張魯剛，楊秀蓮，葉 峰

（浙江省正邦水電建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310051）

1 問題的提出

水閘圍堰筑壩工程作為圍墾施工的重要內(nèi)容，對圍墾工程整體的施工進(jìn)度及質(zhì)量具有重要影響。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對深水區(qū)水閘圍堰施工中筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)的分析優(yōu)化尤為必要。因此，展開對水閘圍堰施工筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)的探究，具有重要的現(xiàn)實研究價值和意義。

2 深水區(qū)水閘圍堰筑壩工程的關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化過程及工藝原理分析

2.1 關(guān)鍵工優(yōu)化過程

近年來，在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的新形勢下，筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用到圍墾工程施工中[1]。為了進(jìn)一步明確圍堰筑壩關(guān)鍵工藝技術(shù)的應(yīng)用水平，現(xiàn)對筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)原理展開分析。在深水區(qū)圍堰筑壩工程中，閉氣土施工是筑壩的關(guān)鍵工藝，閉氣土是整個堤壩止水防滲的屏障，其施工的質(zhì)量和快慢是圍堰筑壩能否成功和縮短工期的關(guān)鍵。

甌飛東一閘圍堰按原設(shè)計圖紙要求（見圖1）：閉氣土采用鳳凰山料場的山皮土，經(jīng)船運再轉(zhuǎn)駁，由汽車運至施工區(qū)域填筑。由于山皮土含水率低，填筑進(jìn)度快，可加快閉氣進(jìn)度?？蓪嶋H情況用山皮土填筑，填筑上去的山皮土很大部分泥土被潮水帶走，剩下的是含砂量很高的混合料，基本上達(dá)不到閉氣的效果。如全部采用涂泥填筑，子堤頂高程（1.50 m）以下部分施工較快，超出子堤頂高程部分由于涂泥保水性好流動性大，固結(jié)很慢，加高非常困難，在1.5 a內(nèi)堆高至10.00 m不現(xiàn)實。最明顯的例子，甌飛一期圍墾工程東堤使用純涂泥填筑的閉氣土，從2015年到現(xiàn)在近3 a時間高程只從- 3.50 m填到現(xiàn)在的3.00 m（東堤子堤頂高程也是1.50 m），用涂泥加高現(xiàn)在還在滑動。又如果采用下部填涂泥上部填山皮土的方案，上部填山皮土?xí)r，下部涂泥被擠走，漫過子堤進(jìn)入水閘基坑，現(xiàn)在甌飛東堤及已經(jīng)完工的龍灣二期海堤采用涂泥加外運土的填筑段就出現(xiàn)了這種情況。最后經(jīng)現(xiàn)場施工技術(shù)人員的摸索研究，采用下部填筑涂泥，靠近圍堰主堤部位增加1道沖砂管袋擋土墻，上部填筑山皮土的方法，圓滿解決了閉氣、施工進(jìn)度、節(jié)約造價的問題。

圖1 東一閘圍堰設(shè)計斷面圖

2.2 工藝原理分析

圍堰原設(shè)計斷面是20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)海堤斷面，設(shè)計閉氣土全部采用山皮土填筑，山皮土由甲方料場供應(yīng)，但現(xiàn)場踏勘后發(fā)現(xiàn)，山皮土砂石含量大，經(jīng)初步填筑試驗后發(fā)現(xiàn)閉氣效果很不理想。考慮到東一閘圍堰造價近1.3億元，閉氣的成功與否關(guān)系到圍堰成敗，因此，只許成功，不能失敗。

經(jīng)現(xiàn)場施工技術(shù)人員探索、研究，在確保圍堰安全、經(jīng)濟(jì)合理的情況下，利用灘涂泥的閉氣效果、沖砂管袋的擋土閉氣效果、山皮土的快速易成型效果相結(jié)合，形成沿海深水區(qū)土石圍堰閉氣土組合斷面施工工藝（見圖2），并提出方案，在征得現(xiàn)場業(yè)主、監(jiān)理認(rèn)可，并經(jīng)原設(shè)計單位復(fù)核同意后實施。

