（廣東省中山市阜沙鎮(zhèn)水利所中山市528434）

水利樞紐工程施工重難點(diǎn)及技術(shù)探析

簡志強(qiáng)

（廣東省中山市阜沙鎮(zhèn)水利所中山市528434）

水利樞紐工程是一個具有排洪、排澇、防洪潮、灌溉及通航等多項(xiàng)功能于一體的水利工程，工程的建設(shè)對控制、調(diào)節(jié)地方水流起著至關(guān)重要的作用。文章以鴉雀尾水利樞紐工程為實(shí)例，通過對該水利樞紐工程在施工建設(shè)中的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行深入的技術(shù)探析并提出相關(guān)建議，對類似水利樞紐工程施工有一定借鑒作用。

水利樞紐施工環(huán)節(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)技術(shù)探析建議

鴉雀尾水利樞紐工程位于中山市阜沙鎮(zhèn)五鄉(xiāng)聯(lián)圍干堤、阜沙涌雞鴉水道出口處，工程主要由鴉雀尾水閘、船閘以及泵站組成，為II等大（Ⅱ）型工程，主要任務(wù)是排除阜沙鎮(zhèn)排水區(qū)32.3km2集水面積的澇水，汛期防御外河洪水，保護(hù)阜沙鎮(zhèn)35.6km2土地和5.76萬人口的生命財產(chǎn)安全。水閘設(shè)計排水流量為131.8m3/s，閘室總凈寬為24m；樞紐泵站總設(shè)計流量增至60m3/s；船閘級別為IX級，設(shè)計通航20t船只。為了保證該水利樞紐工程建設(shè)的順利進(jìn)行，本文對工程施工建設(shè)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行深入分析，并提出應(yīng)對技術(shù)措施。

1 水利樞紐工程施工重點(diǎn)難點(diǎn)分析及技術(shù)應(yīng)對

1.1 水利樞紐工程施工重點(diǎn)分析及技術(shù)應(yīng)對措施

（1）施工工期緊，施工強(qiáng)度高。

重點(diǎn)分析：如何才能確保工程在合同期內(nèi)按質(zhì)按量完成任務(wù)，是水利樞紐工程建設(shè)的重點(diǎn)之一。本工程工期為30個月，兩個枯水期內(nèi)要完成水閘、船閘及泵站主體工程，且具備擋水條件，由于施工工期較短，使得該水利樞紐工程施工強(qiáng)度很大，主體工程開挖填筑量、基礎(chǔ)處理工程量、混凝土澆筑量大而且集中。

技術(shù)應(yīng)對措施：①加強(qiáng)施工計劃、組織管理，立體施工、均衡生產(chǎn)，降低各部分施工的月高峰強(qiáng)度。②合理布置多條至各工作面的施工道路，其中主基坑布置上下游兩條下基坑道路，路寬（5～10）m，加快行車速度，增加車流量。③準(zhǔn)備充足的自卸汽車、反鏟挖掘機(jī)、推土機(jī)等機(jī)械設(shè)備。④工期緊時，適度增加設(shè)備、物資和人員，確?？刂乒て?。

（2）做好施工導(dǎo)流和施工圍堰，確保安全度汛。

重點(diǎn)分析：做好施工導(dǎo)流和圍堰安全，確保度汛安全，是水利樞紐工程施工的重點(diǎn)之一。水利樞紐工程一般為全年度汛，外江水暴漲暴落，施工圍堰較長，對洪水的防范要求較高，超標(biāo)準(zhǔn)洪水過堰后對基坑邊坡危害極大。

技術(shù)應(yīng)對措施：①以本工程為例，設(shè)置二道圍堰，外圍堰設(shè)計水位2.87m，內(nèi)圍堰設(shè)計水位0.80m。施工導(dǎo)流采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)并分為一、二期實(shí)施，一期導(dǎo)流利用舊閘導(dǎo)流，二期導(dǎo)流利用一期已建好的水閘及船閘導(dǎo)流。②確定施工圍堰的軸線位置及進(jìn)行圍堰填筑施工。根據(jù)施工導(dǎo)流方式，本工程圍堰填筑利用開挖堤身土方，在枯水的情況下截流，為加快工程進(jìn)度，同時沿擬建水閘的施工道路單向進(jìn)占方式向?qū)Π短钪?，自卸車后退法卸料，推土機(jī)鋪料，壓路機(jī)壓實(shí)。③圍堰施工的上升速度應(yīng)滿足地基安全穩(wěn)定的要求，并應(yīng)保證圍堰的施工斷面在各種運(yùn)行工況下處于穩(wěn)定和安全狀態(tài)。④制定施工期度汛措施預(yù)案，包括施工協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組的設(shè)置、搶險隊(duì)的組成、汛期施工方案、度汛搶險措施方案等。⑤建立專門的防洪搶險物資倉庫、配備足夠的搶險材料、設(shè)備等。⑥統(tǒng)一協(xié)調(diào)在汛期的施工和度汛防洪工作，實(shí)行在汛期24小時值班工作，密切監(jiān)測施工圍堰的安全穩(wěn)定。

