趙海軍

（山西萬水水利勘測設計咨詢有限公司）

1 工程概況

清漳河屬海河流域南運河水系，清漳河干流經下交漳村入峽谷地段，河道窄而曲折，至九腰會村以下出峽谷，經澤城、麻田入黎城縣境，至黎城下清泉村流入河北省，在河北省涉縣合漳村與濁漳河匯合稱漳河。清漳河河道蜿蜒曲折，主流全長210 km，流域面積5 320 km2，其中清漳東源控制流域面積1 586 km2，河長105 km；清漳西源控制流域面積1 568 km2，河長104 km。清漳河山西段流經昔陽縣、和順縣、左權縣和黎城縣，省內流域面積4 150 km2，主流長146 km。

2016年“7.19”洪災是左權縣近20年來遭受的最大的一次洪災，全縣水利基礎設施受損嚴重。清漳河東源最大洪峰流量達到800～900 m3/s，造成堤防多處損壞，道路受損嚴重，給當地居民生命財產造成嚴重損失。2017年“7.27”洪災，左權縣境內出現(xiàn)強降雨，局部地區(qū)降雨量達130 mm 以上，清漳河河水猛漲，導致洪災發(fā)生，部分農田、大棚被淹，橋梁（便橋）垮塌，水利設施沖毀，房屋受損。芹泉水文站記錄下莊最大日降雨量43 mm，最大洪峰流量110m3/s。

清漳河東源現(xiàn)狀樞紐由進水閘、泄洪閘、溢流堰、防洪堤組成，在運行過程中上游防洪堤沖刷日益嚴重，亟待加固處理。

2 防洪堤防沖加固形式比選

2.1 防沖加固形式

針對清漳河東源治理段具體情況，規(guī)劃防洪堤全段長3.2 km，樁號為205+390～208+590。由于受資金限制，工程分為205+390～206+590，206+590～207+590，207+590～208+590三段，設計了兩個防沖加固方案。

方案一：混凝土板加水力插板連續(xù)墻防沖

207+590～208+590防洪堤河床以上斷面為梯形，高度4.50 m，堤頂寬為5.00 m，邊坡為1∶2，迎水面采用C20現(xiàn)澆混凝土板護砌，混凝土板厚0.15 m，每塊板長、寬為3.00 m×3.00 m，混凝土板下鋪設0.30 m厚的砂礫石墊層，砂礫石墊層下設無紡布。基礎防沖采用水力插板連續(xù)墻防沖方案，墻深12 m，水力插板板厚0.30 m，單板寬1.20 m，長11.50 m，為保證水力插板在洪水淘刷作用下的穩(wěn)定性，每隔8.10 m 設置一道防沖板，交接處為T型板，齒長0.30 m，防沖板總長2.70 m；水力插板頂部設置帽梁，帽梁厚0.50 m，寬0.50 m的現(xiàn)澆C20混凝土，梁頂設置水平拉梁，間距8.10 m，斷面為0.50 m×0.50 m×5 m，拉梁由錨梁固定，錨梁每隔24.30 m設置一道沉降縫，在拉梁與錨梁節(jié)點處設水力插板摩擦樁，錨板深6.00 m，間距為8.10 m，以保證防沖墻的穩(wěn)定。

全壩段在混凝土護坡前拋投四面六邊透水體，壩前平鋪6 m，設置兩層，以降低墻前水流流速，形成落淤，確保工程安全，為防止下滑鋪設一層土工格柵。四面六邊透水體框架桿件為混凝土結構，強度指標為C20，Ⅱ級配，抗凍指標為F200，抗?jié)B指標為W6，截面面積為0.10 m×0.10 m，桿件長1.00 m，中心用φ 10鋼筋進行構造連接。堤頂設砂礫石路面寬5.00 m，厚0.20 m。

方案二：雷諾護墊+格賓石籠

207+090～208+590防洪堤河床以上斷面為梯形，高度3.60 m，壩坡采用雷諾護墊厚0.30 m，下設無紡布，規(guī)格為400 g/m2，自壩頂鋪設至河床以下4.00 m 深度，雷諾護墊m=2.5，自河床以下5.20 m設置格賓石籠水平鋪蓋，自上而下分別為二層0.60 m厚格賓，規(guī)格為2 m×1 m×0.60 m（長×寬×高），格賓石籠的水平鋪設長度為10 m。該防沖形式為半臨時性加固措施，需在每年洪水期觀測沉降量，按照自然沉降形成落淤穩(wěn)定，必要時進行險工段的拋投加固。堤頂設砂礫石路面寬5.00 m，厚0.20 m。

