赵华安，毛荣刚，陈崇德
（湖北省漳河工程管理局湖北荆门448156）
【摘要】南水北调中线一期引江济汉工程穿越湖北省第三大湖泊长湖，施工围堰填筑具有工程量大，围堰长，水流与地质条件复杂，且单向进占、多拐点的特点，加大了边线走向控制的难度。依据江济汉工程穿湖段围堰施工实例，对围堰的施工方案，施工总体布置，围堰的填筑、养护与质量、安全等控制措施做了较为详细的总结，对于同类型围堰施工，具有一定的借鉴作用。
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关键词 南水北调；穿湖段；围堰施工；质量控制
1. 概述
南水北调中线一期引江济汉工程从长江荆江河段引水到汉江兴隆河段，渠道全长约67.23Km，设计引水流量350m3/s，最大引水流量500m3/s。渠道底宽60m，水深5.62～5.85m，流速1.0m/s，渠道衬砌为现浇混凝土，并按限制性Ⅲ级通航规模设计。引江济汉渠道在桩号21+507m～22+900m处穿越长湖湖汊海子湖，穿湖段长1393m，为避免湖水阻断，在桩号22+280m处设倒虹吸一座并置于渠道底下。因而为确保施工正常进行，需要在长湖内填筑施工围堰。长湖主要承担防汛排涝任务，汇流面积2265Km2，特征水位见表1。
2 围堰施工
2.1施工方案。
（1）施工期特征水位。从表1可以看出，长湖正常高水位为28.63m，枯期控制水位27.63m，汛期设计洪水位30.63m。在汛后期的9、10月份开始施工时，逐步将湖水位降低到28m以下，故设计湖水位按28.13m考虑，考虑到风浪爬高及围堰超高等因素，围堰顶高程按29m设计。
在枯水施工期10～4月间，假若遭遇10年一遇的洪水，其洪水总量约0.5亿m3。如果起调水位为27.63m，湖泊不泄洪而全部调蓄，湖水位将上涨至28.05m；如果起调水位为28.13m，湖泊不泄洪而全部调蓄，湖水位将上涨至28.41m；均低于围堰顶高程。如果通过习家口闸及刘岭闸来调制控洪水，其湖水位将比围堰顶高程更低，因而，围堰顶高程定为29m是合适的。
在主汛期，假设长湖为正常蓄水位28.63m时，出现了20年一遇的洪水，其洪水总量约2.3亿m3，湖泊不泄洪而全部调蓄，其湖水位将上涨至30.33m高程，考虑到风浪爬高等因素影响，故将围堰汛期挡水的防洪高程定为31m。
（2）施工方案。渠道在桩号21+507～22+900处穿越长湖湖汊，全长1.393Km，并在湖汊内布置一座倒虹吸，倒虹吸管轴线与引江济汉渠成90°交角。孔口尺寸5.5m（宽）×4.0(高)m×4(孔)，进出口设检修闸门，设计流量Q=143m3/s，采用4孔一联施工，水平投影长138.46m。
从工程布置、地形条件、土方调配平衡成果及施工进度等方面综合考虑，计划分两个枯水期填筑，一个枯水期填筑一段包含倒虹吸在内，形成一个封闭的基坑，由于倒虹吸的进出口分别在两条围堰之外，因此，渠道围堰在填筑至倒虹吸附近时需要向外侧折转填筑，并且还需要填筑纵向围堰才能形成封闭的基坑，在平面布置上形似“T”型（见图1），围堰顶宽10m，两边边坡1:5。第二个枯水期再填筑对岸段的围堰与前一期施工段封闭，即可形成第二段基坑。因此，围堰填筑长度大于湖段长度，并且，纵向围堰和倒虹吸进出口处的围堰均需要拆除。另外，第一个枯水期内填筑的围堰顶高程只有29.0m，不能满足主汛期内施工度汛（31.0m）的要求。如果全断面填筑到31.0m高程，则围堰工程量将增加一倍；假若不填筑，主汛期内遭遇20年一遇洪水，基坑内将进水，影响围堰的安全和第二个枯水期的进度。因此，在一期围堰顶上增加袋装土子围堰，堰顶宽2m，堰顶高程31.0m，两侧边坡1∶0.5（见图2）。
（3）主要工程量。主要工程量见表2。
2.2施工总体布置。
（1）施工交通布置。场外交通道路利用当地两条县道（草郊和董九公路），场内修建交通道路2.2Km，内与渠道、建筑物、施工辅助企业、弃渣场等相连，外与县道相接。场内施工道路基宽8m，路面宽7m，路基填筑50cm土石方基础，路面采用15cm泥结碎石路面。
（2）水、电布置。结合渠道工程布置水电系统。在办公生活营地、混凝土拌和系统、机械停放场别修建2座200m3、4座50m3的蓄水池。施工用水从沿线海子湖中抽取，生活用水抽取地下水或自来水公司供水。在穿湖段两侧分别架设10KV线路约10Km。1#、2#施工营地各设置变电所一座接入当地电源。另外在1#、2#营地各布置2台200KW柴油发电机组，电网停电时提供应急用电。