（3）施工干擾大、施工安全要求高。

重點(diǎn)分析：施工干擾大、安全防范要求高是水利樞紐工程施工的重點(diǎn)之一。水利樞紐工程具有分項(xiàng)工程多、工程量大、工期緊的特點(diǎn)，在施工安排上需流水作業(yè)、立體施工，因此施工干擾大，施工安全要求高。

技術(shù)應(yīng)對措施：①制定各種設(shè)備的安全規(guī)程，所有設(shè)備定期進(jìn)行安全檢查，操作手持證上崗。②設(shè)置專門的安全監(jiān)督組織機(jī)構(gòu)、專業(yè)安全工程師和安全員，全天候、全方位進(jìn)行監(jiān)控，做好相關(guān)記錄。③成立專門的基坑邊坡穩(wěn)定監(jiān)測小組，配備專門設(shè)備，在主要邊坡處布設(shè)控制點(diǎn)，定期進(jìn)行監(jiān)測。④做好夜間作業(yè)的照明、備用電系統(tǒng)齊備。

（4）工程周圍環(huán)境保護(hù)要求高。

重點(diǎn)分析：水利樞紐工程占地面積大，建筑工程量大，多隊(duì)伍多班組同時在場作業(yè)，對周圍環(huán)境影響較大；施工中大量的土石方開挖填筑、以及混凝土生產(chǎn)，將產(chǎn)生大量的廢水，對水質(zhì)帶來危害。

技術(shù)應(yīng)對措施：①對生產(chǎn)生活區(qū)設(shè)置集水、污水處理系統(tǒng)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后才允許外排。②配備專職人員、設(shè)備，每天進(jìn)行道路灑水養(yǎng)護(hù)，減少對周邊群眾的生產(chǎn)生活影響，確保道路平整、不揚(yáng)塵。③生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的垃圾、廢物由專人收集。④施工車輛嚴(yán)格按要求控制廢氣排放，大型設(shè)備消音隔音措施到位，備用發(fā)電廠廠房按消音隔音標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。⑤棄料分質(zhì)、分區(qū)、分層堆放，表面平整、壓實(shí)，修排水溝形成排水系統(tǒng)。

1.2 水利樞紐工程施工難點(diǎn)分析及技術(shù)應(yīng)對措施

1.2.1 基坑淤泥等軟弱地層開挖

難點(diǎn)分析：本工程擬建閘位上部土層由第四系人工填土層、淤泥質(zhì)土層、粉砂層組成，下部基巖由燕山三期花崗巖組成。水閘和船閘基坑由第四系人工填土4.5m、淤泥土層深達(dá)16m，開挖設(shè)備反鏟、推土機(jī)作業(yè)困難，汽車無法進(jìn)入。因此，合理選擇開挖設(shè)備、制定合理的開挖方案，是確保基坑開挖進(jìn)度的關(guān)鍵。

技術(shù)應(yīng)對措施：①合理選擇開挖設(shè)備：反鏟、推土機(jī)盡量選用中型設(shè)備，適當(dāng)增加臺數(shù)；汽車以8t、15t、20t自卸汽車為主。②制定合理的開挖方案：第一層選擇在地面作業(yè)，利用地表硬化層，采用后退槽挖法開挖，基本不修路即可開挖作業(yè)；最底層選擇在建基面作業(yè)，開挖作業(yè)鋪填的石渣道路可用于基礎(chǔ)處理、混凝土澆筑施工，減少作業(yè)道路工作量。③基坑開挖淤泥、土方時，必須確保旱地開挖，開挖完成后立即填砂覆蓋，同時，要求盡量減少對建基面的擾動。開挖過程中如出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，隨時用編織袋裝土護(hù)坡或加打木樁予以保護(hù)。

1.2.2 基礎(chǔ)處理

難點(diǎn)分析：本工程水閘、船閘、節(jié)制閘、擋墻、泵站及圍堰等部分均有基礎(chǔ)處理，分別為：預(yù)應(yīng)力管樁、水泥攪拌樁、松木樁、U型混凝土板樁、高壓旋噴樁及鋼板樁施工。其中U型混凝土板樁和水泥攪拌樁更是整個基礎(chǔ)施工中的難點(diǎn)。

