摘要：吹砂围堰作为一种施工简便、快速、环保的围堰形式，同时其工作效率高、造价成本低和综合效益高等优点在水利工程临时围堰施工中被广泛使用。正如广东省惠东县鲤鱼岭泵站砂围堰工程量较大、围堰施工时间紧、围堰填筑区域水深在6至9m，河道周边水域广阔，适用于采用吹砂围堰施工，本文着重论述吹砂围堰施工技术的工艺和效果，为今后更广范围的应用奠定基础。
关键词：吹砂围堰 施工工艺 施工技术
前言
鲤鱼岭泵站作为惠东县稔平半岛供水工程取水口，施工需要修筑河流纵向围堰围护取水口，围堰基础及堰体采用高喷防渗墙处理，达到干地作业条件。鲤鱼岭泵站围堰跨域长度204m，围堰顶高程选取h=18m，河底高程h=9m，围堰高度9m，堰顶宽5m，迎水侧边坡1:2.75，背水侧边坡1:2.5，围堰堰体材料采用河道疏浚的砂卵石层，迎水坡采用石渣护坡，石渣护底进行防冲刷防护。（详见图1：围堰施工平面布置图）
根据采纳参建各方意见及工程实际，该工程采用堰体水下部分吹填、水上部分进占填筑结合法。下面就吹砂围堰的施工流程、排水系统、过程监测、边坡防护等进行阐述和探讨，该工程实例表明，采用吹砂围堰施工技术，不仅节约了施工投入，而且加快了施工进度，还便于质量和安全控制。
图1 围堰施工平面布置图
1 工程基本概述
惠东县稔平半岛供水工程建设项目主要任务是从西枝江取水，经输水建筑物和加压泵站，将水送至虎坑水库，为沿海工业基地、巽寮旅游开发区等需水对象供水，并兼顾补充沿线稔山、铁涌、平海和港口四镇综合用水，其取水口位于西枝江鲤鱼岭村下游约600m处左岸河湾道的凹岸一侧，新建取水口即鲤鱼岭泵站。
本泵站施工围堰级别为4级，施工导流方式采用围堰全围护取水口，疏浚原右岸河床导流。施工导流标准为10年一遇，导流时段选择11～3月，相应洪峰流量376m3/s，相应原西枝江河床水位为 17m。堰体填筑采用河道疏浚的砂卵石层，不得采用粘性土及淤泥填筑；砂卵石层粘聚力c=0kpa，内摩擦角A=320；围堰防渗采用高压摆喷防渗墙折接形式。
本工程所在河道的航道技术等级为Ⅶ～Ⅷ级，根据《内河通航标准》（GB50139-2014），通过船舶吨级50t，航道水深0.7～0.9m，直线段宽度24m，弯曲半径130m。根据上述规定，本工程施工期所在河段满足通航要求。
2 围堰施工方法选择
拟建的鲤鱼岭泵站布置在西枝江河左岸一级阶地上，地面高程 21.6m～22.2m，地势平坦。围堰施工作业点紧靠泵站建设位置的空地，该位置原地形高程约25.0m,大于汛期水位，无洪水浸没隐患,且场地宽阔，条件优越，用于布置机械设备和材料，同时作为汛期应急撤离的安全区域备用。
根据工程现场实际，围堰施工采用堰体水下部分吹填、水上部分进占填筑结合法。首先采用抽砂船将设计规定河道范围的砂石吹送至围堰填筑区域，直至露出水面。由于围堰顶部较窄，出水面后无足够场地沉砂排水，故堰体水上部分所需的填筑料采取接长抽砂管，将疏浚料吹送上河岸，设置排水沉砂，此外，围堰填筑、河道疏浚同时进行，最大限度的保证了过流断面不受束窄，降低水流冲刷强度，确保围堰汛期运行安全。
3围堰施工工艺流程
3.1测量放样
按照施工图进行围堰中心线、围堰坡脚边线、施工实时水位高程对应的填筑围堰断面线放样，并在现场布置控制桩，监测围堰填筑高程。由于最大水深达9.0m，控制桩以浮标的形式定位。本工程测量采用测深仪和全站仪联合作业的方法进行控制。
3.2围堰填筑
（1）机械选用。根据本工程特点，拟选用：①抽砂船(800kW，吃水深度3m)3艘；②输砂高压塑胶管及橡胶接头：Φ300高压塑胶管300m。
（2）堰体填筑料来源。在设计施工图纸规定的疏浚范围进行取料。
图2 岸上沉砂示意图
（3）堰体施工。在岸边浅水(水深1～1.2m)处连接输砂管，接头采用自由转动角度的橡胶柔性接头，每节塑胶管分别固定于每个浮排上，浮排上均绑扎塑料泡沫块，使其有足够的浮力托起塑胶管及管内砂水混合物浮于水面。抽砂船停于预定的抽砂点后，下锚定位，将输砂管与抽砂船输砂口对接，确认输砂管出口位置与朝向准确后，即可启动抽砂柴油机组和抽砂泵抽取砂料。然后将疏浚料往岸坡吹送，排水固结，直至河道疏浚完成。最后采用推土机、挖掘机、运输车等相互配合，将疏浚料从围堰两端沿中轴线进占填筑至设计高程。进占填筑过程中，进占前端高程始终大于水面1.5m。
（4）堰体修坡。围堰修坡水下与水上同时进行，以加快施工进度。水上部分用普通挖掘机修坡，水下部分用抓挖斗和长臂挖掘机作业。
（5）填筑质量。堰体吹填砂密实度可达0．80以上，不必碾压，水面以上部分只须在堰体填筑时，边填筑、边灌水即可。
3.3围堰与地基及岸坡的连接
