浅谈江苏东台河河道整治工程围堰设计及施工

臧俊才

（东台市水利建设有限公司，江苏 东台 224200）

近年来，为提高堤东地区防洪排涝标准，东台水务局已组织实施三仓河干河整治及东台河下段整治工程，堤东地区排涝标准有所提高。本期实施的东台市东台河整治工程疏浚范围为新长铁路桥东侧至西潘堡河段，河道工程长度约34.05 km，沿线涉及江苏省盐城东台市城东新区、东台镇和头灶镇。本次工程任务主要是恢复东台河流域近期10 a 一遇设计排涝标准，兼顾提高东台河流域供水能力。在2012 年东台河下段整治工程的基础上，继续疏浚东台河上段，降低东台河沿线防洪水位，提高河道输水能力。本文围绕整治工程中的围堰设计及施工展开分析[1]。

1 工程概况

东台河位于淮河下游东台市堤东地区，是区域内东西向引、排骨干河道之一，西起通榆河，东至川水港闸，途径东台市城东新区、头灶镇、国营新曹农场，总长56.9 km。

东台市东台河整治工程疏浚范围为新长铁路桥东侧至西潘堡河段，河道工程长度约34.05 km，沿线涉及江苏省盐城东台市城东新区、东台镇和头灶镇。

1.1 地形、地貌

东台河整治工程地貌分区属于苏北滨海平原区（Ⅳ），地貌类型属海积平原中的已脱盐的平原（7）及半脱盐的平原（8），河道沿线地势起伏不大，地面高程3.5 m～5.0 m，河道两侧断续分布的堤顶高程6.0 m 左右。河道两岸沿线多为农田、村庄。

1.2 水文气象

（1）水文

东台河位于东台市堤东独立排灌区何垛河（川东港）以南区，根据江苏省防洪规划，近期防洪标准20 a 一遇，排涝标10 a 一遇。东台河以南所属的垦区独立排灌水系以安丰水文站水位为代表，20 a 一遇防洪水位为3.80 m，10 a 一遇排涝水位3.3 m，洪水位历史最高水位3.99 m（1993 年），历史最低水位1.49 m（1986 年），常水位1.8 m～2.2 m，汛期常水位2.5 m，非汛期常水位2.0 m。

东台河押坝河以西段现状为非航道，以东段为7 级航道。该段航道最高通航水位3.0 m，最低通航水位2.0 m。

（2）气象

东台市地处亚热带向暖温带过渡地段，兼有海洋性和大陆性两大气候特征，气候温暖湿润，日照充足，雨量充沛，雨热同季，四季分明。由于梅雨天气和热带气旋的影响，东台市降雨量年际变化很大，降水时空分布不均，最大年降水量1914.9 mm（1991 年），最小年降水量442.9 mm（1978 年），多年平均降雨量为1075.8 mm。全年有三个明显的多雨期，即4 月～5 月的春雨，6 月～7 月的梅雨，8 月～9 月的台风雨，6 月～9 月份雨量较大，约占全年水量的三分之二。最大24 h 降雨量为253.9 mm，最大三日降雨量为345.7 mm（1965 年），最大七日降雨量459.3 mm（1991 年）。

东台地域蒸发量较大，年际之间差异较小。据观测，1988 年～2010 年平均蒸发量887.9 mm，最多年为1016.8 mm（1994 年），最少年为774.4 mm（2003 年），年际间差值242.4 mm。

2 施工围堰设计

本标段施工围堰包括：排泥场围堰、河道施工围堰、桥梁工程施工围堰等。

2.1 工程区域地质条件分析

2.1.1 工程地质条件

根据《堤防工程地质勘察规程》（SL 188-2005）附录E“堤基和堤岸工程地质条件分类”：堤基工程地质条件分类属工程地质条件较差的C 类，主要涉及①1 层砂壤土、①2 层软塑壤土、②层淤泥质粘土及③层砂壤土边坡稳定问题。

根据《堤防工程地质勘察规程》（SL 188-2005）附录E“堤基和堤岸工程地质条件分类”：堤岸工程地质条件分类属稳定性较差岸坡。

根据场地钻探深度范围内所揭示的土层土质，结合地层成因，场地地表B 层土主要为人工填土，①1层～⑤为第四纪全新世（Q4）冲积地层。⑥～层为第四纪晚更新世（Q3）冲、洪积层。

2.1.2 工程区地质条件分析

根据施工区域地质勘察报告：

本标段起止桩号1+150～35+200，为东台河疏浚施工，本标段疏浚范围内土质成份以砂性土为主，具有较强渗水性特征。

本标段建筑物位于东台河沿线上，施工中涉及的主要土层有淤软土、软粘土及少量少粘性土，透水性较弱，但其下伏为砂性土，具有较强渗水性特征，且该区域地下水位较高，需要采取防水措施。

2.2 施工围堰设计

2.2.1 排泥场围堰

本工程河道沿线共设置11 处排泥场。排泥场围堰是河道正项土方水力冲挖施工泥浆堆放的主要载体，其填筑质量将直接影响后期施工的安全，并且是控制整个工程施工进度的一个重要因素。排泥场围堰填筑拟用推土机、挖掘机配合完成。

