中铁十二局集团 张金龙 李彦朴
一、前言
我公司承建的宁常高速公路NC-WJ4 标段路基工程共有近57万填缺方，由于江苏省常州地区土源紧缺，设计中采用从我国第六大淡水湖（滆湖）取土。所有填缺均将从滆湖借用，因此，我标路基工程能否顺利实施，基本上依赖于滆湖围堰工程，故而滆湖取土坑围堰工程是影响我标段路基施工的重中之重，也是实现合同工期的关键。经测算，我标段取土坑围堰总长近2.1Km，使用时间在12个月以上，其中肯定要渡汛，甚至不止一次。
我国建筑工程在太湖取土以后，滆湖取土是第二次湖中取土，而我公司又是首次进行湖中取土施工路基。因此，围堰施工须从以下几个方面考虑；1、围堰设计能承受的风险度；2、围堰施工的具体实施；3、可能影响水质的变化，对生物圈的破坏；4、围堰怎样度汛，制定防洪预案；5、围堰的拆除，且要保持湖底平整。目前，我部施工的围堰已安全的度过2005年6月份“麦沙”台风的冲击，现正正常的投入使用中，我们对此施工技术进行了总结。
二、湖区水文、地质条件
湖水水位受季节影响较大，汛期水位高、流量大，冬季水位低、流量小，枯水季节水浅。经调查，滆湖年最高洪水位出现在6月25日~7月15日之间，即出现在黄梅季节，300年重现期最高洪水位为4.28m，100年重现期最高水位为4.13m，10年重现期最高水位为3.3m。正常年份1~5月年平均高水位为1.624m，8~9月年平均高水位为2.424m，10月年平均高水位为2.124m，11~12月年平均高水位为1.524m。
滆湖是古太湖长期演化，不断变化缩小而成，湖面形态如一茄形，湖盆呈一浅水碟形，湖底十分平坦，湖心和近岸处高差为50cm左右，湖底一般高程为0.2~0.5m，平均水深为0.9 m。淤泥覆盖厚度0.8~1.2m，地质钻孔揭示孔深0~4.0m，为1-2层软亚粘土，软塑~流塑或为1-3层淤泥质土，流塑高压缩性。
三、围堰设计
根据施工进度计划，湖中取土围堰工程使用期在2005年6月到2006年7月。按该围堰的安全对工期、投资及人身安全所造成的影响，将围堰工程等级定为Ⅴ级。考虑到如果围堰一旦出事，将对整个的工期、投资及施工人员和机械造成重大影响，所以按有关规范要求，将围堰工程等级定为Ⅳ级。
1、围堰防洪标准、围堰顶高程
围堰顶高程为设计洪水位+浪高+安全高度； 按水利水电工程等级划分及洪水标准查得：
设计洪水位重现期Ⅳ级为：10~20年，洪水位标高▽3.3m Ⅴ级为：5~10年，取10年洪水位标高▽3.3m 安全高度：Ⅳ、Ⅴ级均为0.5m
浪高根据官厅水库经验公式，设计风速按多年平均最大风速，取13m/s； 考虑到湖中渔网的削减作用，吹程取1.5Km，经计算海浪高为0.6m。 围堰顶高程=3.3+0.6+0.5=4.4m
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2、围堰类型选择：
堰体选择的原则是必须安全可靠，满足稳定、防渗、抗冲要求，且结构简单、施工方便、适应防讯抢险易于拆除的同时兼顾经济合理。从现有设计图上得知，湖底顶标高大致为0.4m，淤泥厚大致为1.0m，清淤后的湖底标高应为-0.6m左右，堰身高度=4.4-（-0.6m）=5.0m左右。根据公路工程桥涵施工规范实施手册有关内容，结合本围堰工程所处水流流速较小的条件，主体围堰拟选择土围堰，围堰顶高程先筑至4.0m，视当年的汛情，看是否有必要加高到4.4m。
主体围堰选择土围堰，堰顶标高4.0m，堰顶宽度4.0m，外侧迎水坡1：2.5，内侧坡1：2。为防止汛期风浪冲刷带走泥砂，则在迎水坡面设置土工布或彩条塑料布防护坡面。用长3.5m毛竹桩在迎水坡水平面垂直打入泥土中水面以上1.3m，间距按0.6m布置，纵向用毛竹连接固定，用高1.5m的竹片宽2m的土工布固定在毛竹桩上。在坝体内埋1.5m长的竹桩作地锚，用8#铁丝与毛竹桩对拉固定，后在竹片土工布内填土高出水面1m。围堰坝体断面和风浪防护措施见下图。
