魏皛　宋根才

摘要：大型船閘擴能工程規(guī)模較大、結構復雜，施工組織設計影響因素較多，一直以來是船閘設計研究的重點。文章基于左江山秀船閘擴能工程，系統(tǒng)分析了施工組織設計條件，開展了土石方的合理調配和平衡研究，并合理選擇了施工料場；研究確定了施工導流標準及施工導流方式，并在此基礎上，確定了本工程導流圍堰設計方案；對施工場地布置進行反復調整和優(yōu)化，確定了緊湊而完全滿足施工要求的施工總平面布置。該項目的施工組織方案較好地滿足了工程需要，節(jié)省了工程量，有效降低了工程投資，加快了施工進度，對同類工程實踐具有借鑒和參考意義。

關鍵詞：船閘擴能工程；施工組織設計；施工導流；圍堰設計

0引言

船閘作為供船舶通過樞紐工程的通航建筑物，對整個航運系統(tǒng)的正常運行往往具有決定性的作用。隨著內河航運的發(fā)展，原有船閘的通過能力成為瓶頸，船閘擴能的需求日益突出。國內船閘領域的研究方向以船閘設計、施工技術，以及貨運量和水運經濟方面的研究為主，而對于可以指導工程現場實施的施工組織設計的研究尚比較缺乏［1-2］。

目前，交通行業(yè)尚未出臺針對水運工程和船閘的施工組織設計行業(yè)規(guī)范，對于船閘的施工組織設計缺乏必要的指導。在船閘工程實踐中，一般均基于工程特點，結合總體布置方案及設計方案，開展專項研究確定具體的施工組織方案。而對于船閘擴能工程，施工組織設計的難度更大，不僅需要結合原樞紐總布置情況，并盡量避免對原工程建筑物產生影響，同時還需要考慮料場選擇、交通條件以及臨時建筑物與永久建筑物的協調一致等因素［3］。

本文結合左江山秀船閘擴能工程，從施工條件、施工導流、施工交通、施工總布置及施工總進度等方面，對施工組織方案設計進行了研究。

1 工程概況

左江是珠江流域西江水系的主要支流之一。國務院批復的《珠江流域綜合規(guī)劃（2012—2030）》將左江（龍州-宋村三江口）規(guī)劃為Ⅲ級航道。已建的山秀電站位于左江主干流下游河段，距崇左市扶綏縣約14 km，距南寧市約90 km。該工程以發(fā)電為主、兼顧航運、灌溉。已建山秀梯級樞紐通航建筑物采用單級船閘，級別為Ⅴ級，設計通航標準為最大通航一頂2×300 t分節(jié)駁船隊及300 t級機動駁船，設計單向年通過能力僅為95×104 t。

為適應左江航道中遠期貨運量的增長情況，滿足Ⅲ級航道的通航規(guī)模要求，有必要對山秀船閘進行擴能工程建設，從根本上解決山秀梯級的航運過壩問題，以適應目前左江水運發(fā)展的要求。新建的山秀二線船閘布置在一線船閘左岸，兩船閘中心線間距約為60 m，船閘中心線交角為8°。二線船閘工程主要為建設通航建筑物，由上、下引航道，上、下閘首和閘室組成。山秀二線船閘工程等別為Ⅱ等，建設規(guī)模為1 000噸級船閘（兼顧2 000噸級），船閘主尺度為190 m×23 m×5.5 m（有效長度×寬×門檻水深），二線船閘設計水平年年單向通過能力為1 470×104 t。

山秀船閘擴能工程總平面布置如圖1所示。由圖1可知，船閘主體段布置在攔河壩軸線以下，船閘主體與攔河壩之間布置88 m長的通航連接段。船閘主體段長309 m，由上閘首、閘室和下閘首組成長，其中上閘首長38 m，閘室長230 m，下閘首長41 m。

