劉繼民，韓桂喜，陳文君

（濟(jì)南市黃河工程局，山東 濟(jì)南 250032）

濟(jì)南市小清河玉清湖沉砂池補(bǔ)水工程是利用玉清湖沉砂池沉沙后原水對(duì)小清河實(shí)施補(bǔ)源的專項(xiàng)工程。工程自玉清湖沉砂池起，沿黃河大堤至睦里閘進(jìn)水口，設(shè)計(jì)輸水流量約3～5 m3/s，輸水線路長(zhǎng)2.6 km，設(shè)計(jì)進(jìn)水涵閘1座，壩頂高程38.5 m。

管道段：設(shè)計(jì)雙排直徑1.4 m的輸水管道輸水，其中管道的進(jìn)出水口采用鋼管輸水，中間段采用HDPE管輸水，輸水流量約3～5 m3/s。在管道段共設(shè)7個(gè)小型結(jié)構(gòu)物，分別為：壓力水池1座、蝶閥井2座、排氣閥井2座、測(cè)流井1座及壓力井1座。

進(jìn)水涵閘段：設(shè)計(jì)進(jìn)水閘1座，混凝土等級(jí)為C25混凝土。閘門選用PGZ2×2平面閘門，啟閉機(jī)選用QLZ-50-SD型。采用鋼筋混凝土穿堤涵洞，尺寸2 m×2 m，混凝土等級(jí)為C25混凝土。

該項(xiàng)目于2011年3月30日開工，5月底按期完成主體工程。合同工程完成進(jìn)水閘1座、箱涵6節(jié)、進(jìn)出口段壓力水池各1座、雙排輸水管線。

1 問題的提出

濟(jì)南市小清河玉清湖沉砂池補(bǔ)水工程設(shè)計(jì)利用玉清湖水對(duì)小清河進(jìn)行補(bǔ)源。設(shè)計(jì)在玉清湖沉砂池填筑圍堰，并在圍堰臨河位置鋪設(shè)一布一膜復(fù)合土工布防滲。圍堰頂高程38.0 m，設(shè)計(jì)邊坡1:5，玉清湖水位2011年3月高水位運(yùn)行，水位一般達(dá)36.0 m，最高水位36.5 m，然后停止沉砂池的進(jìn)水，水位開始逐漸下降，一般達(dá)34.5 m，最低水位33.0 m，湖底水位27.0 m左右。設(shè)計(jì)臨河側(cè)鋪設(shè)土工布56 m左右，其中水位以下鋪設(shè)土工布41 m左右。

由于受水流和水深的影響，以前直接向水中攤鋪壓實(shí)的方法很容易造成土工布漂浮或折疊的現(xiàn)象，有時(shí)還容易被水沖走造成損失。

為了能滿足施工的要求，確保鋪設(shè)過程的安全、有效，根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合濟(jì)南市小清河玉清湖沉砂池補(bǔ)水工程填筑圍堰的現(xiàn)狀，確定出一套深水鋪設(shè)土工布的施工工藝。

2 施工方法

利用浮箱作為水上支撐平臺(tái)，并在浮箱上配置挖掘機(jī)等相應(yīng)鋪設(shè)裝置，采取人工配合挖掘機(jī)的方法進(jìn)行圍堰臨河側(cè)一布一膜復(fù)合土工布的鋪設(shè)。

施工時(shí)間：2011年 4月 27日—2011年 4月28日。

工藝流程：地面準(zhǔn)備工作—鋪料裝上浮箱—鋪設(shè)。

2.1 地面準(zhǔn)備工作

首先，在土工布的一端卷入1根Φ25 mm的細(xì)鋼管，然后用鋼絲每隔15 cm進(jìn)行綁扎；同時(shí)，在滾筒端部纏繞細(xì)麻繩，麻繩長(zhǎng)度依水深而定（大于鋪設(shè)末端水深2 m）；將細(xì)麻繩的末端固定在細(xì)鋼管的兩端，最后纏繞土工布。一般情況下在卷繞過程中，在滾桶兩邊用人工拉直以防土工布在卷繞過程中彎曲折疊。

2.2 鋪料裝上浮箱

將土工布滾桶吊至浮箱上，把提升鋼絲繩固定在滾桶兩端的滾軸上，并事先預(yù)留水位以上土工布的鋪設(shè)長(zhǎng)度。將鎮(zhèn)壓土工布的土工袋、碎石包一起裝入浮箱上，這一過程采用人工鋪助、機(jī)械為主的方法，充分利用現(xiàn)場(chǎng)的施工機(jī)械，提高施工效率。

2.3 鋪設(shè)

首先，在圍堰堰頂挖50 cm×50 cm U型槽，在U型槽內(nèi)先鋪設(shè)土工布再在U型槽內(nèi)回填土料、人工壓實(shí)，以增加摩擦力，用于防止土工布的滑動(dòng)；然后在填平的U型槽上方壓蓋土工袋、碎石包。進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)需放下鋪設(shè)滾桶。

