牡丹江大湾拦河闸工程围堰方案设计与施工

浅谈牡丹江大湾拦河闸工程围堰的方案设计与施工

围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。本文笔者结合实际的工作经历，就牡丹江市大湾拦河闸工程围堰的方案设计与施工做一些简要的介绍。

关键词：

大湾拦河闸围堰方案施工

1．工程概况

牡丹江市大湾水利枢纽工程是对已有橡胶坝工程的改建项目，工程利用原有坝址基础，在原坝址处修建，即位于牡丹江左岸堤防桩号10+375处，距江滨公园约3km，在牡丹江干流上，控制流域面积22720km2，占全流域面积的60.4%。

拦河闸布置在原橡胶坝工程坝址处的江道全断面上，分为17孔，单孔净宽12.5m，两岸以圆弧翼墙与岸坡连接。拦河闸由进口（铺盖）段、闸室段、消力池、海漫等部分组成。

本工程等级为ⅱ等，工程规模为大(ⅱ)型，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级，临时性建筑物为4级。本工程永久性水工建筑物拦河闸的洪水标准可取为30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。施工导流建筑物为ⅳ级，导流标准为10年一遇洪水设计，消能防冲为30年一遇洪水标准。

2.水文气象

牡丹江市区地处中温带，属大陆性半湿润季风气候区，春季干

旱多风，夏季受太平洋季风影响，炎热多雨，秋季降温急骤，冬季受西伯利亚高气压影响，严寒干燥而漫长。冬季最低气温-35.1℃，一月最冷，月平均气温-18.6℃。冬季自10月中旬至来年4月中旬达6个月之久。冻土深度为1.5m—2.5m，3月—4月份冻土深度最大。多年平均最大冻深1.8m。结冰期为11月中旬至来年4月中旬，长达五个月之久，平均冰冻厚度1.0m，最大冰厚1.18m。

3.围堰施工方案的确定

本工程围堰用碎石、粘土做为戗堤，粘土心墙与土工膜防渗，无纺布反滤，围堰外采用抛石防护。围堰顶宽均为4.5m，上游围堰顶高程h=231.82m，下游围堰顶高程h=230.92m，迎水侧边坡1:2.0，背水侧边坡1:1.5。根据本工程导流要求，围堰施工时段为枯水期，水流从左岸河床过流。根据现场的施工条件，确定围堰施工工艺为：渠底开挖→基础清理→填筑堰体→抗渗体施工→护坡及护底施工

→基坑排水。

围堰施工时，为牡丹江枯水季节，江水最深为1.5m，因此采用ex350型挖掘机从一侧开始进行渠底开挖，当开挖至基底高层时，进行基础清理，清除水下一定深度的大块物体，再采用块石、石碴、粘土、土工膜及无纺布回填堰体，堰体填至一定高度后，进行施工粘土心墙与土工膜作为防渗。堰体填筑至设计高程时，进行施工排水。

4．围堰施工

4.1前期准备

(1)道路布置：围堰填筑前要做好施工道路的铺设。

(2)河道拓宽：在合拢前右岸的河道的扩挖要满足左岸围堰施工导流的要求。

4.2施工程序

围堰施工采用上、下游围堰和纵向围堰同时施工，上、下游围堰由右向左进占，纵向围堰从左岸向上、下游方向两边进占，再跟上、下围堰合拢。上、下游围堰施工时，围堰的填筑高度先填到高于当时的水面高度1.5m；当坝堤合拢后，再进行围堰堰体的加高，同时进行防渗体的施工；最后对围堰边坡修整并进行护坡及护脚抛石。

4.3施工方法

（1）围堰土方填筑

围堰采用多个工作面进占的方法进行填筑。上、下游围堰的土方填筑采用pc220反铲挖掘机配合ex350反铲挖掘机就近从附近船闸的部位滩地直接挖土装车，15t自卸汽车运至堤头卸料，ty-100推土机推料。高出水面150cm后用12t振动碾压实5-7遍。

（2）围堰护坡及护底施工

在堰体填筑到设计高程后，进行护坡施工。迎水坡护坡采用

30-60cm厚的块石护面，先采用pc220反铲进行边坡修整，垫层的铺设由人工摊铺，块石铺设用自卸汽车运至现场由pc220反铲进行摊铺平整。

背水坡采用彩条布护坡，尼龙砂袋压坡。用pc220反铲进行边

坡修整后，利用人工进行彩条布的铺设，每铺设一段用尼龙砂袋压边，彩条布的搭接长度为50cm。围堰填筑完成后进行围堰护底块石施工。

河床的护坡及护底的水下部份采用船运，水下护底抛石按设计要求从护脚到岸坡逐层抛填。抛投前现场技术人员根据抛投区实测流速、水深推算出抛投船的抛石位置，抛投船到达现场后，在施工人员的指挥下，停泊在指定的位置，抛投过程中注意抛投的均匀及每层的抛投厚度，每层的厚度不大于2.0m。水上护岸的抛投采用抛石船靠岸人工抛投，水面以上的护岸抛石面按照设计坡度要求进行人工砌筑整平。水下局部护坡的坡面采用人工修整，测量人员采用竹竿测量及水下测量相结合进行控制，并尽量安排在最低水位时进行。

4.4基坑排水

围堰填筑施工完成后，即可进行基坑排水。基坑排水分初期排水和经常性排水。

(1)基坑初期排水布置

初期排水主要包括基坑积水，基坑渗水和雨水三部分。

根据进度安排，一期基坑初期排水安排在5月1日进行，围堰基坑底面积为2.4万m2，因为在枯水期施工，基坑初期水量不深，抽水进行了3天的时间。

(2)基坑经常性排水布置

经常性排水主要包括基坑渗水，降雨水和施工过程中的废水。

基坑排水坑的布置：经常性排水在覆盖层开挖时，考虑到覆盖层透水性强，在开挖线以外上、下游各布置两个集水坑，集水坑随开挖深度而下降，集水坑要比设计开挖深1.0m。在两个集水坑中间再各布置一个沉淀池，基坑内原地面露出后，沿围堰坡脚挖一宽为0.5m、深0.5m的排水沟，将水引至集水坑汇水，采用抽水泵抽至沉淀过滤池，处理合格后的废水通过堰顶排出基坑外。

工程施工期间，考虑围堰渗水、施工弃水、混凝土养护水及雨水等因素，必须经常性排水。

4.5围堰拆除

施工围堰拆除由长臂反铲挖掘机和人工配合清挖、拆除，汽车运走；围堰水上部份的拆除用反铲挖掘机用退占法进行开挖配合

15t自卸汽车装车，水下部份用反铲拆除，拆除时分别从上、下游两个工作面往纵向围堰方向拆除一次开挖到底。

5、围堰施工的成效

由于牡丹江市大湾拦河闸工程围堰施工采用了上述施工方案，使拦河闸工程在施工进度和降低成本、文明施工方面有了良好的改观。首先，按照施工计划，在主体工程开工前（即闸坝混凝土施工之前），牡丹江市大湾拦河闸工程围堰便已经完工并验收投入使用。其次，牡丹江大湾拦河闸工程围堰采用多个工作面进占的施工方法，与传统的单一工作面进占的施工方法相比，无疑大大缩短了工作时间，降低了施工成本。另外由于寒冷地区主要施工高峰期集中在5月份到10月份，因此方案确定在10月初开始施工，避开施工