2.2 工程方案的比較

從運行管理、使用壽命、工程施工難易程度、防滲效果、抗沖能力、耐久性能、總投資等角度［1］進行防洪堤防沖加固形式優(yōu)缺點的比選，具體見下表。

表1 防洪堤防沖加固形式比較

以上兩個方案從技術角度來講都是可行的，但從施工難易程度、施工質量控制、投資等方面綜合比較，方案一混凝土板護坡+水力插板防沖優(yōu)越性較明顯，施工工期有保證，有利于機械化施工，受惡劣天氣的影響較小，考慮到清漳河東源治理段上游的防沖形式，故推薦方案一。

3 水力插板連續(xù)墻施工要點

3.1 鋼筋制作

根據設計將鋼筋籠制作好，鋼筋籠每節(jié)按18 m考慮，根據鋼筋加工量每個工段設工棚50 m2，料場100 m2。工棚內設置14 kW鋼筋調直機，20 kW鋼筋切斷機，φ6～40鋼筋彎曲機，30 kW直流電焊機，150 型電弧對焊機來完成鋼筋加工，然后通過5t載重汽車運至各安裝點綁扎，鋼筋加工焊接及綁扎的好壞，直接影響整個工程的質量，為此在鋼筋調直、除銹、下料、彎制成形、焊接、綁扎等工序上嚴格按照施工規(guī)范進行。

3.2 鋼筋混凝土板樁的預制

先進行水力插板連續(xù)鋼筋混凝土板樁的預制，配置的混凝土標號必須滿足設計要求，一律選用硅酸鹽水泥。施工機具、施工條件、操作工藝、質量和成品養(yǎng)護應符合GB 50204-2015的規(guī)定［2］?；炷翝仓?，應檢查并做到模板的標高、位置、截面尺寸均符合設計要求；模板的縫隙嵌嚴，模板的支撐、木楔、墊板等均牢固、穩(wěn)定。檢查并做到鋼筋的數量、排列、直徑、彎曲位置、構件同一截面鋼筋接頭數量和距離以及鋼筋保護層厚度均符合設計要求。用普通硅酸鹽水泥制混凝土板澆水養(yǎng)護時間不少于7 d，可采取措施保持混凝土處于足夠的濕潤狀態(tài)。預制混凝土板養(yǎng)護氣溫不低于5 ℃。

3.3 水力插板施工

水力插板工程是由單塊水力插板通過類似擺積木一樣的施工方法建設形成。陸地施工時，需先平整好場地，然后定位、放線、確定標高，沿插板樁軸線方向開挖溝槽，內寬能保證插板樁正常插入，安放扶正器，地下返出的高含沙水從已插混凝土板兩側流過。水上施工時，首先安裝在底部焊有三面封閉一面開口導流攔沙擋板的操作平臺，確保水力噴射切割地層返出地面的高含沙水從已插完的混凝土板兩側流過，達到導流沉沙加固樁板的目的。水泵吸水口必須安裝過濾篩網，不允許吸水口接觸地面。預制鋼筋混凝土板樁起吊時繩索與板水平面夾角應大于45°。第一塊板插入時應嚴格控制方位及垂直度，達到設計要求。第二塊板的滑板應插入第一塊板的滑道內，當板頂離設計標高0.50 m時應降低排量，使滑板的限位板緩慢平穩(wěn)接觸第一塊板的滑道頂面。在隔水道中下入膜袋，從下至上注滿水泥漿使兩板結合部形成全封閉的“內腔室”。下入注漿管道使“內腔室”從下至上注滿水泥漿固結成帶有夾心鋼板的混凝土整體從而使密封性能超過鋼筋混凝土板。施工結束后，板樁的沉降為設計高程的±20 mm。

根據設計要求，首先制作鋼筋籠，預制鋼筋混凝土板墻；其次將預制成型的水力插板依靠水力噴射將混凝土板插入地層；再次將插入地層的單個水力插板通過注漿、固縫形成一道整體地下連續(xù)墻；最后綁扎鋼筋現(xiàn)澆混凝土形成帽梁。整個施工過程最主要是預制鋼筋混凝土板和插入地層兩個環(huán)節(jié)。水力插板的工藝流程圖、注漿、固縫示意圖［3］如下：

圖1 水力插板施工工藝流程圖

4 結論

在清漳河東源治理段防洪堤加固施工過程中，混凝土板護坡+水力插板連續(xù)墻防沖加固型式具有防沖、防凍、防滲效果好、穩(wěn)定性強、使用壽命長、施工開挖斷面小，施工方便、不受施工排水及場地限制、易機械化施工、運行管理方便，施工質量較容易控制，投資最低，減少河道淤積，節(jié)省材料、運費等優(yōu)勢，應該選用。在渠首防洪堤水力插板連續(xù)墻防沖加固施工過程中，為確保防沖加固施工質量，應該加強對鋼筋制作、鋼筋混凝土板樁預制及水力插板施工工藝的控制。