傅夏冰，金遠(yuǎn)征，任海平

（1.浙江省金華市水利水電工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站，321000，金華；2.中國水利水電第十二工程局有限公司，310000，杭州）

一、工程概述

衢江游埠樞紐工程位于錢塘江支流衢江下游段蘭溪市境內(nèi)，是錢塘江中上游衢江航運(yùn)梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃中的第5級(jí)，閘址以上集水面積10 919 km2，設(shè)計(jì)洪水50年一遇標(biāo)準(zhǔn)，最大下泄流量13 470 m3/s。工程以航運(yùn)、發(fā)電為主，結(jié)合水環(huán)境改善和灌溉等綜合開發(fā)利用。主要建筑物船閘、24孔泄洪閘、電站廠房從左到右依次布置，電站裝機(jī)容量為4×4.0MW，多年平均發(fā)電量為6 475萬kWh。

樞紐閘址處河床寬約480 m，主河槽位于左岸，右岸為較開闊的漫灘，一般高出水面1.0～3.0 m，河床上部覆蓋層多為粉土，基巖巖質(zhì)為泥質(zhì)粉砂巖。

二、施工導(dǎo)流方案

衢江游埠樞紐工程總工期為40個(gè)月，由于電站廠房、船閘工程量大，工期任務(wù)緊，需全年同時(shí)施工。因此根據(jù)衢江汛期洪峰流量大的特性，設(shè)計(jì)采用三段式施工導(dǎo)流方案：非汛期右岸電站廠房、右側(cè)10孔泄洪閘及左岸船閘同時(shí)施工，由左側(cè)束窄河床（寬 120 m）導(dǎo)流；汛期 5年一遇洪水（相應(yīng)洪峰流量為8 150 m3/s）標(biāo)準(zhǔn)以下，由左側(cè)束窄河床及右側(cè)10孔泄洪閘基坑（共計(jì)290 m）聯(lián)合導(dǎo)流；汛期5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)以上，全河段過流。據(jù)此設(shè)計(jì)理念，施工期廠房、船閘圍堰的防洪標(biāo)準(zhǔn)為汛期5年一遇 （相應(yīng)洪峰流量為8 150 m3/s），堰頂高程37.5 m，廠房圍堰前水位36.9 m；泄洪閘圍堰的防洪標(biāo)準(zhǔn)為非汛期5年一遇（相應(yīng)洪峰流量為3 800 m3/s），堰頂高程35.2m，泄洪閘圍堰前水位34.6m，汛期圍堰頂降至高程32.8m，以利過流。

三、現(xiàn)狀及存在的問題

衢江游埠樞紐工程泄洪閘基坑圍堰按工期計(jì)劃非汛期擋水、汛期過流，設(shè)計(jì)推薦圍堰結(jié)構(gòu)形式為頂寬4.0 m，迎水側(cè)邊坡 1∶2，基礎(chǔ)采用高噴防滲墻，堰身以砂礫石填筑，采用斜坡土工膜防滲，迎水面防滲墻平臺(tái)以下采用80 cm厚的拋石護(hù)腳，防滲墻平臺(tái)以上采用40 cm厚的塊石理砌。為滿足汛期過水要求，在防滲墻平臺(tái)以下及圍堰背水面采用混凝土護(hù)頂及護(hù)坡，同時(shí)在圍堰背水側(cè)堰腳以及圍堰堰身設(shè)置拋石和鋼筋籠填塊石等防沖措施對(duì)堰腳和堰身進(jìn)行保護(hù)。泄洪閘圍堰設(shè)計(jì)堰體結(jié)構(gòu)見圖1。

衢江游埠樞紐工程施工隊(duì)伍2014年9月進(jìn)場(chǎng)后，發(fā)現(xiàn)按設(shè)計(jì)推薦圍堰結(jié)構(gòu)施工存在較大問題：

①設(shè)計(jì)推薦砂礫石填筑外加混凝土面板過流保護(hù)的泄洪閘圍堰需填筑砂礫石16.8萬m3、防滲土工膜0.47 萬 m2、拋石護(hù)腳 1.01 萬 m3、高噴防滲墻0.52萬m2、混凝土澆筑0.49萬m3，圍堰概算造價(jià)約為1 400萬元?？傮w上結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工工序多，經(jīng)濟(jì)性不足。

②實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)砂礫石儲(chǔ)量與招標(biāo)文件提供數(shù)據(jù)嚴(yán)重不符，因長期盜采，河床部分已基本無砂礫石，岸灘部分可開采的砂礫石有限，且主要留用做混凝土拌合骨料，圍堰填筑材料大部分需外購。

③施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)出道路建設(shè)受限于政策處理問題，短時(shí)間難以解決完成，大型運(yùn)輸車輛通行依靠附近鄉(xiāng)村公路，周邊百姓多次阻攔，無法組織大規(guī)模、高強(qiáng)度外購填筑料運(yùn)輸。

