某灌区节水配套改造工程围堰进占施工工艺

丁家高，杨婷婷，韩发兵，吴德球

（江苏天源建设集团有限公司，江苏 淮安 211700）

0 引言

围堰是一种水坝类临时性建筑，在水利水电工程施工过程中起着非常重要的作用，其建造的目的在于施工基坑围护，确保施工过程在干地状态下展开。施工任务结束后，如果围堰不属于工程建筑的组成部分，则必须拆除。为保证围堰结构的稳定及防渗水效果，必须加强围堰设计及检测，围堰立面还应能有效防止水流对河道的冲刷，以降低泄水难度。

1 工程概况

东灌区节水配套改造项目位于盱眙县境内。工程建设内容包括衬砌干渠2 条，长度15.61 km；整治蓄水塘坝1 面；新建灌溉泵站1座（配套低压管道灌溉片24.33 hm2）；维修加固灌溉泵站1 座；一体化泵站1 座（配套滴灌片13.33 hm2）；拆（新）建干渠节制闸2 座，退水闸1 座；拆建渡槽5 座，生产桥4 座，拆（新）建放水口52座，新建灌区信息化管理设施1套。

土围堰堰体全部用附近土料填筑，迎水边坡、背水边坡坡比均为1∶3，水下边坡为自然坡，坡比约为1∶5～1∶7，顶宽2 m，围堰顶高出水位线0.50 m以上。围堰断面见图1。

图1 围堰断面图 单位：m

2 施工方案

淤泥质软基上进行围堰施工，必须将堰体嵌固进淤泥内，以增强围堰稳定性。施工时将原设计围堰坝基清淤宽度从84 m减小至50 m，并预留一定宽度淤泥，起到荷载压重及阻止围堰滑动。上围堰填土呈楔形，嵌固进淤泥后稳定性有保证。

该工程围堰分两期施工，高程2 m 以下堰体为一期，以左右岸为起点，进占至合龙；高程2 m以上堰体为二期，从龙口开始填高至设计断面，再后退施工至左右岸。

2.1 一期施工

主槽段一期施工时，以水平进占方式控制围堰顶13～14 m宽的区域，比设计宽度小10 m；填筑土料含水量在16%～18%之间。因围堰坝基两侧淤泥所限，左右岸进展过程中分别出现11次和9次垂直向滑坡。合龙段四周再现大量堆积淤泥，以便淤泥向围堰两侧挤排，缩小堰体进占宽度，由推土机按铲宽推土进占，将淤泥分期挤排至堰体两侧。主河槽段堰体的进一步加宽增高，淤泥继续向两侧挤排，堰体便顺势沉陷，两侧坡脚外呈现裂缝。背水坡裂缝宽度最大达0.80～1.00 m，肉眼可见深度达2.60～3.00 m。临近围堰中心线侧的裂缝以沉降为主；远离中心线侧的裂缝则以平移为主。

2.2 二期施工

二期采用相同土料，每日围堰加土厚度达到1.00～1.20 m，并实时检测围堰沉降，当日沉降减至2 cm时，在围堰背水面坡脚裂缝区按1.00～1.20 m间距打设1排6 cm长、直径18 cm的木桩，加固围堰，避免发生堰体滑动；围堰坡比最终稳定在1∶5。

3 施工参数的确定

3.1 围堰坝基开挖深度

围堰坝基开挖深浅直接关系到基础承载力、工程进度及投资大小。该灌区节水配套改造工程在河道淤泥质地基上筑坝，为保证坝基稳定，必须加强地基清淤处理。围堰地基承载力、两侧淤泥嵌固力及堰体自身强度决定着围堰水平稳定性，综上，应根据地基承载力确定围堰地基清淤深度。

3.2 围堰地基清淤宽度

围堰基础地基开挖时，清淤工程量较大，且无法充分利用围堰侧淤泥嵌固作用和边荷载作用，故围堰地基开挖宽度并非围堰基础宽度。结合工程实际，围堰地基清淤宽为围堰与原淤泥面接触宽。