1.2.2.1 U型板樁施工

本工程泵房、水閘、船閘及擋墻部分采用U型板樁，U型板樁是第一次在中山水利工程大面積使用，板樁的防滲質(zhì)量直接影響到主體工程的安危，另外，擋墻部分采用U型混凝土板樁擋墻，板樁在施打過程中，較易發(fā)生傾斜、斷裂、掉塊、缺損。

技術(shù)應(yīng)對措施：①充分考慮打樁對周邊構(gòu)筑物的影響，并加強(qiáng)對岸坡的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)停止施工并及時處理。②調(diào)配反鏟挖掘機(jī)，對施工場地進(jìn)行平整壓實(shí)，一是為了滿足堆放板樁對場地的要求，二是為了確保履帶吊車工作過程中的安全，并且根據(jù)實(shí)際情況需要鋪設(shè)路基板。③進(jìn)場履帶吊車、液壓振動錘及鋼圍檁配套安裝材料，測量放線，打設(shè)定位型鋼，定位型鋼打設(shè)過程中要用2個約成90°交角的經(jīng)緯儀嚴(yán)格控制垂直度，垂直度偏差不宜超過1/ 200，定位型鋼插入土內(nèi)深度應(yīng)適當(dāng)加長，上端宜高出U形板樁設(shè)計樁頂標(biāo)高（0.5～1）m。④安裝鋼圍檁架，安裝過程中要控制好鋼圍檁與板樁側(cè)壁接觸的導(dǎo)向段的垂直度，鋼圍檁的內(nèi)側(cè)壁間距控制在455 mm（針對U-CS-450樁型的施工）。⑤為確保板縫間扣合嚴(yán)密，板樁在施工過程需采用合理有效的可提供水平約束力的緊固裝置。⑥板樁打設(shè)至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)及時采取一定措施與前一根樁連接成一板樁墻體，以防止在后繼板樁施工過程中將臨近剛施工好的板樁帶下，該現(xiàn)象在施工短樁時尤其突出，要格外引起注意。

1.2.2.2 水泥攪拌樁施工

本工程兩岸連接堤段的基礎(chǔ)采用水泥攪拌樁加固地基，水泥攪拌樁屬地下隱蔽工程，其質(zhì)量控制貫穿在施工的全過程中，需全方位進(jìn)行施工監(jiān)控。水泥攪拌技術(shù)作為一種新的地基處理方法，是采用水泥攪拌技術(shù)使軟弱土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的柱狀加固土，它與原位軟弱土層組成復(fù)合地基。

技術(shù)應(yīng)對措施：①攪拌樁開工前，要提交一份根據(jù)施工詳圖規(guī)定放樣的樁基中心線和樁位測量成果及樁位編號圖報送給監(jiān)理單位，經(jīng)確認(rèn)后方可開鉆。②攪拌樁使用的水泥品種及摻量必須滿足設(shè)計要求，整個樁基施工只能使用一種品牌的水泥，不允許混用。③樁機(jī)就位應(yīng)平整、穩(wěn)固，確保施工中不發(fā)生傾斜、移動；在樁架或樁管上設(shè)置用于施工中觀測深度河斜度的裝置。④樁機(jī)鉆桿垂直偏差不得大于1%，樁位偏差不得大于20mm，樁徑不得小于設(shè)計樁徑，施工樁長、深度誤差不大于100mm，樁體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不得小于設(shè)計規(guī)定，單樁實(shí)際攪拌量與設(shè)計攪拌量偏差在設(shè)計量的8%以內(nèi)。⑤在攪拌成樁過程中，如因送漿管路堵塞等原因而停止攪拌，第二次攪拌接樁時，復(fù)樁長度不得小于1m。⑥噴攪達(dá)到樁頂設(shè)計標(biāo)高時，宜停止提升，攪拌、噴漿數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。⑦下沉鉆頭鉆進(jìn)時，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)軟硬，時時注意電流的變化，及時調(diào)檔；提升攪拌攪拌時，均宜選擇慢檔提升，保證攪拌均勻。⑧攪拌時，隨時調(diào)整閥門、風(fēng)壓，保證送漿量的準(zhǔn)確；攪拌樁施工過程中，現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)與機(jī)臺操作人員，送漿工密切配合，以確保樁長、樁身垂直度、摻漿量等重要指標(biāo)滿足設(shè)計要求。⑨水泥入罐前應(yīng)先過篩，確保無結(jié)塊、無雜質(zhì)，單樁攪拌量、攪拌、停漿時間、復(fù)攪長度等應(yīng)有專人記錄。⑩對地下水位以上的樁，若地層的含水量偏低，施工時應(yīng)加水或施工后地面澆水，以便水泥土中水泥石的形成。有專人負(fù)責(zé)監(jiān)控，施工中出現(xiàn)的問題和處理情況，均須如實(shí)記錄并匯總分析。遇卡鉆、攪拌不暢或堵塞、樁體疏松、夾層斷樁、空心樁、樁體強(qiáng)度不均等情況時，應(yīng)暫停施工，確定處理方案，通過審批后方可繼續(xù)施工。