④設(shè)計(jì)泄洪閘圍堰使用期限包括兩個(gè)枯水期和一個(gè)汛期，汛期10孔泄洪閘停止施工，圍堰有堰頂過流的要求。因此泄洪閘主要施工時(shí)間為兩個(gè)枯水期，施工工期較短，按照施工組織設(shè)計(jì)及關(guān)鍵路線分析、進(jìn)度計(jì)劃安排，泄洪閘應(yīng)在2015年4月汛期開始前完成基坑開挖驗(yàn)收、閘基及下游消力池基礎(chǔ)混凝土的澆筑等作業(yè)，以滿足汛期基坑過水的要求，該部分工作施工工期計(jì)劃需130個(gè)工作日。按照設(shè)計(jì)推薦的泄洪閘圍堰結(jié)構(gòu)形式，防滲及防沖保護(hù)措施較為復(fù)雜，導(dǎo)致圍堰施工工期較長且難以壓縮，估算填筑工作施工工期為100個(gè)工作日，則需要的總工期為230個(gè)工作日，從2014年9月15日—2015年4月15日汛期前，扣除春節(jié)放假10天，有效施工時(shí)間不到200個(gè)工作日，遠(yuǎn)少于圍堰加基坑的合計(jì)施工工期（230天）。若按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行圍堰填筑，將影響基坑的大規(guī)模開挖及基坑內(nèi)基礎(chǔ)混凝土澆筑，導(dǎo)致無法按照預(yù)定計(jì)劃完成施工任務(wù)，基坑汛期過流形勢(shì)將十分嚴(yán)峻。

圖1 設(shè)計(jì)推薦圍堰結(jié)構(gòu)斷面

圖2 調(diào)整優(yōu)化后的圍堰斷面

⑤河床及岸灘清理開挖的棄料多為泥質(zhì)粉砂巖，估算有19萬m3，除圍堰填筑外基本無其他可利用途徑，棄料臨時(shí)堆放及外運(yùn)既占用施工場(chǎng)地又增加工程造價(jià)，需妥善解決。

綜上所述，設(shè)計(jì)推薦的泄洪閘圍堰方案在工程進(jìn)度、工程投資、現(xiàn)場(chǎng)施工組織方面都存在一定問題，因此對(duì)圍堰結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。

四、圍堰結(jié)構(gòu)優(yōu)化及實(shí)施過程

1.圍堰結(jié)構(gòu)優(yōu)化

綜合導(dǎo)流方案、施工要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，游埠樞紐工程圍堰實(shí)施方案應(yīng)滿足以下條件：①圍堰筑堰材料應(yīng)盡量采用閘址區(qū)現(xiàn)有材料；②堰型、堰體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足快速施工要求；③圍堰的防滲、穩(wěn)定、抗沖刷、堰體過流結(jié)構(gòu)要求可靠、可控；④圍堰的堰型、堰體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮方便汛后恢復(fù)擋水防滲功能；⑤圍堰布置滿足基坑建筑物基礎(chǔ)開挖、施工機(jī)械及施工道路布置要求。

具體調(diào)整思路如下：經(jīng)多方案比較后決定拆分圍堰擋水、過流功能，先利用閘基開挖料進(jìn)行土石圍堰的施工，高程達(dá)到非汛期擋水的要求（35.2 m）后，在擋水圍堰后進(jìn)行過流圍堰的施工，并同時(shí)進(jìn)行基坑開挖作業(yè)，解決工程需要圍堰快速形成、基坑盡早開挖的難題。通過調(diào)整圍堰結(jié)構(gòu)，改變圍堰對(duì)筑堰材料要求的方法，達(dá)到就近使用閘址區(qū)現(xiàn)有當(dāng)?shù)夭牧系哪康摹ｉl址區(qū)地表覆蓋有豐富的粉質(zhì)黏土，試驗(yàn)滲透系數(shù) 1.2×10-4cm/s，適宜作為堰體的防滲材料。閘址區(qū)基巖為泥質(zhì)砂巖，其開挖料適宜作為堰體填筑材料。

調(diào)整后的圍堰方案為：原砂礫石堰體、混凝土高噴防滲結(jié)構(gòu)變更為泥質(zhì)砂巖堰體、粉質(zhì)黏土心墻防滲結(jié)構(gòu)。原拋石、鋼筋籠填塊石護(hù)坡，堰頂包覆混凝土層過流圍堰結(jié)構(gòu)形式，變更為采用CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土重力擋墻結(jié)構(gòu)形式，過流圍堰堰高5.3 m，堰頂寬度2.5 m。為了減少洪水過流初期對(duì)基坑的沖刷影響，在上下游各預(yù)留一個(gè)充水口，洪水結(jié)束后通過充水口排水，減少基坑抽排水量，加快基坑復(fù)工速度。調(diào)整后的圍堰結(jié)構(gòu)斷面示意圖見圖2。

CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土主要設(shè)計(jì)指標(biāo)：渣礫料采用岸灘開挖的砂礫料，每方混凝土摻加P.O42.5水泥和Ⅱ級(jí)粉煤灰各50 kg，水灰比1.0，容重按照不小于2 200 kg/m3控制，振動(dòng)壓實(shí)指標(biāo)VC值按照5S控制，施工分層不大于40 cm。

2.施工過程

2014年9月中旬，圍堰開始填筑。施工時(shí)對(duì)河道基礎(chǔ)進(jìn)行清理后，先填筑粉質(zhì)黏土心墻，閉氣抽水后開挖泥質(zhì)砂巖料填筑堰體。填筑初期發(fā)現(xiàn)粉質(zhì)黏土在水中浸泡后，工作面濕陷泥濘，施工車輛無法通行。為了加快圍堰進(jìn)占速度，局部調(diào)整了施工方案，先利用場(chǎng)內(nèi)建筑棄料、廢棄砂礫石、開挖基巖料填筑一條簡易施工道路后，再填筑粉質(zhì)黏土心墻。基巖料開挖充分利用河道水流不深、表層風(fēng)化基巖料可以采用大功率挖掘機(jī)開挖的特性，快速鏟挖后就近堆放形成簡易施工道路。

至10月4日，初期基坑封閉并完成閉氣，開始基坑初期排水。基坑排水完成后開始大規(guī)?；娱_挖，基坑開挖基巖料就近上堰形成堰體，粉質(zhì)黏土及時(shí)跟進(jìn)，至10月30日擋水圍堰全部形成。

CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土過流圍堰于11月9日開始施工，受現(xiàn)場(chǎng)施工布置影響，過流圍堰分階段形成，至2015年2月14日全部完成。2015年3月1日，一期基坑內(nèi)的預(yù)設(shè)施工任務(wù)已經(jīng)全部完成。

五、效果分析

1.防滲效果分析

從整個(gè)泄洪閘擋水圍堰的使用過程來看，圍堰基坑內(nèi)沒有可見滲水點(diǎn)。圍堰的施工質(zhì)量良好，粉質(zhì)黏土心墻防滲效果良好。

2.進(jìn)度分析

因采用防滲材料直接填筑堰體，取消高耗時(shí)的高噴防滲結(jié)構(gòu)，圍堰從9月14日開始填筑到10月30日擋水圍堰完成僅用時(shí)45日，比招標(biāo)投標(biāo)階段計(jì)劃的100日節(jié)約有效工期55日，為下一步基坑開挖、泄洪閘基礎(chǔ)混凝土澆筑提供了較為充足的施工時(shí)間，確保在汛期前完成基坑內(nèi)預(yù)設(shè)施工任務(wù)。

表1 圍堰經(jīng)濟(jì)性分析表

3.經(jīng)濟(jì)性分析

圍堰料采用壩址區(qū)現(xiàn)有當(dāng)?shù)夭牧?，?jié)約了施工成本；取消高成本的高噴防滲墻，簡化過流防護(hù)結(jié)構(gòu)，縮短了施工時(shí)間，降低了施工造價(jià)。根據(jù)施工成本動(dòng)態(tài)控制管理，綜合比較實(shí)際值與計(jì)劃值，整體圍堰施工成本降低約30%，節(jié)約成本近330萬元，具體指標(biāo)見表1。

4.現(xiàn)場(chǎng)施工組織

由于開挖料能就近上壩筑堰，施工機(jī)械能全面鋪開，利于現(xiàn)場(chǎng)施工組織，便于快速施工。2015年3月1日一期基坑內(nèi)的預(yù)設(shè)施工任務(wù)全部完成，擋水圍堰上部開始拆除，土料又可就近翻運(yùn)用于廠房圍堰加高及廠房縱向圍堰填筑，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)開挖料的重復(fù)利用。

5.過流效果分析

CSG貧膠渣礫料碾壓混凝土為重力式結(jié)構(gòu)，汛期過流安全可控，因已在汛期前完成擋水土石圍堰的降高工作，加上洪水前基坑內(nèi)及時(shí)預(yù)充水保護(hù)，過流后基坑內(nèi)清理工作也較為簡單。

六、結(jié) 論

衢江游埠樞紐項(xiàng)目在施工條件變化的情況下，能夠因時(shí)、因地制宜選擇合適的圍堰堰型，創(chuàng)新性采取獨(dú)立的圍堰擋水、過流結(jié)構(gòu)，便于簡潔、有效、快速施工，實(shí)現(xiàn)了全部筑堰材料取自閘址區(qū)當(dāng)?shù)夭牧稀⑷∠叱杀靖吆臅r(shí)的高噴防滲墻結(jié)構(gòu)、節(jié)約巨大的施工成本、縮短兩個(gè)半月工期的良好效果，為第一個(gè)枯水期項(xiàng)目順利施工打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

本工程位于浙中丘陵盆地中部低山平原地區(qū)，目前國內(nèi)在類似地區(qū)、類似條件下修建的和潛在修建的類似水利、航運(yùn)項(xiàng)目眾多。工程采取的圍堰實(shí)施方案可以給同類工程提供有益借鑒。