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摘要：在水闸工程中，所处地区特殊以及河道水位,流量变幅大,按规定标准导流不经济,技术上又确有困难时,经过技术经济论证并报主管部门批准,方可适当降低围堰标准.采用降低围堰标准施工时,必须准确掌握施工进度,在汛期到来之前,工程应抢至能安全渡汛的程度，本文就针对导流施工进行了探讨。
关键词：水闸，导流方案，导流施工
Abstract: in the locks of project, live in areas of special and river water level, flow luffing big, according to the stipulation standard diversion not economic, technological and have difficulty, through technical argumentation and submitted to the competent department for approval, may be appropriately reduced cofferdam standards. The lower cofferdam standard construction, must grasp accurately construction progress, before the arrival in flood season, engineering should grab to the extent of the DuXun safety, this paper probes into the construction for diversion.
Keywords: locks, diversion scheme, construction diversion
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
假设水闸为3级建筑物，排涝标准按5年一遇洪水不满溢，设计洪水位为6.26m，挡潮标准按50年一遇洪水标准，设计洪水位为10.32m，设计最大排涝流量为156m3/s。水闸设4孔3.5m×4.0m，闸底高程为2.0m（黄零高程，下同），闸室长度为19.5m，宽16.7m，水闸底板、闸墩、胸墙、交通桥和启闭房的结构由钢筋混凝土构成。闸室和交通桥基础均采用ф1000mm、长12 m的混凝土钻孔灌注桩，闸底板设置封闭的6.0m深旋喷水泥防渗墙防渗，下游消力池长10m、深0.8m，消力池末端设10.0m长护坦和15.0m柔性块石沉排海漫与旧溪道平顺连接。
2场地工程地质条件
水闸场地地形较平坦，地面高程为6.3~6.8m，地貌属平原。地基岩土层为：①素填土：褐色，松散，厚2.9 m；②粉质粘土：褐黄色、可塑，厚1.6～2.4m，微透水; ③淤泥质粉质粘土：深灰色，流塑，微透水，厚1.0～4.55m;④中砂：黄色，灰色，松散-稍密，厚4.25～7.1m，飽和，强透水，富水性好；⑤淤泥质粘土：灰色，流塑，微透水，厚2.55～5.5m; ⑥粘土：浅黄色、可塑，微透水，厚0.3～0.7m，⑦卵石层：灰黄色、稍密，颗粒粒径一般为2～7cm，级配较好，含粗砾砂及粘性土，含量约25%～30%，极强透水；⑧残积砂质粘性土：褐黄色、可塑-硬塑，厚>2m。 地下水为孔隙承压水，受潮汐影响比较大，水质差。中砂为可液化土，淤泥质粘土为可震陷土。地基主要土层物理力学性能指标如下表1。
3 导流施工
由于潮汐的大小影响因素较多,卤水漫决影响巨大,故在感潮河口建闸不应降低施工导流建筑的挡潮标准.
采用分期导流围堰建闸,束窄河面宽度,势必使水流集中,流速增大.过大的流速,往往对围堰和堤岸形成威胁.根据国内外规范和文献,建议参考表2控制起动流速.