在土工布的鋪設(shè)過程中水位以上部分沿圍堰邊坡每隔2 m用土工袋進(jìn)行鎮(zhèn)壓；水位以下部分改用接觸土工布的部分采用土工袋，在土工袋之上用拋投碎石包的方法將攤鋪的土工布?jí)鹤?，防止上浮。拋投土工袋和碎石包采用反鏟單斗長(zhǎng)臂挖掘機(jī)進(jìn)行，有效地提高了施工效率。在放下鋪設(shè)滾桶至鋪設(shè)基面時(shí)，如有凹凸不平的須以較高點(diǎn)為準(zhǔn)，只要觀察一下提升鋼絲繩的張緊度就可確定桶有無(wú)著地，并根據(jù)兩端鋼絲繩下放的長(zhǎng)度就可確定出鋪設(shè)基面有無(wú)高差。

由于整個(gè)攤鋪過程是在水下操作，所以對(duì)水流和流向的影響極小，為了減小水流和流向的影響，在鋪設(shè)時(shí)盡量采用順流或逆流方向進(jìn)行。當(dāng)鋼絲繩將滾桶牽引出水面時(shí)表示土工布鋪設(shè)至末端，取下滾桶，根據(jù)麻繩的傾斜度判斷土工布末端位置，利用反鏟單斗長(zhǎng)臂挖掘機(jī)拋投土工袋和碎石包將圍堰坡腳底部土工布?jí)鹤。桓鶕?jù)麻繩的張緊度也可以判斷土工布的鋪設(shè)末端是否壓緊。

整個(gè)鋪設(shè)過程完成后，利用反鏟單斗長(zhǎng)臂挖掘機(jī)移動(dòng)鋪設(shè)浮箱，進(jìn)行下一幅土工布的鋪設(shè)。鋪設(shè)是整個(gè)鋪設(shè)過程中的關(guān)鍵工序，它直接關(guān)系到鋪設(shè)質(zhì)量的好壞。

3 鋪設(shè)設(shè)備

本土工布鋪設(shè)設(shè)備由2節(jié)浮箱拼裝而成；由箱體、土工布鋪設(shè)裝置等組成。

1）箱體是水上的支承平臺(tái)，在其上有提升卷?yè)P(yáng)機(jī)、發(fā)電設(shè)備、臂架等。主要是為整個(gè)鋪設(shè)過程提供基礎(chǔ)保證，并且具有一定的抗風(fēng)浪能力。發(fā)電設(shè)備主要為船舶作業(yè)提供動(dòng)力。

2）土工布鋪設(shè)裝置由鋪設(shè)滾桶、提升鋼絲繩、臂架、提升卷?yè)P(yáng)機(jī)等組成。鋪設(shè)滾桶是土工布的纏繞基軸并且攤鋪時(shí)在水底滾動(dòng)，所以必須要有一定的抗彎曲強(qiáng)度才能保證進(jìn)行順利鋪設(shè)；提升鋼絲繩為起吊滾桶的繩索，由于在鋪設(shè)時(shí)的拉力較大，因此鋼絲繩必須具有足夠的抗拉強(qiáng)度才能保證不被破壞。臂架為滾桶的懸臂支承架。提升卷?yè)P(yáng)機(jī)主要為滾桶的牽引及提升動(dòng)力，在鋪設(shè)時(shí)用以調(diào)節(jié)滾桶的深度，以防止?jié)L桶過分的壓緊鋪設(shè)基面，使土工布滾桶因阻力太大而滾動(dòng)困難，造成土工布不能連續(xù)鋪設(shè)。

4 施工工藝的先進(jìn)性

利用浮箱配合挖掘機(jī)進(jìn)行深水位土工布的鋪設(shè)具有以下特點(diǎn)。

1）鋪設(shè)設(shè)備易于制作和安裝，并且施工過程簡(jiǎn)單，有效地提高了施工效率，加快了施工進(jìn)度。

2）能夠有效地克服因水流、水深對(duì)鋪設(shè)過程的影響，鋪設(shè)效果明顯，有效地提高了施工質(zhì)量。

3）由于是深水鋪設(shè)土工布，對(duì)放樣定位要求高且難度大，采用黃河流域常用的浮箱進(jìn)行鋪設(shè)，有效地提高了定位的準(zhǔn)確性，提高了施工質(zhì)量。

4）挖掘機(jī)、浮箱以及卷?yè)P(yáng)機(jī)等主要鋪設(shè)設(shè)備，為黃河堤防加固中的常用施工機(jī)械，利用已有施工機(jī)械進(jìn)行施工，有效地降低了施工成本。

5 結(jié)語(yǔ)

利用浮箱配合挖掘機(jī)進(jìn)行深水土工布的鋪設(shè)并未在黃河堤防加固中普遍推廣開來，隨著黃河堤防加固工程的迅速發(fā)展，利用土工布進(jìn)行圍堰等臨時(shí)工程的防滲在堤防加固中發(fā)揮了越來越重要的作用，深水土工布鋪設(shè)工藝及設(shè)備已逐漸受到人們的關(guān)注。

此工藝及設(shè)備已在濟(jì)南市小清河玉清湖沉砂池補(bǔ)水工程中投入應(yīng)用，最大水深在10 m以上，累計(jì)完成鋪設(shè)水下土工布6 000 m2，取得了較好的效果。該工程在施工難度較大的情況下，按時(shí)完成了施工任務(wù)，沒有發(fā)生質(zhì)量缺陷和問題，也沒有發(fā)生返工現(xiàn)象，得到了建設(shè)單位的好評(píng)。

利用浮箱鋪設(shè)土工布因其良好的鋪設(shè)效果、較高的施工效率、較低的施工成本和廣泛的適用范圍，使其在黃河堤防加固中具有很好的應(yīng)用前景。