内河码头工程土石围堰施工技术

摘要：土石围堰具有技术简单、经济节省的优点。本文介绍了湘江某码头在水流速度快、水深较深、河床基底较差的情况下如何快速、安全、高效的施工土石围堰，以及保障围堰稳定性应急处理措施，对同类工程具有一定的借鉴意义。

关键词 内河码头 土石围堰 施工技术

1 前言

土石围堰一般适用于水深小于3米、水流速小于1.5m/s、基地淤泥浅的河道。湘江某码头工程临近防洪堤岸建设，位于高低排水渠渠口冲刷处，有一定的淤泥堆积层，淤泥层厚度约3m，且库区放水时沿岸处水流流速约2m/s，工程岸线范围内水深较深，平均水深超5m，水深最深处达13m。依据设计图纸及现场地质水文条件，结合工程造价，本工程采用筑岛围堰形成桩基干地施工条件，为码头平台下部桩基和梁系提供作业面。如何安全可靠的在此种外界条件下施工土石围堰并保障围堰的稳定性，是本工程能否顺利实施的前提。本文阐述了土石围堰实际施工过程中所采取的基底处理、堰体防冲刷施工技术，并提出了保障围堰稳定性的应急处置措施。

2 工程概况

本码头工程为在湘江沿岸新建4个2000吨级（水工结构兼顾5000吨级）泊位，其中散货泊位3个、通用泊位1个，占用岸线长度450m，设计年吞吐量390万吨。依据设计图纸，结合现场地质水文条件，本工程采用筑岛围堰形成干地施工条件，围堰设置位置为码头水工结构向江侧外延5m，围堰长度450m，为码头平台下部桩基和梁系提供作业面。

3 施工技术要点

3.1 施工段落划分与施工顺序

本工程根据地形地貌特点，围堰施工空间上分为两个施工段，4#泊位围堰和1#-3#泊位围堰；整体填筑顺序按照从上游到下游进行施工，从岸侧往江侧推进。由于4#泊位处水深较浅，围堰距离老河堤仅2m-3m，原河堤牢固稳定，且有大量土方可以利用，可以快速完成该泊位围堰施工，形成挡水段，为下游1#-3#泊位围堰施工提供一定的保护作用，施工时优先完成4#泊位围堰施工。

土石围堰采用汽运填筑法施工，按照横断面全宽、纵向分段进行分层填筑，第一次回填至水面以上50cm，后续每层厚度控制在40cm～50cm，每回填一层采用20t振动压路机振动碾压密实一层。施工顺序为由河岸侧向湘江侧，自上游的4#泊位向下游1#-3#按顺序逐步填筑，填筑料堆放在露出水面的堰体上后，由推土机从河岸边开始逐渐向河中间推挤，顺坡推送至水中。

3.2 工艺流程

围堰施工工艺流程为：基底处理→筑土压实→抛石护脚→土石袋安装→稳定性监测→围堰加固。

3.3 基底处理

（1）围堰回填前先清除干净河岸堤地表软弱层及杂物，在碾压前检测土体含水量，如含水量过大，应将地表土翻松晾晒，至含水量合适后再平整压实；

（2）当存在坚硬土或旧堰基时，表层土应翻松，然后填覆新土并压实；

（3）当堰基为砂性土、杂填土时，应在堰基中间挖槽，再回填黏性土，以防止河水渗入开挖基槽内，以实现干地开挖保证堰体的安全；

（4）当堰基内发现有暗沟时，应采取措施堵塞；

（5）为防止或减少填土时坡脚的土体流失，在围堰边线位置，投放双层土石袋，土石袋尺寸采用0.9m×0.9m×0.9m，袋内装卵石、碎石或粗砂，投放装袋量为袋容量的三分之一至二分之一，袋口用铁丝绑扎并进行平整；投放土袋时不宜采用抛投，应用履带吊吊至设计位置定点投放，将土石袋挤入河床淤泥中。

（6）根据前期勘查，1#-3#围堰堰体大部分位于水中，深入江面约20m，平均水深超5m，原有岸坡位于水中，存在一定厚度淤泥层，施工过程中采取了软体沉排挤淤施工工艺对基底进行处理。工艺具体为在围堰回填施工前，在岸坡淤泥层位置投放土工格栅，使筑填土料与堰基淤泥产生隔绝，防止筑填土料与淤泥结合产生液化，随堰体回填高度增加，堰体通过自身的重力，即可将堰基淤泥挤出，从而保证围堰的稳定。

3.4 回填土检测

根据图纸及地勘资料计算，土石围堰筑岛需回填土石方约3.9万方，本工程码头区域开挖方量约为1.98万方，其中土石围堰可利用土方约9000方，需外借土方约3万方土。借土位置位于后方业主指定取土场，回填前先对土进行取样试验，经检测改处土的天然含水率为19.7%，最大干密度1.79g/cm3，渗透系数小于1.2x10-6cm/s。

