城大型景觀河流截流施工技術(shù)總結(jié)

城市大型景觀河流新型截流施工技術(shù)簡介盧炬、李玲、馬新霞、王美、胡昭明（1中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司，武漢430074）摘要：通過以舞水河懷化城區(qū)段綜合治理工程壅水堰施工為例，闡述無導(dǎo)流渠復(fù)合型堰體分期施工綜合技術(shù)在城市大型景觀河流截流施工中的應(yīng)用。創(chuàng)新的施工設(shè)計方案圓滿完成了施工任務(wù)，堰體完工后功能穩(wěn)定，該項施工技術(shù)值得在同類工程中推廣。關(guān)鍵詞：無導(dǎo)流明渠，復(fù)合型壅水堰，分期施工，土石堰體復(fù)合加固防滲，混凝土堰體。1技術(shù)應(yīng)用背景懷化市委、市政府計劃用三年左右的時間，實施舞水河懷化城區(qū)段環(huán)境綜合治理工程，在舞水四橋至下游高速公路橋段打造一條懷化市城區(qū)自然生態(tài)景觀走廊，實現(xiàn)“水清、岸綠、景美”的城市風(fēng)貌，使之成為極具活力的城市經(jīng)濟增長帶和標(biāo)志性區(qū)域，以實現(xiàn)懷化市“構(gòu)筑商貿(mào)物流中心，建設(shè)生態(tài)宜居城市”的戰(zhàn)略目標(biāo)。在防洪工程施工策劃階段，考慮到現(xiàn)有河水位較高（213.0m），為減少舞水河防洪工程水下施工難度，降低圍堰填筑及降排水作業(yè)施工成本，計劃將下游三角灘水電站水位降至206m。圖1-1：壅水堰下游水位降低后施工防洪工程但是懷化市自來水二廠位于舞水河四橋上游處，而為滿足自來水廠取水水質(zhì)和水位要求，理論上舞水河水位不應(yīng)低于210.4m。固下游水電站閘門全開后，將造成自來水廠無法取水生產(chǎn)，市政供水受到嚴重影響。為保障自來水廠正常取水生產(chǎn)，市民生活生產(chǎn)用水不受影響，根據(jù)懷化市委的會議精神要求，決定修建壅水堰以保持上游水位。壅水堰作為一個臨時性工程，將水利工程施工技術(shù)應(yīng)用于城市河道綜合治理工程中，其目的在于通過壅水堰的作用，使堰體上下游形成水位差，以同時滿足工程施工和水廠取水要求。2工程概況舞水河為沅江一級支流，發(fā)源于貴州瓦安縣內(nèi)1100米高峰，于黔城匯入沅江，全長444公里，平均坡降1.26%。。流域面積18578平方公里。流經(jīng)城區(qū)的河西、城中、鴨嘴巖區(qū)。正常水位平均河寬105米，水深8米；枯水期平均河寬70米，水深6米。歷史最大洪峰流量10700米3/秒，50年一遇洪水位219.4米，每年4?9月份為汛期。3壅水堰設(shè)計理念3.1壅水堰設(shè)計施工依據(jù)的規(guī)范規(guī)程《水工建筑物防滲工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》(DL/5200-2004)；《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286—98)《堤防工程施工規(guī)范》(SL260-98)《堤防工程施工質(zhì)量評定與驗收規(guī)程(試行)》(SL239-1999)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)程》(SL176—2007)《碾壓式土石壩施工規(guī)范》(DL/T5129-2001)《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》(DL/T5200-2004)《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-20013.2壅水堰設(shè)計理念壅水堰選在舞水河四橋下游懷鐵自來水廠取水泵房下游200米處，周邊是繁華的商業(yè)區(qū)，施工現(xiàn)場窄小，堰體長約117.66米，初設(shè)計方案采用土石渣堰體，高壓旋噴樁防滲加固，堰體表面覆蓋格賓墊防沖刷，在東岸邊開挖一條導(dǎo)流渠，按3年一遇洪水設(shè)計，減少圍堰合龍時的困難。