圖2 圍堰閉氣土組合斷面圖

3 水閘圍堰施工中筑壩工程的關(guān)鍵工藝技術(shù)特點

3.1 灘涂泥粘聚性及閉氣效果好

在深水區(qū)水閘圍堰筑壩工程中，其關(guān)鍵工藝特點對于其筑壩工程施工質(zhì)量具有重要的影響。通過對圍堰筑壩工程工藝原理的深入分析，能夠明確其工藝原理中采用的灘涂泥材料，具有粘聚性及閉氣效果好的特點和優(yōu)勢。退潮后海涂泥施工面貌見圖3，根據(jù)圖3中的灘涂泥圖片分析，能夠感受到該材料的粘聚性。水閘圍堰子堤頂高程以下采用灘涂泥，此類灘涂泥經(jīng)長時間沉積，具有高度的粘聚性和閉氣性。水閘圍堰筑壩工程施工中直接就地取材，不僅可以有效提高機(jī)械化施工水平，同時也能夠有效降低施工成本。

圖3 退潮后海涂泥施工面貌圖

3.2 沖砂管袋成型好、施工快

在水閘圍堰筑壩工程中，通過對吹填砂管袋的工藝分析，能夠明確該工藝具有成型好、施工快的特點[2]。圖4為沖砂管袋吹填疊加過程圖。根據(jù)圖4分析，疊加后的沖砂管袋成型較快，能夠?qū)⑵渥鳛閾跬列膲Γ议]氣的效果也相對較好。在灘涂泥拋填完畢以后，需要采用沖砂管袋在圍堰主堤內(nèi)側(cè)鎮(zhèn)壓平臺位置上，實現(xiàn)一層一層疊加。在依靠重力的作用下，將沖砂管袋緩慢的壓沉到圍堰內(nèi)側(cè)鎮(zhèn)壓平臺上，由此既起到閉氣的作用，同時又能夠有效阻擋主堤側(cè)土方加載時形成的側(cè)壓力，以防滑坡。

圖4 沖砂管袋吹填疊加過程圖

3.3 山皮土堆高快、易于碾壓成型

通過對筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)特點的分析，能夠明確工藝流程中所采用的山皮土材料，具有堆高快、易于碾壓成型的優(yōu)勢。圖5為上部山皮土填筑圖。根據(jù)圖5分析，當(dāng)圍堰閉氣土工程施工到高程2.50 m以上時，可采用山皮土填筑。在管袋擋土墻與主堤間山皮土達(dá)到1.00 m以上厚度時，挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備可以在上面適當(dāng)碾壓，填筑效果比較好。山皮土加載所產(chǎn)生的土壓力由沖砂管袋擋土墻承受，因此在筑壩施工中下部灘涂泥并未產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象。

圖5 上部山皮土填筑圖

4 深水區(qū)水閘圍堰筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化分析

（1） 利用灘涂泥粘聚性及閉氣效果好的特點，既便于就地取材又便于機(jī)械化施工，可大幅降低施工成本。

（2） 利用沖砂管袋成型好施工快，疊加后既能作為擋土墻又能閉氣的特點，在灘涂泥拋填完成后將沖砂管袋對準(zhǔn)圍堰主堤內(nèi)側(cè)鎮(zhèn)壓平臺位置一層層疊加，靠自重將沖砂管袋慢慢壓沉到鎮(zhèn)壓平臺上，既有閉氣效果又起到擋土墻的作用，該部分也是閉氣土斷面中造價最高的部分，但因占總量的比重較小對總體造價影響不大。

（3） 利用山皮土在水面以上能夠快速堆高的特點，對山皮土適當(dāng)拍實、碾壓，其堆高后的底部側(cè)壓力由沖砂管袋擋土墻承受，故不會因下部涂泥松軟而產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象；沒經(jīng)浸泡沖刷過的山皮土經(jīng)拍實、碾壓后閉氣效果比較理想。

（4） 閉氣土方組合斷面由3種不同材料組合而成，充分發(fā)揮不同材料的優(yōu)勢，避開不同材料的弱點，達(dá)到良好的閉氣效果又縮短了工期，而且降低造價。