1.2.3 混凝土外觀質(zhì)量

難點(diǎn)分析：水閘、船閘、泵站及擋墻均是主體工程，永久外露面，混凝土外觀質(zhì)量要求相當(dāng)高，因此在保證結(jié)構(gòu)內(nèi)在質(zhì)量的同時，一定要保證混凝土的外觀質(zhì)量。

技術(shù)應(yīng)對措施：①重點(diǎn)保證混凝土外觀質(zhì)量的部位。水閘、船閘、翼墻、混凝土擋土閘、對外交通橋等混凝土外露面。②從測量上保證。采用全站儀等設(shè)備，要針對不同部位采用適宜的測量放樣方法，減少測量誤差。③從模板施工上保證。在模板選用上，盡量選擇完好、大幅面、表面光滑的模板施工；在模板安裝上，模板線條統(tǒng)一規(guī)劃，達(dá)到橫平豎直；在模板拆除方面，根據(jù)不同部位選擇不同的拆模時間。④從混凝土施工上保證?；炷寥雮}要均勻，出口距倉面高度小于2m，而且用吊罐澆筑時，不得直接沖擊承重模板，靠近側(cè)模的部位，應(yīng)由遠(yuǎn)及近向模板方向平倉，避免模板承受過大壓力而變形；盡量采用插入式振搗器振搗，靠近模板的部位，要小心操作，避免過振。⑤混凝土外觀處理保證。麻面：用水濕潤麻面處，用純水泥漿涂抹，使外表跟原砼表的顏色、分縫一致。蜂窩：用水濕潤蜂窩處，采用同混凝土標(biāo)號的去石水泥砂漿填充密實(shí)，風(fēng)干后再用純水泥漿涂抹使外表跟原砼表面一致。缺棱掉角：在棱角殘缺處鑿毛，用水濕潤，然后用同原混凝土標(biāo)號的去石水泥砂漿根據(jù)原棱角形狀重新修補(bǔ)，風(fēng)干后再用純水泥漿涂抹使外表跟原混凝土表面一致。

2 水利樞紐工程施工重點(diǎn)難點(diǎn)還包括以下方面

（1）引堤填筑速度與沉陷。引堤基礎(chǔ)較軟弱，如果填筑速度過快，將造成填土地基沉陷、下滑、土堤裂縫漏水等。因此，在土堤填筑時，必須先進(jìn)行排水固結(jié)地基，且每一天填土高度不超過0.5m，并分層填筑碾壓，且填筑速度不宜太快，確保施工質(zhì)量。

（2）填土速度對擋土墻穩(wěn)定的影響?；炷翐跬翂筇钔寥绻俣忍欤瑢⒖赡茉斐蓳跬翂?、失穩(wěn)。因此，在混凝土擋土墻后填土施工時，填筑不宜太快，且必須在擋土墻混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后開始填筑，同時必須做好排水管反濾體的施工，確?；炷翐跬翂Φ姆€(wěn)定。

（3）臺風(fēng)雨季節(jié)的施工。工程閘址地處西江，受臺風(fēng)、暴潮及咸潮影響較大，上游洪水對其也有一定的威脅，加上施工時段的限制，主體工程須在全年施工，必將受到不利的水文及氣象條件的影響。為確保施工安全和正常進(jìn)行，減少臺風(fēng)雨季節(jié)對施工的不利影響及財產(chǎn)損失，在汛前根據(jù)預(yù)案要求，配置足夠的防汛材料，同時在外圍堰處儲備一定數(shù)量的木樁、砂包等圍堰加高培厚的搶險物資。

[1]季芬新.U形預(yù)應(yīng)力板樁施工技術(shù)[J].水利建設(shè)管理, 2013，（5）：24-27.

[2]羅子波.樂昌峽水利樞紐工程設(shè)計要點(diǎn)[R].廣州:廣東省水利電力規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，2011.

2017-03-03）

簡志強(qiáng)（1983-），男，廣東中山人，大學(xué)本科，工程師，從事水利水電工程管理工作。