【摘要】大型管道穿越河涌采用围堰施工，优点在于施工设备较为简单，施工中不确定因素较少，施工工期有保证。本文简述了围堰施工各项施工工序的具体做法和注意事项，以及管涌现象的应对措施。
【关键词】围堰, 管涌, 施工技术
【 Abstract 】 As large pipeline crossing river flood cofferdam construction, the benefit is that the construction equipment simple, and construction of uncertainty less, construction period is guaranteed. This paper describes the construction process of the cofferdam construction practice and attention, and the phenomenon of the piping measures.
【 Key Words 】 cofferdam, piping, construction technology
中图分类号： TU473.5 文献标识码：A 文章编号：
前言
西江引水工程两条DN3600管线两次穿过西南涌，分别是A段管段在东西二线新沙大桥南侧，B段管段在珠二环大桥东南侧穿越西南涌。西南涌在枯水期间的水深为0.6~2.5米，且该河段的流速比较缓慢。按水利部门的要求，不可断流且必须在一个枯水期内（当年10月至次年3月）完成。因此，本工程在枯水期间采用分期围堰施工的方法，水下部分管道采用围堰开槽法，分二期先后进行围堰施工和铺设管道。
由于场地移交推迟，工期只有4个月。工期紧，工程量大，必须合理地安排各种工序、做好各种安全的施工防护措施。
1 工程前期准备
1.1 水文地质资料调查勘探及复核。
施工单位进驻现场后，应及时结合现场实际情况对设计提供的水文、地质资料进行复核，并进行必要的补充。
1.2 制定合理的围堰施工流程。
一期施工流程：测量放线→修建副堤→破堤→一期围堰至高程2.00米→打钢板桩→继续堆砌围堰至3.00米→ 迎水面防渗土工膜→围堰内抽水 →施工便道→ 管槽支护及管道安装→工作面挡土和止水→分层回填及拆除内支撑→ 管沟顶回填→ 恢复堤岸→拆除围堰.
二期施工流程：增加了河涌导流的步骤，其他与一期相同。
2 施工技术要求
2.1 测量放线。
根椐控制网放出导流和围堰控制线，按图纸要求现场放样。通过放样确定围堰范围，占地面积，每一工序完成后应立即复测，及格后方可进入下一工序。
2.2 大堤施工
大堤施工顺序是：修建临时副堤―>开挖大堤4米高―>施工水泥搅拌桩―>水泥搅拌桩无侧限抗压强度大于1.0Mpa―>开挖至坑底―>浇筑箱涵及管道安装―>混凝土达到设计强度―>回填土方至堤顶―>防渗灌浆―>堤顶堤面恢复。
2.2.1 修建临时副堤
破堤施工前，应清除场地范围内地表草皮，树根、清挖杂填土及土表浮泥，采用6%水泥石屑稳定层20cm铺设临时副堤。
2.2.2 破堤及开挖基坑
采用挖掘机拆除堤坝顶部6%水泥石屑稳定层，炮机破除堤坝坡面混凝土，及时清除表面混凝土渣，随后进行水泥搅拌桩地基处理，待地基处理完毕，再用挖掘机按图开挖至坑底。
2.2.3 地基处理
工程采用水泥搅拌桩桩处理，桩径500mm，桩长进入持力层0.5米，施工时采用四次搅拌四次喷浆，成桩28天后，进行单桩载荷试验和复合地基载荷试验。
2.2.4浇筑箱涵及管道安装
全箱分为三次浇筑，第一次浇筑底板，第二次壁板施工至-1.50处，进行管道安装，管道安装后，壁板强度达到100%后箱涵外回填至标高-2.50，拆除水平支撑，最后施工箱涵上部。
2.2.5 恢复堤岸
破堤处的修复回填材料采用粘土，渗透系数小于1.0E-6cm/s,，回填土与堤基土接触面平整，采用最优含水量下碾压回填。回填完成后，按图示范围内对大堤进行压密灌浆，注浆检验在注浆结束28天后，大堤的坡面和堤顶按原状修复。
2.3 河涌导流
施工期间，导流方案设计必须结合施工期通航和枢纽总体布置一并研究。西南涌航道等级为Ⅶ级，航道设计最小通航水位为0.6米，工程施工导流洪水量标准按枯水期流量设计，西南水闸施工期间不放流，故不参与施工洪水计算，据调查，西南闸全关时，西南涌A断面枯水期最大流量为23 m3 /s，B断面枯水期最大流量为16 m3 /s。
2.4 钢板桩施工围堰
本工程采用Ⅳ型钢板桩，注意事项：施打过程中，严禁扰动已埋管道，在安装的管道上面堆砌土袋并在迎水面做好防渗土工膜。