山秀船閘擴能工程包含有新建上、下游引航道，上下游閘首和閘室等，結構復雜，施工項目較多［4］，并且在施工過程中應避免對原山秀樞紐造成影響，其施工組織設計及總體布置均存在較大困難，需要結合樞紐布置方案、現場施工條件及原樞紐工程運行調度方案等因素進行綜合考慮及系統(tǒng)研究確定［5］。

2 工程條件

工程所在區(qū)域地形為巖溶孤峰、丘陵地貌，施工布置場地有限，工程施工項目較多、工程量較大，其中土石方開挖量達498×104 m3，其中石方開挖量＞256×104 m3，混凝土澆筑工程量達52×104 m3。

2.1 水文氣象條件

工程所在地屬亞熱帶季風氣候，汛期氣溫高，降雨量大，冬季氣候涼爽，雨量少，是施工的黃金季節(jié)。洪水主要由降水徑流匯流形成，受流域特性及暴雨特性影響較大。工程所在地多年平均氣溫為21.9 ℃，多年月平均最高氣溫為7月份的28.6 ℃，最低月平均氣溫為1月份的13.2 ℃。

2.2 對外交通條件

工程距崇左市扶綏縣縣城約14 km，距南寧市約90 km。扶綏縣公路、水路交通均十分方便：公路經G7211高速公路轉縣道X521及鄉(xiāng)村道路直通至工程位置；水運方便，常年通航。工程建設以公路運輸為主，重大件可通過水路運輸，工程建設交通條件便利。

2.3 山秀樞紐調度運行方式

為盡量降低對原樞紐工程正常運行的影響，需對原山秀樞紐調度運行方式進行統(tǒng)籌考慮，如表1所示。

2.4 主要建筑材料來源

為達到方便快捷、節(jié)約成本等目的，該工程所需要的砂石骨料、土石填筑料、土料、石料等均優(yōu)先采用本工程開挖料，不足部分就近選擇合適料場，如仍有不足的采用外購方式。

該工程的鋼材由南寧市或柳州市供應；水泥由扶綏縣當地或南寧市的水泥廠供應，通過公路或鐵路運輸；粉煤灰由南寧火電廠供應；火工材料由扶綏縣就近供應。

2.5 施工供水、供電

該工程施工用電負荷約為3 500 kW，擬從左岸下游110 kV變電站接線，并設置臨時變壓器給工程施工供電，可滿足施工期間的工程建設用電需要。施工期生產和生活用水均取自左江，生活用水需經適當處理后飲用。

3 施工導流及圍堰設計

3.1 施工導流標準

該工程級別為Ⅱ級，各部位的導流標準分別為［6］：

（1）船閘閘首與閘室均為2級建筑物，船閘閘首、閘室等主要建筑物的導流建筑物級別為4級?；炷羾叩脑O計洪水標準為5～10年一遇，土石圍堰的設計洪水標準為10～20年一遇。

（2）導航墻為3級建筑物，相應的導航墻的臨時建筑物為5級。混凝土圍堰的設計洪水標準為3～5年一遇，土石類圍堰的設計洪水標準為5～10年一遇。

3.2 施工導流方式

該工程采用分期導流方式：

一期：采用全年圍堰一次圍住船閘主體及下游導航墻，上游保留原樞紐大壩擋水。

二期：上游新建枯水期混凝土圍堰，圍護船閘通航銜接段及連接壩段，下游繼續(xù)沿用一期圍堰擋水。

主體圍堰以外的上、下游引航道水下部分的土石方開挖，利用枯水期臨水側預留巖土坎擋水，進行內側土石方開挖，減少水下土石方開挖，其余部位水下部分采用水下施工。

3.3 導流圍堰設計

3.3.1 主體一期圍堰（圖2）

主體一期圍堰圍護船閘主體建筑物包含上、下閘首和閘室及大部分下游導航墻。在船閘主體建筑物下游縱向采用混凝土圍堰，混凝土圍堰軸線長度約為270 m，堰頂高程為88.80 m；部分圍堰采用預留土（巖）坎圍堰，預留土（巖）坎圍堰軸線長度約為580 m，堰頂高程為88.80 m；上游橫向采用現有大壩擋水。

