着坝轴线超出坝头基础以外20m；横向范围是丁坝基础上、下边线以外2m所连成的区域，为了保护坝头，坝头基础应适当加宽，在靠近坝头20m至超出坝头20m的范围内，两边的宽度宜增加 10m～15m；抛填厚度1.0～1.5m。抛填的石碴或碎石填料可以就地取材，石碴应有适当的级配，并且含泥量应小于10%。可以考虑从附近的石场取料，通过陆路运输、水路运输或陆路与水路联合运输方式将石碴到达工地。为了解决石料来源少的困难，龙圩水道筑坝就地取材，利用炸礁工程产生的石碴作为丁坝基础的填料，通过泥驳将石料运到工地以后，从坝根开始延坝头方向抛填，施工过程中要加强测量，保证抛填厚度均匀。

3.2.5抛填块石

抛填的块石料，应选择重量在20～100kg，粒径25～60cm，石料的外观质量要求不成片状，无严重风化和裂纹的岩石。施工时应从坝根开始往坝头方向抛填，先用开底驳进行粗抛，然后用民船进行补抛和细抛。粗抛高度应控制在设计坝顶高程以下20～50cm为宜，细抛填筑高度应当控制在坝顶设计标高±20cm以内。

3.2.6坝根护岸

在坝根连接岸坡的位置，在坝的上游10m至坝的下游30m范围内，先进行理坡，然后抛填块石，抛填高度高于坝根顶高程1.5～2.0m，抛填厚度0.6～0.8m，面层用块石干砌，块石之间的空隙用小石块填充嵌实。

3.2.7理坡和干砌坝面

抛填块石完成之后，及时进行测量校对坝位，现场在坝面把丁坝的中轴线、坝面的上、下边线放桩进行标示，按丁坝坝体设计断面尺寸和坡度要求進行理坡，去高填低，使坝体基本成形。理坡完成后对设计最低通航水位以上的坝面进行干砌，干砌坝面的顺序从坝根开始往坝头方向进行，坝面要采用粒径较大的块石，安砌稳定平整，块石之间的缝隙用小石块嵌实。

3.2.8在坝面铺设水泥沙浆

在丁坝建成经历一个水文年以后，坝体沉降基本稳定，为增强丁坝的整体稳定性，可用强度为C20的水泥沙浆进行填缝，在丁坝坝面铺设一层厚度为2～3cm的水泥砂浆，使丁坝坝体块石与块石之间紧密相连，达到增强丁坝整体稳定性的目的。

4.效果观测

对龙圩水道长洲岛右侧瓦窑沙边滩的丁坝群现场观测的情况表明，经过改进的施工工艺和方法，丁坝的整个情况有了很大改善。

（1）坝体整体稳定良好，坝体沉降、塌陷明显减少；没有实施对坝面干砌块石进行水泥砂浆填缝的丁坝，坝面块石仍有被掀翻的情况，缺口深度0.3～0.6m。

（2）坝根稳定，没有明显的损毁现象。

（3）坝头基本稳定，除坝头有小部分块石松动、脱落以外，没有因为受到严重冲刷引起坝体向坝根方向缩短的现象。

5.结语

（1）在砂质浅滩建造丁坝，采用袋装砂作为基础护底，使坝体与沙质河床之间可实现柔性接触，有效解决坝体的渗漏引起对沙质河床冲刷的问题，增强坝体的整体稳定性。

（2）利用石碴或碎石作为坝基础的主要回填料，并且纵向在坝体靠近坝头20～30m位置起，直至超过坝头向河中间延伸20～30m，横向从坝基边线以外向上、下游增宽10～20m的范围内抛填厚度1.0m的石碴或碎石填料，有利于保护坝头的稳定。

（3）在坝根连接岸坡的位置，在坝的上游10m至坝的下游30m范围内，用干砌块石进行防护，对保护坝根稳定是有效的。

（4）在石料来源比较困难的工程，可利用炸礁工程产生的石碴作为抛石丁坝基础填料，不仅可以就地取材、降低工程成本、加快施工进度，而且可废物利用，减小对河床的破坏，有利于环境保护。

参考文献：

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