东台河施工标排泥场的设计排泥高度为2.5 m 左右。排泥场围堰设计顶高程为设计排泥高度+1 m，顶宽2 m，外坡1∶3，内坡1∶2。为便于泥浆沉淀，每隔50 m 设置一道长度为2/3 围堰宽度的隔埂，隔埂项高程为设计排泥高度，顶宽1 m，边坡均为1∶2。

2.2.2 退水口门设计

（1）退水流量计算

①管道

式中：A 为管道内截面积面积；n 为管道内壁糙率；C 为谢才系数；R 为水力半径；D 为管道内直径；x0为湿周；A0为过水断面面积，考虑最大值等于管道截面面积；i 为管道比降1/100，设计过流量最大能力457.1 m3/h。

所以管径0.4 m 可满足要求。

②退水沟

式中：n 为退水沟糙率；C 为谢才系数；R 为水力半径；b 为退水沟底宽，x0为湿周；A0为过水断面面积，i 为管道内比降1/1000；m 为退水沟边坡系数；退水沟底宽取0.5 m，最大水深1 m，考虑到安全超高及淤积影响，过水水流深为0.8 m，糙率为0.0275，边坡系数为1，设计过流量最大能力值457.1 m3/h。

所以退水沟底宽0.5 m，深1 m，边坡1∶1 可满足要求。

（2）退水口门设计根据本标段要求进行排水口门设计，设计简图见图1（a）、（b）。

图1 东台河排泥场排水口门设计图

本标段最大排泥场5.5 万m2，最大容量约14 万m2，设计高峰期容纳5 台套水力冲挖机组同时施工，每小时最大入库泥浆量5×80=400 m3，施工期按中雨计算降雨量55000×24.9/24/1000=57.1 m3，退水口门设计小时过水457.1 m3/h。

2.2.3 干河、支河施工坝

（1）施工坝设置

河道工程采用断流打坝施工，为避免施工期间对东台河北部排灌区冬春期引水的影响，河道工程施工时采用分段截流施工[2]，分别在桩号13+000～13+300 之间留出南北向引水通道押坝河和东风河，在桩号25+100 处留出南北向引水通道七大沟。

东台河本期项目河道截流坝位置分别位于桩号1+150、13+000、13+300、25+050、25+150、35+000 处以及各大支河、沟口。

（2）施工坝标准

本工程位于东台市堤东地区，拟按堤东地区控制的常水位考虑河道工程截流围堰。

围堰施工期水位采用非汛期常水位2.0 m，设计安全超高0.5 m，波浪爬高以及预留沉降0.5 m，计算得顶高程3.0 m。考虑到干河坝的重要性，设计干河取3.5 m，支河坝取3.0 m。挡水围堰填筑土料在取土区或则河道附近取土。

干河施工坝标准为：顶高程3.5 m、顶宽5 m，内坡1∶4，外坡1∶3，并在背水侧高程2.0 m 处设5 m 宽平台。支河坝标准为顶高程3.0 m，顶宽4 m，边坡1∶2。

2.2.4 桥梁工程施工围堰

在桥位的上、下游各填筑一道小子堰，用于拦截河道施工弃水和降雨积水，一侧设计围堰高1.0 m，顶宽1.0 m，边坡系数1∶1；另一侧围堰作为施工期临时交通道路基础，并兼作河道分段施工围堰，设计围堰高4 m，顶宽6.0 m，边坡系数1∶3，堰顶做4.5 m 宽泥结碎石路面。见图2。

图2 东台河桥梁工程施工围堰

3 施工截流围堰施工

（1）施工坝填筑施工机械选择

根据本工程地质特征和施工作业条件，计划采用130 型推土机配合挖掘机完成，部分区段取土困难，配合自卸汽车运输土方填筑。

（2）施工期间加强观测和日常管理养护，防止倒坝坍坡。

（3）填筑施工程序为：坝址清理杂物、河底淤泥清除→围堰土方填筑施工→土方压实→背水坡修整。

①清杂：拦河坝填筑前，先以挖掘机对坝址杂质、淤土等进行清除，并洒布石灰粉（无水产养殖的河段内筑坝处撒布灭螺粉），以有效杀灭钻蛇，防止施工后期蛇、虫等形成钻洞而危及大坝安全。

②填筑：坝体筑以推土机为主，采用“进占法”进料，分层进土、分层碾压，利用推土机进行碾压[3]。进占中，须形成前低后高的进土通道，使推土机推铲紧贴水面向前推进，不得以在水中洒布土料的方式进土，以防土料进水后含水量偏高。

③后期加固、整理：待坝体两岸连通后，以挖机配合运土车进土加高、达标，并挖掘机、推土机配合进行坝体标准整理。

4 结语

结合项目区的实际水文、地质、地形及建设单位提供的有关建设环境、实际条件，对施工围堰进行合理设计和施工，是确保工程安全实施的重要保障。施工期间，要加强对围堰的监测，在顺围堰方向做好纵向位移观测点，并安排专人值班，做好围堰上下游水位观测和纵向位移观测并记录；加强暴雨期间的值班工作，定期检查、维护施工围堰，发现透水、松动等问题及时上报，并进行堵漏、填平、压实，以确保施工期围堰安全，为工程提供安全的施工条件。