摘 要：為了提高沙質(zhì)淺灘拋石丁壩的施工質(zhì)量，增強(qiáng)壩體結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)廣西潯江龍圩水道拋石丁壩施工工藝進(jìn)行研究，對(duì)龍圩水道拋石丁壩施工效果進(jìn)行觀測(cè)，總結(jié)砂質(zhì)淺灘建造拋石丁壩施工工藝及施工經(jīng)驗(yàn)，為沙質(zhì)淺灘拋筑丁壩施工提供技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：龍圩水道 拋石丁壩 施工工藝 效果觀測(cè)

1.引言

在砂質(zhì)淺灘航道整治工程中，通常采用疏浚與整治相結(jié)合的方法，為了達(dá)到整治目的，往往需要在沙質(zhì)河床上建造整治丁壩，以達(dá)到縮小河床過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，集中水流束水攻沙和增加水深的目的，以保證枯水期航道維護(hù)水深。

2.龍圩水道基本情況

2.1灘險(xiǎn)概況

潯江龍圩水道位于梧州市上游14km，是西江上游桂平至梧州段最復(fù)雜的沙石淺灘。龍圩水道自石良塘山角起至長(zhǎng)洲尾匯合段止全長(zhǎng)14km，進(jìn)口段河寬900m，出口段河寬950m，中間段左、右岸最寬3200m。龍圩水道河段內(nèi)有思恩洲、泗化洲、長(zhǎng)洲三個(gè)島呈品字形屹立于河中，思恩洲前半部把潯江水流分成兩汊，思恩洲后半部及長(zhǎng)洲頭與泗化洲之間把潯江全河段分成三汊，分別是內(nèi)江（左支）、中江（中支）和外江（右支），到達(dá)泗化洲尾后，中江匯合進(jìn)入外江以后，水流呈扇形分散在河寬900m寬的淺灘上，形成幾處較大的沙灘，如在外江入口段位于航道左側(cè)靠近右岸的鯉魚(yú)沙，在外江中段長(zhǎng)洲島右側(cè)的瓦窯沙邊灘等。由于外江河面較寬，水流分散，到了枯水期航道經(jīng)常出現(xiàn)積沙出淺，導(dǎo)致航道水深不足，每年都要進(jìn)行大量疏浚才能維持航道水深，不僅需要投入大量的人力物力，而且由于水深不足，影響西江航運(yùn)發(fā)展。

2.2水文、地質(zhì)情況

水文情況：多年實(shí)測(cè)最大流量58700m3/s，最小流量720m3/s，設(shè)計(jì)最低通航水位時(shí)相應(yīng)的流量為1090m3/s，石良塘至長(zhǎng)洲尾設(shè)計(jì)水位時(shí)落差2.66m，平均比降0.19‰，河段水面流速1.1m/s～1.78m/s。

地質(zhì)情況：灘段河床基巖為花崗巖，質(zhì)地堅(jiān)硬，表層有沙覆蓋，厚度為3～7m，河道中間的砂為中砂，粒徑為d50=0.36mm，外江中段長(zhǎng)洲島右側(cè)瓦窯沙邊灘的沙為細(xì)砂，砂的粒徑為d=0.1～0.3mm。

3.拋石丁壩施工工藝

在西江一期航道整治工程中，龍圩水道航道整治工程設(shè)計(jì)采用疏浚、炸礁和建造整治壩相結(jié)合的整治措施。在外江左岸長(zhǎng)洲島右側(cè)的瓦窯沙邊灘布置5條丁壩，形成丁壩群，在泗化洲尾布置一條洲尾順壩，并結(jié)合布置一些短丁壩，設(shè)計(jì)筑壩工程量為101379m3。丁壩斷面尺度為：頂寬：2m，上游迎水面邊坡：1：1，下游背水面邊坡：1：2，縱坡：1：150，壩頭錐體的錐坡為1：1。

3.1龍圩水道拋石丁壩施工工藝流程

施工前水下地形測(cè)量→測(cè)設(shè)導(dǎo)標(biāo)→平整壩基→拋填袋裝砂→拋填石碴或碎石填料→拋填塊石→細(xì)拋塊石→整理壩體和干砌壩面→壩根護(hù)岸→水泥砂漿填縫及鋪面。

