丁家高，楊婷婷，韓發(fā)兵，吳德球

（江蘇天源建設集團有限公司，江蘇 淮安 211700）

0 引言

圍堰是一種水壩類臨時性建筑，在水利水電工程施工過程中起著非常重要的作用，其建造的目的在于施工基坑圍護，確保施工過程在干地狀態(tài)下展開。施工任務結束后，如果圍堰不屬于工程建筑的組成部分，則必須拆除。為保證圍堰結構的穩(wěn)定及防滲水效果，必須加強圍堰設計及檢測，圍堰立面還應能有效防止水流對河道的沖刷，以降低泄水難度。

1 工程概況

東灌區(qū)節(jié)水配套改造項目位于盱眙縣境內。工程建設內容包括襯砌干渠2 條，長度15.61 km；整治蓄水塘壩1 面；新建灌溉泵站1座（配套低壓管道灌溉片24.33 hm2）；維修加固灌溉泵站1 座；一體化泵站1 座（配套滴灌片13.33 hm2）；拆（新）建干渠節(jié)制閘2 座，退水閘1 座；拆建渡槽5 座，生產橋4 座，拆（新）建放水口52座，新建灌區(qū)信息化管理設施1套。

土圍堰堰體全部用附近土料填筑，迎水邊坡、背水邊坡坡比均為1∶3，水下邊坡為自然坡，坡比約為1∶5～1∶7，頂寬2 m，圍堰頂高出水位線0.50 m以上。圍堰斷面見圖1。

圖1 圍堰斷面圖 單位：m

2 施工方案

淤泥質軟基上進行圍堰施工，必須將堰體嵌固進淤泥內，以增強圍堰穩(wěn)定性。施工時將原設計圍堰壩基清淤寬度從84 m減小至50 m，并預留一定寬度淤泥，起到荷載壓重及阻止圍堰滑動。上圍堰填土呈楔形，嵌固進淤泥后穩(wěn)定性有保證。

該工程圍堰分兩期施工，高程2 m 以下堰體為一期，以左右岸為起點，進占至合龍；高程2 m以上堰體為二期，從龍口開始填高至設計斷面，再后退施工至左右岸。

2.1 一期施工

主槽段一期施工時，以水平進占方式控制圍堰頂13～14 m寬的區(qū)域，比設計寬度小10 m；填筑土料含水量在16%～18%之間。因圍堰壩基兩側淤泥所限，左右岸進展過程中分別出現(xiàn)11次和9次垂直向滑坡。合龍段四周再現(xiàn)大量堆積淤泥，以便淤泥向圍堰兩側擠排，縮小堰體進占寬度，由推土機按鏟寬推土進占，將淤泥分期擠排至堰體兩側。主河槽段堰體的進一步加寬增高，淤泥繼續(xù)向兩側擠排，堰體便順勢沉陷，兩側坡腳外呈現(xiàn)裂縫。背水坡裂縫寬度最大達0.80～1.00 m，肉眼可見深度達2.60～3.00 m。臨近圍堰中心線側的裂縫以沉降為主；遠離中心線側的裂縫則以平移為主。

2.2 二期施工

二期采用相同土料，每日圍堰加土厚度達到1.00～1.20 m，并實時檢測圍堰沉降，當日沉降減至2 cm時，在圍堰背水面坡腳裂縫區(qū)按1.00～1.20 m間距打設1排6 cm長、直徑18 cm的木樁，加固圍堰，避免發(fā)生堰體滑動；圍堰坡比最終穩(wěn)定在1∶5。

3 施工參數的確定

3.1 圍堰壩基開挖深度

圍堰壩基開挖深淺直接關系到基礎承載力、工程進度及投資大小。該灌區(qū)節(jié)水配套改造工程在河道淤泥質地基上筑壩，為保證壩基穩(wěn)定，必須加強地基清淤處理。圍堰地基承載力、兩側淤泥嵌固力及堰體自身強度決定著圍堰水平穩(wěn)定性，綜上，應根據地基承載力確定圍堰地基清淤深度。

3.2 圍堰地基清淤寬度

圍堰基礎地基開挖時，清淤工程量較大，且無法充分利用圍堰側淤泥嵌固作用和邊荷載作用，故圍堰地基開挖寬度并非圍堰基礎寬度。結合工程實際，圍堰地基清淤寬為圍堰與原淤泥面接觸寬。