2.5 施工抛石挤淤换填
钢板桩围堰后，准备好粒径300~500mm片石，并实测好地面的高程。采用挖掘机挖除表面淤泥，挤淤采用人工抛填，人工抛填时注意大小搭配石材选用不易风化的硬质岩，片石挤淤厚800mm，达到原地面标高后，再在片石上堆砌围堰。
2.6 围堰堆砌
2.6.1 围堰前先清除堰底的杂物、树根等。堰脚设30cm×30cm的排水沟，每30m设一个30cm×30cm×40cm的集水井，及时用水泵抽水，保持施工期间围堰内不积水。
2.6.2 采用袋装围堰，用麻袋或草袋装松散的粘性土，在挤淤片石上砌筑。堆码土袋时，每层铺设完后用粘土填缝，再进行下一层草袋铺设。
2.6.3 围堰要求：应防水严密，尽量减少渗漏，以减轻排水工作。施工围堰的设置不得影响河道行洪安全，并应与后侧堤围连接形成临时堤围，且其设防标准不应低于现有堤围的设防标准。
2.7 迎水面防渗土工膜
2.7.1 在围堰的迎水面上进行铺膜，防渗土工膜规格为250g/m2,厚度不小于0.8mm。铺设时，自涌底开始，依次向上整平铺设，上游侧织物应搭接在下游侧织物上或采用专用设备缝制，避免土工膜打皱，已辅土工膜上的破孔应及时粘补，粘贴膜大小应超出破孔边缘10cm～20cm，土工膜铺完后应及时铺保护层，
2.7.2 铺设完成后及时用反压土袋保护，围堰底部用宽5米，高0.8米的土袋反压，围堰顶部用宽1米的土袋反压。
2.8. 围堰内抽水清淤。将铺设好粘土围堰，迎水面铺设土工防渗膜后，抽水组将堰内的流水抽入围堰外的河涌。抽完水后，进行清淤。
2.9. 施工便道。施工便道：抛填片石挤淤，铺设40型双向土工格栅和6%水泥石屑稳定层200厚，并在顶部采用机械碾压。
2.10. 管槽支护及管道安装
2.10.1 土方开挖前必须等到水泥搅拌桩止水帷幕和高压旋喷桩达到设计强度；
2.10.2 施打钢板桩时，保证钢板桩的止水性能。
2.10.3 土方开挖严格遵循分层开挖、先撑后挖的原则进行。待土方开挖到设计标高后，及时浇捣垫层，安装好管道，在前后管道段的接口焊接完成后，方可拆除管内米字支架，一期围堰管道采用混凝土包管。沟槽回填到拔除钢板桩时，对桩孔回填混凝土，确保二期管道施工时不出现浮管。
2.11. 管沟回填土并拆除围堰。逐步拆除沟槽支撑，根据设计要求进行回填。施工结束，立即拆除围堰拔除钢板桩。
3 施工监测
钢板桩围堰挡水期间，定期对围堰位移进行观测，并做好监测记录。
4 安全度汛措施
在防汛期间，应做好以下工作： 首先要积极与三防办、气象站、水文站等有关部门联系，了解当地防汛工作的总体布署和安排。 建立的工地抗洪抢险队。结合实际评估可能发生险情和抢护时采取的措施，确定要准备的防汛器材及数量。
5 管涌现象的应对
2010年春节前后，春雨绵绵，西南涌的河水突然上升，流速加快，在B段管段在珠二环大桥二期围堰的施工基坑处，突然出现了管涌现象。
围堰示意图
纵段面示意图
5.1 现场情况：枯水期的河水水位，由标高0.5米上升到2.0米（二期围堰基坑底部标高为-9.0米）。河水在导流渠右侧形成一个巨型漩涡，穿越一期围堰（一期围堰的DN3600的管道已经安装完成，并已经进行全包封砼）向二期围堰方向涌水，造成二期围堰内的施工基坑内充满水，最高水位与河水水位相差不到0.5米。
5.2 原因分析： B段一期灌注桩桩间有空隙，搅拌桩与灌注桩间有距离，没有形成整体，拆卸一期搅拌桩、灌注桩以转换二期围堰后，板下底向砂层后形成管涌，导流渠中的水流随灌注桩间的空隙向下渗透，从而造成透水。
5.3 应对措施：
5.3.1 方案：采用前堵后排方案，并以前堵为主，在外江查明漩涡点，以棉絮、土包、土工织物等材料堵住进水点，基坑内采用抽水强排方式，必要时，在基坑内的出逸点设置反滤重台。
5.3.2 实施：在实施过程中，基坑内外，水位下降不明显，现场决定，增加用推土机沿一期灌注桩一侧填土，修建一条低于河水水位的临时堤坝，并将围堰顶部加宽后，水位下降明显。在二期围堰基坑水位下降至管道顶部时，马上浇筑水下砼，对透水点附近20米长的管道进行包封。包封后，马上对此处进行回填土，加高围堰顶，管涌现象基本排除。
5.3.3 后续处理：对已安装的管道的焊缝进行检测，合格后，马上进行新管的焊接及基坑的回填工作。在管道安装完成后，对管道的过河部分进行灌水，防止浮管。
6结语
通过本工程，我们可以看出大型管道穿越河流采用围堰施工工艺，科学合理安排施工工序，工期有保证，能及时发现不确定因素，可以采取有效的措施快速处理，以保证工程的顺利进行。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。