（3）取、弃土场布置。设1#、2#两个渣场，分别位于渠道桩号19+700～19+950左侧与24+400～25+500右侧。1#渣场占地15.74万m2，弃渣量为24.99万m3（自然方）。2#渣场占地面积25万m2，取土66.5万m3用于围堰及渠堤填筑，弃渣量为24.80万m3（自然方）。
（4）临建设施布置。结合渠道工程布置生产、生活营地。
（5）施工资源配置。人力资源配置根据施工组织设计和施工进度分阶段安排（见表3）。主要机械设备见表4。
（6）施工进度计划。围堰分两期填筑，一期围堰施工桩号为22+200～22+900段，纵向围堰轴线桩号在22+160处；二期围堰施工桩号为21+507～22+160段。主要施工计划如下：
A.2011年9月，一期两条横向围堰同时填筑。
B.2011年10月，一期两条横向与一条纵向围堰合拢。
C.2011年12月，一期围堰抛石护脚与混凝土预制块护坡，横向与纵向围堰外侧布置袋装土。
D.2012年9月，二期围堰填筑。
E.2012年10月，一期纵向围堰拆除。
F.2012年11月，二期围堰抛石护脚与混凝土预制块护坡。
2.3围堰施工。
（1）围堰填筑。围堰施工采用上、下游分别进占填筑。水下部分采用抛填法施工，土料在专门的土料场或附近渠道开挖段取土，1～2m3挖掘机开挖，10～20t自卸汽车运输，直接向水中抛填进占，同时铲运机配合，推土机平土、碾压。水上部分采用推土机摊铺，18t或21t碾压机分层碾压，局部采用手扶式振动夯辅助碾压。
（2）围堰护砌。围堰成型后，在迎湖面坡脚底部抛石固脚。抛石料用20～30t自卸车从石料场运至工地堆存，采用长臂挖机抛石，顺序自上游往下游进行；在横断面上先深后浅，由远及近。先用较大石块在护脚部位下游侧抛一石埂，然后再逐次向上游侧抛投。抛石量在岸上验方，并将验方石料抛投至指定网格内，每一网格抛投工程量分二期完成，前期抛投量控制在60％～70％，前期工程完成后进行测量，并以数据、图表等形式反映抛投效果，根据测量结果及时进行补抛［1］。
围堰坡面及平台采用浆砌石护砌。
2.4围堰监测与维护。
（1）围堰运用期间，对围堰边坡稳定进行沉降、位移等变形监测，并随时分析、处理观测资料［2］。
（2）维护主要是确保排水畅通，防止雨水冲刷，对局部沉降和堰顶公路坑洼地段及时修补等［2］。
（3）围堰袋装土从附近渠道开挖段取土，15t自卸汽车运输至场内后人工装袋，采用人工堆码成型（见图2）。
（4）围堰拆除。倒虹吸进出口处的围堰、纵向围堰和袋装土堆码的围堰均需要拆除。围堰拆除由反铲开挖配自卸汽车运到弃渣场，运距1Km。
（5）组织专班，安排专人对围堰定时间巡逻，发现问题及时处理。
2.5围堰度汛。
2.5.1编制防汛抢险应急预案。依据国家和地方有关法律法规及长湖防汛特点，结合渠道工程防汛，编制《防汛抢险应急预案》，内容包括工程概况、度汛方案、突发事件分析、应急组织体系、预警运行机制、应急保障及宣传、培训与演习等内容［3］。编制过程中，组织本地专家审查后定稿，并报省级防汛部门批准后执行。
2.5.2防汛措施。
（1）成立以项目经理为组长的防洪领导小组，定期检查防汛物资器材的储备情况，检查排水设施的可靠性，加强防洪应变能力。
（2）加强防汛值班工作，汛期专人与当地气象、水文及防汛等部门密切联系，做好水情、雨情预报及工情等资料的收集、整理、分析等。
（3）安排专人24小时对围堰外的水位进行观测以及对围堰巡视检查，并做好记录，发现险情及时汇报，确保围堰在常规情况下万无一失。尤其是汛期，巡视检查工作非常重要。
（4）配备必要的防汛物资及设备，如编织袋、块石、碎石、彩条布、抽水机、发电机等等，并禁止挪用。
（5）组织防汛抢险突击队，抢险队伍主要由项目部与施工班组的中青年技术骨干组成，并定期演练；抢险队伍在接到应急抢险指令后，必须即时或1小时内赶到出险工作段抢险，抢险突击队固定联系方式和抢险设备。
（6）出现大到暴雨时，立即组织巡视，发现问题及时上报并积极组织处理；出现大到暴雨后，对水毁工程及时修复［4］。
3. 围堰填筑质量、安全、进度、环境等控制措施
3.1围堰填筑质量保证措施。
（1）施工前，按规范要求测量放样。
（2）填筑土料选用黄土状壤土亚粘性土。粘粒含量为15～20%，塑性指数为10～20，有机质含量不大于5%，有较好的塑性和渗透稳定性。
（3）围堰填筑至水面以上50cm后，水上部分填筑按渠道填筑要求施工。即填筑施工参数与碾压试验参数相符，每层填土压实之后，用环刀法检测干密度、密实度和含水量等，确保压实度满足规范要求［5］。
（4）戗堤进占依次进占，为保证安全，推进速度不宜过快。