技術(shù)人員在研究施工方案時發(fā)現(xiàn)，采用開挖導(dǎo)流渠的方式，則會挖斷一條城市交通道路，影響城市交通，并占用了施工現(xiàn)場，增大了施工難度。同時，傳統(tǒng)壅水堰堰體結(jié)構(gòu)單一，如采用混凝土堰體成本太大，作為一個臨時工程造成較大資源浪費，而采用土石渣堰體又難以保證其在舞水河汛期安全穩(wěn)定，均無法滿足本工程中壅水堰的功能特點。為滿足城市居民生活用水和生產(chǎn)用水的需要，同時本著經(jīng)濟實用的原則，最終確定從無導(dǎo)流明渠和復(fù)合型堰體兩個著眼點出發(fā)進行堰體設(shè)計和施工。經(jīng)專家鑒定，在有上下游水電站控制水流的條件下，采用復(fù)合型壅水堰分期施工、強行進占合龍修筑圍堰的方案合理可行，這種中設(shè)導(dǎo)流墻的復(fù)合型堰體比傳統(tǒng)土石渣堰體更安全更穩(wěn)定，同時又比混凝土堰體更經(jīng)濟更實用，有較好的推廣價值。3.3壅水堰概況3.3.1填筑概況壅水堰采用先施工東岸堰體后施工西岸堰體的分期施工方式，進占式進行壅水堰堰體填筑和合龍，受場地限制不設(shè)置導(dǎo)流明渠。圖3-1：東岸堰體施工圖 3-2:施工西岸堰體進行合龍3.3.2結(jié)構(gòu)概況東岸水下為土石渣堰體，溢流面采取400mm厚9米寬C30鋼筋混凝土，④12@200雙向雙層鋼筋，砼頂面標(biāo)高為212米，下游坡面采用澆筑水下C30鋼筋混凝土，④12@200雙向鋼筋，坡底混凝土厚1.5米，合龍圍堰采取靜壓注漿加固防滲，土石渣堰體采取高壓旋噴樁加固防滲，上游坡面覆蓋賽克格賓防沖，下游坡腳采用雙層四排1mX1.4mX1.4mq10@100鋼筋石籠加固，合龍?zhí)幵O(shè)C20砼導(dǎo)流墻；西岸段采用混凝土堰體，砼頂標(biāo)高為211米。根據(jù)東西兩岸堰體結(jié)構(gòu)，平時河水從混凝土結(jié)構(gòu)的西岸堰體流過，河水增大時從土石渣復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)的東岸堰體分流。4壅水堰關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用4.1無導(dǎo)流明渠分期施工關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過分析各方面原因后，技術(shù)人員提出采用東西岸堰體分期施工的方式，即堰體分東西兩段先后施工，根據(jù)堰體不同功能，采用不同結(jié)構(gòu)、不同標(biāo)高，以解決河水導(dǎo)流的問題。先從東岸填筑合龍圍堰至河中間，河西段自然流水，對河流影響不大。東岸堰體修建完成后，再從西岸填筑圍堰合龍，河水從東岸壩面流出，西岸堰體采用砼結(jié)構(gòu)，比東岸壩面標(biāo)高低1米，作為主流堰體，平時河水從西岸壩面流出，發(fā)生洪水時從東岸壩面分流。這種設(shè)計理念，基本解決了不能修建導(dǎo)流渠的難題，能夠在城市河流治理工程中推廣應(yīng)用，具有施工方便，占地少，安全可靠的優(yōu)點，有較好的社會效益。具體施工工藝流程如下：4.2復(fù)合型堰體關(guān)鍵技術(shù)復(fù)合堰體，是指東西岸堰體根據(jù)各自過水功能（西岸堰體常年過水，東岸堰體汛期分流）結(jié)合使用土石堰體和砼堰體，即先從東岸填筑合龍圍堰，因東岸為汛期分流堰體，從其過水功能及施工成本等因素考慮，東岸水面以下采用傳統(tǒng)土石渣堰體，為增加其耐久性和汛期功能穩(wěn)定性，輔以靜壓注漿和高壓旋噴樁加固防滲，且在溢流面上澆筑鋼筋混凝土面層減少河水淘刷。東岸堰體修建完成后降低下游水位，從西岸填筑圍堰與東岸圍堰合龍，河水暫從東岸壩面溢流，考慮到西岸堰體作為主要溢流壩面，其穩(wěn)定性和耐久性要求更高，故西岸采用混凝土堰體，中間設(shè)導(dǎo)流墻，堰體表面標(biāo)高比東岸堰體低1.0m，平時河水從西岸壩面流，來洪水時從東岸分流。