4.00m 11.28m2围 堰 坝 体 断 面 图风浪保护措施示意图
四、围堰的施工
围堰设计方案经过审查，并向有关方面办理施工的相关手续后，即可进行围堰施工。围堰施工工艺叙述如下：
1、按围堰平面位置及断面尺寸，在湖中实地精确测量放样，放出围堰的坡脚线。
2、在坡脚线外侧10m处，用水上挖泥船水中取土、水中填筑堰身，至高出施工水面0.5m将围堰合
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拢。
3、待堰身静置数日后，用15台大功率水泵分三阶段抽取围堰中的水，第一阶段，将围堰中的水抽取至水位下降0.8m左右后停止抽水，停抽时间不小于5d，抽水过程及停抽期间要不时检查、观察围堰，如有异常情况及时进行局部加固加强；第二阶段，重复第一阶段；第三阶段，将围堰中的水全部抽干，并将围堰顶面稍稍整平完成围堰一期工程。
4、围堰内水抽干后，再静置数日，将湖底晾干，用挖掘机在内坡脚外20m处取土分层填筑，分层用履带车或轻型压路机压实，并按设计坡比修整。为防止风浪洗刷和防渗，在迎水坡面设置无纺土工布或彩条塑料布。
5、在围堰内侧沿堰身方向修建一条宽度不小于3.5m的应急车行便道。 围堰平面坐标图
3504985.8534472.63504992.8535080.8滆 湖 取 土 场3504800.8534469.63504761.5534721.83504762.0535135.83504595.2534711.4取土场总面积为330亩，周长为2068米。3504572.7535138.4滆 湖 取 土 场 平 面 位 置 图 五、围堰使用期间的管理
为了确保围堰使用的安全，我们建立健全管理的长效机制：
1、成立围堰管理（领导）小组，下设巡逻、维护、材料作业组。负责围堰日常巡查和维护工作，在日常管理安全技术交底的基础上，书面明确相关责任。
2、建立相关的管理制度：巡查值班制度、风雨夜巡查制度、日常维护制度、异常情况汇报制度，并加强与当时气象防汛的联络，及时获取汛情信息。
3、做好巡视记录、交接班记录、维护记录。
4、管理机构人员内部配置通讯设备，保证24小时通讯畅通。
六、防汛安全检验
从围堰的使用时间可知，它将不可避免地遭遇汛期，甚至不止一次。所以安全渡汛就成了围堰工程的重头戏。
1、丢掉幻想立足抗洪渡汛，要有如临深渊、如履薄冰的忧虑意识，切实做好抗洪救灾的思想准备、人员组织准备、物资准备等一切准备工作。
2、成立抗洪救灾领导小组，组长由项目经理担任、副组长由分管安全的副经理担任、各相关部室主管为组员，并设专职安全员、巡视员，统管围堰安全防务工作。该小组在汛期到来之前开展工作。
3、进行安全防务教育，统一思想和认识，切实做好一切准备工作，防患于未燃。
4、成立抗洪救灾突击队，选择思想觉悟高，组织纪律性强，能吃苦耐劳，听从指挥的人组建抗洪
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救灾突击队，并配备足够专职人员负责日常巡查管理工作。
5、建立各项管理制度，如领导值班制度、巡查制度、交接班制度、异常情况汇报制度、抗洪抢险物资管理制度，并做到严格执行，定期检查执行情况。
6、分段包干，明确责任，拉网排查，不漏疑点。 7、巡堤注意要点
堰堤一般常见的险情有：冒砂、冒水、浪坑、陷坑、裂缝、滑塌、管涌等，发现上述险情要及时报告。
1）巡检要做到“六查”即围堰顶、迎水面、背水面、堤脚、护坡道平台、相互查过责任段至少15m。 2）巡查要坚持：昼夜查。尤其是风雨天和夜间要增加巡查密度与力度，要按交接班制度，并做好记录。