（5）围堰布置应垂直水流并力求水流平顺，以避免侧向水流，漩涡等对堰体及基础的破坏［6］。
3.2围堰填筑安全控制措施。
（1）现场道路平整、坚实、畅通，危险地点醒目的设置安全施工标识牌或安全生产警示标语。
（2）加强对机动车辆及驾驶员的安全管理，加强驾驶员的行车安全教育，提高安全行车意识，做好雨季行车安全防范措施。
（3）各类车辆处于完好状态，制动有效，不带病运行，不超载、超宽、超高运输，文明行驶，不抢道、不违章，杜绝车辆超速行驶、疲劳驾驶等违章行为，施工区内限速5Km/h。
（4）施工现场所有用电设备，必须按规定设施漏电保护装置，并定期检查发现问题及时处理解决。配电系统分级配电，配电箱、开关柜外观完整、牢固、防水防尘，外涂颜色统一编号。箱柜内的电器标明用途，电器要可靠完好，造型定值符合规定。施工人员应掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业操作人员乱动电器设备或乱接电源。
（5）围堰填筑现场配备专门的安全指挥人员，负责工程现场机械设备安全生产。
（6）加强对填筑边坡的巡视检查，机械设备不能太靠边，需留足够的安全边距。
（7）做好安全培训和演练。每年组织-2次安全培训教育，尤其是新进场的施工人员，进场前要组织安全教育培训与考试。组织防围堰坍塌、管涌、渗水等事故演练，当出现险情时有条有理的进行抢救或处理险情，最大限度的减少损失［7］。
3.3围堰填筑进度控制措施。
（1）建立健全组织网络，制定完善规章制度，明确职责，责任到人，奖赏分明，促进各部门、各责任人认真做好本职工作。
（2）结合本工程的施工特点，制定阶段性的施工目标，围绕制定的目标，将任务层层分解，责任到施工班组，责任到人，确保完成目标任务。
（3）根据计划安排情况，配置足够的施工资源，包括材料供应计划，周转材料使用计划，设备配置计划，劳动力计划等，确保施工正常进行。
（4）加强施工现场的管理及施工现场的调度，强化施工过程控制，工序控制，树立“质量就是进度、安全就是效益”的思想，加强工序协调、工种协调，减少矛盾，提高效率，确保工期。
（5）施工过程中，经常检查施工进度计划实施情况，找出施工计划滞后的原因，落实切实可行的有效措施，确保节点工期及总进度计划目标的顺利实现。
（6）经加强现场道路的维修，确保24小时能连续作业。
3.4围堰填筑环境保护控制措施。
（1）将工程开挖弃料运至专门指定的弃料场堆放，不得弃于湖中。
（2）运输道路安排专人清扫公路上的散落物并经常洒水，减少尘埃对周围环境的影响。运输车辆的车箱上覆盖棚布，防止尘埃、泥土污染环境和在运输过程中坠落伤人或砸坏其它车辆。
（3）做好施工现场总平面管理工作，场地保持清洁，材料堆放整齐有序，道路畅通，场内排水良好。
（4）施工中尽量减少噪声对周围环境的影响，夜间施工时，应尽量避免机具的碰撞和人员的喧哗。
（5）进入施工现场必须戴好安全帽，现场施工人员要求穿戴整齐，持证上岗，并按各自的岗位责任完成施工任务。
4. 结语
随着我国经济社会与城市化进程的快速发展，人民生活水平的不断提高，各项水利工程建设项目越来越多，围堰结构型式及新技术、新材料在围堰设计中不断出现并得到了较好的运用效果［8］。围堰虽为临时性挡水建筑物，一旦失事后果相当严重，因而围堰技术在水利工程施工中的应用及围堰施工质量的好坏，将直接影响水利工程施工的进度和施工的质量。
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参考文献
［1］邓亚德.土石围堰施工技术探析［J］.企业科技与发展2011,(13):70～72.
［2］SL645-2013.水利水电工程围堰设计规范［S］.2013.
［3］贾洁.围堰技术在水利施工中的应用分析［J］，低碳世界2014,(3):94～95.
［4］李鹏举.水利工程中临时施工围堰施工探讨［J］.中国科技博览2012,(11):48～49.
［5］陈明华，孙超.浅谈桥梁明挖基坑围堰施工技术质量控制［J］.科技创新导报2011，(30):129～130.
［6］刘道文，崔鹏飞，张林.枕头坝二期围堰防渗墙施工工艺和质量控制［J］.人民长江2012,43(14):53～57.
［7］王子新，刘加平.水利工程围堰技术分析［M］.山西:太原出版社，2011.
［8］王罗青.对水利工程围堰技术应用的分析［M］.武汉:科学杂志出版社，2010.
［文章编号］1006-7619（2014）11-23-751
［作者简介］ 赵华安（1966-），男(汉族)，籍贯：湖北天门市人，职称：高级工程师，主要从事水利工程管理工作。