表2各类土的起动流速(m/s)
河床土质 υ01 河床土质 υ01
淤泥 0.25~0.45 中等砂 0.45~0.60
粉砂 0.25~0.40 粗砂 0.60~0.75
极细砂 0.35~0.45 小砾 0.75~0.90
中砾 0.90~1.10 中粘壤土 0.65~0.90
大砾 1.10~1.30 重粘壤土 0.70~1.00
砂壤土 0.40~0.70 粘土 0.65~1.15
轻粘壤土 0.55~0.80
表中 υ01为水力半径R＝1m时的起动流速.起动流速υ0与R的关系式为
υ0＝υ01R0.2
3.1 导流方案
施工导流采用束窄滩地修建围堰的导流方案，导流标准采用10年一遇洪水标准，堰顶高程为8.00m。受地形条件限制，围堰布置只能紧靠主河道的岸边，且因岸坡地质上部为淤泥质粉质粘土（含水率达50%），下部为中砂，地质条件差，极易造成岸坡坍塌等工程事故，因此在施工中采取了如下措施：首先，选择围堰结构简单，且又比土石围堰、土石混合围堰底宽小、抗冲刷能力大的浆砌石围堰；其次，基础采用梢径ф100mm，长4000mm松木桩加固地基，桩端进入砂层300mm，上部嵌入砌体200mm，间排距为600mm，呈梅花型布置，堰外侧采用红粘土夯的作用。详见图1。
3.2 截流方法,
位置及宽度应根据自然条件认真对待.我国在堵坝技术方面累积了不少成熟的经验.在江苏省导沂工程中的小潮河堵坝是建国后在潮水河中首次用埽工技术堵坝的,经历了数次失败后,才获成功.此后射阳河,新洋港拦河坝的截流戗堤是修筑在软淤土深厚且极易冲刷的潮汐河口处.在总结以往经验的基础上,经周密设计并作模型试验和现场试验,采用了先柴石枕护底,再用"平堵"与"立堵"结合的办法进行合龙,都一次获得了成功.如新洋港截流戗堤的施工程序是先用直径1m,长15~20m,重约12~16t的柴石枕护底,完成后,再用柴土埽捆厢进占,口门缩窄至100m时,抛长25m的柴石枕,同时加高护底,口门缩至50m时,改用长20m的柴石枕合龙,同时上,下游均抛土包及筑土戗闭气断流.
在土质河床上截流,戗堤常因压缩,冲蚀形成较大的沉降或滑移,计算用料与实际用料往往有较大出入,有些资料建议增加20%的备料量,但非定论.
在土质河床,尤其是松软土层上筑戗堤截流,护底工程是否恰当常是成败的关键.根据以往经验,首先,护底工程范围应较宽广,如射阳河,河面宽351m,中泓水深10m,淤深10m,中泓两侧浮淤深5~7m,贯入击数小于2,原计划护底宽180m,中泓护底长90m,两侧长70m,筑坝开始即遇到坝体撕断,塌陷,滑移,河底淤泥壅高等现象.改用柴土埽后,仍有将24根生根大缆撕断的险象出现,南坝头先后塌陷计7次,下陷13m,北坝头塌陷计6次.经将柴石枕护底南北各加宽30m,中泓护底加厚一层,进展始较顺利.
其次,护底工程要排列严密,事前应经实验找出抛投料物在不同流速,水深情况下移动距离的规律；抛投前测定流速,水位,使料物准确到位,并进行水下检查,填补遗漏处.
再者,应保证抛投的料物在浮重状态和动,静水作用下的稳定性能.如射阳河截流坝曾预作试验,在柴石枕浮重4.68kN/m3 情况下,枕与河底淤泥的开始滑动的平均摩擦系数为0.539,枕与枕之间开始滑动的平均摩擦系数为0.808；按平衡方程式计算,第一层护底的允许最大流速为7.37m/s,第二层以上枕的允许最大流速为9.04m/s；在合龙时最大水位差为2.73m,相应的流速为7.4m/s,小于9.04m/s,证明护底柴石枕不会滑移.
对龙口水力特征值的观测次数应随龙口的缩减而增加,并有专人负责,紧要关头要时刻掌握水情变化.戗土应随进占段的伸展依次进行,合龙后全力加强戗土,免受渗流破坏,通称"闭气".单流向河道的堰体宜先加前戗,双向水头的堰体前后戗都应加强,视水头差不同,有所侧重.在加戗,加高至堰身稳定后,始可有计划地降低堰内水位.堰后平(戗)台宜在排水后层层压实,以增强防渗效果.
4 结语
水闸在基坑开挖时采用浆砌石围堰喷射混凝土防渗墙和钻孔灌注桩相结合综合措施，给水闸基坑开挖提供安全、无积水的施工条件,既保护近邻建筑物不受影响，也保证了开挖边坡的稳定。采用桩基础既解决了地基土的液化和震陷问题，又可解决水闸与公路桥间的差异沉降问题，效果良好。
参考文献：
[1] 水利部水利水电规划设计总院.水闸设计规范SL265－2001[M].北京:中国水利电力出版社,2004.
