中铁广州工程局集团有限公司 广东广州
摘要：在水利工程基础建设中，由水上施工转为干地施工，围堰工程极其重要，围堰施工工艺方法之多，在复杂地质条件下，为了节约成本、加快工程进度、须充分考虑并克服潮汐高差大、地层复杂、围堰高度大及抗渗止水要求高等因素；通过经济方案优化对比，采用装砂膜袋结构并增设防渗墙施工工艺，此方法具有借鉴及推广的意义。
关键词：双向流；超常规；水闸围堰；施工技术
1.前言
围堰，常规的围堰有土石方围堰，该工艺施工速度快、成本低，但止水效果差且高度小；钢结构围堰施工速度快、成本高、刚度小、长期施工渗水量渐变大的缺点；混凝土结构围堰深度大、刚度强度大，但施工速度慢且成本成倍增长；装砂膜袋结构并增设防渗墙施工工艺施工速度快、成本低、可利用现场外抛的土石方或泥砂充填砂袋，并可将围堰筑为施工交通便道。
装砂膜袋结构加防渗墙围堰工艺核心问题是止水防渗，利用现场的粘性土、砾质土、风化料及掺和料作为防渗斜墙，防渗墙通过铺料、压实、取样检验为主要工序，还有洒水、刨毛、清理坝面、接缝处理等项工作。
2.围堰施工几种常规工艺
围堰常规施工工艺根据材料分类：土石围堰、木板桩围堰、木笼围堰、钢板桩围堰、锁口管柱围堰、混凝土围堰，双壁钢围堰等，而装砂膜袋结构加防渗墙围堰方法使用较少。为了达到围堰的渗水作用，既可以防水、围水，又可以支撑基坑的坑壁，并结合技术经济比较，值得讨论及工程应用。
本论文着重论述装砂膜袋结构加防渗墙围堰工艺。
3.装砂膜袋结构围堰工艺
装砂膜袋结构围堰采用多台阶断面结构，围堰与堤防（原有构筑物）形成封闭防洪圈。围堰主体结构是充填砂袋或土石方工程，两侧设有边坡，采用抛填块石护脚，围堰迎水侧坡面依次铺设防渗复合土工材料及粘土斜墙、石渣和块石护坡；背水侧坡面依次铺设复合土工布和石渣进行保护。
3.1施工准备
根据工艺要求施工前安排、组织机械设备进场，布设吹填管，同时进行土工编织袋进场与加工，编织袋织物原材料抽样复检。
3.2清表整平
铺设膜袋之前需对围堤基础进行清表及整平，包括施工区域内渔网，竹竿等杂物，以保证膜袋底部的平整，并根据基底渗透情况加以处理。下个工艺开始前，先对基面的平面尺寸和基面标高进行测量、检查，使基面标高尺寸符合设计要求。
3.3膜袋加工
填充砂袋的编织袋一般采用长方形，长度一般为20～50米，宽度根据设计断面宽度而定，厚度0.4~0.5米，每只袋视容积不同设置充填管口，管口直径约12厘米，长40厘米。砂袋袋体在横断面方向上须连续，不得分袋，在纵向上袋体宽度可根椐施工机具条件确定，施工过程中根据实际情况随时调整。砂袋的拼接和缝制必须采用包缝法，缝制采用锦仑线，缝制接头处的强度不得小于原布强度的70％。
3.4膜袋放线与铺设
膜袋放线由GPS定位，将检验合格的膜袋用搬运到围堰轴线上，沿轴线垂直方向铺设。水下膜袋砂围堰部分，采用木桩或钢管桩固定，桩间距一般为3米，沿充填袋两侧进行布置，木桩采用GPS定位、人工施打，充填膜袋在水上摊铺后，用绳子将充填袋两侧系绑在木桩上固定。
3.5砂袋冲灌
为了加快编织袋充填工作顺利进行，在正式施工前，可在滩地上进行试吹，以确定合适的泥浆浓度、布袋尺寸、迸浆压力、迸浆时间、固结速度与沉降率等。袋体充填应分层错缝铺放，不得有通缝。同层相邻袋体接缝处土工织物袋铺设时应预留收缩量，确保充填后两袋相互挤紧。一次吹填不满可二次吹填，吹填过程中应注意及时调整输送管的方向，以免袋体受力不均而导致变形移位，吹填时注意控制迸浆压力，防止袋体破裂，管路出口压力宜控制在0.2～0.3Mpa。吹填时自下而上分层依次吹填，在下层袋体滤水固结70%之前，不宜在其上部吹填另一只袋体。每层袋充填后厚度以0.4m～0.5m为宜，饱满度控制在80%。充填料宜选用粉细砂，其含泥量在10%以内，充填后的干容重不小于14.5KN/m。
3.6铺设防渗复合土工材料及粘土斜墙
先对已饱满密实的砂袋面通过小砂袋进行整平处理，膜袋围堰施工完成，沉降、位移基本稳定，并经验收合格后进行防渗土工膜、土工布铺设，保证其抗剪强度及搭接宽度符合规范要求，同时往坡脚外延2~3米。
粘土斜墙铺筑，铺筑土料的种类、级配、含水量、土块大小、超径颗粒等均需符合设计规定，渗透系数k不大于10-5cm/s，水溶盐含量不大于3%，在施工前通过试验段确定铺筑厚度及相关参数，并按最终满足工程要求的试验参数调配及实施。
土料压实，施工前应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具，并确定土料含水量控制范围，进行压实遍数试验。