圖4-1：導(dǎo)流墻施工和壩面土工布鋪設(shè)4.2.1東岸土石渣堰體復(fù)合防滲關(guān)鍵技術(shù)開始從東岸施工時，舞水河河水流量很大，水面標(biāo)高為212.00米，河水面寬度約為150m,壩面設(shè)計標(biāo)高為212.00m，如何進行水下壩體施工，難度很大，請水利專家現(xiàn)場會診后決定，合龍?zhí)钪捎脙奢v推土機同時進占方式合龍，上游推土機填筑毛石，下游推土機填筑土石渣，前面采用拋石擠淤。上游車輛在下游車輛前2m進行填筑。東岸采用土石渣作壩體，只承擔(dān)洪水分流作用，溢流面層為400mm厚鋼筋混凝土，采用高壓旋噴樁加固防滲；上游合龍圍堰為毛石料，采用靜壓注漿進行加固防滲。上游坡面鋪裝賽克格賓防沖，下游坡面鋼筋混凝土，坡腳吊裝鋼筋石籠防沖刷，確保大壩安全。填筑土石渣和毛石料時，應(yīng)避免上游毛石填筑到下游土石渣層，以免給以后高壓旋噴樁施工造成影響。在合龍過程中，水流可能會沖走部分合龍材料。為保證合龍材料的充足，現(xiàn)場備料按照145%進行備料，現(xiàn)場準備充足的粒徑500?1000mm毛石、土石渣和裝填毛石的賽克格賓等。在壩體施工過程中，上游圍堰滲水量大，坡面鋪貼土工布填筑粘性土防滲，保證下游壩體施工。土石渣壩體施工完成后，立即進行壩面混凝土施工，確保施工進度和質(zhì)量，在混凝土面預(yù)留旋噴樁孔，混凝土板面施工完成后進行加固防滲施工。圖4-2：靜液壓注漿和高壓旋噴樁4.2.2西岸水下砼堰體關(guān)鍵技術(shù)東岸堰體施工完成后施工西岸堰體，西岸堰體與東岸堰體結(jié)構(gòu)和作用不同，作為主流堰體，壩面標(biāo)高比東岸壩面低1米，平時河水全部從西岸壩面流，堰體采用C20混凝土以確保堰體結(jié)構(gòu)牢固。圖4-3:西岸混凝土堰體施工從西岸填筑圍堰與東岸圍堰合龍后，河水暫時從東岸壩面流，起導(dǎo)流作用。這時可以降低下游水位，而上游水位保持在212.00m標(biāo)高，不會影響上游水廠取水。西岸河床露出來后，砼堰體設(shè)計承載地基為基巖，修筑堰體基坑下游圍堰，圍堰上游坡面鋪貼土工布填筑粘性土防滲，開挖基坑土方至巖石，進行水下混凝土澆注，水下砼控制好水灰比，從一邊往另一邊排水澆筑施工，坡腳吊裝一層四排鋼筋石籠防沖。堰體施工完成后，河水主要從砼壩面流，發(fā)揮抬高上游水位的作用。圖4-4:鋼筋石籠坡腳防護圖4-5：壅水堰使用情況五實施效果基于無導(dǎo)流渠高低堰體施工綜合技術(shù)，成功解決因場地限制不能開挖導(dǎo)流渠的問題，具有施工方便，占地少，安全可靠的優(yōu)點。東西段堰體設(shè)計成二段標(biāo)高不同的堰體，西岸砼壩作為主流壩，壩面標(biāo)高211.00m，河水平時從壩面流，東岸壩作為土石堰體，頂面標(biāo)高為212.00m，作為洪水分流壩面，東西堰體中間設(shè)導(dǎo)流墻，有較好的社會效益，具有推廣應(yīng)用前景，為我國城市河流綜合治理提供了寶貴經(jīng)驗?；谕潦瘔螐?fù)合加固防滲技術(shù)，在復(fù)合型壅水堰分期施工時，針對不同加固部位綜合使用了高壓旋噴樁、靜壓注漿加固防滲技術(shù)和土工膜防滲技術(shù)，成功進行堰體防滲加固，比一般的砼堰體更經(jīng)濟實用，有較好的經(jīng)濟效益，為其它類似工程施工提供了借鑒作用。推廣應(yīng)用無導(dǎo)流渠復(fù)合型壅水堰分期施工綜合技術(shù)對同類工程施工有著重要借鑒意義。對于降低工程造價、節(jié)約施工工期、提高市場競爭力等方面有著顯著效果，另外對提高施工安全性、改善施工期間居民飲用水和生產(chǎn)用水有重要社會意義經(jīng)過壅水堰技術(shù)的研究總結(jié)，《一種高低復(fù)合型壅水堰》已獲評國家級實用新型專利。專利查新結(jié)果顯示，從目前情況看，有采用了半圓柱殼體水下緩流施工平臺技術(shù)、纜索吊裝、水平牽引就位、翻轉(zhuǎn)剛性托板、就位鋼絲籠施工等方法的閩江水口水電站尾水壅水堰堰體水下施工關(guān)鍵技術(shù)等方面的報道，未見利用東西二段壩體先后施工順序以及頂標(biāo)高不同進行導(dǎo)流截流的無導(dǎo)流渠高低復(fù)