3）巡查时要注意“五时”，即吃饭时、换班时、黎明时、黑夜时、刮风下雨时都应不间断；“五到”即眼到、耳到、手到、脚到、工具到；“三清”即险情查清、信号记清、报告说清；“三快”即发现快、报告快、处理快。
8、制定抢险应急预案 （1）渗水抢险
防护要点：背水导渗、迎水截渗
险情：围堰的背水堤坡脚附近土层，出现潮湿或发软或有渗水渗处，不及时抢护，可能导致集中渗水，脱坡、管涌等险情，抢治办法：
１）开沟导渗：从渗水的最高点到堤脚外，开挖若干条与堰身垂直的沟(或有一定角度)，一般沟宽0.3~0.5m，沟深0.5~1.0m，沟距在10m左右，按反滤要求随挖随填，防止沟壁坎塌。沟顶铺织袋、草袋等，上压块石，砂袋，并顺堰脚挖一道顺水沟，使渗水集中到沟内排出。
２）反滤导渗：在围堰土质较差，断面较小、也可采用大面积反滤导渗。即将渗水表面杂物清除，分层填铺渗料(如砂、碎石或土工织物)，上压石料或砂袋。
３）临时筑扎：在渗水围堰断的迎水面，沿顺临水坡面填筑粘性土袋。顶宽按渗水情况而定。 （2）脱坡抢险
防护要点：固脚阻滑，猾坡减载
脱坡是严重的险情，特征是堰顶、堰坡发生裂缝，随土体下滑，裂缝发展，抢治办法： １）固脚阻滑：及时在坡脚堆砌块石或砂袋，稳固堰坡。
２）滤水还坡：按现场情况将脱坡顶部陡坎消缓、清除表面杂物，做好导渗层，在坡脚堆放块石或砂包固脚，然后回填中、粗砂还坡，还可以采取临河筑占，以便加大原堰身断面。
（3）管涌抢险
防护要点：反滤导渗，蓄水反压
管涌即翻砂鼓水，多见于背水堤脚或附近洼地，坑塘理冒水、冒砂成砂杯状，可成单个或数个。如不及时排除，可将堰底砂层掏空，导致堰身骤然下挫。抢治办法：
１）反滤导渗：可直接按反滤要求，分层铺设反滤层，上压块石或砂袋。
２）反滤围井：管涌严重时，则清除杂物，挖去软泥，周围用土袋做成围井。井壁与地面严密接触，井内按反滤要求回填，围井高度以能使冒水不狭带泥砂为宜。井口安排水管将渗出清水流走。
３）蓄水反压：单临背水头差较小，可在涌水口用土袋修筑大面积围井，蓄水反压。或在背水坡面筑成月堤按反滤要求回填。月堤高度以阻止涌水带砂围宜。
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（4）漏洞抢险
抢护要点：前堵为主，后导为铺
在讯期高水位下，大堤背水坡或堤脚附近出现横贯堰身或基础的漏水孔洞，如不及时抢险，将迅速恶化，造成溃决。抢治办法：
１）软帘盖堵：单孔洞较大或有多处孔洞时，可用蓬布或土工步软帘盖堵。软帘大小用孔洞范围而定。软帘上边以铁丝或绳索系于堤顶的木桩上，下边坠以重物，利于软帘沉贴边坡盖洞。
２）软帘堵塞：当漏洞较小，周围土质较好，可以绳结成楔行网兜，网兜内填麦秸、稻草或棉被棉衣制成软楔，抛粘土或土袋闭气。
（5）跌窝抢险
防护要点：分析原因，还土夯实
１）向跌窝内填土，分层夯实，直至填满跌窝。所用土料，如跌窝在临水坡或堰顶，则用透水性小于堰身的土料，如在背水坡，宜用透水性大于原堰身的土料。
２）填塞封堵：跌窝如在临水坡水下，需用袋装粘土直接在水下填实，必要时再抛投粘土，进行封堵和帮宽。
３）填筑滤料：跌窝发生在背水坡，可先将陷坑内松土或软土清除，然后用粗砂填实，然后再铺设反滤层导渗。
（6）裂缝抢险
抢护要点：隔断水源，开挖回填
裂缝可能实平行于堰身的纵缝，也可能实垂直于堰身的横缝。后者易形成渗水通道，险情较重，应及时抢治。抢治办法：
１）如是横缝在裂缝段临水面前戳，沿缝开挖沟槽，并与裂缝垂直方向每隔3~5m坑挖沟槽为2.5m长左右，然后按要求回填。若裂缝的背水坡已有漏水，还应做好反滤导渗。
２）若是纵缝应先分析原因，若是由滑坡、坍塌而引起，则采取相应措施。一般可遮盖缝口，以防雨水侵入。
（7）坎塌崩岸抢险