[2] 丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利电力出版社,2001.
[3] 中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4] 中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范JGJ94—94[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：水闸，导流方案，导流施工
Abstract: in the locks of project, live in areas of special and river water level, flow luffing big, according to the stipulation standard diversion not economic, technological and have difficulty, through technical argumentation and submitted to the competent department for approval, may be appropriately reduced cofferdam standards. The lower cofferdam standard construction, must grasp accurately construction progress, before the arrival in flood season, engineering should grab to the extent of the DuXun safety, this paper probes into the construction for diversion.
Keywords: locks, diversion scheme, construction diversion
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
假设水闸为3级建筑物，排涝标准按5年一遇洪水不满溢，设计洪水位为6.26m，挡潮标准按50年一遇洪水标准，设计洪水位为10.32m，设计最大排涝流量为156m3/s。水闸设4孔3.5m×4.0m，闸底高程为2.0m（黄零高程，下同），闸室长度为19.5m，宽16.7m，水闸底板、闸墩、胸墙、交通桥和启闭房的结构由钢筋混凝土构成。闸室和交通桥基础均采用ф1000mm、长12 m的混凝土钻孔灌注桩，闸底板设置封闭的6.0m深旋喷水泥防渗墙防渗，下游消力池长10m、深0.8m，消力池末端设10.0m长护坦和15.0m柔性块石沉排海漫与旧溪道平顺连接。
2场地工程地质条件
水闸场地地形较平坦，地面高程为6.3~6.8m，地貌属平原。地基岩土层为：①素填土：褐色，松散，厚2.9 m；②粉质粘土：褐黄色、可塑，厚1.6～2.4m，微透水; ③淤泥质粉质粘土：深灰色，流塑，微透水，厚1.0～4.55m;④中砂：黄色，灰色，松散-稍密，厚4.25～7.1m，飽和，强透水，富水性好；⑤淤泥质粘土：灰色，流塑，微透水，厚2.55～5.5m; ⑥粘土：浅黄色、可塑，微透水，厚0.3～0.7m，⑦卵石层：灰黄色、稍密，颗粒粒径一般为2～7cm，级配较好，含粗砾砂及粘性土，含量约25%～30%，极强透水；⑧残积砂质粘性土：褐黄色、可塑-硬塑，厚>2m。 地下水为孔隙承压水，受潮汐影响比较大，水质差。中砂为可液化土，淤泥质粘土为可震陷土。地基主要土层物理力学性能指标如下表1。
3 导流施工
由于潮汐的大小影响因素较多,卤水漫决影响巨大,故在感潮河口建闸不应降低施工导流建筑的挡潮标准.
采用分期导流围堰建闸,束窄河面宽度,势必使水流集中,流速增大.过大的流速,往往对围堰和堤岸形成威胁.根据国内外规范和文献,建议参考表2控制起动流速.
表2各类土的起动流速(m/s)
河床土质 υ01 河床土质 υ01
淤泥 0.25~0.45 中等砂 0.45~0.60
粉砂 0.25~0.40 粗砂 0.60~0.75
极细砂 0.35~0.45 小砾 0.75~0.90
中砾 0.90~1.10 中粘壤土 0.65~0.90
大砾 1.10~1.30 重粘壤土 0.70~1.00
砂壤土 0.40~0.70 粘土 0.65~1.15
轻粘壤土 0.55~0.80
表中 υ01为水力半径R＝1m时的起动流速.起动流速υ0与R的关系式为
υ0＝υ01R0.2
3.1 导流方案
施工导流采用束窄滩地修建围堰的导流方案，导流标准采用10年一遇洪水标准，堰顶高程为8.00m。受地形条件限制，围堰布置只能紧靠主河道的岸边，且因岸坡地质上部为淤泥质粉质粘土（含水率达50%），下部为中砂，地质条件差，极易造成岸坡坍塌等工程事故，因此在施工中采取了如下措施：首先，选择围堰结构简单，且又比土石围堰、土石混合围堰底宽小、抗冲刷能力大的浆砌石围堰；其次，基础采用梢径ф100mm，长4000mm松木桩加固地基，桩端进入砂层300mm，上部嵌入砌体200mm，间排距为600mm，呈梅花型布置，堰外侧采用红粘土夯的作用。详见图1。
3.2 截流方法,
位置及宽度应根据自然条件认真对待.我国在堵坝技术方面累积了不少成熟的经验.在江苏省导沂工程中的小潮河堵坝是建国后在潮水河中首次用埽工技术堵坝的,经历了数次失败后,才获成功.此后射阳河,新洋港拦河坝的截流戗堤是修筑在软淤土深厚且极易冲刷的潮汐河口处.在总结以往经验的基础上,经周密设计并作模型试验和现场试验,采用了先柴石枕护底,再用"平堵"与"立堵"结合的办法进行合龙,都一次获得了成功.如新洋港截流戗堤的施工程序是先用直径1m,长15~20m,重约12~16t的柴石枕护底,完成后,再用柴土埽捆厢进占,口门缩窄至100m时,抛长25m的柴石枕,同时加高护底,口门缩至50m时,改用长20m的柴石枕合龙,同时上,下游均抛土包及筑土戗闭气断流.
