1、1兴隆水利枢纽船闸工程下游引航道围堰外开挖施工方法摘要：下游引航道全长约为 1355m，呈弧形与汉江主河道相连，其中围堰内约 160m，围堰挤占部位约 50m，围堰外约 1145m。主要地质情况由粘土层、粉细砂层及淤泥层组成，航道左侧为粉细砂吹填袋隔流堤。本文主要通过兴隆水利枢纽工程下游引航道开挖施工实例，为今后类似工程施工提供宝贵的施工经验。 关键词：兴隆水利枢纽下游引航道施工方法 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1、工程概况 下游引航道布置于船闸主体下游侧，全长约为 1355m，呈弧形与汉江主河道相连，其中围堰内约 160m，围堰挤占部位约 50m，围堰外约1145m。
2、下游引航道左侧围堰外布置有隔流堤，长约 850m，隔流堤由粉细砂及粉细砂充填袋在河床上填筑而成，航道右侧为滩地开挖，开挖坡度为1:3，滩地及隔流堤顶部设计高程为 EL38.0m，同时在隔流堤及右侧开挖边坡上设有马道，马道开挖高程为 EL31.5m，航道底部开挖高程为EL26.5m 及 EL23.85m。航道右侧马道以上边坡采用 15cm 厚现浇混凝土支护，马道以下边坡采用 15cm 厚模袋混凝土支护，左侧隔流堤马道以下为215cm 厚模袋混凝土支护，马道以上及其外侧边坡为雷诺护垫支护，隔流堤基础外侧为抛石护岸。下游引航道典型开挖支护断面见附 图 1、2。 附图 1、2 下游引航道典型开挖支护断
3、面 2、地质情况 施工前为确定最佳的施工方案在开下游引航道外侧布设地质勘探孔，确定开挖方法及临时支护措施，兴隆船闸工程下游引航道典型地质情况见附图 3。 附图 3 兴隆船闸工程下游引航道典型地质柱状图 3、开挖施工 根据汉江水位及现场实际情况下游引航道开挖按照高程布置、开挖区域共分三种施工方法，分别为机挖、吹填及水下船挖。 开挖施工前在沿江位置预留出挡水土埂，挡水土埂顶宽 8m，按 1：2坡度开挖。 3.1 机挖施工方法 按照现场实际施工情况，为保证挖填平衡，下游引航道 EL34m 以上采用铲运机及推土机进行开挖，开挖料直接填筑于右岸 8m 碾压区。 （1）主要施工程序 表皮清理铲运机铲土开挖
4、及回填碾压 3（2）施工方法 首先采用推土机对航道开挖区域及 8m 碾压区回填基础面进行表皮清理，然后采用铲运机直接在开挖区域内取土并运至回填区域回填碾压。 3.2 吹填施工 （1）弃渣场处理 在选定的弃渣场周边布设挡水围堰，挡水围堰高度以保证泥浆不外流即可，并根据现场实际情况布置排水通道，保证泥浆沉淀后积水的有效排放。 （2）施工方法 吹填施工前在开挖区域至其渣场间布设 320 的排浆管道，并在管道上布设 160KW 增压泵，视开挖区至其渣场长度来确定增压泵数量，每台 160KW 增压泵可控距离为 1000m，兴隆下游引航道吹填时只布设了一台增压泵。 每条排浆管线可带动 5 条支线即满足 5
5、 台泥浆泵同时施工，泥浆泵选型为 22KW，支管为 100 的胶皮管将泥浆泵与排浆管连接。每台泥浆泵配置 2 把高压水枪，高压水枪采用 15KW 水泵供水。每台泥浆泵每天可完成 500m3 吹填任务。 吹填施工时将泥浆泵布置在开挖区最低处，采用高压水枪对开挖料进行冲刷形成泥浆然后经泥浆泵输送到排浆管道内再经增压泵增压排放到弃渣场。具体开挖工艺见附图 4。 4附图 4 吹填开挖工艺示意图 3.3 水下船挖 下游引航道口门区处于汉江河道内，因无法采用水枪吹填的方案，故施工方案选择为绞吸船水下开挖，具体开挖方法如下： 3.3.1 排浆管架设 排浆管架设分为陆地管线架设和水上管线架设两种。 (1) 陆
6、地管线架设 1) 陆地管线由单节长 5 米，直径 320mm 的钢管和不同角度的弯头及部分胶管组成，采用法兰加胶垫圈连接，螺栓加固采用空压机带动的风动板手进行加固，以保证管线连接密封，确保管线不发生漏浆。 2) 排泥管口伸入堆场内一定距离，避免泥浆回流对渣场围堰的冲刷。(2) 水上管线组装方法 水上管线组装采用浮筒架设钢管和胶管相隔连接结构。钢管规格为3 米320mm，胶管规格为 1.5 米320mm。一端与施工船排泥管连接，另一端与岸上管连，全部采用法兰连接。 3.3.2 挖泥船定位及抛锚 当挖泥船由拖轮拖至施工区域后，利用 DGPS 定位，并用锚艇顶推船头和船尾，逐渐调整船位基本到达设定位