3.2施工方法

3.2.1施工前水下地形測(cè)量和測(cè)設(shè)導(dǎo)標(biāo)

施工前認(rèn)真校對(duì)施工區(qū)域控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程。校對(duì)無(wú)誤后，用前站儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣，在岸邊測(cè)設(shè)壩軸線導(dǎo)標(biāo)，上、下邊線導(dǎo)標(biāo)，并在丁壩施工區(qū)域附近測(cè)設(shè)施工水尺。與此同時(shí)，進(jìn)行河床水下地形測(cè)量，按照1：1000的比例制作成圖，根據(jù)測(cè)圖掌握河床水下地形變化情況，并以此為依據(jù)，計(jì)算工程數(shù)量和控制施工過(guò)程中的拋填高程。

3.2.2對(duì)沙質(zhì)淺灘丁壩壩基范圍進(jìn)行平整

根據(jù)測(cè)圖資料對(duì)水下地形圖進(jìn)行檢查，對(duì)于高差相差超過(guò)±20cm的，應(yīng)進(jìn)行整平。對(duì)于沙質(zhì)淺灘可以就地取材，宜在壩的上游離壩軸線200m以外的區(qū)域取沙，利用泥駁將砂運(yùn)送到壩址進(jìn)行拋填，拋填時(shí)要考慮水流速度的影響，拋填砂之前必須進(jìn)行試拋，通過(guò)試拋確定船的駐位，以保證拋填沙落到拋填區(qū)域。拋填沙之后，要及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，若拋填高度超出設(shè)計(jì)底標(biāo)高±20cm，可用反鏟挖泥船將其攤平，直到符合要求為止。

3.2.3拋填袋裝砂

袋裝砂的拋填范圍：縱向范圍從壩根開(kāi)始沿著壩軸線超出壩頭基礎(chǔ)以外10m，橫向范圍是丁壩基礎(chǔ)上、下邊線以?xún)?nèi)1m所連成的區(qū)域，施工順序是：同一座丁壩從壩根開(kāi)始，在同一丁壩橫斷面從下游開(kāi)始。在拋填砂袋之前，先將工作船按岸上導(dǎo)標(biāo)指示的方向移到施工區(qū)域，用GPS測(cè)量定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，船位準(zhǔn)確之后可均勻拋填砂袋，砂袋的填筑厚度一般為60cm，在拋填過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)探測(cè)水深，高程偏差應(yīng)控制在±20cm以?xún)?nèi)，寬度應(yīng)當(dāng)小于壩基1m。

3.2.4拋填石碴或碎石填料

拋填袋裝砂工作完成以后，應(yīng)及時(shí)拋填石碴或碎石覆蓋。石碴的拋填范圍：縱向范圍從壩根開(kāi)始沿著壩軸線超出壩頭基礎(chǔ)以外20m；橫向范圍是丁壩基礎(chǔ)上、下邊線以外2m所連成的區(qū)域，為了保護(hù)壩頭，壩頭基礎(chǔ)應(yīng)適當(dāng)加寬，在靠近壩頭20m至超出壩頭20m的范圍內(nèi)，兩邊的寬度宜增加 10m～15m；拋填厚度1.0～1.5m。拋填的石碴或碎石填料可以就地取材，石碴應(yīng)有適當(dāng)?shù)募?jí)配，并且含泥量應(yīng)小于10%?？梢钥紤]從附近的石場(chǎng)取料，通過(guò)陸路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸或陸路與水路聯(lián)合運(yùn)輸方式將石碴到達(dá)工地。為了解決石料來(lái)源少的困難，龍圩水道筑壩就地取材，利用炸礁工程產(chǎn)生的石碴作為丁壩基礎(chǔ)的填料，通過(guò)泥駁將石料運(yùn)到工地以后，從壩根開(kāi)始延壩頭方向拋填，施工過(guò)程中要加強(qiáng)測(cè)量，保證拋填厚度均勻。

3.2.5拋填塊石

拋填的塊石料，應(yīng)選擇重量在20～100kg，粒徑25～60cm，石料的外觀質(zhì)量要求不成片狀，無(wú)嚴(yán)重風(fēng)化和裂紋的巖石。施工時(shí)應(yīng)從壩根開(kāi)始往壩頭方向拋填，先用開(kāi)底駁進(jìn)行粗拋，然后用民船進(jìn)行補(bǔ)拋和細(xì)拋。粗拋高度應(yīng)控制在設(shè)計(jì)壩頂高程以下20～50cm為宜，細(xì)拋填筑高度應(yīng)當(dāng)控制在壩頂設(shè)計(jì)標(biāo)高±20cm以?xún)?nèi)。