在土质河床上截流,戗堤常因压缩,冲蚀形成较大的沉降或滑移,计算用料与实际用料往往有较大出入,有些资料建议增加20%的备料量,但非定论.
在土质河床,尤其是松软土层上筑戗堤截流,护底工程是否恰当常是成败的关键.根据以往经验,首先,护底工程范围应较宽广,如射阳河,河面宽351m,中泓水深10m,淤深10m,中泓两侧浮淤深5~7m,贯入击数小于2,原计划护底宽180m,中泓护底长90m,两侧长70m,筑坝开始即遇到坝体撕断,塌陷,滑移,河底淤泥壅高等现象.改用柴土埽后,仍有将24根生根大缆撕断的险象出现,南坝头先后塌陷计7次,下陷13m,北坝头塌陷计6次.经将柴石枕护底南北各加宽30m,中泓护底加厚一层,进展始较顺利.
其次,护底工程要排列严密,事前应经实验找出抛投料物在不同流速,水深情况下移动距离的规律；抛投前测定流速,水位,使料物准确到位,并进行水下检查,填补遗漏处.
再者,应保证抛投的料物在浮重状态和动,静水作用下的稳定性能.如射阳河截流坝曾预作试验,在柴石枕浮重4.68kN/m3 情况下,枕与河底淤泥的开始滑动的平均摩擦系数为0.539,枕与枕之间开始滑动的平均摩擦系数为0.808；按平衡方程式计算,第一层护底的允许最大流速为7.37m/s,第二层以上枕的允许最大流速为9.04m/s；在合龙时最大水位差为2.73m,相应的流速为7.4m/s,小于9.04m/s,证明护底柴石枕不会滑移.
对龙口水力特征值的观测次数应随龙口的缩减而增加,并有专人负责,紧要关头要时刻掌握水情变化.戗土应随进占段的伸展依次进行,合龙后全力加强戗土,免受渗流破坏,通称"闭气".单流向河道的堰体宜先加前戗,双向水头的堰体前后戗都应加强,视水头差不同,有所侧重.在加戗,加高至堰身稳定后,始可有计划地降低堰内水位.堰后平(戗)台宜在排水后层层压实,以增强防渗效果.
4 结语
水闸在基坑开挖时采用浆砌石围堰喷射混凝土防渗墙和钻孔灌注桩相结合综合措施，给水闸基坑开挖提供安全、无积水的施工条件,既保护近邻建筑物不受影响，也保证了开挖边坡的稳定。采用桩基础既解决了地基土的液化和震陷问题，又可解决水闸与公路桥间的差异沉降问题，效果良好。
参考文献：
[1] 水利部水利水电规划设计总院.水闸设计规范SL265－2001[M].北京:中国水利电力出版社,2004.
[2] 丛蔼森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利电力出版社,2001.
[3] 中国建筑科学研究院.建筑基坑支护技术规程[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4] 中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范JGJ94—94[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。