7、置，船停后，放下一个定位桩，5并在船首抛设两个边锚，并逐步将船位调整到挖槽中心线上。严禁在船行进落桩。挖泥船的横移地锚应安装牢固。逆流施工时，地锚的超前角一般不宜大于 20，落后角不得大于 10。挖泥船抛锚时，一般应先抛上风锚，后抛下风锚，收锚时，应先收下风锚，后收上风锚。 3.3.3 疏挖方法 (1) 疏挖顺序 疏挖区边线上的第一条和最后一条开挖标准宽度为 24 米，其它按2826 米的开挖标准宽度分条，按“近土远调，远土近调”的原则进行开挖。 (2) 疏挖方法 挖泥船疏挖采用横挖法，即以左定位桩为主桩，作为横移摆动中心，利用左右缆交替收放，摆动挖泥。主桩前移的轨迹始终保持在挖槽中心线上，使
8、绞刀的平面轨迹始终保持在设计开挖线内前移，避免重挖和漏挖现象。 各疏挖分区分条、分层开挖，挖泥船单条标准宽度为 2826 米，相邻的开挖分条重叠不小于 2 米，以免漏挖。根据各区疏挖泥层厚分层疏挖，每层厚度约 0.4 米，最大不超过 0.5 米。开挖好的分区由技术人员按区域编号、施工时间、施工班组和质检情况作好详细施工记录，并在平面图上作好标记。 边坡采取台阶开挖方式进行施工，台阶设计的原则是：上欠下超，超欠平衡。开挖后的边坡台阶土体在自重和动水的作用下，自然坍塌后形成的边坡可满足设计要求。各分层设计开挖边线技术参数由施工测量6技术人员计算确定，挖泥船操作员按提供的数据进行开挖挖泥船工作面的移
9、位由拖轮完成，锚艇配合，挖泥船抛锚由锚艇完成，锚艇和挖泥船加油时，由油罐车运至 60T 油驳，再通过油驳完成。 4、特殊情况处理 在进行靠近口门区 Xz=-1245Xz=-1597.5 段吹填开挖施工时，当开挖至坡底设计高程 EL23.8m 后，由于内外水位差的影响，高程 EL30m 左右至坡底（EL23.85m）间边坡出现管涌、垮塌现象，边坡无法按设计要求成坡，流沙现象十分严重，无法进行脚槽开挖及边坡的理坡，造成模袋砼边坡支护施工无法进行。 按该段开挖出现的情况推断，下游引航道围堰外至口门区段两侧剩余边坡开挖也将会出现类似情况（该段隔流堤右侧底板开挖已出现该问题） 。 针对以上情况，项目部提
10、出了以下处理方案： （1）底部脚槽加固方案 先挖脚槽填 50cm 厚砼或块石，先进行底部加固，再进行底部边坡的局部开挖。此方案理论上可行，但缺点是 EL31.5 的马道距脚槽底部超过8m 高度，加上坡度为 1:3，不是很缓，脚槽很难挖除，而且抽水量较大。另外，工期很难保证，成本也大大增加。 （2）钢桩或木桩方案 即在边坡上打 1 排或 2 排钢桩或木桩，固定边坡，进行下游引航道基础开挖。因模袋砼整体性施工的特点，造成钢桩或木桩不能循环使用，所以，采用该方案成本太大，另外，当打桩点距离马道较远时，反铲打7桩较困难。 （3）设计边坡放缓及脚槽抬高方案 在目前的低水位施工条件下，依据现场实际揭露的地
11、质情况，现有的边坡很难保证边坡稳定，建议将边坡放缓，脚槽抬高至 EL25.25 或EL26，将边坡放缓至 1：4 或 1:4.5 或更缓的边坡，这样既减少开挖量，又保证边坡的相对稳定，利于边坡的成型。具体断面形式见附图 5。 附图 5 边坡放缓示意图 （4）采用水下开挖的方案 开挖方法与口门区开挖方法相同，采用绞吸船进行水下开挖，需等下游引航道靠船墩灌注桩及墩身混凝土施工完成后，才能安排施工，不仅工期很难保证，而且由于剩余工程量较少的原因，费用也大大增加，同时挖到 EL23.85 后，最低水深近 10m，下一步的模袋混凝土施工难度很大。 最后经业主、设计、监理及施工单位共同讨论，经设计论证，确定采用航道底板抬高方案，并对马道以下支护型式进行了调整，在原有模袋混凝土上增设 1m 厚抛石，以保证后期航道运行期间，根据汉江水位情况如需将航道底板再次降低，可保证边坡抛石滑动下来后自动支护边坡。5、结束语 兴隆水利枢纽船闸工程下游引航道围堰外开挖综合的运用了软基基8础条件各种开挖技术，通过在软基开挖条件下出现问题的解决，为今后类似工程提供了借鉴。 作者简介：邓立南，男，1979 年 10 月 18 日生，工程师。中国水利水电第六工程局二分局副局长，从事水利水电施工工作。单位地址：辽宁省丹东市振兴区桃源街 13 号水电六局二分局。邮编：118003。