一是围堰与地基的连接。为提高围堰堰体的防渗效果，在堰体填前，先将基底范围内渗水性较大的沉积物或河卵石清除干净，以加强接触面的渗流稳定；二是围堰与岸坡的连接。根据设计地质情况，河道岸坡一般为坡积物，渗水性大，稳定性差。因此，必须清除干净所有的杂物、腐殖土，开挖至原状土层。
3.4石渣护底、护坡抛填
围堰迎水护坡、护底的石渣采用石料场购买，自卸汽车运输至码头，挖掘机装料，开底船装远、抛投。抛投石渣粒径的大小应控制在40cm±5cm，粒径级别要连续。抛投时加强抛投效果的监测，严禁多抛。石渣抛投完毕，利用探杆配合测深仪检测石渣抛投基面。
3.5过程监测
施工全过程中应加强坡比监测，坡比监测采用全站仪随机测量。过程监测就是“红绳定位，标杆测深”的全过程检测，按围堰断面尺寸和水下修坡绘制水下监测图。从围堰坡脚线按照2.75设计坡比间距标注红绳，标杆选用长10mΦ16钢筋，在长1m的标杆上做好标记。在边坡修坡过程中，沿红绳用标杆监测修坡深度，并记录前后两次探点深度差，前后两次探点深度差1m，则边坡满足要求。（详见图4：水下施工监测示意图）
3.6堰体背水坡修坡
高压摆喷完成后，将围堰内的水抽干。挖掘机将围堰背水坡多余疏浚料分层挖除，并对堰体背水坡按1:2.5的坡度进行修整。此项工作拟在枯水期基坑开挖时进行。
3.7堰体运行安全观测记录
围堰填筑施工完成投入使用后，及时布置沉降、位移观测点。专人负责进行沉降、位移观测记录分析，原则上每天观测，每周分析记录成果。
图4 水下施工监测示意图
3.8高压喷浆防渗
（1）高喷灌浆设计指标
围堰围封设计采用高压摆喷围封，灌浆孔间距1.5m，摆角不宜小于30o，分2序孔施工；孔底入弱风化花岗岩层约1.0m，钻孔单孔最大长度约14.9m，灌浆总量约2680m，为确保围堰与岸坡搭接位置的防渗墙质量，高喷灌浆沿轴线方向向岸边延伸5m。灌浆轴线与喷射轴线夹角为30°，灌浆采用折线连接，砂砾石层和土层全部采用摆喷，折接摆角为30°。钻孔孔斜率必须小于１％，墙体厚度大于20cm，墙体渗透系数K≤1x10-6cm/s。
（2） 高喷灌浆施工设备
高喷灌浆采用三管法施工，主要施工设备为：造孔钻机、高压水泵、空压机、水泥搅拌机、卷扬提升喷射系统、注浆泵、高喷台车及检测系统。灌浆材料主要有：普通硅酸盐水泥（水泥浆液密度不小于1.5kg/cm3）及膨润土。
（3） 高喷灌浆施工工艺
根据设计高喷灌浆的施工轴线和孔距确定孔位，并作好地面桩标记。钻头φ150mm，泥浆护壁，泥浆材料为钙质膨润土、黏土、黄土、细砂等。搅拌浆液采用搅浆机制浆，泥浆泵供浆，要求浆液拌合均匀，比重稳定。浆液材料为纯水泥浆，水泥为普通硅酸盐水泥。
喷射灌浆，将高喷管下入到孔内，按造孔记录及设计板墙底线控制下入深度，然后启动高压水泵、空气压缩机，搅浆机供浆，同时全面检查各管路是否封闭，水、浆、气压力及流量是否符合设计参数要求，喷射管的喷射方向是否对正。启动设备3min后，待水泥浆从孔口返浆，再按设计提升速度开始提升。喷射灌浆结束后，进行静压回填灌浆，至液面不析水、不下沉为止。
（4） 围井试验确定参数
选取围堰顶上做围井试验，围井边长1.2m，孔深10～12m，孔底入相对不透水层20cm，钻孔单根平均长10.0m，灌浆单根平均长10.0m。试验中对不同地层的提升速度、摆动角度及水、气、浆等各项技术参数进行测试。
（5）高喷灌浆特殊情况处理
1）漏浆处理
当基坑基础存在严重的集中渗流区及流沙区，高喷灌浆会发生了漏浆现象。因此当发生漏浆时，视严重程度拟采取停止提升或放慢提升速度的办法，让漏浆地层充分灌满水泥浆，从而达到灌浆的目的。
2）孤石处理
当基础以砂砾石为主存在有个别大的孤石时，高喷过程中，根据钻孔记录，在喷至孤石深度时，采取上、下50㎝加大摆角、放慢提升速度的办法，充分将孤石用水泥浆包住，从而达到板墙充分连接的目的。
3）事故停喷
当在高喷过程中发生停电等停喷事故，再次开喷时则采取复喷的办法，解决因停喷造成的板墙连续性问题。
4 结 语
围堰作为临时性的水利工程，其基本要求是稳定性和防渗性。本工程吹砂围堰具有施工周期短、工程造价低、环境污染小等优点,适合在江、河、湖、海的临时围堰工程施工中。本工程在实践中获得了成功，施工堰体稳定可靠,没有出现变形和渗漏现象，取得了较好的经济和社会效益。
参考文献：
1. 围堰的运用与施工技术要点[J].樊晴.河南水利与南水北调.2019(01).
2. 基于实例分析水利工程的施工导流及围堰技术[J].王勇.中国水运（下半月）.2017(06).
论文作者:李永通
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/6
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