3.3.2 主體二期圍堰（下頁圖3）

主體二期圍堰主要圍護船閘通航銜接段及新建銜接壩，在挖斷山秀水電站接頭重力壩前，上游采用主體上游二期縱向混凝土圍堰加主體上游二期橫向預留土石圍堰的方式擋水，滿足山秀樞紐擋水要求。主體二期縱向混凝土圍堰的軸線長度約為55 m，堰頂高程為87.80 m。

4 施工交通及施工總布置

4.1 對外交通

結合工程對外交通條件，經綜合比選，確定該工程對外交通公路運輸路線為：南寧76 km渠黎互通—9 kmX521縣道—電站路口7 km左岸船閘施工區(qū)。

4.2 場內交通

在左岸主體工程開挖邊坡外，布置一條施工主干道，連接下游施工區(qū)；在樞紐左岸壩頭至左岸施工工廠區(qū)、棄碴場方向修建一條長約700 m的交通洞。工程施工期間，根據工程進展情況，布置基坑道路通過施工主干道至棄碴場的土石方開挖出渣道路，滿足施工期間的場內運輸要求［7］。

4.3 施工總布置

根據工程建筑物布置及施工導流的特點，結合工程壩址區(qū)地形、地質條件布置施工輔企及棄渣場，施工總布置見圖4，其中主要包括下游混凝土拌和系統(tǒng)、砂石料場、鋼筋加工廠、木材加工廠、綜合倉庫、施工生活及管理區(qū)等。

5 結語

大型船閘擴能工程規(guī)模較大、結構復雜，施工組織設計影響因素較多，一直以來是船閘設計研究的重點。本文基于左江山秀船閘擴能工程，結合工程總布置方案、現場施工條件及原樞紐工程運行調度方案等多種影響因素，對施工組織方案設計尤其是施工導流及圍堰設計進行了深入研究，得到主要結論如下：

（1）該項目土石方開挖及混凝土澆筑工程量均較大，綜合考慮現場實際條件及施工進度安排，開展土石方的合理調配和平衡、料場的合理選擇對降低工程投資和加快施工進度具有重要價值和意義。

（2）該項目建設規(guī)模大，施工場地有限，施工區(qū)域的布置難度大。緊密結合工程實際需要、壩址區(qū)地形、地質條件和施工進度的要求，對施工場地布置進行反復調整和優(yōu)化，確定了緊湊而完全滿足施工要求的施工總平面布置。

（3）根據河道水文特征、地形地質條件，結合二線船閘布置的特點，綜合比較采用岸邊預留巖（土）坎做圍堰、分期導流方式。在此基礎上，經綜合比選及結構計算，確定了該工程導流圍堰設計方案。

（4）經現場實踐表明，該項目的施工組織方案較好地滿足了工程需要，現場施工條件較好，節(jié)省工程量，有效降低了工程投資，加快了施工進度，對同類工程實踐具有較強借鑒和參考意義。

參考文獻：

［1］陳世俊，昌雪玲.船閘工程設計安全風險評估初探［J］.中國水運（下半月），2020，20（7）：71-72.

［2］管悅吟.船閘工程施工安全風險評估及應用分析［J］.工程技術研究，2020，5（4）：168-169.

［3］鄭海娟.船閘樞紐工程施工組織設計探討［J］.水利建設與管理，2016（9）：17-20.

［4］王建平，邢方亮，陳奕芬，等.山秀船閘擴能工程上游引航道口門區(qū)方案優(yōu)化研究［J］.水道港口，2020，41（4）：448-453.

［5］鄒開明，普曉剛.航電樞紐二線船閘擴建工程平面布置原則探討［J］.湖南交通科技，2015，41（3）：141-145.

［6］汪映紅，姜興良.船閘擴建工程的施工導流標準和圍堰方案［J］.水運工程，2019（4）：214-218.

［7］張德印.船閘基坑工程施工技術分析［J］.建材與裝飾，2019（21）：12-13.

作者簡介：魏 皛（1981—），高級工程師，主要從事水運工程規(guī)劃與設計工作。