3.5 筑土压实

围堰填筑采用汽运填筑法，采取横断面全宽、纵向分段进行分层填筑，以50m为一个断面，按照从上游4#泊位往下游1#-3#泊位的顺序依次填筑。

本工程属于水中筑岛围堰，堰体大部分位于水中，无法做到传统的分层填筑，土方填筑分两阶段进行，首次填筑先填至水面以上50cm位置，填筑时严禁直接将土倾倒至水中，而应将土堆倒在已出水面的围堰上，然后采用推土机自河床的浅水侧逐步向深水方向推进，堰外侧边坡按1：2控制，堰内形成整体平台与围堰顶标高平齐。首层填筑完成后用20t振动压路机碾压密实，碾压时应注意观察土体顶面不得低于河水面。压实作业完成后按照30cm～50cm厚度进行分层填筑，每回填一层，压实一层，围堰顶标高按高出最高水位1m控制，回填后与后方作业平台形成整体，增强围堰稳定性。

为保证填筑压实度符合要求，施工前进行试验段施工，确定堰体填筑的松铺厚度、压实遍数等参数。施工时按照确定的松铺厚度，在地面位置设置标尺杆进行厚度控制，保证每层填筑按松铺厚度一次填筑到位，根据运输车运载能力及松铺厚度进行计算，划定卸土网格，并安排专人指挥卸车。填筑时应注意控制堆载速率，以确保地基稳定。碾压前，对填土层的松铺厚度、平整度进行检查，符合要求后，方可进行碾压。碾压时按“先轻后重、先静后振、先低后高、先慢后快、轮迹重叠”原则施工。基底处理填土压实作业采用20t振动压路机。先静压，后振动碾压，碾压时直线段由两边向中间进退式碾压，曲线地段先内侧后外侧，横向接头重叠0.5m，前后相邻两区段重叠1.0～1.5m，每幅碾压宽度搭接不小于1/3，压路机的碾压行驶速度不得超过4km/h，做到无漏压、无死角，确保碾压均匀，碾压完成。

为保证围堰的质量和稳定性，将上游4#泊位堰堤设置成弧形，抵抗河水的压力，保障下游围堰施工质量。围堰回填完成且沉降稳定后，在桩基施工平台位置回填50cm厚硬质材料，以保障堰体顶部在雨水天气或桩基施工作业过程中的稳固性和完整性。

3.6 抛石护脚施工

为保证围堰稳定，围堰堰体每填筑一段应及时进行抛石压脚，抛石护脚施工回填块石采用5～30kg块石，块石的饱水抗压强度不小于30Mpa。不得采用遇水易软化的石料，块石的重度不小于26.5kN/m³，块石不成片状、无严重风化和裂纹，填筑高度按100cm控制。

抛石护脚施工按上游向下游的顺序施工，在水深较浅处，围堰填筑出水面50cm时，采用在挖掘机开至围堰边缘处均匀分选抛投石块，水深较深、填筑坡比大，堰体延申至水体较远时，采用水上抛石，施工前先对水底情况进行探查后，采用定位船进行定位，抛石船顺流停靠，抛填时先做试抛，得到抛填提前量值后，可分段开始流水作业，完成一段后进行水下测量，对抛填断面不合格处进行补抛，确保抛石护脚质量。

3.7 土石袋安装

由于本区域位于库区，开闸放水时水流速度快，因此，围堰堰体填筑完成后应及时采取措施对围堰进行防护，防止水流直接冲刷堰体，确保堰体结构稳定。水面以下部分土石袋采用0.9m×0.9m×0.9m尺寸，在填装时土每袋装土饱满度控制在袋容量的1/3～1/2，各袋装料量应大致相当，填装后扎紧系牢袋口，先将平板驳定位至护脚抛石的上方后，运用吊钩缓缓将土石袋送入水下按照从上游向下游，自河床底向堰顶处贴合堰体堆叠至出水面。出水面后采用PP材质0.4m*0.8m尺寸护坡生态袋，装填量按袋容量75%-80%均匀，按照不低于15cm厚度人工分层错缝垒筑，垒筑时整齐排放，压实接缝，抵抗水流对堰体得冲刷。

3.8 稳定性监测

围堰每填筑完成一段都需及时布置沉降位移观测点进行沉降位移观测，观测点布置在围堰顶临江面离堰边1m范围内不易被破坏处，每隔50m布置一个观测点，按照前一个月每三天观测一次，一个月后每周观测一次进行观测，趋于稳定后一个月观测一次。在进行沉降位移观测的同时，日常对堰体顶面临水侧巡查，观察是否出现裂缝，结合观测数据进行综合判断，经过一段时间的观测，本工程围堰安全稳定，故无需实施应急处理措施。

3.9 应急处置措施

针对下游的1#、2#泊位的围堰水位比较深（最深处超13m）、深入江面距离比较远（最远处超23m）的特点，当围堰回填完成后，如发现围堰有较大位移及沉降等失稳现象，可在围堰平台位置设置临时钢板桩进行加固处理，钢板桩采用拉森Ⅳ型钢板桩，桩底应深入圆砾层两米，保障堰体稳定性。

4 结语

本工程在土石围堰施工过程中，充分利用了周边土资源，减少了大型船机设备的使用，严格控制了基底处理、筑土压实、抛石护脚、土石袋安装等各道工序施工质量，并辅以定期施工监测，不仅使围堰施工较原计划提前了二十天完成，更是在节能减排、经济节省方面取得不错的效益。在码头桩基施工过程中，土石围堰的沉降量小、稳定性好，未出现渗漏缺口等情况，为码头钻孔灌注桩施工提供了良好的工作平台。对于水位相对稳定、水流流速较快的类似工程施工具有一定的借鉴意义。

参考文献

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