式（1）中：L 为堰地基清淤宽（m）；h1为围堰体水位以上高度（m）；h2为围堰体水位以下高度（m）；m1为堰上游坡比；m2为堰下游坡比；b为堰顶宽（m）。

3.3 围堰体进占宽度确定

一期围堰体填筑宽度应按填筑料粘聚力作用宽度的2 倍确定，计算公式为：

式（2）中：S为堰顶填筑宽（m）；C为粘聚力（kPa）；r为围堰顶土料容重（kN/m3）；φ为围堰顶填筑土料内摩擦角（°）。

散体平衡理论认为，地基破坏滑动面符合普朗特解滑动规律。围堰填筑宽度从围堰中心线处分成2 个滑动体块，两个滑动体块间由对数螺线连接并形成联合主动区和被动区，同时出现Ⅰ期地基塑性滑动区。随着围堰顶宽对称增加，两侧再现Ⅱ期滑动体块，将前期被动区淤泥继续向围堰侧排挤。

Ⅰ、Ⅱ期滑动体形成新的主动区、过渡区和被动区，地基塑性区进一步扩大，围堰在沉降后嵌固进淤泥。随着围堰体的持续加高与加宽，地基淤泥逐渐排出；堰体两侧淤泥也越来越多，最终形成新的围堰断面。

4 围堰进占施工工艺

围堰采用进占法施工，按先近后远，先浅后深顺序，由两侧向中央逐渐合拢。待填筑高度超出水面并具备碾压条件后，使用打夯机具适当夯压，至设计压实度后分层继续上土，边上土边夯压，直至设计高程。围堰填筑料取土前，必须对取土场地表层清基处理，将填筑土料中的草皮、树根、乱石等杂物全部清除。填筑前，先放样，以确定围堰位置。

4.1 围堰填筑及防护

围堰填筑前进行基础清理，即通过推土机将填筑区草皮、树根、腐殖土等杂物彻底推除，挖掘机装车后由自卸车运至指定弃料场堆放。填筑区结合工程实际，局部加深清理。砂卵石料就近取材，运输距离尽可能缩短，以加快围堰施工进度。

待将围堰填筑至设计高程，将粘土黄泥防渗夹层铺填于上游围堰迎水坡，并挖沟铺设防渗土工膜面层。为保证施工质量，土工膜必须自下至上铺设，且膜与基面、膜与膜之间必须密贴，不得存在气泡、空隙。一次铺膜面积应控制在20 m2以内，以防风浪、水位等改变后冲坏土料保护层。对于接界处等区域，土工膜必须和周边土体紧密联结，将渗流入口彻底封堵，并将侧向渗漏路径彻底截断，避免水分渗入土工布底面，形成水泡后胀破土工膜。

围堰合拢后即开始基坑排水。排水期间，加强堰体维护；当堰体出现裂缝、坍塌等现象，必须立即打桩加固，同时对堰体薄弱部位加高培厚。

此外，还应在围堰外侧设立水位尺；安排专人管理围堰，对外河水位全天候观测并记录。围堰施工期间应预留出10～20 cm的沉降量，且堰体周围必须储备石料、土料、编织袋及土工布等防汛应急物资和照明、通讯设备，平常定期安排专人检查，潮汛时安排人员值守。

围堰填筑施工期间，尤其是深水位段，必须加强抽水速度控制，边抽水边检查，坝体如出现开裂、位移、沉陷等情况必须立即停抽，并及时向监理工程师和业主报告，切实做好应急工作。

4.2 围堰拆除

围堰合龙后，施工初期主要有基坑积水、围堰渗水、覆盖土渗水及雨天降水；初期排水量不大，以潜水泵为主，同时加强水位下降速度控制，以保证围堰不破坏为限。

围堰拆除从中央向两侧进行，由挖掘机挖土，自卸车装土运送至业主指定的弃土区。拆除时首先将堰体开挖出一个浅口，并持续向围堰内放水，直至围堰内外水位达到平衡后，继续深挖。拆除作业期间必须加强堰体稳定性监测，避免拆除过程中堰体突然失稳引发机械倾翻落水及人员安全事故。按图纸所示或监理工程师指示将围堰全部拆除至规定高程，直至监理工程师检查合格为止。

5 结语

工程应用结果表明，盱眙县东灌区节水配套改造工程导流及围堰施工前对工程水文地质条件的不确定性展开详细勘察分析，制定出切实可行的围堰进占施工方案，并严格按照相关质量要求进行交底，所确定的施工技术参数取值也科学适用，为围堰进占施工过程的顺利展开提供了保证。