抢护要点：护脚固基，缓溜防冲
堰身临水被洪水水流冲塌或返水时堰身失去水体支撑，再加上反向渗透压力，出现崩岸，如抢修步及时，则会决堰造成重大伤害，抢治方法：
１）护脚固基：在堰顶或船上，沿坍塌部位抛投块石、树桩或铁丝(竹)石笼。先谈从坍塌严重部位抛护，向两边顺延，抛至稳定坡度为止。
２）沉柳缓溜防冲：使用枝多叶茂的柳树头。以铁丝或麻绳将砂袋栓在树杈上，船从下游驶向上游，由低到高依次抛沉，如一排不能掩护掏刷范围，可二、三排，树头依次排列，前后树梢紧密相连，缓溜防冲。
（8）风浪抢险 抢护要点：消浪防冲
高水位时，风大浪高，堰身迎水面受风浪冲击，连续掏刷侵蚀堰身，严重时有决口危险。防治办法： １）织物防浪：使用土工布，蓬布、彩条布等织物，铺放在堰坡上，铺设时，上沿高出洪水1．0m，织物四周用砂袋重物压牢，并加强观察，以防被冲走。
２）挂柳防浪：将柳树头向下放入水中，相互紧靠，树用铅丝或麻绳栓在堰身的木桩上。
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３）挂枕防浪：用苇料、秸料或柳树等，扎成捆，将捆的两端用绳系于堰身木桩上，推置水中消浪、防浪。
（9）决口抢险：
堰身发生险情，抢护不及时或方法不得当，就会导致决口，对决口须及时封堵，抢治办法： １）平堵：沿口门选定堵口堤坝线，利用船舶平抛物料，如散石、混凝土块、柳石枕、铁丝笼、竹笼等，从河底开始逐层填高直至高出水面，以堵截水流。
２）立堵：从堰体决口的两端做好裹头同时抛投堵料，视当时水深和流速而定。如流速不大，可直接填土进堵；如流速较大，可用打桩、抛枕、抛笼等进堵，最后集中抛投合拢。
３）钢木土石组合堵口：由裹头两端进行，打置若干排０.８~1.2m的钢管脚手管桩，以管扣水平纵横向连接成框架，顶上铺搭竹木为工作桥。然后在钢管脚手架间打设木桩，回填砂石料袋。龙口流速大时，可加密框架，设置斜撑以致稳定。
（10）抢险物资的储备和车辆的调运。 1）抢险物资的储备
根据上述抢险预案和管区围堰的规模，备足编织袋、铁丝、块石、粘土、木桩、彩条塑料布等。 2）抗洪物资的管理
适量的抗洪物资不能移作它用，必须建立台帐，按规定的制度发放和及时补充。对于与工程共用的材料，要做好详细的调查，掌握这些材料的存放数量、地点及动态，并和供货商建立及时的供货渠道，以保证急时之需。
3）运输保障
根据汛情的需要提前做好堰顶简易砂石路面和转弯处的堰身加宽，制定好单行的行车路线，以保证抗洪物资的迅捷到达和行驶安全。提前做好抗洪运输车辆的调度工作，适时掌握拟定车辆的动态，建立24小时通讯制度。以保证在30分钟内赶到现场，抢运物资。
七、围堰的拆除
1、首先制定围堰拆除方案报批。 拆除方案需遵循两大原则： 1）拆除方案的安全性和可行性
2）拆除方案应通过环境保护评估，尽量不污染水质，以免破坏滆湖的生态环境。 2、拆除方案的实施
待拆除方案批准后，组织实施。在方案的实施过程中，仍应注意施工安全，严格按安全操作规程作业。
3、拆除过程中的检查
围堰拆除之时，便是工程临近竣工之日，容易产生人心浮动，思想麻痹，是安全事故的高发期。在整个拆除过程中，除了要有一个坚强的领导核心统一指挥外，应特别注重检查。工地安全员要全程跟踪，发现事故苗头及时处理，确保安全。围堰拆除后报请滆湖管理委员会检查确认。
八、总结
我国建筑工程在太湖取土以后，滆湖取土是第二次湖中取土，而我公司又是首次进行湖中取土施工路基。这次围湖取土，尤其是在滆湖围堰安全防范方面取得了一定的经验。同时也为我公司以后在水中围堰施工中积累了经验。通过2005年6月份“麦沙”台风的冲击，围堰安全渡汛，验证了此次围湖取土技术是成功的。
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