3.7护坡施工
防渗结构完成并符合要求后进行护坡施工，护坡前先铺一层土工织物，对防渗结构进行保护，再陆上回填石渣、护坡块石、抛石护脚采用自卸汽车从石料场运输至现场，由挖掘机整平、理坡。块石采用未风化、不成片状、无严重裂隙、并有良好级配的块石，在块石施工时，每10m设一坡比架，保证坡度和厚度满足设计和规范要求。测量人员放出坡面坡肩线，并拉线标示。护坡施工要对防渗结构加以保护，不得破坏，如有损破，修补并达到防渗要求。抛石前对石料进行验收后，设专人指挥运输车倒入坡顶形成施工通道，再用挖掘机逐渐往前推进，填出一条便道，然后运输车卸石料于便道上，用挖掘机连续往前推进，待大致已达到设计要求高程，再采用挖掘机进行平整、装载机对材料不足部位进行配合补给，顶面完成后再安排坡面施工，方法与顶面施工一样。
4.装砂膜袋结构加防渗墙围堰施工技术在项目中的应用情况
目前，我公司在沱浍河航运开发建设工程（河南段一期）永城段项目1标段项目装砂膜袋结构加防渗墙围堰施工技术已得到应用，并获得了良好的经济效益和社会效益。现准备推广并使用于广州南沙新区大岗先进制造业基地区块项目云生涌水闸。
4.1沱浍河航运开发建设工程（河南段一期）永城段项目1标段项目
该项目位于永城市黄口乡、浍河黄口节制闸左侧，下游距大青沟航道浍河口约5.7公里，主要施工内容包括闸首、闸室、导航墙、靠船墩、引航道、闸门、阀门、启闭机、机房、电气设备及桥梁接线等部分组成。
本项目工期紧、施工强度高，地基处理工程按期完工是本工程的一个重点、难点问题；混凝土施工项目多、工程量大，施工强度高，垂直运输设备的选型和模板的规划是决定混凝土施工是否顺利进行的关键，围堰工程也成了项目的重点。
根据项目工期紧、施工强度高、地层渗水量大且围堰高度大的特点，通过现场调研和技术攻关，采取装砂膜袋结构加防渗墙围堰施工技术。有效的解决了工期紧、地质渗水量大等难题，为项目基础及上部工程施工提供保证，相比传统的施工方法，该工艺具有安全、经济、快速等优势，获得了业主单位的好评。
4.2广州南沙新区大岗先进制造业基地区块项目云生涌水闸
云生水闸闸室采用开敞式钢筋混凝土结构，主要由闸室、内外河侧翼墙、内外河消力池、海漫以及海漫末端的防冲槽等组成。闸室长14m，箱涵段长31m，净宽7m，底板高程3.50m，闸墩顶高程（不含防浪墙）9.40m。外侧消力池长14m内侧消力池长10m，池首端均以1：4斜坡与涵底过流面相接。内侧海漫长10m，外侧海漫长20m，海漫末端均设深1.5m的抛石防冲槽。
本工程通过采用装砂膜袋结构加防渗墙围堰施工技术，减少了工程临时设施费用，减少土石方的外运，围堰工程工期也将会缩短，后续工程建设得以顺利开展。
5.适用范围及优缺点
5.1适用范围
装砂膜袋结构加防渗墙围堰在水利施工中推广使用，坝体用充填料填筑，粘土加土工料为防渗结构。横剖面呈梯形，坝坡较平缓。筑坝土料透水性要小，以防渗漏及渗流破坏。若坝身用透水砂砾料填筑，须加大防渗措施：用黏性土料筑成的塑性斜墙。坝脚趾处一般设有堆石排水棱体，排除透过坝身渗水并降低坝身浸润线，以利坝坡稳定。为防止波浪、雨水冲刷，坝面需要护坡。
5.2优点
装砂膜袋结构加防渗墙围堰的优点：粘土为当地材料，就近取用，工程成本相对不高，粘土施工相对于沥青混凝土、钢筋凝土等，施工工艺简单，施工机具投入少且都为常规设备，粘土防渗对地基要求不高，开挖量相对减少。
5.3缺点
粘土防渗层具有低渗透性和膨胀性的特点，但是在实际施工过程中，粘土防渗层会被一些有机物污染，在粘土中会产生絮凝物，导致粘性土的渗透系数增加。在使用粘土进行防渗时，需要对有机土进行处理，将渗滤液和有机污染物渗透去除。
6.结语
综上所述，围堰工程在水闸施工中占据重要的地位，特别是防渗墙施工是围堰工程的核心，必须重视工程施工管理及工程技术的实施；围堰工程方案的选择应因地制宜，充分考虑现场的地质水文及场地条件，在满足工程的安全、技术及工期条件下，力求经济成本最优。
作者简介：
吴浪孟（1981-），男，汉族，广东雷州人，中铁广州工程局集团有限公司工程师，从事水利水电工程施工与管理
论文作者:吴浪孟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/2
标签：围堰论文; 防渗墙论文; 结构论文; 粘土论文; 工程论文; 防渗论文; 护坡论文; 《基层建设》2019年第7期论文;