膜袋砂围堰在珠海水闸工程中的应用

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【摘要】膜袋砂围堰在沿海低海拔低水头地区的水利工程中应用非常广泛，这主要是因为沿海地区砂资源丰富，取材方便，膜袋砂围堰稳定性及防浪效果好，施工过程简单，可缩短工期，降低造价。本文就膜砂袋围堰在珠海水闸实际工程中的设计应用状况做简要概述，对施工中经常出现的问题做相关分析，提出相关建议，希望能对膜砂袋围堰在沿海水利工程的设计施工应用起到一定帮助作用。

【关键词】膜袋砂围堰；水闸工程；应用

引言

膜袋砂围堰在珠海水闸工程中的应用较为广泛，本文通过南水沥堤段工程成功案例，分析论述膜砂袋围堰在设计和施工中的一些规程以及常见问题，为沿海地区类似条件下的工程项目采用模袋砂围堰设计、施工方法提供借鉴和学习。

1、工程概况

南水沥堤段工程位于珠海高栏港经济区南水沥河道入黄茅海出口处，工程建设内容为新建中型水（船）闸一座，新建海堤909.62m；其中水闸9孔，总净宽90m；船闸一孔，净宽16m；工程按50年一遇的防洪（潮）标准设计，堤防及主要建筑物级别为2级，其他建筑物为3级，围堰为4级。工程建成后使南水沥至十字沥35km堤防、13座水闸及10座涵窦避免挡外潮，减轻抗风暴潮的压力，同时增加域内蓄涝容积300多万m3，提高治涝标准，从而使本区抵御洪涝灾害的能力得到增强。工程位于珠江口入海处，属三角洲平原地貌，广泛分布较为深厚的海相沉积淤泥和淤泥质软土。闸址处河道宽230～350m，地基基础座落在淤泥土层上，淤泥土层厚度为10.30～18.80m，局部稍厚，其地基承载力不能满足要求，设计采用水泥粉喷桩复合地基处理。施工期采用膜袋砂内、堰一次将河涌截断。

2、围堰设计

根据工程的实际情况，围堰设计方案采用全段围堰法。在闸址上下游各修建一道围堰，用于挡内外江来水及潮水。

内、堰的设计采用模袋砂围堰，围堰为梯形断面，考虑内、堰顶临时施工车辆车辆通行，堰顶宽8m，纵坡1：3，堰顶高程3.0m（黄基，下同）。内围堰顶宽8m，纵坡1：3，堰顶高程2.6m。在围堰顶边筑一道1.0×0.5m袋装土，模袋面铺防渗土工膜，迎水面放置60cm厚石块作挡浪防冲防护。堰顶加铺一层50cm厚石碴层，20cm厚泥结石铺面压实，作为临时施工道路。

围堰断面图如下：

南水沥水（船）闸内、堰位置处河道宽约250m。河道底部最低高程为-3.50m，位于河道偏左岸位置处。根据施工设计，围堰堰顶高程达3.1m，考虑沉降后，围堰最大高度达到7m多，围堰在填筑时可能会产生不稳定问题，对软土的极限堆载高度可按下列公式估算：

3.2难点以及相关措施

（1）关于膜袋铺放方式：开始施工之前首先要清理河床，保证河床平整清洁，以降低对膜袋的的损坏。铺设最深处的膜袋时，应该选择在低潮平流的时间段，以降低作业难度。定位膜袋时采用竹桩，定位方式要根据堰体的实际大小，将毛竹插在四个角的位置上，然后套上角拉环，这样膜袋就会灌砂后沉入定位桩所限定的区域。

（2）关于围堰合龙的过程：在实施膜袋围堰的过程中，龙口的出现应该尽量避免，尽可能均衡上升。尤其时当围堰的工程高度达到一定高度时，水位的变化对围堰的影响就会变大，缺口在退潮时就会容易出现，这时要避免潮汐的损坏影响。根据围堰施工具体情况，在围堰施工至一定高度时，若无法避免龙口出现，应在施工时通过合理布置尽量将可能出现的龙口留在围堰左岸位置。龙口的施工首先应利用潮水位的涨落，在高潮平流期施工膜袋，退超时膜袋露出水面，在利用此时加高膜袋，合拢龙口；其次，若利用潮水位变化无法合拢龙口，则挑选平潮期较长的时段，将大膜袋分成小膜袋施工，逐渐缩小龙口宽度直至合拢；最后，若由于水流过急采用上述方法仍无法合拢龙口，则考虑在龙口处外海侧先抛填砂及碎石保护膜袋，再用块石抛填一封闭区域合围龙口，以减缓水流，再用膜袋砂合拢龙口。

（3）关于围堰的防渗：围堰有三个主要的渗漏地方，堰体与原河床接触面；堰体与岸坡接触面；膜袋与膜袋之间。堰体与原河床接触面、堰体与岸坡接触面这两个地方是渗漏破坏最严重的地方。防渗的主要措施有：

①采用牛皮砂，由于其致密性和含沙量都比较好，同时基本不透水，可以很好的防止渗漏。

②膜袋的间隙也比较容易产生渗透通路，对于这种情况首先要降低牛皮砂的填充量，这样膜袋就有充足的自我调节空间，可以提高密实度；另外也可以采用将粘性土填充法，填充之后再覆盖编织土包。

③将土工编织袋铺设在堰体迎水侧从，深入河床同时进行固定压实。

4、工程建设经验及建议

（1）入海口水闸围堰的设计要考虑合拢措施；施工过程严格控制围堰施工速率，围堰合拢时间选择平潮期。提前做好围堰破口、基坑充水应急预案。

（2）南水沥闸是新建中型水闸，围堰、基础处理、砼结构工程量大，建设周期长，水（船）闸主体工程需跨汛期施工，施工期抗台挡潮安全至关重要。①必须确保围堰的安全与稳定。淤泥质软基础上围堰的设计断面要适当加大；围堰底部的淤泥加大换填厚度；在堰体内侧增加抛石反压平台作为止滑带；保证围堰的稳定和抵抗风暴潮的能力。②施工过程严格控制围堰施工速率，围堰合拢时间选择平潮期。③水闸建设各工序环节要紧密衔接，以水（船）闸轴线为主，安排水下砼结构施工，力争在主汛期前完成基坑硬化，最大限度降低第二年度汛期围堰过水损失。④提前做好围堰破口、基坑充水应急预案。

（3）工程需跨汛期施工，为满足汛期基坑充水度汛的需要，汛前必须完成水闸水下部分基础处理、混凝土底板及海漫、防冲槽砌石等项目的施工，工期十分紧张，加之围堰本身工程量较大，围堰较高，且需控制上升速率，因此，围堰应尽可能提前施工，并应保证足够的工期。考虑到河床较宽，基坑范围较大，在进行基坑水下开挖的同时，可进行内堰的填筑，既可赢得围堰施工时间，又可避免基坑水下开挖时基坑以外淤泥回流基坑。挖泥船可待高潮位时在围堰封闭前退场。

5、结语

膜袋砂围堰在本工程应用取得良好效果，施工方便，工期短，造价低，并且对环境几乎无污染。通过以上论述，对膜袋砂围堰在沿海水利工程中的应用有了一定的认识，如果在未来的设计施工中能够继续改进施工工艺，采用新材料，那么不仅能够扩大应用范围还会使造价更加低廉。

参考文献

[1]李小鹏.膜袋砂围堰在某水利工程中的应用.广东水利水电，2011年1月.第1期

[2]陈永波，徐涛.膜袋砂围堰在小水利工程中的应用.科技与企业，2012年23期