圍堰閉氣土組合斷面施工工藝流程見圖6。

圖6 圍堰閉氣土組合斷面施工工藝流程圖

5 筑壩工程實例分析

5.1 工程概況

為了進(jìn)一步明確水閘圍堰筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化情況，本文從實例分析的角度，以具體的工程為例展開探討。在研究中，主要以溫州市甌飛一期圍墾工程施工Ⅳ標(biāo)段東一閘圍堰工程為例。該工程位于溫州甌飛灘涂，位于浙江省東南部沿海地區(qū)。通過對該工程的深入分析，明確工程所在區(qū)域內(nèi)的灘涂高程為- 3.50 m，在施工期間依據(jù)設(shè)計圖紙，采用土石圍堰施工，20 a一遇的防潮標(biāo)準(zhǔn)，包括預(yù)留沉降在內(nèi)的圍堰頂高程為6.50 m，防浪墻頂高程為7.30 m，圍堰總長為1303.00 m，圍堰橫斷面總寬度為143.50 m，結(jié)構(gòu)與海堤結(jié)構(gòu)類似，圍堰完工后面貌見圖7。合同節(jié)點目標(biāo)規(guī)定東一閘圍堰工期為24個月。在所有施工流程中，閉氣土施工時間最長，為18個月。從圍堰設(shè)計圖紙上看，閉氣土施工高差從- 3.50 m到6.50 m達(dá)10.00 m，閉氣土填筑總量38.0萬m3。

圖7 圍堰完工后面貌圖

5.2 筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化實施效果

5.2.1 工期效益

在水閘圍堰筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化實施期間，將圍堰閉氣土組合斷面施工工藝應(yīng)用到該工程施工中，能夠有效減少閉氣土施工中存在的等底層涂泥固結(jié)時間間隔性問題，可以對圍堰實施連續(xù)性加高。在原招標(biāo)投標(biāo)及實施性組織設(shè)計中圍堰總工期24個月，其中關(guān)鍵線路閉氣土填筑時間18個月；在采用了閉氣土組合斷面后，圍堰閉氣土從- 3.50 m填筑到6.50 m，總計10.00 m高，只用了12個月，因此采用圍堰筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化后，東一閘圍堰用18個月就完成了施工任務(wù)，總工期縮短6個月。該水閘圍堰筑壩關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化的實施對水閘提前完工起到關(guān)鍵作用。

5.2.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過對水閘圍堰筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化的應(yīng)用效果分析，在極大程度上節(jié)約了成本。按原設(shè)計，東一閘圍堰閉氣土全部用山皮土填筑，閉氣土總量38.0萬m3，原山皮土填筑單價44.80元/m3，總計造價1702萬元。采用技術(shù)調(diào)整的斷面后，涂泥閉氣土用量30.5萬m3，沖砂管袋擋墻用量4.0萬m3，山皮土3.5萬m3；其中涂泥采用東堤涂泥填筑單價17.22元/m3，沖砂管袋最終結(jié)算價80.00元/m3，山皮土單價44.80元/m3，這樣調(diào)整后閉氣土施工總費用1002萬元，因此費用節(jié)省700萬元。此外，應(yīng)用該工藝以后，在施工工期提前的基礎(chǔ)上，并沒有影響到整個工程的施工質(zhì)量，施工中的閉氣土斷面也未產(chǎn)生變形滑坡現(xiàn)象。因此能夠明確，該工藝在深水區(qū)水閘圍堰筑壩工程施工中的應(yīng)用，具有突出的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

6 結(jié) 語

近年來，筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用，逐漸體現(xiàn)了重要價值。針對當(dāng)前水利施工中筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，本文主要從灘涂泥粘聚性及閉氣效果好、沖砂管袋成型好及施工快、山皮土堆高快及碾壓成型好等方面，分析深水區(qū)筑壩工程的關(guān)鍵工藝技術(shù)特點。最終根據(jù)實際工程案例的分析，總結(jié)深水區(qū)筑壩工程關(guān)鍵工藝技術(shù)優(yōu)化的效果。期望通過本文關(guān)于深水區(qū)筑壩工藝技術(shù)的探討，可以為日后提升筑壩工藝技術(shù)在圍墾施工中的應(yīng)用水平，提供寶貴的建議。