式（1）中：L 為堰地基清淤寬（m）；h1為圍堰體水位以上高度（m）；h2為圍堰體水位以下高度（m）；m1為堰上游坡比；m2為堰下游坡比；b為堰頂寬（m）。

3.3 圍堰體進占寬度確定

一期圍堰體填筑寬度應按填筑料粘聚力作用寬度的2 倍確定，計算公式為：

式（2）中：S為堰頂填筑寬（m）；C為粘聚力（kPa）；r為圍堰頂土料容重（kN/m3）；φ為圍堰頂填筑土料內摩擦角（°）。

散體平衡理論認為，地基破壞滑動面符合普朗特解滑動規(guī)律。圍堰填筑寬度從圍堰中心線處分成2 個滑動體塊，兩個滑動體塊間由對數螺線連接并形成聯(lián)合主動區(qū)和被動區(qū)，同時出現(xiàn)Ⅰ期地基塑性滑動區(qū)。隨著圍堰頂寬對稱增加，兩側再現(xiàn)Ⅱ期滑動體塊，將前期被動區(qū)淤泥繼續(xù)向圍堰側排擠。

Ⅰ、Ⅱ期滑動體形成新的主動區(qū)、過渡區(qū)和被動區(qū)，地基塑性區(qū)進一步擴大，圍堰在沉降后嵌固進淤泥。隨著圍堰體的持續(xù)加高與加寬，地基淤泥逐漸排出；堰體兩側淤泥也越來越多，最終形成新的圍堰斷面。

4 圍堰進占施工工藝

圍堰采用進占法施工，按先近后遠，先淺后深順序，由兩側向中央逐漸合攏。待填筑高度超出水面并具備碾壓條件后，使用打夯機具適當夯壓，至設計壓實度后分層繼續(xù)上土，邊上土邊夯壓，直至設計高程。圍堰填筑料取土前，必須對取土場地表層清基處理，將填筑土料中的草皮、樹根、亂石等雜物全部清除。填筑前，先放樣，以確定圍堰位置。

4.1 圍堰填筑及防護

圍堰填筑前進行基礎清理，即通過推土機將填筑區(qū)草皮、樹根、腐殖土等雜物徹底推除，挖掘機裝車后由自卸車運至指定棄料場堆放。填筑區(qū)結合工程實際，局部加深清理。砂卵石料就近取材，運輸距離盡可能縮短，以加快圍堰施工進度。

待將圍堰填筑至設計高程，將粘土黃泥防滲夾層鋪填于上游圍堰迎水坡，并挖溝鋪設防滲土工膜面層。為保證施工質量，土工膜必須自下至上鋪設，且膜與基面、膜與膜之間必須密貼，不得存在氣泡、空隙。一次鋪膜面積應控制在20 m2以內，以防風浪、水位等改變后沖壞土料保護層。對于接界處等區(qū)域，土工膜必須和周邊土體緊密聯(lián)結，將滲流入口徹底封堵，并將側向滲漏路徑徹底截斷，避免水分滲入土工布底面，形成水泡后脹破土工膜。

圍堰合攏后即開始基坑排水。排水期間，加強堰體維護；當堰體出現(xiàn)裂縫、坍塌等現(xiàn)象，必須立即打樁加固，同時對堰體薄弱部位加高培厚。

此外，還應在圍堰外側設立水位尺；安排專人管理圍堰，對外河水位全天候觀測并記錄。圍堰施工期間應預留出10～20 cm的沉降量，且堰體周圍必須儲備石料、土料、編織袋及土工布等防汛應急物資和照明、通訊設備，平常定期安排專人檢查，潮汛時安排人員值守。

圍堰填筑施工期間，尤其是深水位段，必須加強抽水速度控制，邊抽水邊檢查，壩體如出現(xiàn)開裂、位移、沉陷等情況必須立即停抽，并及時向監(jiān)理工程師和業(yè)主報告，切實做好應急工作。

4.2 圍堰拆除

圍堰合龍后，施工初期主要有基坑積水、圍堰滲水、覆蓋土滲水及雨天降水；初期排水量不大，以潛水泵為主，同時加強水位下降速度控制，以保證圍堰不破壞為限。

圍堰拆除從中央向兩側進行，由挖掘機挖土，自卸車裝土運送至業(yè)主指定的棄土區(qū)。拆除時首先將堰體開挖出一個淺口，并持續(xù)向圍堰內放水，直至圍堰內外水位達到平衡后，繼續(xù)深挖。拆除作業(yè)期間必須加強堰體穩(wěn)定性監(jiān)測，避免拆除過程中堰體突然失穩(wěn)引發(fā)機械傾翻落水及人員安全事故。按圖紙所示或監(jiān)理工程師指示將圍堰全部拆除至規(guī)定高程，直至監(jiān)理工程師檢查合格為止。

5 結語

工程應用結果表明，盱眙縣東灌區(qū)節(jié)水配套改造工程導流及圍堰施工前對工程水文地質條件的不確定性展開詳細勘察分析，制定出切實可行的圍堰進占施工方案，并嚴格按照相關質量要求進行交底，所確定的施工技術參數取值也科學適用，為圍堰進占施工過程的順利展開提供了保證。