3.2.6壩根護(hù)岸

在壩根連接岸坡的位置，在壩的上游10m至壩的下游30m范圍內(nèi)，先進(jìn)行理坡，然后拋填塊石，拋填高度高于壩根頂高程1.5～2.0m，拋填厚度0.6～0.8m，面層用塊石干砌，塊石之間的空隙用小石塊填充嵌實(shí)。

3.2.7理坡和干砌壩面

拋填塊石完成之后，及時(shí)進(jìn)行測(cè)量校對(duì)壩位，現(xiàn)場(chǎng)在壩面把丁壩的中軸線、壩面的上、下邊線放樁進(jìn)行標(biāo)示，按丁壩壩體設(shè)計(jì)斷面尺寸和坡度要求進(jìn)行理坡，去高填低，使壩體基本成形。理坡完成后對(duì)設(shè)計(jì)最低通航水位以上的壩面進(jìn)行干砌，干砌壩面的順序從壩根開(kāi)始往壩頭方向進(jìn)行，壩面要采用粒徑較大的塊石，安砌穩(wěn)定平整，塊石之間的縫隙用小石塊嵌實(shí)。

3.2.8在壩面鋪設(shè)水泥沙漿

在丁壩建成經(jīng)歷一個(gè)水文年以后，壩體沉降基本穩(wěn)定，為增強(qiáng)丁壩的整體穩(wěn)定性，可用強(qiáng)度為C20的水泥沙漿進(jìn)行填縫，在丁壩壩面鋪設(shè)一層厚度為2～3cm的水泥砂漿，使丁壩壩體塊石與塊石之間緊密相連，達(dá)到增強(qiáng)丁壩整體穩(wěn)定性的目的。

4.效果觀測(cè)

對(duì)龍圩水道長(zhǎng)洲島右側(cè)瓦窯沙邊灘的丁壩群現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的情況表明，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的施工工藝和方法，丁壩的整個(gè)情況有了很大改善。

（1）壩體整體穩(wěn)定良好，壩體沉降、塌陷明顯減少；沒(méi)有實(shí)施對(duì)壩面干砌塊石進(jìn)行水泥砂漿填縫的丁壩，壩面塊石仍有被掀翻的情況，缺口深度0.3～0.6m。

（2）壩根穩(wěn)定，沒(méi)有明顯的損毀現(xiàn)象。

（3）壩頭基本穩(wěn)定，除壩頭有小部分塊石松動(dòng)、脫落以外，沒(méi)有因?yàn)槭艿絿?yán)重沖刷引起壩體向壩根方向縮短的現(xiàn)象。

5.結(jié)語(yǔ)

（1）在砂質(zhì)淺灘建造丁壩，采用袋裝砂作為基礎(chǔ)護(hù)底，使壩體與沙質(zhì)河床之間可實(shí)現(xiàn)柔性接觸，有效解決壩體的滲漏引起對(duì)沙質(zhì)河床沖刷的問(wèn)題，增強(qiáng)壩體的整體穩(wěn)定性。

（2）利用石碴或碎石作為壩基礎(chǔ)的主要回填料，并且縱向在壩體靠近壩頭20～30m位置起，直至超過(guò)壩頭向河中間延伸20～30m，橫向從壩基邊線以外向上、下游增寬10～20m的范圍內(nèi)拋填厚度1.0m的石碴或碎石填料，有利于保護(hù)壩頭的穩(wěn)定。

（3）在壩根連接岸坡的位置，在壩的上游10m至壩的下游30m范圍內(nèi)，用干砌塊石進(jìn)行防護(hù)，對(duì)保護(hù)壩根穩(wěn)定是有效的。

（4）在石料來(lái)源比較困難的工程，可利用炸礁工程產(chǎn)生的石碴作為拋石丁壩基礎(chǔ)填料，不僅可以就地取材、降低工程成本、加快施工進(jìn)度，而且可廢物利用，減小對(duì)河床的破壞，有利于環(huán)境保護(hù)。

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